分布式能源項(xiàng)目配置方式及前景解析

盧千里

摘要：分布式能源定義是利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應(yīng)的新的能源利用方式。與傳統(tǒng)的集中式能源相比，分布式能源接近負(fù)荷，不需要建設(shè)大電網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離高壓或超高壓輸送，可大大減少線損，節(jié)省輸配電建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用；由于兼?zhèn)浒l(fā)電、供熱等多種能源服務(wù)功能，分布式能源可以有效的實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，達(dá)到更高的能源綜合利用率。本文對(duì)分布式能源項(xiàng)目配置方式及前景進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：分布式能源；項(xiàng)目配置

引言：

分布式能源系統(tǒng)各用戶的能量需求隨時(shí)間變化，而動(dòng)力設(shè)備（ 如燃?xì)廨啓C(jī)）通常以穩(wěn)定運(yùn)行為基本條件。分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想就是在負(fù)荷需求的可變性和動(dòng)力設(shè)備的穩(wěn)定性之間尋求平衡點(diǎn)，穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)能的梯級(jí)利用，提高一次能源利用效率。

一、確定分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

根據(jù)指導(dǎo)思想確定分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)有：針對(duì)不同建筑類型，優(yōu)化配置冷熱電各個(gè)子系統(tǒng)；針對(duì)機(jī)組運(yùn)行工況（運(yùn)行環(huán)境條件的變化、機(jī)組各種負(fù)荷等變工況條件）設(shè)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全工況高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的途徑與控制方法；針對(duì)不同類型的建筑負(fù)荷，匹配不同的調(diào)節(jié)方式，使得各個(gè)子系統(tǒng)達(dá)到最佳的利用率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大限度節(jié)能。

二、分布式能源站的典型配置

（一）按照發(fā)電機(jī)組的不同及系統(tǒng)主要功能分類

天然氣分布式能源系統(tǒng)采用的發(fā)電設(shè)備主要有燃?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和燃?xì)馕⑷紮C(jī)等，所采用的余熱利用設(shè)備主要有余熱鍋爐以及蒸汽型吸收制冷機(jī)、熱水型吸收制冷機(jī)和煙氣型吸收式制冷機(jī)等。根據(jù)組合不同，大致可分為以下3類。1）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+余熱鍋爐+汽輪發(fā)電機(jī)組+蒸汽/熱水型溴化鋰制冷機(jī)組。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是應(yīng)用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，系統(tǒng)的發(fā)電效率高，可充分利用和轉(zhuǎn)換高品位的能源 ，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。2）燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組+煙氣型溴化鋰制冷機(jī)組。該系統(tǒng)特點(diǎn)是燃機(jī)單循環(huán)運(yùn)行，系統(tǒng)的熱冷量輸出比例大，熱（冷）電比高。3）燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)組+煙氣或熱水型溴化鋰制冷機(jī)組。該系統(tǒng)特點(diǎn)是采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的單機(jī)出力一般在200kW至3000kW之間，在這個(gè)功率范圍，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電效率可以達(dá)到35%左右，要高于同功率等級(jí)的燃汽輪機(jī)。

（二）按照應(yīng)用于區(qū)域功能分類

一是工業(yè)園。在工業(yè)園區(qū)生產(chǎn)型企業(yè)居多，一般都具有穩(wěn)定的電、蒸汽、熱和冷負(fù)荷，各項(xiàng)負(fù)荷都比較大，由于穩(wěn)定的負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行可以提高分布式能源系統(tǒng)的熱效率和整個(gè)系統(tǒng)的熱電比，對(duì)投資分析和運(yùn)行模式都十分有利。工業(yè)園區(qū)通常會(huì)根據(jù)“優(yōu)先滿足冷、熱負(fù)荷”的原則配置設(shè)備。能源站的熱效率和熱電比高于《熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目可行性研究技術(shù)規(guī)定》中的要求，符合規(guī)定要求。所以，具有穩(wěn)定熱負(fù)荷的工業(yè)園區(qū)建設(shè)分布式能源站將有較好的經(jīng)濟(jì)性。

二是辦公樓。由于辦公大樓各種負(fù)荷相對(duì)較小，而且隨時(shí)間變化較大，一般采用微型燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。布置方式采用地上或者地下布置。

三是居民社區(qū)。居民社區(qū)通常選擇燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力設(shè)備。作為分布式能源站應(yīng)用的一種建筑類型，其最大特點(diǎn)就是負(fù)荷需求的不定時(shí)性。所以，居民社區(qū)的分布式能源站需要增加設(shè)計(jì)蓄能裝置。通常，蓄能裝置是通過冷水、熱水儲(chǔ)存罐來實(shí)現(xiàn)，在負(fù)荷充足的時(shí)候?qū)⒍嘤嗟睦?、熱?fù)荷儲(chǔ)存起來，在居民使用高峰或燃機(jī)負(fù)荷降低或停機(jī)的時(shí)候釋放儲(chǔ)存的能量 滿足居民需求。

三、存在的主要問題及解決的方法

一是負(fù)荷分析難以保證全面、準(zhǔn)確、細(xì)致。對(duì)分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，負(fù)荷分析是非常必要的，如果對(duì)建筑的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)或估算不夠細(xì)致，就會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。

二是對(duì)于過渡季節(jié)，分布式能源系統(tǒng)利用不充分。對(duì)于分布式能源站，冷熱負(fù)荷一般是通過利用燃機(jī)的余熱獲得，由于夏季和冬季具有穩(wěn)定的冷、熱負(fù)荷，余熱需求量較大，動(dòng)力設(shè)備可以保持比較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，而在春季和秋季，無較大的冷熱負(fù)荷需求，可能就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)處于低效運(yùn)行狀態(tài)

三是缺乏權(quán)威的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。分布式能源系統(tǒng)是一個(gè)多能量的產(chǎn)品輸出的復(fù)雜系統(tǒng)，由于冷熱電是不同的產(chǎn)品，很難直接進(jìn)行定量比較，目前的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則主要是效率.節(jié)能率.折合發(fā)電效率等幾種，但這些評(píng)價(jià)方法本質(zhì)上都是對(duì)冷熱電根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)分布式能源系統(tǒng)的能量梯級(jí)利用特點(diǎn)建立系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式能源系統(tǒng)的研究將具有非常重要的意義。

四是需要進(jìn)一步加強(qiáng)天然氣的價(jià)格穩(wěn)定機(jī)制。由于分布式能源系統(tǒng)燃燒的是高品質(zhì)的清潔能源，其運(yùn)行成本受燃料價(jià)格的影響特別大，穩(wěn)定的價(jià)格機(jī)制也是影響分布式能源站推廣的一個(gè)主要因素。

五是分布式能源站的并網(wǎng)電價(jià)問題。盡管天然氣分布式能源系統(tǒng)具有很高的能源綜合利用率（約為大型凝汽式發(fā)電廠的2倍）、良好的環(huán)保效益，但由目前相同熱值的天然氣價(jià)格約是煤炭的2.2倍，而且分布式能源系統(tǒng)由于規(guī)模較小單位造價(jià)較高，所以分布式能源系統(tǒng)的單純經(jīng)濟(jì)效益并不顯著。以廣州大學(xué)城分布式能源站為例，上網(wǎng)電價(jià)高達(dá)0.78元/kWh，近期國(guó)內(nèi)一些天然氣分布式能源程的上網(wǎng)電價(jià)估算也都在 0.60～0.70元/kWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于燃煤電廠的上網(wǎng)電價(jià)，不具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。所以，分布式能源站的大力推廣還需要政府在這方面加大對(duì)分布式能源的扶持力度。

四、對(duì)我國(guó)天然氣分布式能源的建議

首先，不斷完善相關(guān)政策，并且做好相應(yīng)市場(chǎng)開發(fā)的工作。完善天然氣冷水、熱水、電能供給規(guī)章制度，健全相關(guān)配套財(cái)務(wù)、金融、天然氣價(jià)格等方面的扶持政策，確保天然氣項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益。其次，制定與天然氣項(xiàng)目相關(guān)的優(yōu)惠政策，完善和調(diào)整相應(yīng)法規(guī)，充分考慮不同地域內(nèi)天然氣成本價(jià)格以及當(dāng)?shù)毓?、供冷等因素，然后制定不同區(qū)域不同標(biāo)準(zhǔn)的價(jià)格，同時(shí)，隨著供給成本的變化，對(duì)其價(jià)格進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。再次，全方位、多角度的尋找天然氣項(xiàng)目開發(fā)新突破口。再次，提升能源綜合使用率，分布式能源系統(tǒng)能夠提升能源的使用水平，實(shí)際利用率可以保證在70%以上。因此就要充分挖掘分布式能源優(yōu)勢(shì)。最后，還要加大對(duì)微型燃機(jī)的研究力度，逐步適應(yīng)分布式能源系統(tǒng)供給的實(shí)際要求[8]。

結(jié)論：目前，我國(guó)集中供能系統(tǒng)正在迅速發(fā)展，而且將是今后一段時(shí)間內(nèi)的主要發(fā)展方向。分布式能 源系統(tǒng)可以在大電網(wǎng)故障和意外災(zāi)害情況下，維持重要用戶的供電。所以建設(shè)一個(gè)集中能源與分布，式能源相結(jié)合的能源系統(tǒng)將是大的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊旭中，郭曉克，康慧.熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)電力出版社，2015

[2]國(guó)家能源局，關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見（征求意見稿）國(guó)能油氣，2015

[3]楊旭中，郭曉克，康惠，熱電聯(lián)產(chǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)電力出版社，2015