淺談對分布式冷熱電聯供存在的問題及對策

王仁棟

【摘 要】與傳統熱、電能供需分別平衡的方式相比，所考慮電能實時平衡、熱能分階段平衡更能大限度地滿足用戶需求和節約一次能源，較符合工程實際。以供電企業經濟性最優進行聯合調度，與熱、電分供調度相比，主要以清潔的天然氣為能源，在顯著提高一次能源的利用率的同時，降低了單位經濟增長帶來的能源損耗，并減少溫室氣體高溫排氣對環境造成的影響。對影響經濟性的主要三種因素：投資額、年利用小時數和天然氣價格進行敏感性分析，得出了天然氣價格是提高競爭力的關鍵指標的結論。天然氣分布式能源的效率雖然具有優勢，但其適用范圍也有限制條件，目前的支持政策也不足。本文對此問題進行了分析，為將來在適宜的條件下發展天然氣分布式能源提供了依據。

【關鍵詞】分布式冷熱電聯供；經濟；政策

用戶熱、電、冷多種能量需求可通過分布式聯合供能系統、區域供能系統、傳統分供系統進行供給。分布式聯合供能系統將點狀分布于用戶端的小規模發電機組發電產出的廢熱循環再利用，以供應用戶熱（冷）能的新式能源綜合利用系統。區域供能系統與聯合供能系統的區別是區域供能系統不包含聯供機組進行發電余熱的循環利用，并且單供機組集中于一個固定廠區。而傳統電冷熱分供系統中冷（熱）負荷由電制冷機組承擔，供冷（熱）所耗電量與居民用電負荷均通過公共電網滿足。

一、分布式能源概念

廣義的分布式能源是一種從提高能源效率和降低污染物的角度出發，建立在能源階梯利用概念的基礎上，通過能源階梯利用原理，使熱工設備產生的具有高品位的蒸汽/燃氣帶動發電機發電或利用燃料電池供電，或冬季利用熱工設備的排汽/抽汽或尾氣向用戶供熱，夏季利用余熱吸收式制冷機向用戶供冷及全年提供衛生熱水和或其他用途的熱能的一體化多聯供熱能系統。

二、分布式能源的冷熱電聯產技術在我國的推廣和應用

隨著天然氣的廣泛應用、電力壟斷的逐步解體、環境保護要求的提高，不僅我國很多區域和邊遠地區的分布式供電將得到極大的發展，而且發展小型化的分布式供電（特別是具有能源-資源利用合理、環保性能優良、冷熱電負荷分配靈活等優勢的冷熱電聯產）將成為中國城市現代化的重要動力。西氣東輸工程和國內很多大型LPG工程的實施使得我國很多城市，特別是長江三角洲區域、珠江三角洲區域及經濟發達的一些省市有了較充足的天然氣供應。社會多元化的發展帶動的分布式電力供應的發展使得更多的“余熱”可以利用而聯產出社會需要的“冷”和“熱”。

那些賓館、飯店、高檔寫字樓、高級公寓、大型商場、學校、機關、醫院等有穩定的冷、熱、電負荷需求、對動力設備的環境特性要求較高、對電力品質及安全系數要求較高同時電力供應不足的單位或地區有非常好的適用性，能帶來很好的經濟效益、環保效益和社會效益。聯產系統的經濟性隨著電價的升高加速增加。在合理的天然氣和電價比下，冷熱電聯產技術在我國將得到推廣和應用。

三、經濟性測算

1.投資水平分析。分布式能源站項目單位造價相對大容量燃機機組較高，廣東省及海南省小型能源站項目較少，FT8-3型燃機典型工程單位造價目前約為4500元/kW，單位造價相對較高。

2.電價分析。結合廣東省及海南省實際情況，采用FT8-3型燃機典型工程主要參數作為分布式能源站電價及收益率分析的基礎數據。

采用4500元/kW作為靜態投資水平，單臺機組容量為78MW，新建兩臺機靜態投資為70200萬元；資本金占動態投資的20%。發電氣耗取221Nm3/MWh，供熱氣耗取28Nm3/GJ；燃機含稅氣價2.18元/Nm3。機組年發電量620GWh，年供熱量60萬GJ。供熱價按含稅熱價74元/GJ計算。

在上述給定參數條件下，分布式能源站由于發電和供熱氣耗相對較高，單位投資較高，因此測算后的上網電價也處于較高水平。由于分布式電站具有優越的環保性和供電穩定性，實際的上網電價較高，具有經濟性。

3.電價敏感性分析。對于分布式能源電站來說，投資、年發電量、天然氣價格是影響其經濟性的主要因素。基于上述經濟評價參數，在投資各方FIRR為8%的情況下，做電價的單因素敏感性分析，與其他發電方式類似，天然氣價格變化對分布式能源電站的上網電價影響最大，年發電量變化和投資變化的上網電價相對較小。天然氣分布式能源站一般均地處城市，由城市天然氣管網供氣，氣價偏低。如廣州大學城的分布式能源站由于燃用的天然氣價格較低接近城市燃氣價格，且南方電網給予的上網電價實際為0.75元/kWh，就具有經濟性。

四、適用范圍

天然氣分布式能源站分為樓宇型和區域型兩種系統，均以資源、環境和經濟效益最大化為原則確定方式、容量和系統配置，根據終端能源利用效率最優化確定分布式能源系統的設置方案。樓宇型分布式能源系統是針對具有特定功能的建筑物，如寫字樓、商廈、醫院及某些綜合性建筑所建設的冷熱電供應系統，一般采用小型或微型燃氣發電機組，機房往往布置在建筑物內部，不需考慮外網建設。民用建筑行業應用較多。區域型分布式能源站一般針對工業園區和大型商住兩個主要耗能大戶，基于“高能高用、低能低用，溫度對口、梯級利用”的科學用能思想，在對各種冷熱電用戶的負荷統計、分析的基礎上，采用各種燃氣作功發電技術、各種制冷技術、熱泵技術、再生能源利用技術，以及強化傳熱技術的優化集成。

五、存在問題和政策分析

由于我國目前尚無有關分布式能源的法規和并網運行規程，再加上資源、電價、可用設備、經濟、技術和電力市場化等方面的制約，因而在過去的20年間分布式能源的發展步伐十分緩慢，真正運行起來的項目并不多。目前國內的天然氣等清潔能源的分布式能源項目還不到40個，總裝機容量不到500MW。

1、氣價問題

國外對于天然氣分布式能源站用氣價格有一定的優惠政策，上網電價一般與調峰電價相當，比商業、民用電價低40%。但是我國目前天然氣價格體系較混亂，沒有相應的定價規定，高氣價，導致電價、熱價、冷價較高。天然氣分布式能源站所供的電、熱、冷屬于市政基礎設施，需協調降低燃料價格，最好有當地政府的財、稅政策支持。

2、直供電問題

分布式能源的突出優勢是所發電力直接在用戶側就地供電，電網只作為后備手段。按中國迄今的法律，所有的發電必須上網，只有“法人單位”的“自備電源”才可以“內部”直供。我國現有的電力體制中缺乏分布式能源站的并網運行規范，分布式冷熱電聯供系統都不能發電直供，用戶仍然從電網購電，分布式能源發的電如果不能直供，三聯供就只能限于自備項目，難形成區域規模，就會嚴重制約分布能源的經濟性，分布能源也就無從發展。發電并網無論對分布式能源還是對電網都很重要，因為二者可以進行互補，進一步提高區域的供電安全性。但發展分布式能源，也不能以必須向電網供電為目的，否則就會失去分布式能源的意義。在分布式能源項目的規劃和設計上以負荷的自我平衡為首要出發點，這是方案擬定的最基本的原則。

六、結束語

與傳統分供方式相比，分布式冷熱電多聯供系統能顯著提高單位燃料的能源利用率和污染物排放量。世界各地投入運行的聯合供能系統顯示出了其在節能減排、提高一次能源利用率等方面突出作用。

【參考文獻】

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