-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
基于利益相关者视角的意大利东北部区域供热网络互联与工业余热利用优化模型
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年07月12日 来源：Sustainable Energy Technologies and Assessments 7.1
编辑推荐：
推荐：本研究针对区域供热系统(DH)能效提升与低碳转型需求，开发了多目标优化模型(MOGA-II算法)，通过连接乌迪内市两个独立供热网络(N-DH/S-DH)并整合钢铁厂余热，实现年减排900 tCO2eq、经济效益最高达210万欧元/年，为城市-工业共生系统提供了兼顾经济与环境效益的决策工具。
随着欧盟住宅领域27%的终端能耗用于供暖（其中64%依赖天然气），区域供热系统(District Heating, DH)的低碳转型成为实现气候目标的关键。尽管高效区域供热网络(Efficient District Heating Network, EDHN)要求50%以上能源来自可再生能源或工业余热，但现有系统仍面临化石燃料依赖、多利益主体协调困难等技术-经济瓶颈。意大利东北部乌迪内市存在典型矛盾：北部现有N-DH网络主要依赖天然气热电联产(CHP)，而规划中的南部S-DH网络拟整合钢铁厂25MW余热，两网独立运行导致能源利用率低下。
针对这一挑战，研究人员在《Sustainable Energy Technologies and Assessments》发表研究，开发了基于遗传算法(MOGA-II)的多目标优化模型。该模型以热交换器容量(HHE)、余热价格(crec)和跨网交易价(cexc)为决策变量，同步优化四大目标：双网运营商的等效年收益(EAW)、工业用户的投资回收期(PB)，以及政府关注的CO2减排量(CO2red)。研究采用动态能源平衡方程，按小时步长模拟供暖季(10月-4月)运行，优先调用余热与CHP产热，次选储热与跨网传输，最后启用燃气锅炉整合。
主要技术方法
建立包含CHP、工业余热、燃气锅炉的多源DH系统数学模型；
采用MOGA-II算法处理4个冲突目标；
基于乌迪内气象数据(ARPA FVG)和真实管网参数构建案例；
通过±50%负荷变化测试系统鲁棒性。
研究结果
多目标优化验证
Pareto前沿显示7.5MW热交换器可实现最佳平衡：N-DH获得14%热需求来自S-DH余热(7,000MWh/年)，S-DH余热浪费减少3,900MWh，全局能效提升5%。
经济环境效益
最优方案使双网年收益达50-210万欧元，钢铁厂PB缩短至1.6-4年，同时实现8%减排(900 tCO2eq)。当余热定价18�/MWh、跨网交易价43�/MWh时，各主体利益达到均衡。
敏感性分析
S-DH负荷变化对余热浪费影响显著(+50%负荷时浪费减少67%)，而N-DH负荷与全局减排呈正相关。证实系统在负荷波动下保持性能稳定。
该研究突破性地解决了DHN互联中的三方利益协调难题：通过量化余热价格与传输容量对经济环境指标的影响，为合同谈判提供数据支撑。案例证明互联可使N-DH的化石能源占比降至41%，满足EDHN标准。提出的"优先满足负荷、次选储热"运行策略，为4GDH系统设计提供新范式。未来可扩展至多网互联场景，推动城市能源系统向零碳转型。
生物通微信公众号
知名企业招聘
