分布式能源系统现状分析与探讨

上海节能　式是冷热电联供系统，冷热电联供系统（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｃｏｏｌｉｎｇ，Ｈｅａｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ，ＣＣＨＰ）是在热电　ＮＯ．１２　２Ｏｌ６　能源系统解决了这一问题，按需就近设置，与用　户用能需求匹配，冷、热近距离输送，并解决了　煅联产系统基础上发展起来的－７＊分布式能源系统，　也常被称作三联供系统（Ｔｒｉｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）或者建　筑冷热电联供系统（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｏｌｉｎｇ　Ｈｅａｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ，ＢＣＨＰ）。分布式冷热电联供系统集燃气　长距离输电损失难题；实现电网调峰，提供电网　支持，在高峰期使用可有效改善电网质量，在低　谷使用可有效降低用气峰谷比，电网与燃气网峰　谷差互调等；保障能源安全，实现天然气发展战略，　轮机、燃气内燃气轮机、蒸汽轮机、斯特林机、　燃料电池、吸收式、吸附式余热回收利用设备、　压缩式冷热水机组和综合控制体系统等高新技术　和设备为一体，根据热能品位的不同，高温热能　通过动力机对外做功发电，中温热能通过余热回　收设备制取冷负荷，低温烟气供应低温生活热水，　实现对输入能量的综合梯级利用，达到更高能源　利用率（一般可以到７０％～９０％），典型的分布　式冷热电联供系统如图２所示。　２分布式能源系统优缺点　相对于传统电网集中供电而言，分布式能源　是一种新型的、分布于用户端的供能系统，分析　其优缺点有利于理解分布式能源系统的优势与发　展局限ｆ牛。　２．１分布式能源系统优点　由于分布式能源是分布于用户端的供能系统，　所以较大程度的改善了传统电网系统的脆弱性，　避免了大规模停电现象；能源的阶梯利用，极大　地提高了能源的利用效率；冷、热区别于电能，　无法长距离输送，冷、热、电联产在传统电厂即　便可以达到，但产能无法输送到用户端，分布式　ｉ．　塑　．；　；ｌ　塑塑竺　ｌ！Ｉ　　：二次燃料；　箍　学娩厂——＿［二二　圜叵二二二］＿—÷＿—一电　热　电　ｆＩ　：：Ｉ　…ｌ正—一　—逆—耦１０合ｒ循—一Ｔ－环＿Ｊｌ兰　Ｉ——Ｉ：一【ｒ…一二　：－：：　：ｉ　．　Ｉ　．ｉ　玲’　６５４　１分ＤＩ布ＳＴＲ式ＩＢ能Ｕ源ＴＥ供Ｄ电ＥＮ专ＥＲ栏ＧＹ　Ｐ。ｗＥＲ　ｓｕＰ　ＤＬＹ　ｃ０ＬｕＭＮ　体现为多元化的能源结构，可再生能源的开发利　用，天然气的高效利用等。　２．２分布式能源系统缺点　分布式能源系统的主要不足在于，由于它是　分散供能，单机功率很小，比起最大电厂单机功　率ＧＷ以上、单厂功率近１０　ＧＷ而言，发电效率　显然比不上后者。这是因为现有动力设备都是机　组越大，效率越高。４００　Ｍｗ的、以燃气轮机为主　的联合循环装置效率比回热燃气轮机的效率要高ｌ　倍。“麻雀虽小，五脏俱全”，因此大机组单位　功率的售价相比小机组要低得多，相差近几倍。　大机组集中在一起，有专门高级技工运行维护，　安全性、工作寿命都应该更有保证。所以，要对　纯发电成本和单位容量初投资作比较，分布式能　源系统的经费投入肯定要大大高于现在的大电力　系统。另外，分布式能源系统对当地使用单位的　技术要求要比简单使用大电网供电来得高，要有　相应的技术人员与适合的文化环境。　３分布式能源国内外发展现状　国际上研究分布式能源技术从２０世纪７Ｏ年　圳　ｔ制吸收　』℃制冷机　图２典型分布式燃气轮机冷热电联供系统　王栋分布式能源系统现状分析与探讨　上海节能　代开始发展起来，但是真正快速发展起来却是近　是集中式供能。近年来，随着天然气管网覆盖率　提高，天然气利用技术的不断完善，分布式能源　站的建设已在各地发展起来，在北京、上海、广　州等发达地ｌｘ已有很多应用和示范。北京燃气集　十几年的事情，特别是在北美大停电之后　】。美国、　日本和欧洲等先进国家在冷热电联供技术上有较　为成熟的应用经验，近年来各国进一步加大了其　发展力度。目前，美国政府主要的研究方向为内　燃机效率的提升，大功率的燃气轮机（单机功率　２０　ＧＷ），微燃机的整体提升工作，燃料电池，地　源热泵以及沼气、生物质能源等替代能源的研究　等。全新的“智能电网”技术在测量、并网及安　团大楼的分布式能源系统，在２００８年即能满足　８０％的冷热负荷，与常规能源利用方式相比一次　能源节约率大概为ｌ７％，年节省费用９０万元。成　都深蓝绿色能源中心的联供系统已运行８年，年　节省费用约４１０万元。２０１１年１０月国家能源局出　台的《关于发展天然气分布式能源的指导意见》　中提出“十二五”的主要任务：初期启动一批天然　全性方面的出色表现将进一步促进三联供技术的　发展。截至２００３年，日本全国冷热电总装机容量　６　５０３　Ｍｗ，其中建筑项目２　９１５个，总装机容量　１　４２９　Ｍｗ，其中５２．８％的装机容量以城市燃气为　燃料，主要应用类型为商场、酒店、医院、办公建筑、　气冷热电二联供能源示范项目，期间“建设１　０００　个左右分布式能源站，选择其中１０个左右作为典　型的能源示范区域ｌ　。我国部分巳投入运行的分　运动场所和区域供冷供热系统；工业联产项目共　计１　６００个，总装机容量５　０７４　Ｍｗ，燃料以重油　和燃气为主，其中３０．７％的容量以城市燃气为燃料，　主要应用类型为食品加工、化学加工、制药、机械、　布式能源站的应用情况见表１。　４分布式能源系统发展前景与制约因素　由于分布式能源系统的初投资大，要用好燃　料；同时要有比较稳定的冷、热、电用户（主要　是第三产，２ｋｑ￣ｎ住宅用户）；要求具有环保性能较　电子设备和钢铁行业。欧洲一直重视分布式冷热　电联供系统的发展，在２００５年，分布式能源系统　发电量约占丹麦全国发电总量的５０％，而碳排放　量比上世纪９０年代的水平减少了约５０％。２００５　好的特点等，因此它在我国比较适合应用的地区　显然是经济比较发达的地区，从地域分布来说，　主要是珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区等　我国现在经济高速发展的黄金宝地ｌ５］，也是应该“先　环保起来”的地区。另外，分布式能源系统既然　是“分布”，也就是说与大电厂、大电网不一样，　年７月，丹麦政府宣布计划铺设全球最长的智能　化电网基础设施，这将使分布式能源系统成为丹　麦主要的供电渠道。１９８８年，荷兰启动了一个冷　热电联供系统激励计划，到１９９８年联供系统就有　２．７ＧＷ猛增到７　ＧＷ，占总发电量的４８＿２％。２０００　年，英国新冷热电联供项目共１　５３６个，总装机容　量达到４．７６　ＧＷ，到２０ｌ０年可达１０　ＧＷ。　不是由一小批经验丰富的技术人员集中运行管理，　而是分散式运行管理，这就要求使用区域的总体　科技文化水平和素养较高。　上述看法并不是说其它地方就不能装配使用　分布式能源系统，而只是对最先发展它的可能区　Ｐ　我国应用分布式能源系统起步较晚，可以预　见在今后几十年内，我国主要能源系统还依然会　ｒ＿＿＿。＿＿－＿＿＿－－－－＿＿＿＿－－■．＿．＿＿－＿＿＿＿＿＿。‘－＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　＿。＿＿＿－＿＿＿‘＿＿＿＿ｌ－＿－－＿＿。＿。＿＿。＿＿＿－＿＿＿－－＿－。＿＿Ｌ－。＿１．．　ｈ．．　。．　Ｌ．．¨．．．，．．．．．．．．．．　．．　．．　，．　．．●ＩＩｋ　—　一●　ＩＨ　蛹　目　＿口　ｄｄ．ｒＥｌ　ｃｌ　ｒｒ　ａ嗣—诩　表１国内典型分布式能源站配置概况　ａ嗣［Ｉ　嗣嗣　清华节能大楼　广，ｋｌ、ｌ大学城　北京燃气大厦　采用１台３Ｏ　ｋＷ的斯特林发动机，１台７０　ｋＷ卡特比勒内燃机。　ＦＴ８．３双联燃气轮机机组，三压余热锅炉，抽凝式汽轮机，补气式汽轮机。　冬季从抽凝式汽轮机抽气满足热负荷要求：夏季低压蒸汽可以向补气式汽轮机补气多发电。　采用１台Ｇ３５０８，Ｉ台Ｇ３５１２燃气内燃机，２台余热直燃型溴化锂制冷机。　额定发电量为４８０　ｋＷ、７２５　Ｋ，额定制冷量为１１６３、２３２６　ｋＷ，额定供热量为９Ｏｌ　ｋＷ、１７９９　ｋＷ。　１台１　２００　ｋＷ燃气轮机　１台２　９０８　ｋＷ余热直燃型溴化锂制冷机。　２台ＶＯＬＶＯ　ＨＩＷ．２１ｏＣａ油发电机，１运１备。１台余热锅炉，利用发电机排烟余热供应６５ｃＣ热水。　２台Ｓａｔｕｒｎ　Ｔ１５Ｏ１小燃机，２台溴化锂吸收式制冷机组，２台燃油锅炉。　１台４　０００　ｋＷ燃气轮机，１台９　７　余热锅炉，４台辅助燃油燃气锅炉，２台溴化锂制冷机。　１台４００　ｋＷ燃气内燃机，】台３５０　ｋｇ／ｈ余热蒸汽锅炉。　８台５００　ｋＷ的天然气发电机组，４台７００　ｋＷ的柴油机发电机组。　北京中关村软件冈软件广场　上海舒雅良子休闲中ｆ［　上海黄浦医院　上海浦东国际机场　上海闵行中心医院　成都深蓝绿色能源中心．美好花园　５ＨＡＮ　ＨＧ　ＩＡ　　ＥＮＥＲＧＹ　ＣＯ叭三Ｎ　Ｓ　ＪＥ年第ＲＶＡ　期ＩＴ　　ＯＮ　Ｉ　６５５Ｇ．　上海节能　域作了一个判断。其它地方，例如在天然气产地　ＮＯ　ｌ２　２０ｌ６　高度重视分布式能源的发展，但距离超越西方发　达国家的目标仍然任重道远。　（３）我国最适宜发展应用分布式能源系统的　附近、天然气价格特别便宜的地方，分布式能源　系统的应用可能也会是适合的。就如同经济上“先　富起来”，应该带动其它地方“共同富裕”一样，　分布式能源系统在“先富起来”的地区发展了，　也会以其取得的成效与经验带动这种系统在其它　地方发展起来。不过，以我们的看法，分布式能　源系统是能源利用的一个新的发展方向，但在可　预见的较长一段时间内，大电厂与大电网仍是我　国电力供应的主流。　天然气以其清洁、环保、高品质等优势成为　分布式能源系统燃料源的首选。但只有北京市天　然气的供应最有保障，上海、广东等地都非常紧张，　国内气价也存在长期上涨的趋势　】。燃料市场未　来风险和不确定性使推广应用分布式能源系统可　能潜伏着危机。　因为分布式能源是新技术，有管理和维护经　验的当地工程师及高级技工较少，运行维护设备　的人工成本不可小视，同时由于主机是进口设备，　定期检查、替换、维修系统部件及易耗品价格也　不菲。当然，运行与维护成本只占整个分布式　能源系统的电力成本很低的比例，如微型燃气轮　机一年通常只做１～２次保养，平均维护成本为　０．５～１．６美分／ｋＷｈ１７】。　综上所述，我国最适宜发展应用分布式能源　系统的地区是经济发展速度较快的地区；天然气　品质与价格制约着该技术的发展；经济效益因素　是用户应用ＤＥＲ首要考虑的因素，卓越的经济性　给用户提供信心和驱动力。但经济性的分析一定　要参考实际的运行环境并全面考虑细节。　５结论　（１）分布式能源系统使某个具体用户受益的　同时，更使整个国家与社会受益，其能量阶梯利用，　极大的提高了能源利用效率，也是对区域电网的　有益补充和保障，还可以有力的推动节能减排工　作。符合国家节能减排的政策，有良好的经济效益、　环保效益和社会效益。　（２）我国分布式能源系统的发展起步较晚，　技术落后于西方发达国家，但是该系统的工程数　量，尤其是总装机量远超了世界各国，说明国家　６５６　　Ｉｓ　ＭＮ　地区是经济发展速度较快的地区；天然气品质与　价格制约着该技术的发展；经济效益因素是用户　应用分布式能源系统首要考虑的因素，卓越的经　济性给用户提供信心和驱动力。但经济性的分析　一定要参考实际的运行环境并全面考虑细节。　参考文献　【１］中国科学院可持续发展研究组。２００３中国可持续发展战略报告　［Ｍ】。北京：科学出版社，２００３，ｌ～２。　［２］韩晓平。未来２０年中国能源技术发展方向之一分布式能源及相关　技术［Ｊ］。沈阳工程学院学报（自然科学版），２００５，１（２、３）　１３　［３］吴大为，王如竹。分布式能源定义及其与冷热电联产关系的探讨　［Ｊ］。制冷与空调，２００５，５（５）．２～３。　［４】薛志峰。超低能耗建筑技术及应用【Ｍ】。北京：中国建筑工业出版　社，２００５，ｌ７６。　［５　Ｊ丽红，袁益超，刘聿拯。分布式供能的现状与发展…。热力发　电，２００６，（７）５～６。　［６］刘道平，马博，李瑞阳，等。分布式供能技术的发展现状与展望　［Ｊ］。能源研究与信息，２００２，１８（１）：７～８。　［７］徐建中。科学用能与分布式用能系统［Ｊ］。中国能源，２００５，２７　（８）．１０～ｌ３。　日　节ＩＮＦＯ　ＲＭＡＴＩＯ…Ｎ　ＡＮＤ　ＤＹＮＡ　ＭＩｃ　浦东新区发布节能低碳“十三五＂规划　日前，浦东新区下发《节能低碳“十三五”　规划》。《规划》明确，到２０２０年，浦东单位增　加值综合能耗比２０１５年下降１８％，下降率继续保　持全市领先水平：能源消费总量控制在年增长３％　左右；考核口径碳排放量控制在ｌ　６１２．７万ｔ以内，　ＣＯ　排放量和排放强度明显下降；考核口径内工　业煤炭消费量削减至０，光伏开发总量新增１２０　Ｍｗ，进一步优化能源结构。在“住”和“行”上，　将着重发展装配式建筑、住宅全装修等产业化建　设，加大推广新能源汽车的力度，并构建完善的　智能公共交通系统网络。　（浦东新区）