燃气分布式电源“大时代”来临
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近年来,美国、加拿大、英国、澳大利亚、丹麦、瑞典、意大利和印度等国相继发生大停电事故,深刻说明传统的能源供应方式存在严重的技术缺陷。随着时代的发展,特别是信息社会的发展,这一方式已经不可能继续支撑人类文明的发展进程,必须加快信息时代新型能源体系的建立,分布式能源是该体系的核心技术。

分布式能源将电力、热力、制冷与蓄能技术结合,可实现多系统能源容错,将每一系统的冗余限制在最低状态,利用效率发挥到最大状态,以达到节能、环保、经济效益最佳。

多国推崇燃气分布式能源

燃气分布式能源建立在用户处,在热电联产的基础上发展为冷、热、电联产。美国和西欧目前基本不再建设大型电源及大型能源设施,正是这些依附于用户终端市场的能源梯级利用系统、可再生能源系统和资源综合利用系统,将他们的能源利用效率不断提高,排放不断减少,能源结构才得到了不断的优化。

2000年美国商业、公共建筑热电联产电厂980座,总装机490万千瓦;工业热电联产电厂1016座,总装机4550万千瓦,合计超过5000万千瓦。到2003年,热电联产总装机5600万千瓦,占全美电力装机7%,发电量占9%。2010年该类分布式总装机容量约为9200万千瓦,占全国发电量14%。根据美国能源部规划,2010-2020年将再新增9500万千瓦装机容量,占全国发电装机容量29%。美国能源部积极促进天然气燃料的分布式能源系统,利用这些系统为基础发展微电网,再将微电网连接发展为智能电网。

英国、日本、丹麦、荷兰等国家均制定了法律、法规、技术标准和优惠政策,鼓励支持发展分布式能源。

我国燃气分布式能源将入发展快车道

分布式能源在安全供电方面的积极作用,我国也是有深刻体会。例如,2008年春,我国华中、华东、南方等区域遭遇了罕见的持续低温、雨雪和冰冻极端天气,全国共有14个省级(含直辖市)电网,近570个县供电受到不同程度的影响。其中,湖南共有14个地区受灾,停电线路4079条占全省线路总数的70%;江西99个行政县有95个县级供电企业受灾;贵州共有8个地区受灾,停电线路4675条,占该省线路总数的77.6%。

此次受灾正值我国大张旗鼓“上大压小”关停小火电浪潮之中,湖南省关停小火电比较彻底,大停电时没有应急电源,在这次灾害中损失惨重。贵州关停小火电留点尾巴,未关停的两个小火电厂在此次灾害中发挥了重要作用,大大减少了损失。因而事实证明,地方电源支撑非常必要,关停小火电不能一刀切。

每年两会期间,一些人大代表和政协委员也纷纷提案要重视分布式能源的发展。早在2000年热电专委会首次组团去台湾考察访问时,台湾的热电同行们就曾介绍:台湾的两次全岛大停电事故中,台湾的热电联产发挥了重要作用,凡热电厂供电地区仍一片灯光通明,显示了地方电源的支撑作用。这也表明在大电厂大电网的政策下,要给分布式能源留出发展空间。


分布式能源传入我国已有十多年的历史。我国首次在政府文件中提出发展分布式能源是在2000年由原国家计委等四部委联合批准的《关于发展热电联产的规定》,文中就明确提出:“以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统,适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银行、学校等较分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线损和应急突发事件等综合功能,在有条件的地区逐步推广。”


2006年国家发改委等八部委发文公布《“十一五”十大重点节能工程实施意见》,其中“区域热电联产”被列为十大重点节能工程,并指出:“建设分布式热电联产和热电冷联供”。继2007年发布《天然气利用政策》之后,国家发改委等四部委于2011年出台《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,提出“十二五”期间拟建1000个天然气分布式能源示范项目。其中,《天然气利用政策》将分布式能源用气列为优先类供气。此外,国家电网公司也于近日出台了《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》等文件,支持天然气分布式能源的发展。可以说燃气分布式能源将进入发展的快车道。


燃气分布式能源优势明显


燃气分布式能源有以下优势:


冷热电联产化,有效提供能源综合利用效率。由于天然气分布式能源系统是将采暖、电力、制冷和卫生热水,以及除湿等系统优化整合为一个新的、统一的能源综合系统,有效提高能源的利用效率(可达70%-90%)。


投资收益高,输配电损小,降低损耗。由于天然气分布式能源系统采用燃气内燃机、小型燃气轮机、微型燃气轮机、燃料电池等小型或微型发电设备,并与供热、制冷、除湿、生活热水等装置组成分布式能源系统,规模一般都比较小,是用户自力更生解决能源供应,通过提高能源综合利用效率,从而减少能源费用支出的一种能源投资收益方式,所以其投资回报率一般都比较高。同时,天然气分布式能源系统一般靠近用户侧安装就近供电、供热及供冷,这可以省去长途输电设施、多层变电、配电系统的电网建设,降低输变电损耗。此外,分布式能源系统可以彻底淘汰集中供热的热力厂、热力管网、换热站等设施的建设和运营损耗,减少城市的市政建设投资和财政补贴问题。

低排放,环保标准高。由于天然气分布式能源采用绿色能源天然气做燃料,同时燃气轮机使用了低氮氧化物排放的燃烧室技术,所以其可以大大减少有害气体及废料的排放,SO2、固体废弃物和污水排放几乎为零,温室气体(CO2)减少50%以上,NOx减少80%,TSP(总悬浮微粒)减少95%,从而减轻了城市的环保压力。


控制管理智能化。由于天然气分布式能源系统网络能够将每个能源装置的自动控制计算机连接,实现智能化指挥调度,并根据整体的电力、热力、制冷需求,蓄能与燃料变化进行优化调节,从而彻底平衡电力、热力、制冷、热水和燃料的峰谷变化平衡问题,做到控制管理智能化。


智能电网与可再生能源。分布式能源系统是构筑智慧能源体系和智能电网系统的基础,为在用户端大量接入分布式可再生能源,以及消化不稳定的太阳能、风力和小水电设施所发电力。实现电网自下而上的提高系统效率,优化供需结构,节约设施资源,降低整体投资。分布式能源是智能电网的基础,就如同互联网中的PC电脑一样,通过智能电网实现了一个扁平化的信息时代的能源系统,实现了能源用户和能源生产者之间的相互交融,彻底改变了工业时代日渐落伍的能源理念与供需关系。


因地制宜,能源利用多样性。由于分布式能源可利用多种能源,如洁净能源(天然气)、新能源(氢)和可再生能源(生物质能、风能和太阳能等),并同时为用户提供电、热、冷等多种能源应用方式,因此是节约能源、增加能源供应、应对能源危机和能源安全问题的一种良好途径。


提高供电安全性和能源供应可靠性。天然气分布式电源是星罗棋布地布置在用户端的能源系统,既可用作常规供电,又可承担应急备用电源,需要时还可用作电力调峰,与智能电网一起可以共同保障各种关键用户的电力供应安全,所以当大电网出现大面积停电事故时,具有特殊设计的天然气分布式能源系统仍能保持正常运行,从而弥补大电网在安全稳定性方面的不足。


满足边远地区及特殊场合的供电需求。由于我国许多边远及农村地区远离大电网,因此难以从大电网向其供电,而燃气分布式能源系统则非常适合对乡村、牧区、山区、发展中区域及商业区和居民区提供电力。


目前我国已在北京、上海、广州、四川等地建有一批燃气分布式能源,在保证安全供电、供应采暖,生活热水和夏季制冷等发挥重要作用,具有节能、环保和社会效益,其发展前途是非常喜人的。燃气分布式能源在保证安全供电上将发挥重大作用。


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