浅谈大型主题公园项目综合能源系统优化策略

高伟

北京建筑大学    北京市   100000

摘要：面对全球气候变化和能源危机的挑战，节能减排已成为企业发展的关键。大型主题公园作为文旅产业中的耗能大户，其能源消耗问题尤为突出。本文从综合能源系统的角度出发，分析了大型主题公园在供冷、供热、供电和供水等方面的能源消耗特点，并针对存在的问题，提出了一系列优化策略。这些策略包括采用高效冷热源、实施冷热电联供系统（CCHP）、利用光伏发电以及采用再生水深度处理技术等，旨在提高能源利用效率，降低运营成本，并为实现碳达峰和碳中和目标做出贡献。本文的研究为文旅产业的可持续发展提供了有益的参考和实践指导。

关键词：主题公园；能源效率；节能减排；能源管理优化；

随着经济的快速发展和人民日益增长的文化需求，全球各地的主题公园如迪斯尼、环球影城、乐高乐园、华侨城、方特乐园等，以其独特的文化IP和丰富的娱乐体验，吸引了众多游客，成为推动当地经济发展的重要力量。然而，随着主题公园数量的增加和规模的扩大，其能源消耗问题逐渐成为不容忽视的挑战。大型主题公园的运营需要大量的电力、水资源和热能来支持各种游乐设施、表演、餐饮服务以及园区的日常维护，这些能源的大量消耗不仅带来了成本压力，也对环境造成了潜在的影响。

大型主题公园作为能源消耗大户，如何提高主题公园能源系统运行效率，实现企业的节能减排，推进企业的碳达峰和碳中和工作，即在满足园区正常运营、保证游客体验的情况下，提高能源利用效率，降低碳排放量，减少温室气体排放，已经成为主题公园行业必须面对的重要课题。

1.主题公园能源消耗的特点

大型主题公园作为一个集娱乐、休闲、文化体验为一体的综合性旅游目的地，然而，随着主题公园规模的不断扩大，其能源消耗问题也日益凸显，其能源消耗具有以下特点：

1.1 高能耗特性

大型主题公园涵盖了众多的游乐设施、表演场馆、动力系统以及必要的空调和供暖系统。这些设施的运行和维护需要大量的电力、天然气、柴油等基础能源，使得主题公园成为能源消耗的重点领域。

1.2 季节性和时段性波动

大型主题公园的能源消耗受到季节和每日时段的影响。夏季供制冷空调系统使用的电费会占同期能源费65%以上的比重，冬季供采暖的燃气费也会占到同期能源费用45%左右，在旺季或节假日，游客数量增加，相应地能源需求也会上升。

1.3 能源管理的复杂性

大型主题公园的运营涉及多个部门和多种设施，能源管理变得相对复杂。有效的能源管理需要跨部门的协调和综合考虑各种能源使用情况，以确保能源的合理分配和高效利用。

1.4节能减排的潜力和挑战

大型主题公园由于其特殊的运营模式和高能耗特性，采用综合能源系统进行技术和管理措施的优化，具有较大的节能减排潜力。

2.主题公园项目供能存在的问题

2.1 能源设施的低负荷运行问题

大型主题公园在旅游淡季和平日期间，能源相关的设施设备常常面临低负荷运行的情况，负荷率通常在20%-30%之间。即便在峰值期间，负荷率也仅能达到设计指标的50%-60%，这种“大马拉小车”的现象导致能源系统运行效率低下。为解决这一问题，需要对能源设施的运行模式进行优化，提高其在不同负荷条件下的运行效率。

2.2 冷热能源系统的低效运行

供冷和供热系统在大型主题公园的能源消耗中占据了相当大的比例，约45%。这些系统的冷热负荷指标通常是民用项目的1.5至2.5倍，设计时考虑了大量的冗余，但实际上供热和供冷的峰值很少出现。传统的锅炉和电制冷机供能方式在低负荷情况下难以保持高效运行，因此需要考虑更加灵活和高效的冷热能源供应方案。

2.3 用电费用较高

电力是大型主题公园运营中不可或缺的能源，自2021年电力市场体制化改革以来，购电成本逐渐上升，这对主题公园的运营成本造成了显著影响。为了应对电力成本的增加，主题公园需要探索更加经济的电力供应方式，如使用可再生能源或提高能源使用效率。

2.4水质要求较高和水循环利用

景观水系、水上游乐设施和园林景观灌溉是主题公园内主要的用水环节。为了提供高品质的游玩体验，园区每天都会消耗大量的水资源。同时，市政再生水厂提供的中水水质往往无法满足主题公园的水质要求。因此，主题公园需要采取措施减少水资源的浪费，并寻找或开发更高质量的替代水源。

3. 主题公园综合能源管理优化策略

3.1 构建能源大脑，提高能源使用效率

通过构建能源大脑实现能源阶梯利用、就近消纳。能源智慧平台将供冷、冷热、电力、水的使用数据，通过实时监控、历史数据分析分析，对供能设施进行最优化搭配，以实现能源的高效利用。

3.2 多元化高效冷热源的利用

为了应对主题公园在不同季节和不同时间段的冷热需求，可以采用多种高效的冷热源。例如，利用余热机组、地源热泵、空气源热泵等设备，可以在低负荷期间提供必要的冷热能。这些设备在冬季和过渡季可以为冷库等设施提供供冷，在夏季和过渡季提供生活热水。在负荷峰值期间，这些设备还可以作为传统制冷机和锅炉的补充，提高整体能源利用效率。特别是余热溴化锂机组，其高效利用可达90%，有效补充了供冷供热总容量，实现了园区的高效运营。

3.3 冷热电联供系统（CCHP）与光伏设施作为电网供电的有效补充

通过引入CCHP系统，可以同时提供冷、热和电力，不仅提高了能源的综合利用效率，还减轻了电网的负荷压力。此外，利用光伏设施为园区提供绿色电力，可以有效降低运营成本。在主题公园的室外停车场和屋顶安装光伏组件，可以充分利用太阳能发电，预计光伏系统综合总效率可达82%。结合燃气发电机组，这种混合能源系统可以为企业带来显著的经济效益，同时降低碳排放。

3.4水资源的高效管理和再利用

针对园区内景观水系和游乐用水的高需求，采用再生水深度处理技术，如磁混凝、反硝化滤池、臭氧处理以及反渗透膜和超滤膜等，可以有效净化市政中水中的污染物，满足高品质水质的需求。通过这种方式，不仅可以显著减少自来水的使用，提高水资源的循环利用率，还能降低水费支出，实现水资源的可持续管理。

4.结语

本文针对大型主题公园项目在能源消耗方面存在的问题，提出了一系列综合能源管理优化策略，旨在实现能源的高效利用和节能减排。通过对供冷、供热、供电和供水等方面的深入分析，我们可以看到，通过采取高效的能源技术和管理措施，大型主题公园能够在保证游客体验的同时，显著提高能源利用效率，降低运营成本，并为实现碳达峰和碳中和目标做出积极贡献。在未来的发展中，大型主题公园应继续探索和实施更多的能源优化措施，如利用先进的信息技术和物联网技术，进一步提升能源管理系统的智能化水平；加强与能源供应商的合作，采用更多的可再生能源；以及加强游客的节能减排意识教育，共同营造绿色、环保的游乐环境。

参考文献：

[1]苗建军.企业综合能源规划优化设计探索与实践. 分布式能源. 2020年8月第5卷第4期 51-58.

[2] 张良，可再生能源冷热电联供系统嵌套优化设计研究. 山东大学.

[3] 张立志, 可再生能源冷热电联供系统两级优化设计研究. 山东大学.

[4] 大型主题乐园人员疏散与交通问题探究-以北京环球影城为例. 当代建筑. 2022年3月28日 142-144.