中国城市供水系统能耗研究

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1、中国城市供水系统能耗研究UnderstandingenergyconsumptionforurbanwatersupplyinChina（申请清华大学工学硕士学位论文）培养单位：环境学院工程领域：环境科学与工程申请人：KateSmith指导教师：刘书明副研究员二○一五年六月UnderstandingenergyconsumptionforurbanwatersupplyinChinaThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfilmentoftherequirementforthep

2、rofessionaldegreeofMasterofScienceinEnvironmentalScienceandEngineeringbyKateSmithThesisSupervisor:AssociateProf.ShumingLiuJune,2015i摘要摘要城市供水系统需要消耗大量的能耗，研究供水全过程及其不同供水环节的能耗有助于建立减少能耗的策略。本论文的研究目标是量化分析我国不同城市供水全过程的能耗及其带来的温室气体排放量，并识别影响供水能耗的因素，从而探讨可开展的供水节能措施。3研究发现，我国2011年每立方米和人

3、均供水能耗分别是0.29kWh/m和33.2kWh/cap·yr，城市供水的每立方米和人均的温室气体排放量分别为0.2133kgCO2e/m和24.5kgCO2e/cap·yr公斤二氧化碳当量。城市供水用电所排放的温室气体占用电总排放量的百分比与供水管网的漏损率呈现出正相关关系。这一结果说明，减少漏失量有助于城市供水过程中的温室气体减排。研究发现，城市中的二次供水能耗较高，以20层楼建筑为例，从水源到水龙头的供水全流程中，建筑物内的二次供水能耗约占总能耗的80%，这一发现揭示了供水“最后50米”的高能耗问题。论文同时研究了传统水箱加变

4、频的供水模式与无负压供水模式在二次供水能耗方面的差异。研究发现，与安装变频系统的楼房相比，安装无负压系统可以减少耗电量高达百分之五十，主要原因是无负压系统能够有效利用了市政管网中的余压。无负压和变频系统每米每立方33米的耗电量分别为0.010kWh/m·m和0.019kWh/m·m。以我国某大城市的实际楼房高度和人口数据为例，发现在该城市四分之一的楼房用无负压系统来替代变频系统的情况下，每天能节省33000kWh的用电量。本研究结果对中国节能减排意义重大。我国正处在快速的城镇化过程中，这将导致高层建筑居住人口和二次供水耗电量两方面的增

5、加。同时，我国已制定了降低温室气体排放量和耗电量的目标。为了同时达到这两个目标，城市规划和水资源政策须致力减少城市供水过程中“最后50米”的能耗。该研究为实现这一目标提供了一个实用有效的方法。关键词：中国;能耗;温室气体排放量;水泵;供水iiiABSTRACTABSTRACTToreducegreenhousegas(GHG)emissionsandhelpmitigateclimatechange,urbanwatersystemsneedtobeadaptedsothatelectricalenergyuseisminimised

6、.Inthisstudy,energydatafrom2011wasusedtoquantifyenergyuseandGHGemissionsinChina'surbanwatersupplysector.Theobjectivewastocalculatetheenergyandclimateco-benefitsofurbanwaterconservationpoliciesandcompareenergyusebetweenChinaandothercountries.Afurtherobjectivewastoinvesti

7、gateinfluencingfactorswiththeaimofassistingthedevelopmentofenergyefficienturbanwaterinfrastructure.Theaverageenergyusepercubicmetreandpercapitaforurbanwater3supplyinChinain2011were0.29kWh/mand33.2kWh/cap·yr,respectively.Calculationsusingtheseindicatorsshowedsignificante

8、nergysavingscouldresultfromwaterconservationmeasures.PerunitandpercapitaGHGemissions3forwatersuppliedtourbanar