积极推广分布式能源

积极推广分布式能源，提高能源综合利用率 天津市燃气集团有限公司 陈树春 深圳市城市规划设计研究院 孙建捷 摘要：本文阐述了分布式能源利于改善环境质量、利于平衡能源结构、利于解决燃气季节调节、利于平衡电力负载且综合利用率高五大特点，举例说明积极推广分布式能源以平衡气、电峰谷是缓解电力紧张的有效途径。关键词：分布式能源 能源综合利用 分布式能源系统（DTES）是一定区域内利用管网系统和电缆向区内同时提供电力、蒸汽、热水和空调用冷冻水的综合加工厂。分布式能源的基本原理是：天然气等一次能源首先通过燃气轮机发电，产生的高温烟气进入余热锅炉产生中压或低压蒸汽，这部分蒸汽既可以进入蒸汽轮机发电，也可以直接提供给空调制冷或供热设备作为驱动热源。若充分利用排烟中的冷凝水潜热，总能源利用效率最高可超过。分布式能源系统在工业化国家发展迅速，它主要采用天然气驱动，也可以使用城市燃气等清洁燃料及可再生能源，如太阳能、地热、风能、潮汐能、生物能和垃圾焚烧等能源驱动，可以把可利用的能源优化整合在一起。以天然气为燃料的热、电(冷)分布式能源，可通过热电(冷)联产实现能源的梯级利用，是当前世界上备受关注的一种能源转换方式，其能源利用率达到80%以上。当前由于国民经济快速增长，带动电力需求增加；电空调制冷负荷急剧增加；东南沿海部分地区持续干旱造成水电出产不足；局部电网结构薄弱，输配电“卡脖子”问题严重；高耗能产业用电负荷增加，五大原因造成前年电力供需矛盾加剧，全国12个省级电网出现拉闸限电，而天津前年用电负荷峰值历史性的达到511万千瓦的水平，去年更高至560万千瓦，电力供求陷入危机。因此大力推广分布式能源以平衡气、电峰谷是缓解电力紧张的有效途径。一、 五大特点凸显分布式能源之优势。（一） 分布式能源集多功能于一身，明显优于电空调。分布式能源因地域不同、功能需求不同可采取单暖、冷热两联供、冷热卫生用水三联供、冷热电蒸汽四联供等不同方式。其中溴化锂直燃机可同时或单独提供空调制冷，采暖。卫生用水三位一体，占地面积小，负压运行，安全，操作简单，寿命长，易于维修保养等特点。在设备投资相当情况下，燃气空调较之电空调能源综合利用率高，其采暖热效率达到92%，制冷热效率达到131%以上。综合效益好。（二） 有利于改善环境质量近年来燃气锅炉替代了大部分2吨以下的燃煤（油）锅炉、茶炉、大灶，中心市区环境污染问题得到极大的改善，但发电、供热的一次能源90%以上是非燃气，煤炭或燃油，燃煤产生大量废气是形成温室效应和酸雨的主要因素，煤炭及炭渣在运输过程中洒漏、扬尘，其燃烧后烟气排放的CO2,NOX,SO2,是造成大气污染的主要原因，造成严重大气污染。因此天津市政府十分关注环保问题，解决问题的根本途径是减少燃煤比例。而电空调，其氟里昂物质对大气臭氧层破坏。与燃煤相比，天然气采用管道封闭输送，燃烧可以达到环保零排放的标准。充分利用天然气绿色能源，比如在燃煤锅炉改燃中，在海河两岸综合开发改造规划中均充分体现了燃气绿色能源不可替代之作用。燃气空调直接利用燃气提供能源，制冷剂是水，吸收剂是溴化锂，吸收剂溴化锂一次填充，不需更换，不使用氟里昂或其它代替品，对人体无毒，对环境无害。整个制冷过程仍是环保的。（三） 有利于平衡能源结构目前我国的能源结构中，燃气占一次能源的比重占了3%左右，尽管大港、陕北、华北天然气产供急剧上升，但燃气在供热、制冷、发电、汽车等领域发展缓慢，距离全球天然气消费量占一次能源总量的23.8%、亚洲8.8%的水平相差甚远，我市作为国家直辖市与国际大都市的标准差距巨大，为此合理调配本市乃至国家之能源结构，任重道远。选用不同形式的分布式能源是优化能源结构的有效途径。（四） 有利于填补夏季燃气耗量低谷，解决季节调节问题随着渤西天然气、华北气、陕北气进津，天津迎来了燃气大发展的机遇，近年来高压储配系统的完善、地下储气库的建成，若干长输高压管线的投运，市内增量工程的竣工以及几亿元旧管网工程的改造，为气源的日趋充足和管网的科学储配创造了基本条件。随着工业的发展，工民比由1999年的2：8提高到2005年的8：2，冬季采暖的剧增，导致了燃气耗量冬夏两季较明显的峰谷差。每年夏季由于耗量处于年耗气之低谷，管网之潜能难以充分发挥，因此使用分布式能源必将有利于平衡季节调峰负载，填补夏季燃气耗量之低谷。（五） 有利于平衡电力负载炎热夏季，由于大量使用电力空调，电力资源的供需矛盾尤为突出。曾对两幢8000平方米的办公楼进行对比，A座使用电制冷热泵空调机组，该座楼一般全年用电1248MWH/年，制冷年用电为414MWH/年。高峰用电为773KW/H，其A座的电力负荷负载率为：负载率 A=*1000=0.25 (1248MWH+414MWH)*xx1000 773KW*8760H而B座办公楼采用燃气直燃机空调机组，B座一般全年用电量同样为1248MWH/年，GHP辅助机械年用电量为37MWH/年，高峰用电为420KW/H，由此可为计算出B座的电力负荷负载率为：=0.35负载率 B= (1248MWH+37MWH)*1000 420 KW*8760H电力负载率由25%改善为35%，改善效果为10%。 其峰谷平均率=*100%=46% 773 KW-420 KW 773 KW从上面的测试和计算可以很清楚的看出，燃气空调不仅有利于改善供电紧张状况，而且对于提高电力负载率，改善峰谷平衡率效果显著。二、天津市燃气空调及应用现状（一） 燃气冬夏峰谷差 三年冬夏季峰谷差日用量比较 表1年 份夏季日用气量（立方米）冬季日用气量（立方米）峰谷差（立方米）2002年689664.50551318006.446628341.94022003年824159.05491643819.946819660.89072004年1118589.0332009157.033890567.9996（二） 气源储备 年供气量2002年为3.22亿立方米，2003年为3.94亿立方米，2004年为5.16亿立方米，2005年为5.96亿立方米，2006年预计8亿立方米，具有充足的气源。（三）管网储备经过三十多年的建设，我公司的燃气管线已达6894公里，其中高压管线有591公里、中低压管线有6304公里；闸阀4367座；调压设备1558座，这些燃气管线及设施直接担负着向市区1617054民用户和8016个工商户的供气任务。并且，管网长度每年以8%至10%的速度递增。管网分布辐射市区及18个区县，因此能够满足发展分布式能源的需求。（四）溴化锂直燃机的开发应用。1现用溴化锂直燃机天津市燃气集团在1996年充分研究了燃气直燃机之优势后，于1997年在天然气公司办公楼率先引进75万千卡/时直燃机一台，用于制冷、采暖、卫生热水。至2004年燃气同仁致力于其推广应用，相继应用了96台。实际燃气耗量按最大小时耗气量80%计算，夏季每小时耗气量7336Nm3,折合电22008KW。2燃气直燃机开发项目。2005年市场开发部门致力于燃气直燃机的应用，目前已组织项目47台，夏季每小时耗气量5169Nm3,折合电15507KW。（五）存在问题。分布式能源一次性投入较高，业主普遍存在工程一次造价上的忧虑，同时，受工业企业不景气和经济调整等因素的影响，燃气利用规模较小，致使天然气源头价格居高不下。虽然燃气公司对工商户用气采用阶梯价格，对直燃机用户的气价采取一定的优惠，但燃气价格仍是用户忧虑的主要问题，进而影响分布式能源的发展。三、 几点建议不论何种形式的分布式能源的推广应用均需要政府、燃气集团、用户的共同努力，从政策、立项、设计、施工、管理等全过程实施科学的、规范化的、标准化的程序，出台必要的优惠政策，加速分布式能源的推广应用。（一）建议市政府1积极引导和推荐项目业主采用燃气分布式能源（如燃气直燃机），以减轻供电压力，缓解电力峰谷差，填补燃气夏季低谷。2对城市使用分布式能源的用户每年给予适当的财政补贴。3对改造、使用溴化锂空调的企事业单位，参照相关政策，按项目完成额的一定百分比给予资助。4选择中心商业区（CBD），进行冷热电三联供示范项目，为全面推广确立典范。（二）应对措施1燃气公司要认真做好规划设计的推广应用工作，要根据气源输配供应的条件和用户的具体情况，确定合理的选型和设计方案，以便有效的利用分布式能源的不同方式，节省投资和运行费用，发挥安全、节电、节约占地等优点，充分体现其经济性，发挥最大经济效益，提高能源综合利用率。2设计院在管网设计中应考虑分布式能源的耗气量，在管网上提前做好预留口，在管容上适当加大发展量，以便开发应用冷热电三联供的分布式能源系统。3燃气公司应及时掌握国内外天然气分布式能源新动态，做到有针对性地选择技术最先进、质量良好和有良好服务的分布式能源系统。4市场经济条件下，充分利用竞争机制，对生产厂家要实行生产、销售许可证制度，以保证在合理竞争的前提下制造出优质安全、高效、信誉良好的产品。5施工单位要进一步做好施工安装技术的培训和管理工作，宣贯国家标准和行业标准及规程，不断提高施工安装质量。在施工安装取证工作中要严格实行监理和监管制度。6燃气公司对分布式能源用户实行有效的行业管理，加强技术培训，设备安全监控，促进天然气集中空调用户和天然气输配系统的安全运行。7力争出台天然气峰谷价格，特别是对采用分布式能源的用户实行价格上的优惠，以缓解电力紧张的局面，填补燃气峰谷差。8