天然氣分布式能源發(fā)展對策相關(guān)探討

曾　立

（中國能源建設(shè)集團湖南火電建設(shè)有限公司，湖南長沙　410015）

天然氣分布式能源發(fā)展對策相關(guān)探討

曾立

（中國能源建設(shè)集團湖南火電建設(shè)有限公司，湖南長沙410015）

目前，世界各國都將提高能源利用效率促進清潔能源發(fā)展作為能源優(yōu)化結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要戰(zhàn)略方向。發(fā)展分布式能源，將成為我國提高能源使用效率、實現(xiàn)能源集約化發(fā)展、保證經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。文章首先介紹了天然氣分布式能源系統(tǒng)的分類，簡述了天然氣分布式能源特征，重點分析了天然氣分布式能源發(fā)展對策，以供參考。

天然氣分布式能源發(fā)展對策

分布式能源作為科學高效用能方式蓬勃發(fā)展，得到廣泛重視和應用，成為能源產(chǎn)業(yè)的一個重要發(fā)展方向。分布式能源是近年來興起的利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應的新型能源利用方式。天然氣電、熱、冷三聯(lián)供系統(tǒng)是目前典型的分布式能源利用方式，在發(fā)達國家已得到比較廣泛的推廣利用，在我國仍處于起步階段。因此加強分布式能源利用及發(fā)展的研究十分重要。

1　天然氣分布式能源系統(tǒng)的分類

天然氣分布式能源系統(tǒng)按使用范圍可以分為區(qū)域式和樓宇式兩種。區(qū)域式分布式能源系統(tǒng)是指在各種工業(yè)園區(qū)、科技園區(qū)、大學城等人口相對密集、且地理較大的區(qū)域所建設(shè)的冷熱電能源供應中心。

例如：廣州大學城分布式能源站位于廣州市番禺區(qū)南村鎮(zhèn)，與廣州大學城一江之隔，占地面積11萬m2，是廣州大學城配套建設(shè)項目，為廣州大學城18平方公里區(qū)域提供冷、熱、電三聯(lián)供，也是全國最大的分布式能源站。中國華電集團新能源發(fā)展有限公司和廣州大學城能源發(fā)展有限公司按55%和45%的比例共同出資成立廣州大學城華電新能源有限公司，負責廣州大學城分布式能源站項目的投資、建設(shè)及經(jīng)營管理。能源站總體規(guī)劃為4×78MW，分二期建設(shè)，一期2×78MW于2008年7月28日正式開工建設(shè)，2009年10月實現(xiàn)“雙投”。

樓宇式分布式能源系統(tǒng)是指以建筑物為服務對象所建設(shè)的冷熱電供應系統(tǒng)，如寫字樓，商場，醫(yī)院等。樓宇式分布式能源一般采用微燃機+溴化鋰機組方案與燃氣發(fā)動機+溴化鋰機組方案，區(qū)域式分布式能源系統(tǒng)燃氣輪機+余熱鍋爐+溴化鋰機組方案與燃氣輪機+汽輪機+余熱鍋爐+溴化鋰機組方案。一般來說，以經(jīng)濟效益為主要目標的分布式能源項目，投資回收期不宜超過12a。其他類型的分布式能源項目，如調(diào)峰天然氣電廠、保障民生為主的項目、追求環(huán)境和社會效益為主的燃氣類項目，根據(jù)當?shù)匾?guī)劃適當建設(shè)。

2　天然氣分布式能源特征

2.1能源綜合利用率高，減少了能源浪費

在目前技術(shù)水平下，集中供電方式的能源利用率可以達到40%～58%。分布式冷熱電三聯(lián)供其能源利用率可達80%以上。天然氣分布式能源系統(tǒng)通過燃氣輪機等驅(qū)動發(fā)電設(shè)備將30%～40%的能量轉(zhuǎn)化為電能，剩余能量用來制冷、制熱或直接供熱，從而實現(xiàn)能量的梯級利用，提高能源利用效率。

例如：廣州大學城分布式能源站實現(xiàn)了能源的梯級利用，能源利用效率得到了很大提高，達到78%。使能源站具有了能源傳送距離短、能量轉(zhuǎn)換和傳送損失小、能源利用率高、建設(shè)安裝周期短、運行方式靈活、設(shè)備啟停方便、負荷調(diào)節(jié)靈活、系統(tǒng)安全性和可靠性高的特點。廣州大學城分布式能源站實現(xiàn)了“安全、高效、節(jié)能、環(huán)保”的理念，被廣州電網(wǎng)確定為“保亞運”供電具備黑啟動能力的重要電源點。

2.2具有削峰填谷作用，利于改善能源結(jié)構(gòu)

電力部門根據(jù)用電負荷特性按照滿足夏冬季用電高峰配置發(fā)電和輸配電設(shè)施，在春秋季和節(jié)假日用電低谷時，發(fā)電和輸配電設(shè)施能力無法充分發(fā)揮，利用率降低。對于天然氣生產(chǎn)部門，夏季因用氣量需求量減少需要采取調(diào)峰措施，否則氣田需適當關(guān)井限產(chǎn)，輸氣量降低，導致效益降低。采用天然氣分布式能源系統(tǒng)，增加夏季的天然氣使用量，不僅可以調(diào)節(jié)天然氣季節(jié)峰谷差過大的問題，而且可以緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。

2.3具有良好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益

由于能源高效利用，余熱供冷供熱與發(fā)電成本共擔，三聯(lián)供系統(tǒng)具有更好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。天然氣分布式能源不但將部分高溫熱能轉(zhuǎn)化為用途廣泛的電能，而且利用中溫熱能驅(qū)動溴化鋰冷熱水機組，將部分環(huán)境中的熱能提升溫度，轉(zhuǎn)化為可以利用的熱能，同時實現(xiàn)對局部環(huán)境的降溫。分布式能源電能“就地直供”，可以減少輸電線損，同時大大減少能源消耗。與傳統(tǒng)能源供應方式，天然氣分布式能源系統(tǒng)二氧化碳、NOx、SO2排放大大減少，在目前碳排放壓力日增的國內(nèi)形勢下，發(fā)展分布式能源具有積極意義。

2.4提高能源供應的可靠性

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)備安裝、運行簡單、便捷，安全性顯著增加。對于學校、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心等需要備用電源的用戶，分布式能源和電網(wǎng)可以一起多電源保障電力供應，可以大幅度提高建筑物電力供應可靠性。先進的分布式能源系統(tǒng)甚至可以將供電機組模塊化，單個模塊也可以靈活開停。例如：廣州發(fā)展鰲頭分布式能源站發(fā)電機出口10.5kV電能經(jīng)電纜接入到廣州豐力橡膠輪胎有限公司內(nèi)的110kV萬力站10.5kV母線，廣州豐力橡膠輪胎有限公司首先消納部分電能，余電經(jīng)萬力站的主變升壓后由110kV兔萬線接入廠址西南側(cè)2km處的110kV白兔變電站，同時能源站設(shè)置黑啟動功能，在外部電網(wǎng)失電情況下，30分鐘左右可以恢復對外供電，大大提高了電源供應的可靠性。

3　天然氣分布式能源發(fā)展對策

3.1分布式能源規(guī)模問題

國家電網(wǎng)2013年在《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務工作的意見》指出，單個并網(wǎng)點總裝機規(guī)模不超過6MW的分布式發(fā)電項目免收并網(wǎng)接入費。這樣就限制了大容量天然氣DER的發(fā)展。然而，DER側(cè)重點是靠近用戶的供能系統(tǒng)，CCHP是在此基礎(chǔ)之上通過對能量的梯級利用來實現(xiàn)冷、熱、電的聯(lián)供系統(tǒng)。發(fā)改委的諸多文件及《燃氣冷熱電三聯(lián)供工程技術(shù)規(guī)程》中都曾提出聯(lián)供系統(tǒng)的年平均能源綜合利用率應大于70%。國家近幾年大力推進DER及CCHP技術(shù)的發(fā)展，也是從節(jié)能減排、能源的就近選擇及供能的安全性等多方面考慮，因此，只要能滿足這幾個方面的要求，規(guī)模具體大小就不再重要。

3.2完善標準與系統(tǒng)規(guī)劃

國家目前尚未對天然氣分布式能源制定統(tǒng)一標準與行業(yè)規(guī)范，分布式能源系統(tǒng)的大規(guī)模利用還有很長的路要走。國內(nèi)一些企業(yè)雖然對建設(shè)天然氣分布式能源站積極性較高，但由于沒有相應的產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃和行業(yè)準入規(guī)范，項目布局存在很大的盲目性，生產(chǎn)經(jīng)營有較大的風險。對此種新型功能體系，各地區(qū)認識普遍不夠全面，在無標準及系統(tǒng)規(guī)劃的情況下很難實現(xiàn)實質(zhì)性突破，需要根據(jù)經(jīng)濟社會發(fā)展情況和能源配套要求進行系統(tǒng)的規(guī)劃和研究，加強宏觀布局和管理，引導市場規(guī)范有序發(fā)展。

3.3加強相關(guān)部門協(xié)調(diào)

目前，天然氣分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展除受資源制約外，還需要多方協(xié)調(diào)，避免電、熱、冷的供應與已有的供電、供熱、供冷體系產(chǎn)生沖突。對于天然氣分布式能源項目的政策支持，也需要能源、財政、土地、規(guī)劃等部門的協(xié)調(diào)推進。天然氣分布式能源站點的布局需要合理統(tǒng)籌推進，使之發(fā)揮更大的效益。

3.4形成系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈

天然氣分布式能源是涉及建筑設(shè)計、供熱（冷）、發(fā)電及調(diào)度等的新型交叉行業(yè)，國內(nèi)在這方面起步較晚，相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱、人才缺乏。一些關(guān)鍵設(shè)備尚未實現(xiàn)國產(chǎn)化，燃氣輪機和內(nèi)燃機主要依賴進口，相關(guān)的科研技術(shù)攻關(guān)投入不足，專業(yè)服務人才缺乏，培養(yǎng)滯后。

3.5扶持政策需進一步細化

雖然國家下發(fā)了《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》，但是具體的扶持政策尚未形成體系。對天然氣分布式能源發(fā)展，目前在財政補貼、稅收優(yōu)惠、電力上網(wǎng)并網(wǎng)等方面尚未出臺相應具體的扶持政策，在很大程度上影響和制約了天然氣分布式能源的發(fā)展，需要引起高度重視，加強系統(tǒng)研究，明確各項扶持政策。

4　結(jié)語

我國的天然氣冷熱電聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)剛剛起步。國內(nèi)天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展近年快速發(fā)展，天然氣管網(wǎng)不斷完善，天然氣利用水平穩(wěn)步提升，但是作為天然氣高效利用的分布式能源技術(shù)在我國尚處于起步階段。加大推廣天然氣分布式能源的建設(shè)和發(fā)展，對減少環(huán)境污染、逐步改善大氣質(zhì)量、提高居民的健康水平，促進節(jié)能減排和低碳經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大意義。

［1］胡小堅，張雪梅，蔡路茵.冷熱電分布式能源（CCHP）的優(yōu)化研究進展［J］.能源研究與管理，2010（2）.

［2］林世平.分布式能源系統(tǒng)中能源與環(huán)境耦合特性及優(yōu)化集成模型研究［D］.武漢：武漢理工大學，2011.

［3］林世平.分布式能源系統(tǒng)中能源與環(huán)境耦合特性及優(yōu)化集成模型研究［D］.武漢：武漢理工大學，2011.