樓宇式天然氣分布式能源在夏熱冬冷地區的應用

呂志堯 高瑋源 周杰慧

(1.太原煤炭氣化(集團)有限責任公司，山西 太原 030024; 2.陽光城集團股份有限公司山西分公司,山西 太原 030024)

樓宇式天然氣分布式能源在夏熱冬冷地區的應用

呂志堯1高瑋源1周杰慧2

(1.太原煤炭氣化(集團)有限責任公司，山西 太原 030024; 2.陽光城集團股份有限公司山西分公司,山西 太原 030024)

介紹了樓宇分布式能源的適用范圍，對分布式能源的發展情況進行了分析，并結合實際案例，對夏熱冬冷地區分布式能源項目的經濟效益作了研究，得出了一些有意義的結論。

樓宇分布式能源，夏熱冬冷，經濟效益

0 引言

天然氣分布式能源主要是指以天然氣作為一次能源的分布式熱電二聯供、冷熱電三聯供能源系統。根據供應區域的類型可將分布式能源分成樓宇型和區域型兩類。樓宇式天然氣分布式能源是建筑冷、熱、電等的能源中心，安裝在用戶現場，能源利用效率高達80%以上，樓宇分布式能源在提高能源利用效率，促進節能減排等多方面具有優勢。

1 樓宇式適用范圍

樓宇式分布式能源系統可在一定區域內提供電能、熱能以及冷能，適合有能源混合需求的區域或者單體項目，主要包括大型和中型公共建筑項目：飛機場、鐵路站臺；城市單體或建筑群如醫院、酒店、學校、寫字樓、機關、綜合商業區或商務區等。

2 分布式能源發展情況及應用案例

因同時具備高效、節能、環保等優勢，自20世紀70年代末在美國發展起來之后，此后30年間，分布式能源這一先進的能源供應方式在歐美主要發達國家得到了大力發展和推廣。目前主要用于工業園區、公共設施、商業設施和住宅建筑等領域。

美國“CCHP2020年綱領”——2020年50%的新建商用建筑使用CCHP，15%的現有商用建筑使用CCHP；丹麥、荷蘭和芬蘭等國，分布式能源的發電量分別占到國內總發電量的52%，38%和36%。與國外相比，國內分布式能源發展起步較晚，北京、上海、廣東等地發展相對較快。據初步統計，現階段已建成天然氣分布式發電裝機總量達80余萬千瓦。

各省市對于分布式能源項目的政策：上海市2008年由五部委聯合起草印發了分布式能源補助文件，分布式能源系統按每千瓦裝機容量1 000元補貼，燃氣空調按每千瓦制冷量100元補貼，同時指出政府投資的重大基礎設施應優先采用分布式能源。長沙成為繼上海之后，國內第二個推出天然氣分布式能源補貼政策的城市，長沙市對符合相關條件的建設項目給予3 000元/kW的裝機補貼。青島市政府于2014年12月印發了清潔能源發展政策，政策明確對新建天然氣分布式能源供熱項目，按照1 000元/kW的標準給予設備投資補貼，年平均能源綜合利用效率達到70%及以上的再給予1 000元/kW的補貼。每個項目享受的補貼金額最高不超過3 000萬元。對新建燃氣鍋爐集中供熱項目居住建筑部分、天然氣分布式能源供熱項目，按核定天然氣用量給予補貼。新建燃氣蒸汽聯合循環熱電聯產項目補貼標準按照“一事一議”原則確定。以現行非居民類管道天然氣銷售價格4.45元/m3(政府定價)為基準，燃氣鍋爐集中供熱項目居住建筑部分每立方米用氣補貼2.72元，天然氣分布式能源供熱項目每立方米用氣補貼1.32元。補貼標準隨非居民類管道天然氣銷售價格、供熱價格變化等調整。

3 分布式能源項目經濟效益分析

天然氣分布式能源項目設備機組選型及配套設施建設主要依據用戶所需電、熱、冷等負荷，不同用途建筑所選設備差別較大。現以一個假想的夏熱冬冷地區辦公樓宇型項目為例進行經濟效益分析：

1)建筑負荷情況見表1。

表1 建筑負荷情況表

2)運行時間見表2。

表2 運行時間表

3)電價計算見表3。

表3 電價計算表

4)熱價、冷價計算。根據地區供熱采暖收費標準規定收費見表4。

冷價收費按照熱價收費標準的兩倍計算。

5)天然氣熱值與單價見表5。

表4 供熱采暖收費表

表5 天然氣熱值與單價表

6)主要設備選型見表6。

表6 主要設備表

7)經濟效益估算。

a.各項收益?？紤]建筑用熱、用冷等負荷變化，機組運行按照每日8 h計算。發電量：2 192 h×4 000 kW=877萬度；電費收益：877萬度×0.75元/kWh=493萬元;制熱收益：7.4×37.5元/m2=277萬元;制冷收益：4.8×37.5元/m2×2=360萬元(注：冷價按熱價的一倍收取);收益合計：1 130萬元/年。

b.各項支出。年燃料費用：0.25 Nm3/kWh×877萬kWh×3.2元/Nm3=701萬元；運行成本：人員工資、設施維護、辦公、財務費用等,120萬元/年；資產折舊：6 000×(1-0.05)/20=285萬元；支出合計：1 106萬元/年。

c.建設成本。設備成本內燃機2臺，溴化鋰制冷機組2臺，輔助設備及安裝費用等，總項目成本約6 000萬元(單位成本1.5萬元/kW)。

d.在未考慮政府裝機補助及燃氣價格優惠的前提下，年利潤為24萬元，項目投資回收期較長；考慮1 000元/kW的補助，本項目裝機容量可獲取補貼400萬元，同時考慮燃氣價格優惠1.0元(按2.2元/m3計算)，年利潤為261.65萬元，項目利潤較為可觀。

4 結語

政府裝機補貼及燃氣價格對樓宇式分布式能源項目在夏熱冬冷地區的應用有較大的影響，在未獲得政府裝機補貼及燃氣價格優惠等政策前提下，樓宇式分布式能源項目從經濟效益角度分析不合理，考慮政府裝機補貼及燃氣價格優惠等政策后分布式能源項目投資回收期較短、經濟合理，可行性強。

[1] 嚴銘卿.燃氣工程設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社,2009:1159-1223.

[2] 朗四維.夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準[S].

[3] 陸耀慶.實用供熱空調設計手冊(第2冊)[M].北京：中國建筑工業出版社,2008.

The application of building natural gas distributed energy projects in hot summer and cold winter area

Lv Zhiyao1Gao Weiyuan1Zhou Jiehui2

(1.TaiyuanCoalGasification(Group)LimitedLiabilityCompany,Taiyuan030024,China; 2.SunshineCityGroupofShanxiBranchofLimitedbyShareLtd,Taiyuan030024,China)

This paper introduced the application scope of building distribution energy, analyzed the development situation of distribution energy, and combining with the actual case, researched the economic benefits of hot summer and cold winter area distribution energy projects, gained some meaningful conclusions.

building distributed energy, hot summer and cold winter, economic benefit

2015-03-28

呂志堯(1985- ),男，助理工程師； 高瑋源(1988- ),男，助理工程師； 周杰慧(1988- )，男

1009-6825(2015)16-0147-02

TU996

A