天然气分布式能源利用技术.doc

天然气分布式能源利用技术 投资发展部 杜小虎 天然气分布式能源利用是以天然气为一次能源用于发电，并利用发电余热制冷、供热，向用户输出电能、热（冷）能的分布式能源供应系统。天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点，是天然气高效利用的最好途径。《天然气“十二五”规划》和《关于发展天然气分布式能源的指导意见》都明确提出：到2015年建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。 一、概述 天然气分布式能源系统是一种对天然气进行梯级利用的系统, 天然气能量梯级利用途径表： 温度区域 适用设备 适用场所 天然气的化学能 1500 ℃ 发动机 电力 1100 ℃ 燃气轮机 电力 700 ℃ 燃气轮机电力 动力 300 ℃ 蒸气 热利用(工厂) 100 ℃ 高温水 制冷、采暖、生活热水(建筑物) 80 ℃ 低温水 制冷、采暖(建筑物) 50 ℃ 冷温水 卫生热水(建筑物) 应用范围分为区域冷热电联产和楼宇冷热电联产两种。按照功能可分五个部分：驱动系统、发电系统、供热系统、制冷系统和控制系统。适用于医院、大学、机关、宾馆、饭店、商业中心、高档写字楼、社区和工厂等能源消费量大且集中的地区，以及对供电安全要求较高的单位。年平均能源综合利用率一般在70%--85%。一次能源（燃气）由发电机组产生30%--40%的高品位能源（电能），发电余再产生50%左右的低品位能源（热能）。 二、国内外发展情况 分布式能源是从20世纪70年代末开始最先在美国发展起来的。30多年来，分布式能源在很多国家如美国、日本、丹麦、荷兰等得到大力发展和推广。目前美国已经有6000多座分布式能源站，仅大学校园就有200多个采用了分布式能源站。美国政府计划到2020年，一半以上的新建办公或商用建筑采用分布式热电冷三联产。同时有15％的现有建筑改用热电冷三联产。日本到2008年就有多达7800个总能系统投入运行，并计划在2010年分布式能源供能达1000万千瓦。丹麦分布式能源的占有率在整个能源系统中已经接近60%，荷兰也超过40%。 我国北京、上海、广东等地已有大批分布式能源工程投入运行，取得明显的经济效益、环保效益和社会效益。上海分布式能源系统发展已有十几年历史。上海已建成浦东国际机场一期工程、闵行中心医院、711研究所莘庄研发基地、航天能源飞奥基地、老港垃圾场（沼气）等15个项目。北京燃气集团生产调度指挥中心大楼是北京市天然气管网监控和调度的中心。该项目是国内第一个成功运行的楼宇型三联供项目，于 2004 年 8 月调试成功。广州大学城分布式能源项目是目前全国最大的分布式能源站。本省还有广东铝业集团 、广东东莞鞋厂 、广州某药业集团等项目均已投入运行。 三、天然气分布式能源的特点 作为新一代的供能模式，天然气分布式能源是集中式供能系统的有力补充。它具有分布式能源系统的所有特点。 3.1 能源损失少、输送成本低、供电安全 天然气分布式能源作为服务于当地的能量供应中心，直接面对当地用户的需求，就布置在用户附近，于是便简化了系统提供用户能量的输送环节，从而减少了能量输送过程的能量损失与输送成本。根据国际分布式能源联盟提供的数据，目前有相当数量的发电量损耗在输配电过程中；若从用户端计算，集中式供电的一次能源利用率尚不足三分之一。而天然气分布式能源的一次能源利用率超过70%，甚至可高达90%。直接安置在用户近旁的天然气分布式能源与大电网相互配合，有力地弥补了大电网在安全稳定性方面的可能不足，可有效提高用户的供电安全性。尤其是在电网崩溃或意外灾害(如地震、暴风雪、严重冰冻、战争、人为破坏等)情况下，仍可确保对重要用户的安全供电。 3.2 装机容量多为中小容量，灵活性大，调控简便 天然气分布式能源与用户的需求紧密结合，系统规模灵活性大，天然气分布式能源往往便于调节，系统性能亦有所改善，节能减排优势凸显。与传统供能系统相比，每100万kW的电力装机容量，每年个可节省78万吨以上标准煤，减少排放208万吨的CO2和约3万吨的SO2。 3.3 多能源输入，多功能输出 随着经济、技术的发展，特别是可再生能源的积极推广应用，用户的能量需求趋向多元、目标各异。特别是可再生能源技术渐趋成熟，可供选择的技术也日益增多。天然气分布式能源作为一种开放性的能源系统已显现出多功能发展趋势，既可包容多种能源输入，又可同时满足用户的多种能量需求和其他性能要求。 3.4 系统集成呈现多领域、多学科交叉协同特征 天然气分布式能源系统集成技术与时俱进，呈现多领域、多学科交叉协同特征，专业广、层次深；对流程设计、产品性能、运行模式、工程经验等有较高要求。因此针对用户具体需求(高效、可靠、经济、