發(fā)展燃氣分布式能源應“大、中、小”并舉

摘要：發(fā)展燃氣分布式能源，首先要考慮的是節能、提高能源利用率，改善環(huán)境質(zhì)量，而不能光考慮增加電力供應，擴大裝機容量。國外的經(jīng)驗，國內的研究成果和工程實(shí)踐說(shuō)明在發(fā)展燃氣分布式能源中應大、中、小并舉。

關(guān)鍵詞： 燃氣分布式能源 節能

前 言

國家發(fā)展和改革委員會(huì )、財政部、住房和城鄉建設部、國家能源局聯(lián)合公布的發(fā)改能源【2011】2196號《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》中提出：“天然氣分布式能源在我國已具備大規模發(fā)展的條件”“以提高能源綜合利用效率為首要目標，以實(shí)現節能減排任務(wù)為工作抓手，重點(diǎn)在能源負荷中心建設區域分布式能源系統和樓宇分布式能源系統。包括城市工業(yè)園、旅游集中服務(wù)區、生態(tài)園區、大型商業(yè)設施等，在條件具備的地方結合太陽(yáng)能、風(fēng)能、地源熱泵等再生能源進(jìn)行綜合利用”。

文件中的提法很科學(xué)，條件具備的地方可發(fā)展區域分布式能源系統和樓宇分布式能源系統。關(guān)鍵是要結合工程的實(shí)際情況，能大則大，能小則小，以求利益最優(yōu)，提高能源綜合利用率。

一、美國的經(jīng)驗

《工廠(chǎng)動(dòng)力》2011年1期刊出華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心主任華賁教授的文章“建設工業(yè)園區冷熱電聯(lián)供的能源系統”，文中列出美國分布式能源發(fā)展的情況。

表1 2000年美國DES/CCHP項目的數量和規模統計數據

表1中看出總量980項目中，平均容量0.7MW的770個(gè)小內燃機項目占到總數的78.6%，可裝機容量卻只占10.3%。相反27個(gè)大項目，占總數的2.8%，平均裝機78.1MW的大型燃機聯(lián)合循環(huán)項目，卻占了總裝機容量的42.8%。

我們和日立公司日方人員合編的《燃氣冷熱電聯(lián)供系統應用指南》中，日方提供的數據是到2007年3月日本已建有分布式能源7359處總裝機容量87.836萬(wàn)千瓦，平均容量為1194KW/個(gè)，看來(lái)日本分布式能源每個(gè)站的裝機容量并不大。

另《能源思考》2012年3月號，刊出《首都藍天智慧能源工程》——治理燃煤污染的良策中列出美國分布式發(fā)電的技術(shù)應用特點(diǎn)。

發(fā)展區域分布式能源站是解決問(wèn)題的重點(diǎn)，在美國的分布式能源中采用燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)（GTCC）的項目雖然僅占項目的7%，但是裝機容量高達53%，說(shuō)明這一技術(shù)主要承擔了城市中大規模的區域供熱，是主力中的主力。其主要原因是采用這一技術(shù)能源利用效率高，污染排放少，調節靈活，安全可靠，經(jīng)濟效益好。中國具有人口密度大，工業(yè)與居民生活區近，冬季采暖和夏季制冷區域大等特點(diǎn)，適合發(fā)展相對規模較大的區域分工能源站，而這一規模最適合發(fā)展燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組。

美國分布式發(fā)電的技術(shù)應用特點(diǎn)

上圖的數字說(shuō)明，在美國各容量等級的分布式能源站都在積極發(fā)展，發(fā)展的原因是各容量等級的能源站都能夠盈利。日本的分布式能源站平均容量也不大，只要電熱冷負荷搞清楚，機組選擇合適，能穩定長(cháng)期運行，能源綜合利用率高，可以獲好的利潤。

二、我國的情況

我國已建成的分布式能源站，一般以自發(fā)自用為主，容量較小，不上網(wǎng)，因而電力系統不作統計，所以到現在為止，尚不知我國到底建有多少燃氣分布式能源站。運行情況如何更無(wú)人做系統的調查研究。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )在2010年全國電力工業(yè)一覽表中給出：

燃氣機組多為前些年為解決缺電而建的機組，如北京太陽(yáng)宮燃機熱電廠(chǎng)的項目尚不多。為初步摸索經(jīng)驗，將本人近些年參加項目審查時(shí)可研報告（或初步可研報告）的數據摘抄如下，以期找出些問(wèn)題。

由于到目前為止我國領(lǐng)導部門(mén)尚未公布燃氣分布式能源站可研報告的技術(shù)要求與內容深度，因而各設計單位參照燃煤熱電廠(chǎng)的一套標準材料，自己按本身的想法編制可研報告。編制原則、指導思想、內容深度、計算方法和計量單位等五花八門(mén)，因而只能做初步參考。據了解有的項目施工時(shí)機組都有變化，尚待今后見(jiàn)到比較全面的調查報告。

從以上21個(gè)工程的可研報告中可看出：

1、電力設計院編制的報告，在機組選擇，熱力平衡，經(jīng)濟指標計算等方面較完善。建筑設計院編制的報告，在冷熱負荷分析等方面較好。

2、9F大型燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，由于機組容量大，單位千瓦造價(jià)低，僅在4000元左右，6B、FT8由于容量小造價(jià)上升，小型燃機1萬(wàn)千瓦左右的單位造價(jià)則升至10000元以上。

3、9F大型燃機效率高，每立米天然氣可發(fā)5度電，甚至更多，而小機組則能耗高，發(fā)不到5度電。

4、很多項目未做冷熱電聯(lián)產(chǎn)與分產(chǎn)的方案比較，有的也未做主機選型的方案比較，很難說(shuō)所選機型是否最優(yōu)化。

5、很多項目對設計熱效率重視不夠，有的項目根本未給出熱效率，甚至有的項目連發(fā)電供熱氣耗也未給出。有的項目給出的熱效率又出奇的高，不知如何計算的。

6、早期做的可研報告對熱泵與污水源的能源利用重視不夠，近期的可研報告則重視當地能源的綜合利用。

7、各可研報告對能源站的運行方式重視不夠。有些城市已實(shí)行峰谷電價(jià)，但后夜電力系統實(shí)行峰谷電價(jià)其電價(jià)比自己的發(fā)電成本還低，沒(méi)有必要再運行，能源站的自用電應用市電。

8、能源站的年發(fā)電量與供熱量和能源站的運行方式密切相關(guān)，所以應合理確定全年運行小時(shí)，再計算年發(fā)電量與供熱量，進(jìn)而計算全年的經(jīng)濟效益。有些工程未考慮運行方式，年發(fā)電量與供熱量計算大了，計算的年經(jīng)濟效益偏好，投產(chǎn)后達不到。

9、采暖期、制冷期與過(guò)渡期的冷熱負荷量不同，影響發(fā)電與供熱氣耗和熱效率。有些工程未分開(kāi)計算，只按最大冷、熱負荷計算氣耗是不行的，全年不可能都在最佳工況。

10、很多工程一開(kāi)始講本工程實(shí)現冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)提高能源利用率，但在工藝系統內對如何供冷則不加說(shuō)明，甚至連一張供冷系統圖都沒(méi)有。應說(shuō)明如何供冷，是能源站供冷水，還是在用戶(hù)側制冷設制冷站。運行方式和能源站停機時(shí)的備用方案都應有交待。

11、很多報告對供熱可靠性未做說(shuō)明，應考慮事故備用，能源站停機時(shí)和尖峰負荷時(shí)供熱系統如何運行。

12、在確定熱價(jià)與冷價(jià)時(shí)，要考慮用戶(hù)的承受能力。

總的來(lái)看：多數可研報告計算的發(fā)電、供熱氣耗偏低，年運行小時(shí)估算偏大，年發(fā)電量與供熱量計算偏大，經(jīng)濟效益偏好，投產(chǎn)后，很難達到預想效果。