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宁波市制冷能效提升路线图研究 宁波国际投资咨询有限公司2020年7月 I 摘要在全人类共同应对全球气候变化的大背景下，世界各国纷纷制定能源转型战略，提出更高的能效目标，出台更积极的低碳政策。对中国而言，节能是我国实现可持续发展的必要手段，而减少温室气体排放也是我国义不容辞的紧迫任务。尽管我国已全面发起能源生产和消费革命战略，但在事关国民经济发展诸多部门和行业的制冷领域，目前仍缺少战略性的专项行动。为全面提升制冷产品和系统的能效，减少温室气体排放，国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、生态环境部、住房城乡建设部、 市场监管总局、国管局于2019年6月13日联合印发实施绿色高效制冷行动方案，以此来贯彻落实2019年政府工作报告和国务院“十三五”节能减排综合工作方案等文件要求，加快生态文明建设，促进绿色消费，推动高质量发展，积极参与全球环境治理。作为绿色高效制冷行动方案在地方层面的重要支撑，以城市为研究对象开展用能高效、环境友好的制冷行动十分必要和迫切。宁波市在制冷用冷领域拥有巨大的节能减排潜力，同时又具备良好的经济基础、优越的投资环境、健全的政策保障体系和完善的金融支持体系，因此在实施城市制冷能效提升行动上具备诸多优势。本文以宁波为试点，通过研究应用先进的技术、创新的商业模式 及融资手段来实现城市制冷用冷的高效、低碳、环保，探索城市制冷能效提升路线图。关键词：制冷，能效，商业模式，绿色金融，路线图 II 目录摘要.I目录.II第1章绪论.11.1.研究背景.11.2.研究意义.31.3.研究方法.41.4.项目活动.4 第2章现状综述.132.1.城市概况.132.2.气候特征.132.3.经济发展.152.4.能源消费.182.5.制冷能效提升前景.21第3章工业制冷用冷.253.1. LNG冷能利用.253.2.余热制冷.32 3.3.冷热电三联供.373.4.空气分离.43第4章冷链物流.484.1.背景. 48 III 4.2.国内相关情况.494.3.现状. 534.4.市场需求.564.5.示范工程.68第5章公共建筑.705.1.背景. 705.2.国内相关情况.705.3.现状. 725.4.行动计划.77 5.5.市场需求.795.6.示范工程.87第6章其他专业领域.906.1.地铁环控系统.906.2.未来社区.926.3.绿色消费.946.4.制冷剂减排.97第7章商业与金融创新.1007.1.背景. 100 7.2.现有基础.1007.3.主要问题.1057.4.模式创新.1087.5.市场化平台创建. 111 IV 第8章工作方案.1238.1.路线图.1238.2.工作框架.1258.3.重点支撑机构.1258.4.政策保障.1328.5.相关专项行动.135 1 第1章绪论1.1.研究背景能源的高效、低碳利用已成为全球大趋势。当今世界，化石能源的大量使用，带来了能源危机、生态环境破坏和全球气候变化等一系列问题。主动破解困局、加快能源转型发展已经成为世界各国的自觉行动。在人类共同应对全球气候变化的大背景下，世界各国纷纷制定能源转型战略，提出更高的能效目标，制定更积极的低碳政策，推动可再生能源发展，加大温室气体减排力度。节能是我国实现可持续发展的必要手段。目前，我国的能源消费 总量已跃居世界第一，人均能源消费量也已超过世界平均水平。从能源结构上看，我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤炭为主要能源的国家之一。根据全球能源发展趋势判断，未来燃煤消费比例会逐步降低；我国国内石油、天然气等资源赋存有限，提高油、气消费比例会进一步增加对外依存度，进而影响国家能源安全；同时，我国的核电、水电、太阳能、风能等新能源目前占比仍然较低，短期内难以填补经济发展带来的能源缺口。因此，眼下我国必须依靠节能手段，提高能源的使用效率，在不增加或少增加能源消耗总量的前提下，实现国民经济和社会的可持续发展。减少温室气体排放是我国义不容辞的紧迫任务。2014年11月的 中美气候变化联合声明中，我国明确碳排放力争在2030年之前达峰。2015年11月的巴黎气候大会上，我国政府又进一步明确了中国积极减少碳排放和削减其他温室气体排放的具体行动纲领。2016年10月，为进一步降低HFCs的全球生产和消费，在卢旺达首都基加利召开的蒙特利尔议定书缔约国大会上，全体缔约国达成了基 2 加利修正案，明确了发达国家和发展中国家的具体基线年和HFCs削减时间表。根据基加利修正案，包括中国在内的100多个发展中国家将从2024年起冻结HFCs的生产和消费，2029年起开始削减。我国正全面发起能源生产和消费革命战略。国家能源委员会2016年12月发布了能源生产和消费革命战略（2016-2030），围绕能源革命战略目标，选择了13个重点突破领域，通过示范建设和实施重大工程，推动落实各项战略任务。13个重点领域包括：1、全民节能行动；2、能源消费总量和强度控制行动；3、近零碳排放示范行动；4、电力需求侧管理行动；5、煤炭清洁利用行动；6、天然气推广利用行动；7、非化石能源跨越发展行动；8、农村新能源行动；9、 能源互联网推广行动；10、能源关键核心技术及装备突破行动；11、能源供给侧结构性改革行动；12、能源标准完善和升级行动；13、“一带一路”能源合作行动。制冷领域节能减排潜力大，但目前面临诸多困难。能源革命涉及的13个领域相关战略行动的开展，有助于实现国家节能降耗和温室气体控排目标。制冷系统应用于事关国民经济发展的诸多部门和行业，是重要的能源终端用户和温室气体排放源，与上文所述的13个重点领域息息相关，因此制冷领域也将是未来节能减排的重要方向之一。虽然我国在提升工业、商业、建筑制冷的能效以及制冷剂更新换代等方面做了大量工作，但是制冷领域的节能降耗潜力还远没有被深 入挖掘。先进技术缺乏、融资渠道不畅、商业模式陈旧、项目需求分散等问题严重制约了制冷能效的提升。开展区域绿色高效制冷行动十分必要。结合巴黎协定的中国国家自主贡献目标、2030年能源革命战略目标和基加利修正案的进度目标，为全面提升制冷产品和系统的能效，减少温室气体排放， 3 国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、生态环境部、住房城乡建设部、市场监管总局、国管局于2019年6月13日印发实施绿色高效制冷行动方案。以城市为研究对象开展用能高效、环境友好的制冷行动，可作为绿色高效制冷行动方案在地方层面的重要支撑。在宁波市实施城市制冷能效提升行动具有显著的优势。受地理位置、产业结构、经济发展等因素的影响，宁波市工业制冷用冷和冷链物流等重点用冷领域的体量较大，制冷能耗占比较高，制冷领域的能效提升和温室气体减排潜力值得深入挖掘。近年来，宁波市在制冷能效提升方面也作出了诸多积极的探索。在政府的高度支持下，宁波已具备良好的经济基础和完善的金融支持体系，为制冷能效提升行动的 实施创造了良好的外部环境。因此，以宁波为试点，应用先进的技术、创新的商业模式及融资手段来实现城市高效、绿色制冷用冷，探索城市制冷能效提升路线图具有十分显著的优势。1.2.研究意义创新性：以区域为研究对象来开展制冷能效提升行动的案例在国际上缺少先例，目前在国家层面实施制冷能效提升行动的只有中国和印度。以城市为研究对象开展制冷能效提升行动是在国家行动的基础上进行细化和延伸，开展此类研究具有较强的创新性。综合性：本项目研究工作涉及多方面要素的有机整合，旨在通 过宁波市制冷能效提升路线图研究，梳理出一批潜在的建设项目，摸索解决技术、资金、商业模式、政策等问题的方案，形成完善的能效提升路线图，为宁波市政府制定能效提升、温室气体控排方面的决策提供有力的参考依据。实践性：本项目将通过诸多领域的深入调研，在宁波市范围内梳理出一批制冷能效提升相关的建设项目，为国家制冷能效提升行动 4 方案的落地提供有力支撑。可复制性：项目的研究成果可以通过专业平台的传播推广，将经验复制到更为广泛的地区。1.3.研究方法项目的研究工作采用下列方法：（1）文献查阅。通过查阅学术平台资源、权威著作、行业官方新闻等方式，了解制冷领域前沿技术、绿色金融模式、商业模式创新路径以及相关政策标准制定情况等，积累基础文献资料。（2）会议会展交流。通过参加制冷相关的展览会、学术会议， 了解制冷行业的技术进展。（3）专家研讨。以访谈、研讨会等形式，邀请技术、金融、节能服务、政策等方面的专家为报告的整体方向把关，形成研究的创新点与亮点。（4）问卷调查。通过当地相关政府部门、行业协会等渠道对用户开展市场调查，了解用户的现状和实际需求。（5）本地用户拜访。在宁波市范围内对工业制冷、冷链物流、楼宇建筑等领域的重点单位进行走访，进一步了解现状和市场需求。（6）生产商走访。针对市场调查和用户拜访情况，对行业龙头骨干生产企业进行现场走访，了解前沿技术的应用前景。 （7）示范项目考察。对已经投入商业运行的示范项目进行实地考察，全面了解已投运项目的技术先进性、可靠性、经济性、商业模式可行性以及存在的问题。1.4.项目活动自2018年5月以来，项目组为广泛搜集素材，深入了解实际情 5 况，开展了一系列的项目调研活动，具体见表1-1，部分调研活动照片见下文。表1-1主要项目活动列表序号时间地点活动内容活动形式主要参与部门1 2018-05宁波宁波市制冷用冷设施能效状况调查问卷调查、访谈市制冷学会、市物流协会、市水产协会、市旅游局2 2018-06宁波宁波市制冷用冷设施建设项目需求调研问卷调查、访谈市物流协会、市商务委、市旅游局 3 2018-07-09到07-10宁波能源基金会工业节能项目组座谈及调研座谈会、现场访问镇洋化工、宁波港冷链、三江物流4 2018-10-16苏州“研究并制定高效多联机空调(热泵)机组能效标准(第一阶段)”课题启动会研讨会5 2018-12-05到12-07珠海第五届国际制冷空调技术交流会交流会6 2018-12-14北京中国制冷能效项目技术指导委员会和工作组第一次会议研讨会7 2019-01-18宁波中国城市制冷能效提升路线图研究项目启动会研讨会8 2019-03-12宁波宁波市公共建筑节能改 造情况调研座谈会市住建委、市节能监察中心9 2019-03-14宁波宁波市冷链行业现状深入调研访谈市冷链协会10 2019-04-09到04-10上海中国制冷展参观、研讨会11 2019-04-11上海绿色技术银行调研座谈会绿色技术银行冷热电三联供项目现场调研现场访问华电福新能源12 2019-04-19宁波绿色制冷剂推广研讨访谈中宁化集团13 2019-04-28北京中国制冷能效项目技术指导委员会和工作组第二次会议研讨会14 2019-05-07宁波奥克斯集团调研座谈会奥克斯集团15 2019-05-14宁波公共建筑空调系统改造 示范项目建设研讨访谈宁波大学 6 序号时间地点活动内容活动形式主要参与部门16 2019-06-03宁波能源基金会董事会成员及出资方宁波考察现场考察奥克斯集团、招商局物流17 2019-06-20北京2019绿色制冷大会交流会18 2019-07-03宁波探讨天然气分布式冷热电三联供（CCHP）在国内的应用前景电话调研西门子19 2019-09-05宁波通过市场和融资创新发展气候友好型制冷行业项目启动会研讨会亚洲开发银行20 2019-09-05到09-06宁波通过市场和融资创新发展气候友好型制冷行业项目现场考察活动研讨会欧尚超市、余姚联海实业、宁波大学、宁波巨化科技 21 2019-09-24宁波宁波市绿色高效制冷行动方案宣贯会交流会宁波市节能协会、海尔空调22 2019-11-05到11-06济南第五届绿色生产与消费交流会交流会标准化研究院23 2019-11-05到11-06宁波金光百货、小冷库实地调研实地考察宁波电力公司、江森自控24 2020-01-10宁波专家研讨会研讨会宁波市制冷学会等 7 图1-1第五届国际制冷空调技术交流会（珠海） 图1-2中国城市制冷能效提升路线图研究项目启动会 8 图1-3中国制冷展主题分享（上海） 图1-4绿色技术银行调研（上海） 9 图1-5国家会展中心冷热电三联供项目调研（上海） 图1-6中国制冷能效项目技术指导委员会和工作组第二次会议（北京） 10 图1-7 2019绿色制冷大会（北京） 图1-8通过市场和融资创新发展气候友好型制冷行业项目启动会 11 图1-9江东欧尚超市冰蓄冷机组考察图1-10余姚市联海实业有限公司冷链设施考察 图1-11宁大科技服务大楼三星级绿色建筑考察图1-12宁波巨化余热制冷项目考察 12 图1-13小冷库考察 图1-14专家研讨会 13 第2章现状综述2.1.城市概况 图2-1宁波城市风光宁波地处东南沿海，位于中国大陆海岸线中段，长江三角洲南翼，下辖6区2县2市，陆域面积9816平方公里，海域面积8355.8平方公里，2018年常住人口820.2万，是我国首批沿海对外开放城市、计划单列市、副省级市和世界第一大港口宁波-舟山港所在地，是长三角五大区域中心之一、长三角南翼经济中心和浙江省经济中心之一。宁波开埠以来，工商业一直是宁波的一大名片，特别是改革开放以来，宁波经济持续快速发展，显示出巨大的活力和潜力。2.2.气候特征 宁波地处宁绍平原，属亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，冬、夏季长达4个月，春、秋季约2个月，按建筑气候区划标准划分，属于夏热冬冷地区。以平均气温22为夏季、10为冬季、1022为春秋两季的标准划分，一般是3月第六候入春，6月第一 14 候进夏，9月第六候入秋，11月第六候入冬。根据宁波市气象局资料，2018年宁波市全年平均气温17.9，最高月平均气温为8月的28.9，其次为7月的28.7，最低月平均气温为1月的5.5（具体见图2-2）；2018年全市全年降水量1503毫米，其中5-9月降水量较多，合计降水量932毫米，占全年降水量的62%（具体见图2-3）；2018年全年平均相对湿度78.8%，其中12月最高为84.4%，4月最低为72.2%（具体见图2-4）。 图2-2 2018年宁波市月平均气温 图2-3 2018年宁波市月平均降水量 15 图2-4 2018年宁波市月平均相对湿度宁波地区位于长江以南，不属于市政集中供暖区，冬季普遍采用空调等设备分散式取暖。宁波市民的空调使用时间集中在夏季和冬季。根据居民用电习惯，空调产品的夏季制冷负荷远高于冬季供暖负荷。其中6至9月为供冷期，根据图2-2图2-4反映的宁波市气候特征，该时期宁波市的相对湿度和降水量均较高呈现“高温度、高湿度、高降水量”的“三高”特征。12月至次年2月为供暖期，该时期与过渡季节相比，降水量和相对湿度仍然较高。供冷/供暖期的湿度和降水特点决定了宁波区域内对制冷设备的湿度控制具有较高的要求。综上所述，宁波地区整体呈现“以供冷为主，兼顾供热需求，湿 度控制要求高”的用冷特点。2.3.经济发展2018年，宁波市地区生产总值10745.5亿元，跻身万亿GDP城市行列，位居全国第15（不含港澳台），仅用全国0.1%的陆域面积创造了全国1.19%的GDP，按可比价计算，同比增长7.0%。按常住人口计算，全市人均地区生产总值为132603元。全市2018年度GDP总量和人均均位居浙江省第2，仅次于省会杭州，且远高于省内其它城市（详见图2-5和图2-6）。 16 图2-5 2018年浙江省各城市地区生产总值 图2-6 2018年浙江省各城市人均地区生产总值分产业看，2018年宁波市第一产业实现增加值306亿元，增长2.2%；第二产业实现增加值5507.5亿元，增长6.2%；第三产业实现增加值4932亿元，增长8.1%。三次产业之比为2.851.345.9（图2-7）。 17 图2-7 2018年宁波市产业结构第二产业方面，制造业素来是宁波重要的城市名片。目前宁波已形成绿色石化、汽车制造、高端装备、关键基础件（元器件）、新材料、电子信息、时尚纺织服装、智能家电等一批产业集群，拥有9个全国唯一的产业基地称号，以及一大批实力较强的企业。2018年，宁波市制造业百强企业创造了7634亿元产值，占全市规上工业总产值的45.4%；国家制造业单项冠军企业28家，数量位居全国第一。2019年，为推动我市制造业高质量发展，宁波市提出到2025年要培育形成绿色石化、汽车2个世界级的万亿级产业集群，高端装备、新材料、电子信息、软件与新兴服务4个具有国际影响力的五千亿级 产业集群，关键基础件、智能家电、时尚纺织服装、生物医药、文体用品、节能环保6个国内领先的千亿级产业集群，即“246”现代产业集群。第三产业方面，宁波具有发展国际贸易得天独厚的优势。坐拥世界第一大港宁波-舟山港，宁波是首批国家物流枢纽，海陆空交通体系和港航集疏运体系完善。宁波与220多个国家和地区建立了投 18 资贸易关系，是我国第五大开放口岸。2018年，全市货物进出口总额达8576亿元，其中出口5551亿元，占全国份额3.38%；服务贸易进出口额达830亿元，其中出口555亿元，占全国份额3.14%。2019年，宁波立足外贸、港口、产业等条件，制定了“225”外贸双万亿行动方案。到2025年，通过存量扩张和增量突破，实现进出口总额翻一番，达到2万亿元，其中进口、出口分别达到1万亿元；其中，跨境电商、数字贸易、服务贸易、优质商品进口、转口贸易分别达到2000亿元；机电及高新技术产品出口、能源及大宗商品进口分别达到5000亿元。未来宁波将协同推进“246”万千亿级产业集群建设与“225”外贸 双万亿行动，为宁波高质量发展注入强劲动力，为制造强国和贸易强国建设作出更大贡献。2.4.能源消费宁波是我国重要的能源加工和先进制造业基地，因此能源消费体量庞大，且消费结构呈显著的高碳特征，在能源“双控”和温室气体控排的压力下，存在巨大的节能减排需求。2018年，全市一次能源消费合计6914.2万吨标煤，以传统化石能源为主，可再生能源比例较低。其中消耗原煤3683.5万吨，折合2631.1万吨标煤；原油2701.4万吨，折合3859.2万吨标煤；天然气 25.8亿立方米，折合309.7万吨标煤；可再生能源（风能、生物质能、太阳能和水能）114.2万吨标煤，其中清洁能源（包括天然气和可再生能源）2018年消费量为23.9万吨标准煤，占一次能源消费的6.1%。 19 图2-8 2018年全市一次能源消费结构2018年宁波市全社会能源消费总量为4422.9万吨标煤，能源消费主要集中在工业。按产业划分，第一产业68.7万吨标煤，占总量的1.6%；第二产业3302.9万吨标煤，占总量的74.7%（其中工业3251.2万吨标煤，占总量的73.5%）；第三产业686.8万吨标煤，占总量的15.5%；居民生活消费364.5万吨标煤，占总量的8.2%。 图2-9 2018年全市全社会能源消费（按产业）结构2018年我市全社会用电775.28亿千瓦时，按产业划分，第一产业2.84亿千瓦时，占总量的0.4%；第二产业579.28亿千瓦时，占总 20 量的74.7%（其中工业571.73亿千瓦时，占总量的73.7%）；第三产业104.37亿千瓦时，占总量的13.5%；居民生活消费88.79亿千瓦时，占总量的11.5%。 图2-10 2018年全市全社会电力消费（按产业）结构宁波市制冷用冷的电力消费量较大。根据电力部门2017年的相关统计数据测算，宁波市仅工业、商业和公共机构三大领域的制冷用电量合计65.32亿千瓦时，占2017年全社会用电量的9.2%。其中工业领域制冷用电量38.66亿千瓦时，占59.2%，商业领域制冷用电量16.83亿千瓦时，占25.8%，公共机构制冷用电量9.83亿千瓦时，占15%。工业领域中，石化行业是最主要的用冷部门。绿色石化产业既是宁波市重点培育的2个世界级的万亿级产业集群之一，同时也是一个典型的高耗能行业。今后，随着绿色石化产业的高速发展，势必带来 大量包括制冷（或热泵）能耗在内的新增能源消费，制冷能效的提升空间势必日渐增大。商业领域中，冷链物流行业是最主要的用冷部门。凭着宁波-舟山港深水良港的天然优势和“225”外贸双万亿行动的东风，以进口冷 21 链为代表的冷链贸易市场在宁波前景广阔。冷链物流企业的制冷能耗占比高、节能降耗潜力大，企业通过能效提升来实现降本增效的意愿十分迫切。2.5.制冷能效提升前景“十二五”以来，国家对各级政府实施以“全社会能耗总量”和“单位GDP能耗强度”两项指标为主的节能目标考核评价制度。受经济发展水平、产业布局和节能工作潜力的影响，宁波这样以重化工业产业为主的地区能源“双控”目标任务十分艰巨；同时，作为国家第二批低碳城市试点，宁波需要通过不断强化顶层设计、制度保障和机制创新， 持续推进产业低碳化、能源清洁化、生活绿色化、监管高效化，突破资源环境瓶颈，为全市经济社会绿色低碳发展提供有力支持。宁波市在制冷用冷领域拥有巨大的节能减排潜力，同时具备良好的经济基础、优越的投资环境、健全的政策保障体系和完善的金融支持体系，应用先进的技术、创新的商业模式及融资手段来实现城市高效、绿色制冷用冷，打造资源节约型、环境友好型的“绿色宁波”，是缓解能源“双控”压力、创建低碳城市示范样本的有效途径。通过相关系列调研，结合地区实际情况分析，宁波市制冷能效提升主要涉及工业制冷用冷、冷链物流、公共建筑等专业领域，具体见图2-11。 22 图2-11宁波市制冷能效提升主要涉及专业领域（1）工业制冷用冷宁波市工业领域的制冷能效提升主要涉及LNG冷能利用、余热制冷、空分装置以及冷热电三联供。LNG冷能利用：宁波市的LNG冷能资源丰富。中海油浙江LNG接收站落户宁波，多座LNG应急调峰气源站正在规划或建设中，各类LNG点供站星罗棋布，LNG冷能利用潜力可观。余热制冷：在宁波，以石化为代表的重化工企业数量众多，这些企业存在大量制冷需求的同时，又有大量工业余热的资源未被充分利用，通过余热制冷技术可以有效利用余热资源满足企业用冷需求，符 合循环经济理念；与此同时，宁波的热电联产企业体量巨大，通过利用热泵和蓄热装置实现热电协同，提升热电机组灵活性，利用热负荷消纳过剩低谷电力，从而增加可再生能源发电消纳能力。空分装置：宁波市作为国家七大石化产业基地之一，拥有数量众 23 多的配套空分装置。为满足培育绿色石化万亿级产业集群的要求，林德气体、中石化、中海油等工业巨头纷纷在宁波布局新建空分装置。鉴于空分装置巨大的制冷电耗，利用LNG冷能资源等手段实现新建或改造的空分装置高效节能，有助于企业降本增效。冷热电三联供：为满足未来宁波市“246”现代产业集群的发展热力需求，除新增集中供热热源点外，针对不在集中供热范围内，又有稳定用热需求的产业项目，拟考虑以天然气分布式冷、热、电三联供系统予以解决。（2）冷链物流宁波地处东南沿海，依托宁波港深水良港的巨大优势，其得天独 厚的地理位置使得水产加工、食品进出口贸易等冷链物流相关行业十分发达。宁波市冷冻冷藏库规模位居浙江省第一、国内前列。宁波市的冷链物流企业冷链业务的运营成本中，用电成本占30%左右。随着运行年限的增长，冷冻冷藏、冷链运输设施逐渐老化，能效逐渐下降，面临更新换代需求。同时，冷链物流企业还存在信息化、自动化水平不高，管理粗放，专业技术人员匮乏等问题。应用先进的制冷技术和管理手段，能够帮助冷链物流企业降本增效、健康发展。（3）公共建筑根据对宁波市近百家宾馆酒店、商场、超市、医院、学校等部门的公共建筑空调系统的抽样调查发现，大量购置于20-30年前的制冷 设备至今仍在运行。这些设备能效低、温室气体排放量高，节能减排潜力可观。同时，根据宁波市的宾馆酒店等机构的问卷调研反馈情况发现，受制于资金等因素，宾馆酒店制冷系统技改规模普遍较小。2019年7月，宁波市4个部门联合印发了宁波市民用建筑能效提升三年行动计划，其中提到要求各区县（市）人民政府组织实 24 施本地公共建筑的空调系统制冷能效提升，各区县（市）的每年建筑空调节能量不少于50万度电。（4）其他领域地铁环控系统：根据宁波市轨道交通线网规划，2020年线网规划方案由7条线路构成，线路总长约271.6 km，设站189座，8号线等远期规划线路待进一步明确。按300万kWh/km的能耗估算，1至7号线年消耗电力8.15亿kWh，其中50%左右为环控能耗，存在巨大的节能空间。未来社区：浙江省发改委发布的浙江省首批未来社区试点创建项目建议名单公示中，宁波市鄞州区的划船社区和白鹤社区位列其 中。未来社区九大场景中的低碳场景涉及探索集中供冷等先进的模式，并将其融入到能源互联网中。绿色消费：宁波拥有知名的空调生产厂家奥克斯集团有限公司。依托本土知名企业的技术力量，积极探索在市域范围内培养消费者树立良好的节能意识和使用习惯，充分调动消费者采购高效绿色制冷产品的积极性，在这方面宁波具有天然的优势。制冷剂减排：宁波市制冷设施普遍采用传统的氟利昂或氨基制冷剂，而CO 2等新型制冷剂应用较少。从不同类型设施的制冷剂应用情况看，冷链企业的大中型冷冻冷藏库普遍采用氨基制冷剂，存在一定的安全隐患；小型冷冻冷藏库、冷链运输设施、工业制冷机组、中央空调、家用空调普遍采用氟利昂制冷剂，主要为R22、R123、R134a、R410a、R404a等高GWP值的制冷剂。此外，目前宁波市缺少专业机构对制冷剂回收环节进行系统化管理。 25 第3章工业制冷用冷3.1. LNG冷能利用3.1.1.背景液化天然气（LNG）作为天然气的一种便捷储运形式，在天然气贸易中比例日益增大。在将天然气供应给下游用户之前，通常需要利用海水将液态低温（-162左右）的LNG气化至当地燃气管网所要求的温度。LNG的气化过程将释放大量的冷能，1吨LNG气化理论上可释放约0.75GJ冷量，若不能将这部分巨大的冷能进行合理利用，大量的海水将携带这部分冷能进入海洋之中，会造成相应海域冷 污染。采购LNG时，这部分LNG冷能亦是LNG能量的重要组成部分，因此要提高LNG的能源利用效率，获得更好的经济效益，应当充分利用LNG自身携带的高品质冷能。尽管我国的LNG利用技术起步较晚，但作为全球LNG需求增长最快的国家，目前已成为全球最大的LNG消费市场。我国LNG产业自2010年开始进入了快速发展期。“十二五”期间，随着国内投产的燃气轮机电站装机容量迅速增长，天然气的需求亦随之增长，进口LNG的数量逐年递增。根据相关资料预测，到2030年我国天然气表观消费量将达到5500亿Nm 3，占一次能源消费量的1315，对外依存度将达到36左右。大量的LNG进口将带来大量的LNG冷能，发展LNG冷能利用技术，提高其利用面及利用率，具备极为广阔的市场应用空间。3.1.2.国内外发展情况LNG冷能利用应用广泛，包括制液氮、空气分离、轻烃分离、冷能发电、制取干冰、冷库冷藏等。以美国、日本、韩国等为代表的 26 发达国家早已开始在LNG冷能利用方面的研究。日本作为最早开展LNG冷能利用的国家，在LNG冷能发电、空气分离、制取干冰等技术上具有较为成熟的实践经验，澳大利亚、韩国等国家在空气分离项目上最具优势，美国及欧盟等在轻烃分离项目上最具优势。其中，冷能发电项目研究历史已超过30年，在所有LNG冷能利用技术中研究历史最长，应用最成熟。在我国，尽管当前国内大量布局LNG接收站、调峰站、点供站等基础设施，但受技术水平等因素限制，LNG冷能的开发利用严重滞后于LNG基础设施的建设。当前我国LNG接收站的冷能利用项目多为单一利用项目，如空气分离等，部分大型接收站甚至未配套建设 相应的冷能利用项目，而针对调峰站、点供站等领域的冷能利用则几乎处于空白状态。同时，接收站设置的单一冷能利用项目无法实现LNG冷能的梯级利用，因此无法形成完整的冷能利用链，造成冷能资源的大量浪费。3.1.3.技术路线LNG冷能利用通常分为直接利用和间接利用两种。目前，直接利用主要集中于低温发电、空气分离、干冰制造、轻烃分离、超低温冷冻、海水淡化、汽车空调、低温养殖栽培等方面，间接利用方式主要有空气分离之后液态氮、液态氧以及液态氩的低温粉碎、低温生物工程、污水处理等。不同的LNG冷能利用方式各有特点，其优缺点、 对冷能的需求以及适用场景见表3-1。 27 表3-1 LNG冷能利用方式比较序号利用方式优点缺点冷能需求应用场景1空气分离效率高、压缩机尺寸小、能耗低、技术成熟投资多、占地大、工艺流程复杂、设备多，受液氩、液氧产品价格影响大，受接收站外输量的变化影响大高、多且要求工艺平稳与大型LNG站配套建设2冷能发电占地少，技术成熟，易大规模，实现产业链短、易于实施投资多，发电效率较低，受接收站外输量的变化影响高、多且要求工艺平稳与大型LNG站配套建设3低温粉碎实用性强，能耗低设备复杂，占地大中等，要求工艺平稳产业链下游4冷冻冷藏能耗低，占地少，投资省，维护方便占地小，工艺流程简单产业链要求较高，选址易受限中等，要求工艺平稳与下游用户配套5冷能制冰工艺流程简单，技术成熟，能 耗低，占地少，投资低冷能利用率低低适合各类LNG站6干冰生产操作压力低，能耗低，产品纯度高设备多，占地大，产业链要求高较低需要与下游市场相匹配7蓄冷装置便于冷能储放技术要求高，占地较大，增加投资较高/8空调便于低品位冷能利用冷能输送距离较远较低需结合周边用户，适合各类LNG站9低温栽培/养殖便于低品位冷能利用占地大较低/ 28 3.1.4.存在的问题受接收站规模、产业链等因素限制，当前世界范围内的LNG接收站冷能利用率普遍不高，整体利用率在21%左右。LNG冷能利用存在的诸多问题限制了产业的进一步发展，主要问题如下：（1）利用效率低，且形式单一。现阶段LNG冷能的利用范围十分的广泛，并且不少的项目处于规划和建设的过程中。但由于工程实施和运营储备难以做到同步，导致LNG冷能在利用方式上比较单一；同时受技术瓶颈制约，LNG冷能的开发不够充分和全面，利用效率较低。（2）供气技术落后。天然气使用之前需要采用低温泵对压力系 数较低的LNG压力进行提高，并且通过加热和气化技术使天然气进入管网中。LNG的压力高于8MPa的时候，可以将其2/3的冷能转化成压力。现阶段受低水平工艺制约，转化过程中难以对资源进行有效的利用，造成冷能资源浪费。（3）气化需求和冷能需求在时空上不同步。燃气需求负荷与昼夜及季节变化密切相关，造成LNG气化负荷波动，因此燃气需求和冷能需求负荷的变化规律存在差异。LNG站在规划、设计的过程中通常缺乏对冷能需求的考虑，通常未预留相应的场地空间，导致大规模冷能难以利用。3.1.5.宁波地区LNG冷能应用情况 宁波市目前拥有中海油浙江LNG接收站，其中一期（300万吨/年）已投运，二期项目正在建设中，预计于2020年10月投产。经国家能源局认定，浙江LNG接收站产能为700万吨/年。围绕中海油浙江LNG接收站，宁波市临港办提出了LNG项目冷能回收利用示范样本园区总体发展规划，通过对该大型LNG接收站冷能资源的综合 29 利用，打造LNG冷能回收利用示范样本园区。其中，600吨/日冷能空分一期项目已经投运，取得了良好的经济效益和社会效益。紧邻中海油浙江LNG接收站的梅山港保税区于2019年7月24日正式开工建设梅山湾冰雪大世界项目。该项目由宁波冰雪文化旅游发展有限公司投资建设，充分利用了浙江LNG接收站的冷能资源。在终端站方面，浙江博臣能源股份有限公司、宁波绿源天然气电力公司等一批专业服务商在宁波地区大量布局LNG点供站。但由于受前期设计、天然气市场、场地布局等因素的限制，宁波地区点供站的LNG冷能利用几乎处于空白状态，市场潜力巨大。3.1.6.应用前景 未来宁波仍将加大进口LNG接收站基础设施的建设，大力发展LNG产业。随着中海油项目二期的推进，梅山港保税区近零碳排放示范区建设的开展，以及一批专业LNG终端服务商在宁波地区大量布局LNG应急站、点供站，未来宁波市LNG冷能回收利用的发展前景十分可观。位于LNG项目冷能回收利用示范样本园区的中海油二期项目正在稳步推进中，除了空分技术，项目还拟引入丁基橡胶和低温冷处理技术路线，尝试对不同的技术路线进行深入的探索和实践。建设中的梅山港保税区近零碳排放示范区紧邻中海油浙江宁波LNG接收站，具备丰富的LNG资源。园区内设有LNG加气站，港 区内的集卡车大多使用LNG清洁能源；在冷能需求方面，梅山具有发达的冷链产业，国网北仑供电公司看中了梅山的LNG冷能，谋划利用LNG冷能建设大数据中心等项目，基于上述诸多有利条件，梅山港在近零碳排放示范区建设中提出了LNG冷能梯级利用的设想。同时，为积极相应国家发改委、国家能源局印发的关于加快储 30 气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见文件精神，宁波将充分利用港口城市的优势，建立以政府储备和企业商业储备相结合的天然气安全应急储备机制，政府和管道燃气特许经营企业共同投资天然气安全应急储备设施，建设一定规模的应急气源站，其中在中心城区就布局了7个LNG应急气源站，将为宁波带来更多的LNG冷能资源。宁波市中心城区LNG应急气源站建设方案具体如下：表3-2宁波市中心城区LNG应急气源站建设方案序号名称规模应急天数供应范围占地建设期 1俞范LNG应急气源站储存规模：6150m3；小时气化能力：高压：4104Nm3/h中压：2104Nm3/h 2020年应急1.1天；2025年应急1.8天三江片、镇海、鄞州（部分）、海曙（部分）、石化园区、北仑 城区等 合建站，总占地约100亩在建2绿源电厂LNG应急气源站储存规模：6150m3；小时气化能力：高压：4104Nm3/h中压：2104Nm3/h约50亩远期3高新区龙山LNG应急气源站储存规模：6150m3；小时气化能力：高压：410 4Nm3/h中压：2104Nm3/h约60亩远期4长丰热电LNG应急气源站储存规模：6150m3；小时气化能力：高压：4104Nm3/h中压：2104Nm3/h约45亩远期5小港枫林LNG应急气源站储存规模：5200m3；小时气化能力：高压：4104Nm3/h中压：210 4Nm3/h约50亩远期6北仑LNG应急气源站储存规模：6150m3；小时气化能力：高压：4104Nm3/h中压：2104Nm3/h约50亩远期7梅山LNG应急气源站储存规模：4150m3；小时气化能力：中压：2104Nm3/h 2020年应急3天；2025年应急2.2天春晓、滨海创业园、梅山岛等约20亩远期 31 3.1.7.示范工程：中海油浙江LNG接收站冷能利用浙江LNG项目是中海油与浙江省合作的重大能源项目。LNG上岸后，转输之前需要气化，在气化过程中将释放大量冷能。该项目以年进口LNG700万吨来计算，释放出的冷量相当于16.3亿千瓦时的电能。按照一般工业用电0.6元/千瓦时计算，冷能价值约为9.8亿元。如果冷量不加以利用，而采用海水加热气化，这将造成冷能资源的浪费和环境的冷污染，影响周围海域及陆域的生态环境。 图3-1中海油浙江LNG冷能空分项目宁波市临港办在LNG项目冷能回收利用示范样本园区总体发展规划提出了围绕该项目打造LNG项目冷能回收利用示范样本园区。该园区位于北仑白峰的宁波LNG项目南侧，总用地29.1公顷。园区将规划建设4个工业项目：600吨/日冷能空分一期、1000吨/日冷能空分二期、5万吨/年丁基橡胶项目、5万吨/年低温冷处理项目，对液化天然气冷能加以利用，其中一期工程已建成投用，每年可处理 32 300万吨LNG，二期工程（空分二期、丁基橡胶、低温冷处理项目）目前在建设中。根据对一期工程600吨/日冷能空分项目投产后的测算，节能率达到56%，节水率达到99%。根据中环联合（北京）认证中心有限公司对一期项目的温室气体资源减排项目审定报告认定的相关数据，一期工程600吨/日冷能空分项目的年减排量为59423.9tCO2e。2019年，该项目日均生产氮气和氧气均为300吨左右，氩气10吨左右。该项目整体投资近3亿元，2019年利润达4000多万，静态投资回收期约6年，效益相当可观。 3.2.余热制冷3.2.1.背景在中国，以钢铁、化工、水泥、煤炭、电力等为代表的工业企业消耗的能源占全国所有能源消耗的70%以上，这部分工业企业不仅消耗了大量的能源，