王仁棟

【摘 要】與傳統(tǒng)熱、電能供需分別平衡的方式相比，所考慮電能實(shí)時(shí)平衡、熱能分階段平衡更能大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)需求和節(jié)約一次能源，較符合工程實(shí)際。以供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)度，與熱、電分供調(diào)度相比，主要以清潔的天然氣為能源，在顯著提高一次能源的利用率的同時(shí)，降低了單位經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的能源損耗，并減少溫室氣體高溫排氣對(duì)環(huán)境造成的影響。對(duì)影響經(jīng)濟(jì)性的主要三種因素：投資額、年利用小時(shí)數(shù)和天然氣價(jià)格進(jìn)行敏感性分析，得出了天然氣價(jià)格是提高競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵指標(biāo)的結(jié)論。天然氣分布式能源的效率雖然具有優(yōu)勢(shì)，但其適用范圍也有限制條件，目前的支持政策也不足。本文對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了分析，為將來(lái)在適宜的條件下發(fā)展天然氣分布式能源提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】分布式冷熱電聯(lián)供；經(jīng)濟(jì)；政策

用戶(hù)熱、電、冷多種能量需求可通過(guò)分布式聯(lián)合供能系統(tǒng)、區(qū)域供能系統(tǒng)、傳統(tǒng)分供系統(tǒng)進(jìn)行供給。分布式聯(lián)合供能系統(tǒng)將點(diǎn)狀分布于用戶(hù)端的小規(guī)模發(fā)電機(jī)組發(fā)電產(chǎn)出的廢熱循環(huán)再利用，以供應(yīng)用戶(hù)熱（冷）能的新式能源綜合利用系統(tǒng)。區(qū)域供能系統(tǒng)與聯(lián)合供能系統(tǒng)的區(qū)別是區(qū)域供能系統(tǒng)不包含聯(lián)供機(jī)組進(jìn)行發(fā)電余熱的循環(huán)利用，并且單供機(jī)組集中于一個(gè)固定廠區(qū)。而傳統(tǒng)電冷熱分供系統(tǒng)中冷（熱）負(fù)荷由電制冷機(jī)組承擔(dān)，供冷（熱）所耗電量與居民用電負(fù)荷均通過(guò)公共電網(wǎng)滿(mǎn)足。

一、分布式能源概念

廣義的分布式能源是一種從提高能源效率和降低污染物的角度出發(fā)，建立在能源階梯利用概念的基礎(chǔ)上，通過(guò)能源階梯利用原理，使熱工設(shè)備產(chǎn)生的具有高品位的蒸汽/燃?xì)鈳?dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或利用燃料電池供電，或冬季利用熱工設(shè)備的排汽/抽汽或尾氣向用戶(hù)供熱，夏季利用余熱吸收式制冷機(jī)向用戶(hù)供冷及全年提供衛(wèi)生熱水和或其他用途的熱能的一體化多聯(lián)供熱能系統(tǒng)。

二、分布式能源的冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)的推廣和應(yīng)用

隨著天然氣的廣泛應(yīng)用、電力壟斷的逐步解體、環(huán)境保護(hù)要求的提高，不僅我國(guó)很多區(qū)域和邊遠(yuǎn)地區(qū)的分布式供電將得到極大的發(fā)展，而且發(fā)展小型化的分布式供電（特別是具有能源-資源利用合理、環(huán)保性能優(yōu)良、冷熱電負(fù)荷分配靈活等優(yōu)勢(shì)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)）將成為中國(guó)城市現(xiàn)代化的重要?jiǎng)恿?。西氣東輸工程和國(guó)內(nèi)很多大型LPG工程的實(shí)施使得我國(guó)很多城市，特別是長(zhǎng)江三角洲區(qū)域、珠江三角洲區(qū)域及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的一些省市有了較充足的天然氣供應(yīng)。社會(huì)多元化的發(fā)展帶動(dòng)的分布式電力供應(yīng)的發(fā)展使得更多的“余熱”可以利用而聯(lián)產(chǎn)出社會(huì)需要的“冷”和“熱”。

那些賓館、飯店、高檔寫(xiě)字樓、高級(jí)公寓、大型商場(chǎng)、學(xué)校、機(jī)關(guān)、醫(yī)院等有穩(wěn)定的冷、熱、電負(fù)荷需求、對(duì)動(dòng)力設(shè)備的環(huán)境特性要求較高、對(duì)電力品質(zhì)及安全系數(shù)要求較高同時(shí)電力供應(yīng)不足的單位或地區(qū)有非常好的適用性，能帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益。聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性隨著電價(jià)的升高加速增加。在合理的天然氣和電價(jià)比下，冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在我國(guó)將得到推廣和應(yīng)用。

三、經(jīng)濟(jì)性測(cè)算

1.投資水平分析。分布式能源站項(xiàng)目單位造價(jià)相對(duì)大容量燃機(jī)機(jī)組較高，廣東省及海南省小型能源站項(xiàng)目較少，F(xiàn)T8-3型燃機(jī)典型工程單位造價(jià)目前約為4500元/kW，單位造價(jià)相對(duì)較高。

2.電價(jià)分析。結(jié)合廣東省及海南省實(shí)際情況，采用FT8-3型燃機(jī)典型工程主要參數(shù)作為分布式能源站電價(jià)及收益率分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

采用4500元/kW作為靜態(tài)投資水平，單臺(tái)機(jī)組容量為78MW，新建兩臺(tái)機(jī)靜態(tài)投資為70200萬(wàn)元；資本金占動(dòng)態(tài)投資的20%。發(fā)電氣耗取221Nm3/MWh，供熱氣耗取28Nm3/GJ；燃機(jī)含稅氣價(jià)2.18元/Nm3。機(jī)組年發(fā)電量620GWh，年供熱量60萬(wàn)GJ。供熱價(jià)按含稅熱價(jià)74元/GJ計(jì)算。

在上述給定參數(shù)條件下，分布式能源站由于發(fā)電和供熱氣耗相對(duì)較高，單位投資較高，因此測(cè)算后的上網(wǎng)電價(jià)也處于較高水平。由于分布式電站具有優(yōu)越的環(huán)保性和供電穩(wěn)定性，實(shí)際的上網(wǎng)電價(jià)較高，具有經(jīng)濟(jì)性。

3.電價(jià)敏感性分析。對(duì)于分布式能源電站來(lái)說(shuō)，投資、年發(fā)電量、天然氣價(jià)格是影響其經(jīng)濟(jì)性的主要因素?；谏鲜鼋?jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)，在投資各方FIRR為8%的情況下，做電價(jià)的單因素敏感性分析，與其他發(fā)電方式類(lèi)似，天然氣價(jià)格變化對(duì)分布式能源電站的上網(wǎng)電價(jià)影響最大，年發(fā)電量變化和投資變化的上網(wǎng)電價(jià)相對(duì)較小。天然氣分布式能源站一般均地處城市，由城市天然氣管網(wǎng)供氣，氣價(jià)偏低。如廣州大學(xué)城的分布式能源站由于燃用的天然氣價(jià)格較低接近城市燃?xì)鈨r(jià)格，且南方電網(wǎng)給予的上網(wǎng)電價(jià)實(shí)際為0.75元/kWh，就具有經(jīng)濟(jì)性。

四、適用范圍

天然氣分布式能源站分為樓宇型和區(qū)域型兩種系統(tǒng)，均以資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益最大化為原則確定方式、容量和系統(tǒng)配置，根據(jù)終端能源利用效率最優(yōu)化確定分布式能源系統(tǒng)的設(shè)置方案。樓宇型分布式能源系統(tǒng)是針對(duì)具有特定功能的建筑物，如寫(xiě)字樓、商廈、醫(yī)院及某些綜合性建筑所建設(shè)的冷熱電供應(yīng)系統(tǒng)，一般采用小型或微型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，機(jī)房往往布置在建筑物內(nèi)部，不需考慮外網(wǎng)建設(shè)。民用建筑行業(yè)應(yīng)用較多。區(qū)域型分布式能源站一般針對(duì)工業(yè)園區(qū)和大型商住兩個(gè)主要耗能大戶(hù)，基于“高能高用、低能低用，溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”的科學(xué)用能思想，在對(duì)各種冷熱電用戶(hù)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、分析的基礎(chǔ)上，采用各種燃?xì)庾鞴Πl(fā)電技術(shù)、各種制冷技術(shù)、熱泵技術(shù)、再生能源利用技術(shù)，以及強(qiáng)化傳熱技術(shù)的優(yōu)化集成。

五、存在問(wèn)題和政策分析

由于我國(guó)目前尚無(wú)有關(guān)分布式能源的法規(guī)和并網(wǎng)運(yùn)行規(guī)程，再加上資源、電價(jià)、可用設(shè)備、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和電力市場(chǎng)化等方面的制約，因而在過(guò)去的20年間分布式能源的發(fā)展步伐十分緩慢，真正運(yùn)行起來(lái)的項(xiàng)目并不多。目前國(guó)內(nèi)的天然氣等清潔能源的分布式能源項(xiàng)目還不到40個(gè)，總裝機(jī)容量不到500MW。

1、氣價(jià)問(wèn)題

國(guó)外對(duì)于天然氣分布式能源站用氣價(jià)格有一定的優(yōu)惠政策，上網(wǎng)電價(jià)一般與調(diào)峰電價(jià)相當(dāng)，比商業(yè)、民用電價(jià)低40%。但是我國(guó)目前天然氣價(jià)格體系較混亂，沒(méi)有相應(yīng)的定價(jià)規(guī)定，高氣價(jià)，導(dǎo)致電價(jià)、熱價(jià)、冷價(jià)較高。天然氣分布式能源站所供的電、熱、冷屬于市政基礎(chǔ)設(shè)施，需協(xié)調(diào)降低燃料價(jià)格，最好有當(dāng)?shù)卣呢?cái)、稅政策支持。

2、直供電問(wèn)題

分布式能源的突出優(yōu)勢(shì)是所發(fā)電力直接在用戶(hù)側(cè)就地供電，電網(wǎng)只作為后備手段。按中國(guó)迄今的法律，所有的發(fā)電必須上網(wǎng)，只有“法人單位”的“自備電源”才可以“內(nèi)部”直供。我國(guó)現(xiàn)有的電力體制中缺乏分布式能源站的并網(wǎng)運(yùn)行規(guī)范，分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)都不能發(fā)電直供，用戶(hù)仍然從電網(wǎng)購(gòu)電，分布式能源發(fā)的電如果不能直供，三聯(lián)供就只能限于自備項(xiàng)目，難形成區(qū)域規(guī)模，就會(huì)嚴(yán)重制約分布能源的經(jīng)濟(jì)性，分布能源也就無(wú)從發(fā)展。發(fā)電并網(wǎng)無(wú)論對(duì)分布式能源還是對(duì)電網(wǎng)都很重要，因?yàn)槎呖梢赃M(jìn)行互補(bǔ)，進(jìn)一步提高區(qū)域的供電安全性。但發(fā)展分布式能源，也不能以必須向電網(wǎng)供電為目的，否則就會(huì)失去分布式能源的意義。在分布式能源項(xiàng)目的規(guī)劃和設(shè)計(jì)上以負(fù)荷的自我平衡為首要出發(fā)點(diǎn)，這是方案擬定的最基本的原則。

六、結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)分供方式相比，分布式冷熱電多聯(lián)供系統(tǒng)能顯著提高單位燃料的能源利用率和污染物排放量。世界各地投入運(yùn)行的聯(lián)合供能系統(tǒng)顯示出了其在節(jié)能減排、提高一次能源利用率等方面突出作用。

【參考文獻(xiàn)】

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