從北京已建成項目中發現問題總結經驗
田國棟指出,根據調查,北京已建成天然氣分布式能源項目均存在實際負荷與設計負荷有偏差、電力并網等關鍵工程技術落實不到位、技術細節設計不夠完善、后期維護管理沒有得到足夠重視等問題。歸納北京已建成項目及開發建設過程中項目的經驗和教訓,可以從負荷預期、政策環境、技術實施、運營維護四個角度來分析存在的問題。
田國棟說,針對項目具體負荷進行量體裁衣設計供能系統是分布式能源最本質的特點和要求。負荷預期偏差是指燃氣分布式能源項目在建設初期,過于激進地確定了供電范圍和冷熱供應范圍,或者過于樂觀地認為建筑開發速度與項目建設速度同步,最終導致項目建成后實際供能范圍嚴重偏離原設計條件。例如,建筑實際開發進度和建筑功能組成與能源站設計時邊界條件發生較大變化,而能源站僅按照初期建筑負荷特點配置設備,有些項目甚至沒有考慮設備分期投入的技術方案,在這樣的條件下,三聯供系統根本無法正常運行,甚至是無法運行。
天然氣分布式能源項目的收益來源于發電、供冷、供熱,在既定區域范圍內滿足越多面積的建筑冷熱電,項目收入越大,效益越好。反之,由于負荷預期偏差,導致過大的裝機容量,必然會使得項目的經濟性很差。因此合理準確的負荷預期對天然氣分布式能源項目的建設和發展至關重要。
田國棟指出,天然氣分布式能源項目在建設過程中,需要考慮各種影響負荷情況的因素,合理確定項目的建設計劃,同時進行合理、精細化設計。由于天然氣分布式能源一直是被動地響應各類需求,因此不如將各類需求進行必要的規劃,在城市規劃設計的時候,就融入分布式能源。燃氣網、電網、熱力網、熱源點綜合統籌規劃是北京這類巨型城市建設安全、穩定、高效能源供應系統的合理途經。
田國棟告訴記者,目前天然氣分布式能源推廣還受政策環境的影響,主要包括電力并網政策、項目財政補貼、技術發展政府指導意見三方面因素。
就目前情況而言,發電機無法并網和高昂的發電設備投資是天然氣分布式能源項目較為突出的制約因素。發電機組孤島運行情況下,其發電可靠性要低于市電,一般情況下客戶寧愿用價格相對貴的市電,不會接受發電機孤島供電。從發電機組靈活運行方面來說,與市電并網運行,可以提高發電機運行帶載能力,實現較高的負荷率等。因此,發電機并網運行是天然氣分布式能源被用戶所接受并高效運行的一個重要條件。因為并網問題,目前許多已建成項目發電機組都處于停機或間斷運行狀態,影響了項目的經濟性和示范意義。
北京多數已建成項目在并網方面的問題較為突出,許多項目在設計之初具有很好的設計理念,在利用冷熱電三聯供技術實現天然氣的最大化高效利用的基礎上,結合污水資源熱利用技術(污水源熱泵),實現一次能源的最大化利用,這類項目如果能夠正常運行,將非常具有代表意義。但是,這類項目的正常運行需要發電機并網運行,在并網無果的條件下,許多項目一直處于無法正常運行的狀態。
田國棟說,電網企業及燃氣企業由于其獨特市場地位,本身沒有改變現狀的主觀能動性,而僅靠分布式能源企業與電網、燃氣及政府各個審查部門解決項目建設各個方面問題十分艱難。因此,政府在推動燃氣分布式能源發展時,要明確各個參與者的職責、義務、行業規范、總體規劃等等規則。只有在這樣完整的“一攬子”政策,才能夠給燃氣分布式能源行業注入源源動力。否則,燃氣分布式能源項目只能是中國能源系統的“花瓶”,不會成為降低單位GDP能耗的主力軍。
合理準確的負荷預期對天然氣分布式能源項目的建設和發展至關重要發電機無法并網和高昂的發電設備投資是天然氣分布式能源項目較為突出的制約因素
據介紹,北京已建成項目均存在不同的技術問題,例如:內燃機直接對接蒸汽余熱鍋爐,余熱鍋爐無法正常供應蒸汽;一些項目沒有考慮到并網手續的困難,沒有設計發電機孤島運行方式,導致項目在并網前不能發電;一些燃氣輪機項目,設計對燃機進氣過濾系統設計缺乏經驗,導致項目運行維護困難;燃氣發電機空氣進氣管道過小,進氣阻力大;煙道管路散熱量較大,余熱浪費較大等。
燃氣分布式能源系統涉及供熱、供冷、供電三類技術,涉及設備種類多,工藝流程復雜,而作為建筑常用供電電源,其安全可靠性要求也較高,燃氣分布式能源工程從設計、實施、直到試運行都有許多技術要點需要綜合考慮、全盤考慮、項目全壽命周期考慮。
另外,燃氣分布式項目涉及到的諸如消防、燃氣、電力、環保等方面還沒有相關的技術規范要求。因此項目開發者、設計院、政府相關職能部門等參與者沒有切實可執行的規范或依據,導致項目在實施過程中增加了許多障礙和阻力。
田國棟說,看似簡單的燃氣分布式能源技術,在實際項目的驗證下,暴露了許許多多技術問題,證明了分布式能源系統不是簡單的系統集成。燃氣分布式能源項目在設計實施全過程中需要落實每一個技術要點,規避目前已經出現的技術方面的問題。燃氣分布式能源系統技術是一個較為復雜的供能系統,盡管已經發展了十幾年,但是相關的技術水平還有待積累、發展、提高,特別要吸取已建成項目的經驗教訓。

據田國棟介紹,在已建成項目中,除北京燃氣大樓項目外,其它項目均沒有專業的運行維護力量。北京許多已建成項目由于沒有配備相關專業維護人員,因此無論是正常運行還是未運行的設備均存在一些運行維護問題。
田國棟告訴記者,有些項目發電設備即使客觀條件不能夠運行,但也需要對其進行必要的維護,雖然運行維護并不能直接產生效益,但是能夠延長設備使用壽命,能夠對資產進行保值。若項目發電機組暫時不具備發電條件,對發電機進行定期的維護保養、空載運行,能夠保障設備的良好狀態,且維護費用并不高,收益將遠遠大于投入。有些項目就是因為核心設備長期停機,且無定期維護,最終導致昂貴的設備失去使用價值。燃氣分布式能源項目需要專業化技術公司運行維護,才能使燃氣分布式能源系統安全、高效、經濟運行。