浦东机场新建能源中心冷热源系统选型经济性分析

王保光

1.上海机场（集团）有限公司建设开发公司

2.上海机场建设指挥部

0 引言

浦东综合交通枢纽是上海重要的战略性节点、国际航运中心的重要支撑、国铁和城际线的重要锚固点，汇集区域发展和城市交通各类要素，综合交通枢纽片区的规划发展对提升浦东机场国际航空枢纽功能、增强对长三角地区的辐射、完善市域综合交通体系、优化浦东地区空间功能布局具有重要的意义［1］。浦东机场总体规划局部调整（2019 版）已取得国家民航局批复，预计2030年旅客量1.3 亿人次、货邮量590 万t、飞机起降架次80.5 万架次。以T3航站楼为核心规划建设T3航站区（见图1）、飞行区、货运区、市政配套、旅客捷运系统等［2］。

图1 拟新建T3航站区地理位置示意图

为匹配浦东机场航站区旅客量的增长，需新建能源保障设施以满足T3 航站楼后续运营和发展的需求。

1 浦东机场能源中心现状

目前浦东机场有3 个能源中心，地理位置分布见图2。

图2 浦东机场目前能源中心地理位置示意图

#1能源中心主要服务于T1航站楼及其配套用房、宾馆、办公用房等,#2能源中心主要服务于T2航站楼以及交通中心,#3 能源中心主要服务于S1/S2卫星厅。3 个能源中心采用的冷热源系统、负荷情况见表1［3-4］。

表1 浦东机场能源中心冷热源系统及负荷现状

随着以新建T3 航站楼为核心的浦东国际机场工程建设的推进，对现有的能源利用效率、节能、环保及冷热源形式进行研究后发现，既有的3 个能源中心在容量、管线、路由及输送合理性方面都无法满足新建航站区的供冷、供热需求，因此需新建能源中心。本文从初投资、维保费、能源成本和碳交易等方面对比分析了新建能源中心冷热源系统的选型，为冷热源系统方案设计提供参考。新建能源中心地理位置见图3。

图3 拟新建能源中心地理位置示意图

2 T3航站区供能范围分析

根据2019 版浦东机场总体规划局部调整，以T3航站楼为核心的T3航站区工程主要包括国际航站楼、国内航站楼、楼前高架、交通中心、旅客过夜用房、停车库等。

由于T3 航站楼子项较多，功能复杂，因此新建能源中心的供能范围以航站楼、交通中心的主体建筑为主，再与开发主体的进度、建设周期等匹配，从而确定合适的供能范围，见表2。

表2 供能需求分析表

由表2 可知，较为合理的供能范围为T3 航站楼、北交通中心和南交通中心。

经对国内外机场旅客过夜用房冷热源分析，国际化酒店偏向能源中心辅以备用冷热源供能方式或设置独立的冷热源。近年来，国内大型国际机场新建旅客过夜用房标准较高，采用独立冷热源方式较多，详见表3。

表3 国内机场旅客过夜用房冷、热源案例表

综合国内经验、发展趋势及国际化酒店管理的招商，建议采用独立冷热源方式。

3 供能负荷预测

根据供能范围及T3 航站楼年旅客量5 000 万人次，冷、热负荷预测见表4。

表4 新建能源中心功能复合预测表

4 冷热源对比方案

方案对比初判原则为：①负荷特性需适应航站楼客观存在的日波动和季节波动特性；②冷热源系统应管理便捷、运营成本节省；③经济可行性不仅需考虑初始投资，也应兼顾后续的运行维护费用；④应满足绿色三星建筑及更高的节能要求；⑤应考虑峰谷电价和燃气价格，选择经济适用型方案。基于上述原则，通过初判，本文提出了三种冷热源解决方案，详见表5。

表5 冷热源初方案

方案3可具体深化为方案3-1和方案3-2两个子方案：方案3-1设6台2 000 kW的内燃机及配套设备，分别对接至外围配套新建的3 座35 kV 变电站；方案3-2 设9 台2 000 kW 内燃机及配套设备，分别对接至外围配套新建的3座35 kV变电站。

5 冷热源系统方案经济性分析

1)初投资

各方案投资差异主要存在于两大方面，一是冷热源设备投资差异，二是系统不同导致对机房需求不同而引起的土建投资差异。

各方案土建机房需求及其初投资差异见表6。

表6 土建机房需求及初投资

2)年运行费用

年运行费用主要由能源成本、维保成本、碳排放交易费三部分组成，详见表7～10。

表7 能源成本

表8 维保成本

表9 全年运行碳排放

表10 碳排放交易费来抵扣运行成本

综合上述三方面因素，各方案年运行成本汇总情况见表11。

表11 各方案年运行成本

3)各方案经济分析汇总

根据《上海市天然气分布式供能系统发展专项扶持办法》（沪发改规范〔2020〕14号），可对投产后合理运行的天然气分布式供能系统进行一次性补贴［5］。

综合上述初投资、年运行费用、政策补贴，各方案技术经济性对比见表12。

表12 各方案技术经济性对比分析表

6 结论及建议

根据适宜性、经济性、技术性等综合比较和分析，三种冷热源方案对比结果汇总见表13。

表13 各方案对比汇总表

经与后续运行单位的沟通，考虑到经济性、运维管理等方面的要求，本文建议采用方案2 为新建能源中心冷热源方案。