燃?xì)饫錈犭娙?lián)供發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望

余競(jìng)

摘要：近年來(lái)，我國(guó)的現(xiàn)代化發(fā)展迅速，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)，是指以天然氣為主要燃料帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)等燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備而產(chǎn)生電力以滿足用戶的電力需求，系統(tǒng)排出的廢熱通過(guò)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)供冷，同時(shí)還可提供生活熱水，充分利用了排氣的熱量。經(jīng)過(guò)能源的梯級(jí)利用使一次能源利用效率從常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)的40%左右提高到80%左右。在過(guò)去的數(shù)年中，我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了蓬勃發(fā)展，新基建提速，更是為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)新一輪騰飛注入強(qiáng)勁動(dòng)力。而數(shù)據(jù)中心用電和用冷負(fù)荷波動(dòng)小，常年需要供冷，符合三聯(lián)供系統(tǒng)的功能特點(diǎn)。文中針對(duì)三聯(lián)供系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：燃?xì)饫錈犭娙?lián)供;發(fā)展現(xiàn)狀;前景展望

引言

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)的核心組件是小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，利用吸收式制冷機(jī)回收余熱。它的做功原理是利用燃?xì)馊紵母呶粺崮茉诎l(fā)電機(jī)組中發(fā)揮作用，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)能夠達(dá)成高品位電能的轉(zhuǎn)換，并利用發(fā)電后的余熱和余熱繼續(xù)供冷、供熱。三聯(lián)供系統(tǒng)的使用效率極高，可以滿足建筑區(qū)域的電力、供熱、供冷等不同需求，其能源有效利用率高達(dá)80%以上，且該技術(shù)可以很大程度上減少二氧化硫、固體廢棄物的排放，限制溫室氣體和NOx的排放，由于燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)的占地面積不大、耗水量較低，還可以應(yīng)對(duì)突發(fā)性的安全供電事件，在國(guó)際上擁有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。我國(guó)北京、上海等一線城市開(kāi)始少量嘗試使用天然氣冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目，以求合理的開(kāi)發(fā)天然氣資源，有效利用人類能源。

1數(shù)據(jù)中心的用能特點(diǎn)

數(shù)據(jù)中心是由計(jì)算機(jī)場(chǎng)地（機(jī)房）、其他基礎(chǔ)設(shè)施、信息系統(tǒng)軟硬件、信息資源（數(shù)據(jù)）和人員以及相應(yīng)的管理制度組成的實(shí)體。是為集中放置的電子信息設(shè)備提供運(yùn)行環(huán)境的建筑場(chǎng)所，可以是一棟或幾棟建筑物，也可以是一棟建筑物的一部分，包括主機(jī)區(qū)、輔助區(qū)、支持區(qū)和行政管理區(qū)等。其核心功能是保證服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等各類信息設(shè)備穩(wěn)定可靠工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，完成對(duì)信息資源的處理，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)提供支撐。中國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)總量2017年為27.2萬(wàn)億元人民幣，2018年即達(dá)到31.3萬(wàn)億元人民幣。預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)被創(chuàng)建、采集或是復(fù)制的數(shù)據(jù)總量將增長(zhǎng)到48.6ZB，在全球數(shù)據(jù)總量中占比達(dá)到27.8%。作為海量數(shù)據(jù)的主要儲(chǔ)存與運(yùn)算處理實(shí)體，中國(guó)數(shù)據(jù)中心行業(yè)近年來(lái)一直處于高速發(fā)展的階段。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，截至2017年底，在用數(shù)據(jù)中心的機(jī)架總規(guī)模已達(dá)166萬(wàn)架，至2018年底，服務(wù)器在線裝機(jī)量已居世界第二位，中國(guó)IDC業(yè)務(wù)市場(chǎng)總規(guī)模達(dá)1228億元，同比增長(zhǎng)29.8%。預(yù)計(jì)到2020年，具備一定規(guī)模的數(shù)據(jù)中心保有量將超過(guò)8萬(wàn)個(gè)。中國(guó)數(shù)據(jù)中心行業(yè)規(guī)模的快速擴(kuò)大，也引起了電力消耗量的快速增長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)報(bào)告估算，中國(guó)數(shù)據(jù)中心的耗電量約為1200億千瓦時(shí)，這一數(shù)據(jù)約占中國(guó)全國(guó)全社會(huì)用電量的2%。尋找一個(gè)能連續(xù)可靠運(yùn)行、能源利用率高、污染小、經(jīng)濟(jì)性比較好的能源系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)中心對(duì)電能的需要，成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展進(jìn)程中面臨的問(wèn)題。

2優(yōu)化措施分析

2.1主要投資主體優(yōu)劣勢(shì)分析

目前，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供的投資主體主要為油氣公司、能源企業(yè)、投資公司和供電企業(yè)（南方電網(wǎng)綜合能源服務(wù)公司）等。對(duì)于油氣公司，由于其具有一定的天然氣壟斷優(yōu)勢(shì)，因此可降低燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目燃料成本，但是在相關(guān)人才儲(chǔ)備和運(yùn)維管理方面存在不足。油氣公司投資燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目，一方面是為擴(kuò)大天然氣消耗，增加企業(yè)的收入;另一方面，在電力體制改革、能源發(fā)展形勢(shì)變化機(jī)遇下，投資燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目在未來(lái)還可以通過(guò)供電、供冷、供熱等服務(wù)獲得可觀利潤(rùn)。對(duì)于能源企業(yè)，投資燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目拓展了已有業(yè)務(wù)，由發(fā)電企業(yè)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄蚩蛻糁苯犹峁┒喾N用能服務(wù)的能源服務(wù)商，搶占未來(lái)的能源服務(wù)市場(chǎng)。能源企業(yè)具有一定的相關(guān)專業(yè)人才優(yōu)勢(shì)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，但在燃?xì)夤?yīng)及并網(wǎng)方面則處于劣勢(shì)，但對(duì)于同時(shí)擁有天然氣和發(fā)電業(yè)務(wù)的部分能源企業(yè)，在投資此類項(xiàng)目時(shí)具有較大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些投資公司，特別是私人企業(yè)，在激烈的能源服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中看好燃?xì)饫錈犭娙?lián)供發(fā)展前景，業(yè)務(wù)開(kāi)展較早，具有一定項(xiàng)目投資經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累，在燃料供應(yīng)和售電并網(wǎng)上處于劣勢(shì)。對(duì)于供電企業(yè)，投資此類項(xiàng)目時(shí)首先是在燃?xì)饫錈犭娙?lián)供并網(wǎng)及網(wǎng)源協(xié)調(diào)方面具有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也可為能源站提供應(yīng)急和備用服務(wù)，減少能源站冗余電力設(shè)施投入，降低能源站投資成本，但供電企業(yè)在相關(guān)專業(yè)的人才儲(chǔ)備以及燃料供應(yīng)方面處于相對(duì)劣勢(shì)。此外，供電企業(yè)在全國(guó)各市縣具有下屬公司，掌握著當(dāng)?shù)赜脩粼敿?xì)的用能信息，便于優(yōu)質(zhì)服務(wù)客戶的快速篩選，從而可以快速布局燃?xì)馊?lián)供項(xiàng)目。

2.2帶動(dòng)智能冷熱氣網(wǎng)技術(shù)發(fā)展

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供的發(fā)展，還將帶動(dòng)天然氣管網(wǎng)、供冷/熱管網(wǎng)的智能控制及蓄能技術(shù)的發(fā)展，形成以天然氣分布式能源為基礎(chǔ)的智能供能區(qū)域。通過(guò)智能熱（冷）網(wǎng)，連接分布式能源站、換熱站和用戶，形成三位一體的集成智能供熱（冷）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)少人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控，降低運(yùn)行成本;采用氣候補(bǔ)償技術(shù)，根據(jù)室外溫度變化情況及時(shí)調(diào)整熱（冷）網(wǎng)調(diào)度順序;對(duì)換熱站二次側(cè)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌控能耗狀況，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，優(yōu)化控制策略，通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)整一次側(cè)流量、溫度，合理調(diào)節(jié)各用戶供熱（冷）溫度，避免供熱溫度過(guò)高或過(guò)低;結(jié)合熱計(jì)量推廣，采用大數(shù)據(jù)和全智能控制策略，根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、用能時(shí)段及用能區(qū)域的不同，提高熱源和熱網(wǎng)全系統(tǒng)對(duì)單個(gè)用戶的需求響應(yīng)和分級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制、分時(shí)分區(qū)供能。

2.3區(qū)域一體化綜合能源服務(wù)

大多數(shù)燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目服務(wù)于新建的工業(yè)園區(qū)和公共建筑，具有開(kāi)展增量配電和售電業(yè)務(wù)的有利條件。通過(guò)開(kāi)展配售電業(yè)務(wù)，成立區(qū)域售電、售熱、售冷一體化能源服務(wù)公司，實(shí)現(xiàn)發(fā)、配、售一體化，實(shí)現(xiàn)區(qū)域綜合能源服務(wù)，進(jìn)而更好地滿足用戶多樣化和定制化的需求，是燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目未來(lái)的重要發(fā)展方向。例如上海園區(qū)天然氣分布式供能，能源中心向樂(lè)園提供冷、熱、電、生活熱水等多種能量，實(shí)現(xiàn)園區(qū)一體化綜合能源服務(wù)。

結(jié)語(yǔ)

建議緊抓國(guó)家能源發(fā)展機(jī)遇期，積極爭(zhēng)取冷、熱、電需求旺盛的優(yōu)質(zhì)客戶，主動(dòng)迎合能源技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，加快對(duì)燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目的市場(chǎng)及政策研究，采取多種形式，積極布局燃?xì)饫錈犭娙?lián)供發(fā)展，加快推進(jìn)投資示范項(xiàng)目落地，以積累人才、技術(shù)、管理經(jīng)驗(yàn)，探索發(fā)展道路。鑒于目前燃?xì)饫錈犭娙?lián)供存在問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)，建議重點(diǎn)加強(qiáng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的科研攻堅(jiān)投入，鼓勵(lì)研究燃?xì)馊?lián)供與微電網(wǎng)、多種新能源（風(fēng)、光、生物質(zhì)、地?zé)岬龋?、?chǔ)能的融合互補(bǔ)以及區(qū)域源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)自主新技術(shù)，引領(lǐng)該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展。由于我國(guó)燃?xì)饫錈犭婎I(lǐng)域起步較晚，建議各投資主體積極結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)相互間的交流合作，實(shí)現(xiàn)互利共贏。政府完善相應(yīng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，給予一定補(bǔ)貼及相關(guān)優(yōu)惠政策，共同推動(dòng)燃?xì)饫錈犭娙?lián)供走上良性發(fā)展的道路。

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