天然氣分布式能源發展對策相關探討

曾　立

（中國能源建設集團湖南火電建設有限公司，湖南長沙　410015）

天然氣分布式能源發展對策相關探討

曾立

（中國能源建設集團湖南火電建設有限公司，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展作為能源優化結構調整的重要戰略方向。發展分布式能源，將成為我國提高能源使用效率、實現能源集約化發展、保證經濟社會可持續發展的重要途徑之一。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展對策，以供參考。

天然氣分布式能源發展對策

分布式能源作為科學高效用能方式蓬勃發展，得到廣泛重視和應用，成為能源產業的一個重要發展方向。分布式能源是近年來興起的利用小型設備向用戶提供能源供應的新型能源利用方式。天然氣電、熱、冷三聯供系統是目前典型的分布式能源利用方式，在發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展的研究十分重要。

1　天然氣分布式能源系統的分類

天然氣分布式能源系統按使用范圍可以分為區域式和樓宇式兩種。區域式分布式能源系統是指在各種工業園區、科技園區、大學城等人口相對密集、且地理較大的區域所建設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南村鎮，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項目，為廣州大學城18平方公里區域提供冷、熱、電三聯供，也是全國最大的分布式能源站。中國華電集團新能源發展有限公司和廣州大學城能源發展有限公司按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、建設及經營管理。能源站總體規劃為4×78MW，分二期建設，一期2×78MW于2008年7月28日正式開工建設，2009年10月實現“雙投”。

樓宇式分布式能源系統是指以建筑物為服務對象所建設的冷熱電供應系統，如寫字樓，商場，醫院等。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動機+溴化鋰機組方案，區域式分布式能源系統燃氣輪機+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，如調峰天然氣電廠、保障民生為主的項目、追求環境和社會效益為主的燃氣類項目，根據當地規劃適當建設。

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%。分布式冷熱電三聯供其能源利用率可達80%以上。天然氣分布式能源系統通過燃氣輪機等驅動發電設備將30%～40%的能量轉化為電能，剩余能量用來制冷、制熱或直接供熱，從而實現能量的梯級利用，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、能量轉換和傳送損失小、能源利用率高、建設安裝周期短、運行方式靈活、設備啟停方便、負荷調節靈活、系統安全性和可靠性高的特點。廣州大學城分布式能源站實現了“安全、高效、節能、環?！钡睦砟睿粡V州電網確定為“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，利于改善能源結構

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

2.3具有良好的經濟效益與環境效益

由于能源高效利用，余熱供冷供熱與發電成本共擔，三聯供系統具有更好的經濟效益和環境效益。天然氣分布式能源不但將部分高溫熱能轉化為用途廣泛的電能，而且利用中溫熱能驅動溴化鋰冷熱水機組，將部分環境中的熱能提升溫度，轉化為可以利用的熱能，同時實現對局部環境的降溫。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。與傳統能源供應方式，天然氣分布式能源系統二氧化碳、NOx、SO2排放大大減少，在目前碳排放壓力日增的國內形勢下，發展分布式能源具有積極意義。

2.4提高能源供應的可靠性

冷熱電聯供系統設備安裝、運行簡單、便捷，安全性顯著增加。對于學校、醫院、數據中心等需要備用電源的用戶，分布式能源和電網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：廣州發展鰲頭分布式能源站發電機出口10.5kV電能經電纜接入到廣州豐力橡膠輪胎有限公司內的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，余電經萬力站的主變升壓后由110kV兔萬線接入廠址西南側2km處的110kV白兔變電站，同時能源站設置黑啟動功能，在外部電網失電情況下，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展對策

3.1分布式能源規模問題

國家電網2013年在《關于做好分布式電源并網服務工作的意見》指出，單個并網點總裝機規模不超過6MW的分布式發電項目免收并網接入費。這樣就限制了大容量天然氣DER的發展。然而，DER側重點是靠近用戶的供能系統，CCHP是在此基礎之上通過對能量的梯級利用來實現冷、熱、電的聯供系統。發改委的諸多文件及《燃氣冷熱電三聯供工程技術規程》中都曾提出聯供系統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技術的發展，也是從節能減排、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，規模具體大小就不再重要。

3.2完善標準與系統規劃

國家目前尚未對天然氣分布式能源制定統一標準與行業規范，分布式能源系統的大規模利用還有很長的路要走。國內一些企業雖然對建設天然氣分布式能源站積極性較高，但由于沒有相應的產業統籌規劃和行業準入規范，項目布局存在很大的盲目性，生產經營有較大的風險。對此種新型功能體系，各地區認識普遍不夠全面，在無標準及系統規劃的情況下很難實現實質性突破，需要根據經濟社會發展情況和能源配套要求進行系統的規劃和研究，加強宏觀布局和管理，引導市場規范有序發展。

3.3加強相關部門協調

目前，天然氣分布式能源系統的發展除受資源制約外，還需要多方協調，避免電、熱、冷的供應與已有的供電、供熱、供冷體系產生沖突。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、規劃等部門的協調推進。天然氣分布式能源站點的布局需要合理統籌推進，使之發揮更大的效益。

3.4形成系統產業鏈

天然氣分布式能源是涉及建筑設計、供熱（冷）、發電及調度等的新型交叉行業，國內在這方面起步較晚，相關產業基礎薄弱、人才缺乏。一些關鍵設備尚未實現國產化，燃氣輪機和內燃機主要依賴進口，相關的科研技術攻關投入不足，專業服務人才缺乏，培養滯后。

3.5扶持政策需進一步細化

雖然國家下發了《關于發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展，目前在財政補貼、稅收優惠、電力上網并網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展，需要引起高度重視，加強系統研究，明確各項扶持政策。

4　結語

我國的天然氣冷熱電聯產供能系統剛剛起步。國內天然氣產業發展近年快速發展，天然氣管網不斷完善，天然氣利用水平穩步提升，但是作為天然氣高效利用的分布式能源技術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和發展，對減少環境污染、逐步改善大氣質量、提高居民的健康水平，促進節能減排和低碳經濟協調發展具有重大意義。

［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.分布式能源系統中能源與環境耦合特性及優化集成模型研究［D］.武漢：武漢理工大學，2011.

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