蒙古供暖系统的可再生能源解决方案：制定战略性供暖计划

制定战略供暖计划 ©IRENA2023 除非另有说明，否则本出版物中的材料可以自由使用、共享、复制、复制、印刷和/或存储，前提是IRENA作为来源和版权持有人给予适当的确认。本出版物中属于第三方的材料可能受单独的使用条款和限制的约束，在使用此类材料之前，可能需要获得这些第三方的适当许可。 ISBN:978-92-9260-535-3 引文:IRENA（2023年），蒙古供暖系统的可再生能源解决方案：制定战略供暖计划国际可再生能源署，阿布扎比。 关于IRENA 国际可再生能源机构（IRENA）是一个政府间组织，支持各国向可持续能源未来过渡，并作为国际合作的主要平台，卓越中心以及可再生能源政策，技术，资源和金融知识的存储库。IRENA促进广泛采用和可持续利用各种形式的可再生能源，包括生物能源，地热，水电，海洋，太阳能和风能，以追求可持续发展，能源获取，能源安全以及低碳经济增长和繁荣。www.艾丽娜. Acknowledgements 本报告由IRENA在奥尔堡大学的技术支持下开发。从以下蒙古专家那里收到了数据收集方面的投入、反馈和支持: GazorigShagdarsre、Ehtya Yodojamts和Namjiljav Batchl (蒙古能源部)、Batjargal Zamba (蒙古环境和旅游部)、Ehjargal B.（能源管理委员会），Erdeebayar Batbya和Batmed Lvsadorj（乌兰巴托地区供热公司），Ulemj Damira和Byambatsogt Pasha（科技大学蒙古族）和Byambatmr（Khovd）。收到了以下国际专家的进一步投入：Lars Glev（丹麦VEKS），WilliamKwihy Kahg（韩国地区供热公司），Bayarh Chizorigt（GGGI），Dja Hoffma（GIZ）和Yasi Jaja（开发计划署）。 撰稿人：该报告是在GrbzGol（IRENA国家参与和伙伴关系主任）和AmjadAbdlla（IRENA）的总体指导下编写的。它由杰克·基鲁贾和钟耶普·李(IRENA)、米歇尔·拉米雷斯(前IRENA)、斯特芬·尼尔森、戴安娜·莫雷诺、弗雷德里克·达尔·尼尔森和哈姆扎·阿比德(奥尔堡大学)和埃尔巴·阿加贾夫(顾问)撰写。IRENA的同事SimoBemarraze，FraciscoBosell，AbbieDea，JileiFeg，RicardoGorii，HaahGito，PalKomor，PalaNardoe，PabloRalo和WarihAjiPamgas也提供了宝贵的投入。该报告由JstiFrech-Broos编辑；布局和设计由GledoB提供。 该报告是在全球地热联盟的框架内制定的，该联盟是一个多方利益相关者平台，旨在加强对话，合作和协调行动，以促进地热能的部署。 IRENA感谢挪威政府在制作本出版物时提供的支持。有关更多信息或提供反馈：此报告可从以下网址下载： 免责声明 该出版物和本文的材料“按原样”提供。IRENA已采取所有合理的预防措施来验证本出版物中材料的可靠性。但是，IRENA及其任何官员，代理商，数据或其他第三方内容提供商均不提供任何形式的明示或暗示的保证，他们对使用本文的出版物或材料的任何后果不承担任何责任或义务。 此处包含的信息不一定代表IRENA所有成员的观点。提及特定公司或某些项目或产品并不意味着它们被IRENA认可或推荐，而不是未提及的类似性质的其他项目或产品。本文所采用的名称和材料的呈现并不意味着IRENA表达了任何关于任何地区，国家，领土，城市或地区或其当局的法律地位，或关于边界或边 Contents Introduction1 1.11.21.31.4 战略供暖计划范围和方法论2 2.12.22.3 热量需求和可再生能源303 3.13.23.33.43.53.63.73.83.93.103.113.12 案例研究524 4.1案例研究1 -乌兰巴托524.2案例研究2-将太阳能集成到Khovd63的区域供热供应中4.3案例研究3-Tsetserleg市的地热68 技术和监管障碍，以及拟议的建议705 5.1实施挑战715.2潜在解决方案72 6参考文献74 附录A-详细方法描述附录B-技术和成本数据附录C-GISMethodology 7992100 数字 在区域供热系统中实施可再生能源的挑战13 图4按来源分列的初级能源供应16 2022年7月图5PMAQI水平的天数2.5在乌兰巴托（美国大使馆）在2015年12月至17 图6蒙古地热温泉地图19图7SHP示意图框架21图8这个SHP的三个关键方面23图9第四代区域供热的概念24图10开发SHP的总体方法26图11蒙古各地区家庭数量按从最多到最少的降序排列27 图12各地区供热类型份额28图13在能源系统分析中模拟乌兰巴托的评估案例29图14AOI中的建筑足迹30图15AOI中的建筑物和区域分类31图16AOI中估计的建筑物高度32图17AOI中的平均建筑高度100x100米分辨率32图18建筑物年总供暖需求33图19建模供热需求密度33图20乌兰巴托按建筑面积和类型划分的节能潜力34图21乌兰巴托的总体需求分割35图22区域供热投资成本与热力市场份额的关系36图23区域供热投资成本与蓄热需求的关系。36图24乌兰巴托区域供暖的潜在地理位置37图25蒙古地热潜力39图26蒙古的太阳辐照度地图41图27乌兰巴托的太阳能概况42图28FPC的温差与效率的关系42图29太阳能光伏潜力图，显示每千瓦时的年发电量43图30蒙古风力涡轮机的估计容量系数44图31乌兰巴托的风能剖面45图32蒙古国森林资源分布46 图33按FRA2020类别划分的蒙古森林面积47图34从较高温度到较低温度的热源概述48图35乌兰巴托典型年份空气源压缩热泵的COP变化48图362020 - 2050年乌兰巴托区域供热需求发展52图37通过部署的技术在各种评估案例中安装的热容量53图382020年、2030年和2050年部署技术的供热份额55图39初级能源需求，包括评估案例的电力出口平衡55图40评估案例中产生的年度二氧化碳排放量56图41评估案例产生的污染物年排放量56图42与2020年参考案例相关的潜在成本。57图43按类别划分的与评估案例的投资和运营相关的系统成本58图44区域供热向可再生能源过渡时，按供热类型划分的现有建筑物份额59 图45区域供热区外现有建筑物按成本类别划分的年度成本60图46区域供热区外现有建筑物按供应技术计算的年成本60图47到2050年乌兰巴托地区供暖的主要投资61图48到2050年乌兰巴托个人供暖的主要投资61图49Khovd的年度时间热需求分布63图50EnergyPRO模型概述64图51不同热力系统配置的年成本和煤耗65图52有和没有太阳能加热的每月运营费用65图53霍夫德现有区域供热系统图66图54霍夫德的热密度和扩展区域供热网络的成本67图55Tsetserleg区域供暖的地理潜在位置69图56提出挑战和解决方案的主要结构70图57计算的平均U值80图58乌兰巴托现有建筑物的供热需求估算81图592020年至2050年人口增长预测83图60区域供热网年龄分布84图61系列1和系列3管道的传热系数84图62乌兰巴托现有区域供热系统在三种能效改善方案下的热损失估计85 图63四种效率情景下热损失份额与热密度的回归分析86 EnergyPRO模型示例88 供热需求密度的验证数据集101 图67网格和热密度验证102 Tables 表1AOI中的建筑数量31表2区域供热输入能源系统分析37表3区域供热以外建筑物的热需求分布，包括Ger帐篷38表4区域供热外的热需求分布分为多户和单户建筑38 表7可再生组件的技术经济参数63 93 表152050年区域供热技术和陆上风能和太阳能光伏的技术规范和成本假设94 表16煤炉和HOB技术及成本（2020年、2030年和2050年相同）95 表23每种建筑类型的估计个人供暖需求102 缩写 MWth兆瓦热 g / m3微克/立方米NAMA国家适当的缓解行动NO2二氧化氮NOx氮氧化物NREC国家可再生能源中心(蒙古)PJpetajoulePM特殊物质PM2.5颗粒物小于直径2.5微米10PM颗粒物小于直径10微米PTES坑热能储存SHP战略供热计划SOx硫氧化物SO2二氧化硫TPES一次能源供应总量TWterawattTWh太瓦小时WACC加权平均资本成本Wp瓦特-峰值W2E浪费能源3GDH第三代区域供热4GDH第四代区域供热 执行摘要 蒙古目前的供热高度依赖于由国内生产的煤炭提供燃料的区域供热和个人家庭供热。煤炭为人口提供了一种经济的供热选择，但也是该国许多挑战的主要原因。在城市中，由于煤炭使用导致的局部污染很高，导致与呼吸有关的健康问题。它还挑战了蒙古根据其国家自主贡献（NDC）减少温室气体（GHG）排放的目标，从而阻碍了实现《巴黎协定》中设定的全球气候变化目标的步伐。蒙古大多数建筑物的能源效率较低，其供热系统也效率低下。此外，很大一部分人口的购买力相对较低，这意味着升级供暖系统和整合更多的可再生供应并不是一条简单的途径。最后，该国人口正在迅速增加，如果不解决当前与供暖有关的挑战，只会增加这些问题。然而，蒙古也有大量潜在的可再生能源，特别是风能、太阳能和地热能。 战略供暖计划（SHP）是一项技术经济评估，显示了市政当局，地区，城市或国家如何通过整合可再生能源来改变其化石能源的供热。就蒙古而言，IRENA开发了涵盖乌兰巴托市的详细SHP，以利用现有的区域供热网络，利用当地可用的可再生能源热源以及太阳能和风能的可再生电力。评估包括建筑物热量需求的详细映射和区域供热的详细能源系统分析。由于乌兰巴托供暖部门的大部分污染是在非正规住区产生的（”。Ger“区域）在区域供热系统可能不可能的地方，探索了单独供热的选择。还对Khovd和Tsetserleg镇的热量需求进行了较少的详细绘制，但由于数据的可用性有限，无法进行详细的能源分析。 SHP采用“能源效率优先”，智能能源系统和第四代区域供热的概念。这意味着能源效率具有重要作用，与可再生发电和更高效的区域供热系统的集成也具有重要作用。 蒙古的SHP创建了一个模型，该模型在空间上绘制了建筑物的热量需求。专注于空间方面的原因是，热量需求的密度对于确定开发新的或扩展现有的区域供热网络的可行性至关重要。就热需求而言，高密度地区，如城市建成区，与区域供热相关，而在低密度热需求的农村地区，区域能源供应成本更高。还根据预计的人口增长和随后对更多建筑物的需求来估计新建筑物的热量需求。考虑了现有建筑物的能效措施，与现状相比，将供暖需求减少了约47％。关于区域供热的可再生能源，评估的重点是地热、太阳能、风能和垃圾焚烧产生的能源。 对乌兰巴托作为主要城市的供热系统进行了比较评估，并对蒙古的供热需求进行了示例性案例研究。评估涉及三个案例的制定和评估：2020年参考案例，2050年长期案例和2030年短期案例。参考2020案例的建立是为了说明当前基于化石燃料的供热系统。2050年的长期案例包括基线化石燃料系统和100％可再生系统。从长期案例来看，通过回溯方法建立了2030年短期案例，该案例还包括基于化石的系统和基于可更新的系统。 可再生能源2050系统的制定考虑了一些必要的有利干预措施。在建筑物中实施能效措施至关重要，因为它减少了对额外供热能力的需求。不包括效率措施将保持热量需求高并且需要大量的能量输入来平衡。降低建筑物的热量需求也将为供热带来进一步的好处。例如,这将使得在区域供热系统中实现较低的供应温度成为可能,从而减少热量。 损失，提高供给侧效率。它还将使可再生能源受益，例如低温地热或太阳能热，它们通常提供的温度低于当前化石燃料的地区供热。在可再生能源2050系统中，区域供热