淺析當(dāng)代綠色加油站環(huán)保技術(shù)發(fā)展

鄒 建,閆 進(jìn),郭燕麗 石秀麗

(1.中國石化北京石油分公司,北京 100022 2.中國石化集團(tuán)有限公司健康安全環(huán)保管理部,北京 100728)

隨著全球環(huán)境污染形勢的日漸嚴(yán)峻,國內(nèi)外各行業(yè)關(guān)于環(huán)保問題的重視程度不斷增強(qiáng)。油品銷售企業(yè)作為當(dāng)今社會能源行業(yè)的重要組成之一,在水、氣、土、電、材料等方面均存在不同程度的浪費(fèi)或污染問題。綠色加油站,即以綠色潔凈發(fā)展、節(jié)能減排減碳為目標(biāo),利用能源循環(huán)再生、新功能材料等技術(shù),集加油、便利店、光伏業(yè)務(wù)、充電、洗車服務(wù)、愛心驛站于一體化的綜合環(huán)保型加油站。近年來,國內(nèi)外圍繞油品企業(yè)加油站,不斷探索相關(guān)綠色環(huán)保技術(shù)[1-3],旨在推動加油站節(jié)本降耗、循環(huán)可持續(xù)發(fā)展。

1 國內(nèi)外綠色加油站發(fā)展歷程

1.1 國內(nèi)外綠色加油站范例

近年來,國內(nèi)外以環(huán)保綠色為設(shè)計亮點(diǎn)的新型加油站逐漸增多。其中,具有代表性的綠色概念加油站有美國Helios House加油站、東歐Geotectura工作室加油站、迪拜世博會牧豆樹風(fēng)加油站、中德生態(tài)園被動房體驗中心等。

a) 美國Helios House加油站于2007年5月9日建成,是全世界首個綠色概念加油站,被譽(yù)為“未來的加油站”。該站以最大限度提高可持續(xù)性和能源效率為目標(biāo),對水、熱、能、照明和材料等系統(tǒng)進(jìn)行了建造。采用CATIA軟件實(shí)現(xiàn)工廠的精確設(shè)計避免材料浪費(fèi),特制罩棚在收集雨水的同時為站內(nèi)植物和日常用水供水,罩棚外側(cè)鋪設(shè)90塊太陽能板,基礎(chǔ)材質(zhì)為1 653塊可回收的不銹鋼面板,光能電池和定時設(shè)備可根據(jù)光照時間和光照強(qiáng)度制定能量需求,通過太陽能板、不銹鋼面板回收轉(zhuǎn)換的電能可為2～3個普通美國家庭提供日常用電。整站使用LED照明,燈具能耗降低50%;路面建筑材料采用100%可回收的玻璃混合混凝土;屋頂采用原生植物配合二氧化碳減排景觀;價格指示牌采用回收材料,減少了熱量散發(fā)。整站耗電量減少16%。

b) 東歐Geotectura工作室加油站在加油區(qū)域增設(shè)了電車充電電板,服務(wù)區(qū)位于加油站地下,風(fēng)與太陽能產(chǎn)生的綠色能源提供了站內(nèi)全部所需電能。

c) 迪拜世博會Ghaf加油站的雨棚采用了美國LEED GOLD環(huán)保建筑設(shè)計創(chuàng)新認(rèn)證的碳纖維材料,通過風(fēng)力發(fā)電及罩棚上設(shè)置的PV太陽能電池板發(fā)電,可為整站提供全部電能。

d) 中德生態(tài)園被動房體驗中心位于山東省青島市,于2016年9月投入使用,是中德兩國技術(shù)合作的亞洲首個最高標(biāo)準(zhǔn)被動房項目。項目采用高品質(zhì)保溫材料使室內(nèi)常年保持在18～26 ℃,每年可節(jié)約能耗約13×104kWh,減少碳排放664 t。項目采用建筑信息模型(BIM)技術(shù)對設(shè)施實(shí)體與功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá),結(jié)合計算機(jī)仿真、模擬現(xiàn)實(shí)、計算機(jī)輔助設(shè)計等技術(shù),對實(shí)際施工過程進(jìn)行三維建模、事前控制以及動態(tài)管理,達(dá)到節(jié)約、高效的目的。相關(guān)環(huán)保技術(shù)及節(jié)能手段可為綠色概念加油站提供參考。

1.2 國內(nèi)外綠色建筑認(rèn)證體系

現(xiàn)階段,國內(nèi)外綠色建筑認(rèn)證體系主要包括美國LEED、英國BREEAM、德國DGNB、加拿大GB Tool以及我國的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)評價體系[4-6]。

a) 美國LEED(Leadership in Energy& Environmental Design Building Rating System)是美國綠色建筑委員會(USGBC)制定的綠色建筑評價工具,主要包括可持續(xù)發(fā)展場地選址、水資源利用率、能源與大氣、原材料和資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、創(chuàng)新與設(shè)計等6大項評估指標(biāo)。針對不同項目類型,LEED有不同的評估體系,其指標(biāo)分項權(quán)重比例為:能源與大氣31.8%、可持續(xù)發(fā)展場地選址23.6%、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量13.6%、原材料和資源12.7%、水資源利用率9.1%、創(chuàng)新與設(shè)計5.5%。

b) 英國BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)是英國建筑研究院綠色建筑評估體系。該評估體系采取“因地制宜、平衡效益”的核心理念,成為全球唯一兼具“國際化”和“本地化”特色的綠色建筑評估體系,主要包括新建建筑、社區(qū)建筑、已有建筑、老舊建筑改造、生態(tài)建筑、可持續(xù)發(fā)展建筑等方面的綠色建筑評估,評估指標(biāo)主要包括能耗、管理、健康宜居、水、建筑材料、垃圾、污染、土地使用和生態(tài)環(huán)境9項。

c) 德國DGNB是德國可持續(xù)建筑委員會與德國政府共同編制的可持續(xù)建筑評估體系,具有國家標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì),覆蓋建筑行業(yè)整個產(chǎn)業(yè)鏈,有嚴(yán)格全面的評價方法和龐大數(shù)據(jù)庫及計算機(jī)軟件的支持。評價范圍包含生態(tài)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)質(zhì)量、社會質(zhì)量、技術(shù)質(zhì)量、過程質(zhì)量及場地質(zhì)量,體系的構(gòu)建包括評估公式,根據(jù)評估公式計算質(zhì)量認(rèn)證要求的建筑達(dá)標(biāo)度。

d) 加拿大GBC(Green Building Challenge)是加拿大發(fā)起、美英法等14個國家參與的綠色建筑挑戰(zhàn)評價體系。其操作系統(tǒng)稱為GB Tool,將綠色建筑評價內(nèi)容劃分為7個部分:選址、項目規(guī)劃和開發(fā);能源和資源消耗;環(huán)境荷載;室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量;建筑系統(tǒng)的功能性和可控性;社會和經(jīng)濟(jì)方面長期性能。評價指標(biāo)體系由4個層次、6個領(lǐng)域、共計120多項構(gòu)成,涵蓋了建筑環(huán)境評價的各個方面。通過軟件計算實(shí)現(xiàn)建筑物能耗、污染物排放、室內(nèi)溫度和空氣品質(zhì)的預(yù)測,整個體系更加注重生命周期的全過程評價。

e) 我國綠色建筑發(fā)展起步于2001年9月,《中國生態(tài)住宅技術(shù)評估手冊》的出版標(biāo)志著我國第一部綠色建筑評估性文本的誕生。在借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗以及總結(jié)國內(nèi)實(shí)踐與研究成果后,2006年發(fā)布的GB/T 50378—2006《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》是我國第一部多目標(biāo)、多層次的綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn),并于2014年進(jìn)行了修訂,將住宅建筑和公共建筑中的辦公建筑、商場建筑和旅館建筑進(jìn)一步擴(kuò)展至民用建筑等主要類型。

國外各國綠色建筑評價體系內(nèi)容主要包括管理、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、能源、交通、水、材料、土地使用和生態(tài)、排放、創(chuàng)新等指標(biāo),每項打分以權(quán)重算總分。我國綠色建筑評估標(biāo)準(zhǔn)整體上是基于我國實(shí)際情況,借鑒了美國LEED的部分先進(jìn)經(jīng)驗形成的。從綠色加油站建設(shè)方面來說,如果按照我國的綠色建筑等級認(rèn)證難度相對比較容易,增加的造價成本相對較少,但社會影響力不及美國的LEED標(biāo)準(zhǔn);如果按照美國LEED標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)證,難度和成本都相對較高,但其社會影響力也相應(yīng)較大。中美兩國綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)對比見圖1。

圖1 中美兩國綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)對比

2 綠色加油站關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

2.1 溫度控制環(huán)保技術(shù)

當(dāng)加油站建設(shè)地點(diǎn)位于寒冷地區(qū)時,建筑圍護(hù)可采用無熱橋設(shè)計,采用三層玻璃保溫隔熱門窗,所有設(shè)計均滿足《被動式超低能耗綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》(試行)中保溫厚度不低于300 mm的規(guī)定。同時采用新風(fēng)系統(tǒng),利用空氣熱泵或地源熱泵等清潔能源,實(shí)現(xiàn)冷熱空氣熱交換能量的回收,滿足加油站的運(yùn)營溫度要求。

2.2 太陽能電熱技術(shù)

加油站太陽能電熱技術(shù)主要包括光伏發(fā)電技術(shù)、太陽能熱水器及空調(diào)應(yīng)用技術(shù)。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由光伏電池組件、控制器、逆變器等組成,光伏的利用可發(fā)電并網(wǎng),可站內(nèi)自用,也可二者結(jié)合。太陽能空調(diào)是太陽能在加油站應(yīng)用的另外一種形式,其實(shí)質(zhì)是將太陽能熱水器與溴化鋰吸收式制冷設(shè)備聯(lián)合使用的一種方式。

太陽能空調(diào)利用溴化鋰機(jī)組以水為制冷劑溶液、以熱能為動力,將水從溶液中蒸發(fā)分離,再利用水蒸發(fā)吸熱,如此循環(huán)達(dá)到制冷的目的。通過三通閥的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)制冷加熱的切換,滿足不同季節(jié)的溫度調(diào)控需要,可大大降低加油站的耗電量。

2.3 卸油封存冷凝技術(shù)

卸油封存冷凝技術(shù)是通過在加油站設(shè)置油氣回收系統(tǒng)對卸油及加油過程產(chǎn)生油氣的冷凝回收技術(shù)[7,8]。油氣回收系統(tǒng)由真空泵、壓縮機(jī)和膜分離處理裝置構(gòu)成,可實(shí)現(xiàn)油氣和清潔空氣的分離,將清潔空氣排放到大氣、油氣返回儲罐,進(jìn)而將油氣處理成為液態(tài)油品和高濃度油氣,可增加銷售油品總量、節(jié)約成本,是一種加油站防止油氣污染大氣的典型節(jié)能環(huán)保技術(shù)。

2.4 油品隔離防護(hù)技術(shù)

當(dāng)前,加油站設(shè)備供應(yīng)商研發(fā)了系列化油品滲泄漏防護(hù)系統(tǒng)(圖2),主要包括雙層人井、雙層底盆、雙層管線、復(fù)合人井蓋、雙層油罐、雙層管線保護(hù)管以及配套的滲泄漏監(jiān)測設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)所有地下潛在油品滲泄漏環(huán)節(jié)的系統(tǒng)化全密封隔離和滲泄漏實(shí)時監(jiān)測。

圖2 油品隔離防護(hù)系統(tǒng)

3 建議與展望

現(xiàn)階段,我國加油站主要以卸油、加油、便利店等功能為主進(jìn)行分區(qū)布局,缺乏站內(nèi)能量轉(zhuǎn)化和功能交叉設(shè)計。隨著我國“雙碳”政策的不斷推進(jìn),綠色加油站將成為未來重點(diǎn)發(fā)展方向,綠色概念加油站充分利用溫度控制、太陽能發(fā)電、油氣回收、油品隔離防護(hù)等環(huán)保技術(shù),在加油站節(jié)本降耗、循環(huán)再生可持續(xù)發(fā)展方面還需開展進(jìn)一步研究。