我国分布式天然气冷热电联供系统发展综述刘成

我国分布式天然气冷热电联供系统发展综述刘成

刘成

（广东电网有限责任公司佛山供电局佛山528000）

摘要：分布式天然气冷热电联供系统基于能量梯级利用，具有提高能源综合利用率、友好环保等优点，同时对调整我国能源结构、缓解供电紧张具有重要意义。阐述我国冷热电联供系统的发展现状及面临的问题，最后对冷热电联供系统的发展提出了建议。

关键词：天然气冷热电联供分布式发电

ResearchReviewofDistributedNaturalGasCombinedCoolingHeatingPowerSystems

LiuCheng

（FoshanpowersupplybureauofGuangdongpowergridFoshan528000China）

Keywords：naturalgas，CombinedCoolingHeatingPower，distributedgeneration

引言

随着国内节能减排意识的不断深入及增量配电网的提出，分布式天然气冷热电联供以其独特优势得到极大关注。分布式天然气冷热电联供是以天然气为燃料，以燃气轮机、内燃机或微燃机等为动力发电机组，以余热锅炉、溴化锂制冷机等为余热利用设备，为用户提供冷、热、电各种负荷需求的分布式供能系统。分布式天然气冷热电联供直接面向用户，按用户的需求就地生产并提供能量，采用能源梯级使用原理，融合了负荷分析预测、余热利用、储能、电网接入、自动控制与运行调度及系统集成等技术。

发展分布式天然气冷热电联供具有重要的意义，首先分布式天然气冷热电联供是一种清洁高效能源利用形式，有利于优化能源结构，保障能源供应的安全性和可靠性；其次，分布式天然气冷热电联供有利于城市电网气网的双重调峰，有利于形成新的经济增长点；最后，分布式天然气冷热电联供的多能互补集成优化将成为“互联网+”智慧能源系统的支撑，成为电改的推手。

1分布式天然气冷热电联供系统发展现状

1.1国外发展现状

各种因素影响下，20世纪80年代我国才开始分布式天然气冷热电联供的研究和应用，其规模、数量及技术水平与发达国家相距甚远。美国是最早发展该技术的国家之一，在20世纪30年代就已建立了第一个大型区域供冷系统，1978年颁布公用事业管制政策法，鼓励发展该技术。日本从1981年开始支持联供项目，并制定了一系列的政策和法规。欧洲的分布式天然气冷热电联供水平局世界领先地位，丹麦、英国、芬兰、德国、荷兰等国家十分认可联供项目的环保性和节能性，对其发展一直持积极态度。

1.2国内发展现状

我国分布式天然气冷热电联供发展早期，只在北京、上海、广州等经济发达的地区发展较多，目前已从最初的东部沿海地区向天然气资源丰富的西南、西北地区渗透，逐渐呈现出普及态势。长三角、京津冀鲁、川渝及珠三角地区的项目总数量占比高达80%，总装机容量占比达76%。

截止2015年底，我国分布式天然气冷热电联供能源项目（单机规模不大于50兆瓦，总装机容量200兆瓦以下）共计288个，其中楼宇式项目133个，区域式项目155个，总装机超过1112万千瓦，主要用户是工业园区、生态园区、综合商业体、数据中心、学校、交通枢纽、办公楼、医院和酒店。

各类园区、大型交通枢纽等建筑由于具有比较稳定的电、冷、蒸汽需求，动力设备以燃气轮机为主；医院、酒店、数据中心等楼宇型项目由于能源需求较小且波动较大，动力设备以燃气内燃机和微燃机为主，约50%的已建楼宇型项目采用燃气内燃机，微燃机的装机规模很小，占已建项目总装机规模比例不足1%。

2我国分布式天然气冷热电联供存在的问题

2.1成本问题

分布式天然气冷热电联供系统与大型集中式发电厂相比，规模小、单位造价较高，而且对下游用户而言一次性建设投入成本较大。同时，燃气联合循环发电机组1立方米天然气发电4度（千瓦时），若天然气价格为3元/立方米，则燃料成本为0.75元/度，再加上设备运行维护成本和设备折旧成本，分布式能源站最低电价为1.15元/度。如果没有政府相关补贴和支持，天然气分布式能源站难以盈利和发展。

2.2外部环境问题

经济和市场条件方面，主要是经济增速和能源需求放缓，天然气供应条件不完善，气电价格比偏高，供冷/热价格偏低，融资难度比较大与成本高等造成项目经济效益差。天然气分布式能源的发展将大大增加天然气需求，保障天然气资源的供应将成为重要任务。

政策和制度设计方面，主要是天然气和电力能源供应体制和市场化改革缓慢，节能环保清洁发展机制建设滞后，行业鼓励政策未有效落地，行政管理制度复杂，缺乏统筹规划和有效管理。当前我国分布式能源发展尚处于起步阶段，虽然已出台促进和鼓励发展的政策，但法律规范、技术标准、财税金融政策、价格等方面需要进行统一和细化。

2.3设备开发技术方面

（1）内燃机、燃气轮机等核心设备依赖进口，国产的质量差和不稳定，导致分布式能源系统成本居高不下。

（2）蓄电池等储能设备技术不成熟也制约了分布式能源的发展。

（3）溴化锂制冷机组等用能侧设备的质量、高效率的输送设备、高质量的管材和阀件也是促进分布式能源系统成功的关键。

（4）技术和装备方面，主要是行业主要技术普及程度低，装备制造水平低造成设备造价和运维成本高，相关技术如可再生能源、能源互联网等技术发展缓慢。

（5）系统负荷预测技术还不成熟，导致设备选型不合适和运行策略不是最优。

（6）多能源匹配技术处于研发阶段。生物质能、太阳能、天然气等多能源的多特性，再加上缺乏实际经验，使能源合理匹配、分布式能源系统最优化变得困难；分布式供能技术目前还缺乏标准和准入门槛的限制。

3展望

分布式天然气冷热电联供系统具有提高能源综合利用率、实现能源阶梯利用的优点，是缓解当今世界能源危机和环保问题的有效途径。就未来开展天然气分布式冷热电联供系统有以下建议。

（1）按照地区天然气价格、地方政府优惠政策支持以及分布式功能系统的适用性评价情况来选择地区发展天然气分布式项目。

（2）适时发展LNG天然气、沼气以及生物质气化分布式能源项目，与天然气公司共同合作开发，以获得稳定的天然气量和价格。

（3）考虑合同能源管理节能服务，通过企业节能获得利润。将分布式能源与售电业务结合起来作为售电的增值服务

（4）将分布式能源与储能、充电桩以及智能能源管理系统结合起来形成多能源互补的互联网智慧能源。

4结束语

分布式天然气冷热电联供系统具有广阔前景和市场，符合国家的产业政策和环保理念。我国虽然起步较晚，但发展迅猛，已经具有相当大的市场规模。针对我国现状，今后在分布式天然气冷热电联供能源站应用和推广方面，应进一步加强研发及投入，依托高校、企业的技术力量和市场开拓能力，将科研成果转化为产品，增强核心设备竞争力，提高能源利用率，探索新型商业模式，为节能环保、电力体制改革做出更大贡献。

参考文献：

[1]齐鹏.冷热电联供系统技术发展综述[J].机电信息，2015，438（12）：172-176.

[2]覃健，魏兵，袁天昊.微网冷热电联供系统研究综述[J].发电与空调，2013，152（34）：48-52.

[3]杨干，翟晓强，郑春元，王如竹.国内冷热电联供系统现状和发展趋势[J].化工学报，2015，66（2）：1-9.

作者简介：刘成，男，1988年生，学士，工程师，研究方向为电网规划。