淺談燃氣熱電冷聯供技術及應用

吳昊軒

摘 要：在全球能源日益緊張的背景下，開發新能源成為世界各國共同重視的話題。目前分布式能源系統在世界上的各個國家得到了高度的重視，并且積極的開發利用，其中的燃氣熱電冷聯供就是一種重要的新型能源高效利用的形式。通過燃燒燃氣，充分利用高溫煙氣中的熱量實現熱、電、冷三個方面的能量供應，這是解決能源緊缺的重要形式之一，可以適用于工業、商業以及民用等多個領域。雖然燃氣熱電冷聯供技術在初期投資較高，但是其資金回收較快，因為能源可利用的途徑較多，所以能夠在較短的時間內取得較高的經濟效益，并且具有較好的環保性，文章對于燃氣熱電冷聯供技術以及應用進行分析，對于我國開發新能源會起到促進性的作用。

關鍵詞：燃氣；熱電聯產；應用分析

1 概述

在經濟建設快速發展的今天，我國更加重視對環境的保護，所以在開發新能源方面會全面的考慮其經濟性、社會性以及生態性，只有在提高經濟效益又利用環保的情況下，才能夠進行大力的開發。所以我國主要是以建設資源節約型和環境友好型社會為發展目標，在這種大的形勢下，分布式能源系統的開發和利用成為我國在能源方面發展的主要對象。分布式能源系統的開發和利用是對新能源的高效利用，通過國家相關政策的正確引導，能夠對大電網進行有益的補充，從而實現能源供應的平衡性和長久性發展。

在我國的中東部地區蘊含大量的天然氣資源，但是對于這些能源的利用方式還比較粗獷，主要是在商業以及工業生產中，并且在利用的過程中會對環境造成一定的污染，而在我國倡導節能環保的政策號召下，如果對天然氣能源進行科學的開發利用，在創造經濟效益的同時又減輕對環境的污染是重要的問題。

在這種大的形勢下，燃氣熱電冷聯供技術應運而生。燃氣熱電冷聯供系統，是一種建立在能源梯級利用概念基礎上，將供熱（采暖和供熱水）、制冷及發電過程一體化的能源綜合利用系統，其受到許多發達國家的重視并被稱為“第二代能源系統”。

由于燃氣熱電冷聯供系統從原理上實現了對能源的梯級利用，因而，科學合理的聯產系統配置與利用方式，相對傳統的燃煤分產系統而言，將有較大的節能潛力。同時，系統能源利用效率的提高、以及天然氣清潔能源的應用，對于降低二氧化碳及其他空氣污染物（SOx、NOx和煙塵等）的排放，也將有著積極的作用。

因而，燃氣熱電冷聯供系統科學合理的利用，對于提高能源利用效率、降低污染排放、改善電力峰谷差、燃氣冬夏季峰谷差及提高供電安全性等方面，將具有非常積極的意義。燃氣熱電冷聯供系統具有改善目前我國在環境、天然氣及電力發展中存在問題的潛力。

2 燃氣熱電冷聯供的工作原理

燃氣熱電冷聯供系統工作的基本原理是：首先利用燃氣高品位熱能在動力設備做功發電，再利用動力設備發電所產生的廢熱進行供熱、除濕或驅動吸收機制冷，從而實現能源的高效梯級利用。燃氣熱電冷聯供系統采用的常用動力設備主要有：燃氣輪機、燃氣內燃機、微燃機等。

3 分布式能源系統的特點

分布式能源系統的最大特點就是減少了中間輸送的環節，直接安裝在用戶終端，在用戶終端就可以實現能源的梯級利用，有效的減少了輸送過程中的能源損耗，提高了能源的利用率，這種形勢能夠最大程度的發揮能源的效率。在分布式能源系統中，主要是以氣體燃料作為一次能源，然后將后續過程中產生的可再生能源作為輔助能源，將各種能源得到充分的利用，這是熱電冷聯供的主要形式。在用戶終端安裝燃氣熱電冷聯供系統，能夠將電力、熱力、制冷以及蓄能等各項技術進行有效的整合，能夠最大程度的滿足用戶的各種需求，從而實現能源的梯級利用，在與公用能源系統的配合方面，二者之間能夠進行高效的支持和補充。比如說燃氣熱電冷聯供系統與低壓電網以及冷、熱水管道中就可以進行互相補充，從而提高了能源供應的可靠性。燃氣熱電冷聯供系統將能源的經濟效益發揮到最大程度，同時又保護了環境，符合我國經濟發展的長遠目標。

4 分布式能源系統運行模式和優勢分析

4.1 分布式能源系統運行模式分析

目前分布式能源系統的運行模式主要有兩種，一種是獨立運行模式，主要應用于大電網無法覆蓋的邊遠地區，利用分布式能源系統進行單獨供電，這是我國在中、近期應該重視的問題，對于促進“三農”的發展具有重要的意義。另一種是聯網運行模式，在用電負荷較高的區域，將分布式能源系統接入公用電網，與公用電網共同程度供電負荷，一方面減少了公用電網的供電壓力，另一方面提高了供電的可靠性，這種運行模式將會我國能源發展的主要趨勢。

4.2 分布式能源系統的優勢分析

與傳統的供電方式相比，分布式能源系統具有較大的優勢，主要表現在如下幾個方面。第一，因為實現了能源的梯級利用，所以具有較高的能效；第二，損耗以及污染較小，因為分布式能源系統是直接安裝在用戶終端，減少了中間的輸送環節，一方面減少了能源損耗，另一方面由于電磁輻射較小，降低了對環境的污染；第三，具有較高的靈活性，在與公用電網聯網運行的過程中，一旦公用電網出現故障，分布式能源系統可自動斷開與公用電網的連接，實現獨立供電，有效的提高了供電的可靠性；第四，具有較高的電能質量，因為其在調整電壓和電流波形方面具有較高的便捷性，所以電能質量較高；第五，分布式能源系統的最大優勢就是在創造經濟價值的同時又減少了對環境的污染，所以系統經濟性好。

5 燃氣熱電冷聯供的工程應用前景與展望

目前，天然氣熱電冷聯供系統在我國應用與發展的主要障礙是天然氣的價格。如果把天然氣單純用來發電，難以與燃煤電廠競爭；另一方面，天然氣價格按等熱值比較，要比煤炭高得多，也不具備替代煤炭的條件。為此，很多城市發改委等聯合制訂《分布式供能系統和燃氣空調發展專項扶持辦法》，發展分布式供能系統和燃氣空調，《扶持辦法》主要明確了資金來源、支持范圍、支持方式和標準、設備補貼資金申請程序、計劃編制程序和部門職責等事項。按照《扶持辦法》有關規定，近幾年對在城市范圍內醫院、賓館、大型商場、商務樓宇、工廠等建筑物建成并投入使用，并納入市推進計劃的單機規模1萬千瓦及以下的分布式供能系統項目和燃氣空調項目的單位，給予設備資金補貼（燃氣空調按100元/千瓦制冷量補貼）、電網并網支持、天然氣價格和收費優惠等方面的政策支持，并要求政府投資的重大基礎設施建設項目，優先使用分布式供能系統和燃氣空調。通過這些舉措將能明顯地降低初投資，提高投資方的積極性，將推廣燃氣熱電冷聯供系統的應用。

6 結束語

在市場經濟快速發展，資源消耗日益加重的形勢下，開發新能源成為我國經濟發展的主要目標。燃氣熱電冷聯供技術是分布式能源系統中一種重要的形式，其通過燃燒天然氣，充分的利用煙氣排熱實現了發電、供熱以及制冷等功能，是對我國現有能源供應的一種補充，最大限度的實現了資源的優化配置，是資源梯級利用的重要表現形式。燃氣熱電冷聯供技術作為一種新興技術，不僅能夠創造巨大的經濟效益，同時又實現了保護環境的目的，將會是我國以后發展的主要趨勢。

參考文獻

[1]梁國輝，吳東.珠三角低碳節能發展方式的探索—區域燃氣熱電冷聯供[J].科技風，2011.

[2]高智勇.工業園應用燃氣熱電冷三聯供系統的經濟性分析[J].節能，2014.

[3]李鋒，趙璽靈，付林，等.利用地溫能的新型熱電冷聯供系統及應用分析[J].建筑科學，2010.