浦東機場新建能源中心冷熱源系統選型經濟性分析

王保光

1.上海機場（集團）有限公司建設開發公司

2.上海機場建設指揮部

0 引言

浦東綜合交通樞紐是上海重要的戰略性節點、國際航運中心的重要支撐、國鐵和城際線的重要錨固點，匯集區域發展和城市交通各類要素，綜合交通樞紐片區的規劃發展對提升浦東機場國際航空樞紐功能、增強對長三角地區的輻射、完善市域綜合交通體系、優化浦東地區空間功能布局具有重要的意義［1］。浦東機場總體規劃局部調整（2019 版）已取得國家民航局批復，預計2030年旅客量1.3 億人次、貨郵量590 萬t、飛機起降架次80.5 萬架次。以T3航站樓為核心規劃建設T3航站區（見圖1）、飛行區、貨運區、市政配套、旅客捷運系統等［2］。

圖1 擬新建T3航站區地理位置示意圖

為匹配浦東機場航站區旅客量的增長，需新建能源保障設施以滿足T3 航站樓后續運營和發展的需求。

1 浦東機場能源中心現狀

目前浦東機場有3 個能源中心，地理位置分布見圖2。

圖2 浦東機場目前能源中心地理位置示意圖

#1能源中心主要服務于T1航站樓及其配套用房、賓館、辦公用房等,#2能源中心主要服務于T2航站樓以及交通中心,#3 能源中心主要服務于S1/S2衛星廳。3 個能源中心采用的冷熱源系統、負荷情況見表1［3-4］。

表1 浦東機場能源中心冷熱源系統及負荷現狀

隨著以新建T3 航站樓為核心的浦東國際機場工程建設的推進，對現有的能源利用效率、節能、環保及冷熱源形式進行研究后發現，既有的3 個能源中心在容量、管線、路由及輸送合理性方面都無法滿足新建航站區的供冷、供熱需求，因此需新建能源中心。本文從初投資、維保費、能源成本和碳交易等方面對比分析了新建能源中心冷熱源系統的選型，為冷熱源系統方案設計提供參考。新建能源中心地理位置見圖3。

圖3 擬新建能源中心地理位置示意圖

2 T3航站區供能范圍分析

根據2019 版浦東機場總體規劃局部調整，以T3航站樓為核心的T3航站區工程主要包括國際航站樓、國內航站樓、樓前高架、交通中心、旅客過夜用房、停車庫等。

由于T3 航站樓子項較多，功能復雜，因此新建能源中心的供能范圍以航站樓、交通中心的主體建筑為主，再與開發主體的進度、建設周期等匹配，從而確定合適的供能范圍，見表2。

表2 供能需求分析表

由表2 可知，較為合理的供能范圍為T3 航站樓、北交通中心和南交通中心。

經對國內外機場旅客過夜用房冷熱源分析，國際化酒店偏向能源中心輔以備用冷熱源供能方式或設置獨立的冷熱源。近年來，國內大型國際機場新建旅客過夜用房標準較高，采用獨立冷熱源方式較多，詳見表3。

表3 國內機場旅客過夜用房冷、熱源案例表

綜合國內經驗、發展趨勢及國際化酒店管理的招商，建議采用獨立冷熱源方式。

3 供能負荷預測

根據供能范圍及T3 航站樓年旅客量5 000 萬人次，冷、熱負荷預測見表4。

表4 新建能源中心功能復合預測表

4 冷熱源對比方案

方案對比初判原則為：①負荷特性需適應航站樓客觀存在的日波動和季節波動特性；②冷熱源系統應管理便捷、運營成本節省；③經濟可行性不僅需考慮初始投資，也應兼顧后續的運行維護費用；④應滿足綠色三星建筑及更高的節能要求；⑤應考慮峰谷電價和燃氣價格，選擇經濟適用型方案。基于上述原則，通過初判，本文提出了三種冷熱源解決方案，詳見表5。

表5 冷熱源初方案

方案3可具體深化為方案3-1和方案3-2兩個子方案：方案3-1設6臺2 000 kW的內燃機及配套設備，分別對接至外圍配套新建的3 座35 kV 變電站；方案3-2 設9 臺2 000 kW 內燃機及配套設備，分別對接至外圍配套新建的3座35 kV變電站。

5 冷熱源系統方案經濟性分析

1)初投資

各方案投資差異主要存在于兩大方面，一是冷熱源設備投資差異，二是系統不同導致對機房需求不同而引起的土建投資差異。

各方案土建機房需求及其初投資差異見表6。

表6 土建機房需求及初投資

2)年運行費用

年運行費用主要由能源成本、維保成本、碳排放交易費三部分組成，詳見表7～10。

表7 能源成本

表8 維保成本

表9 全年運行碳排放

表10 碳排放交易費來抵扣運行成本

綜合上述三方面因素，各方案年運行成本匯總情況見表11。

表11 各方案年運行成本

3)各方案經濟分析匯總

根據《上海市天然氣分布式供能系統發展專項扶持辦法》（滬發改規范〔2020〕14號），可對投產后合理運行的天然氣分布式供能系統進行一次性補貼［5］。

綜合上述初投資、年運行費用、政策補貼，各方案技術經濟性對比見表12。

表12 各方案技術經濟性對比分析表

6 結論及建議

根據適宜性、經濟性、技術性等綜合比較和分析，三種冷熱源方案對比結果匯總見表13。

表13 各方案對比匯總表

經與后續運行單位的溝通，考慮到經濟性、運維管理等方面的要求，本文建議采用方案2 為新建能源中心冷熱源方案。