分布式能源系统的应用前景

分布式能源系统的应用前景

陈刘悦

江苏省冶金设计院有限公司武汉分公司湖北武汉430074

摘要：当前，我国工业结构中高耗能产业占比大，能源供给多以一次能源燃煤为主，对生态系统的破坏较大。天然气分布式能源系统的应用前景广阔，经过几年的发展和进步，可以逐步的在我国实现应用和推广。据估计，在未来的几年间，分布式能源系统将会是社会落实节能减排，经济循环发展的有效手段，也是改变我国转换功能方式的重要选择。基于此，文章就分布式能源系统的应用前景进行简要的分析。

关键词：分布式能源系统；天然气；应用前景

1分布式能源系统概述

分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用概念基础之上，分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可再生能源设施。分布式供能方式可实现冷、热、电三联产，通过将高品位的热能直接转换为高品质电能，将中低品位的热能直接转为所需的热和冷，以此将电、热、冷这3种能源有效地结合成1个系统，从而来实现能量的梯级利用。分布式能源系统主要是由动力设备和一个系统组成。动力设备是分布式能源系统的能量来源，其发展经历了蒸汽轮机、内燃机及外燃机、燃气轮机及微型燃气轮机、燃料电池和生物质能等可再生能源的历程。系统的作用是实现热、电、冷三联产，目前该系统的主要工作原理是利用广义的内燃机（产生电）的排气余热，通过余热锅炉产生蒸汽供热，同时通过吸收式制冷设备供冷。

2分布式能源工作原理

2.1概述

分布式能源是可以直接在消费区附近布置冷热电的综合利用系统。其能源分为一次能源和二次能源，一次能源主要是气体燃料，可再生能源作为辅助燃料，基本上没有可以浪费的资源；二次能源主要是以设置在消费区附近的热电冷（植）联产为主，其它的中央能源为系统提供辅助能源，既可以满足用户的需求，又可以实现能源的阶梯利用；在污染排放方面，也充分考虑了环境保护的重要性，将部分污染分散化、资源化，从而实现适度排放；在能源的输送和利用上，采取分片布置，这样可以减少通过长距离的能源输送而造成的损失，从而提高能源利用的灵活性。

2.2工作原理

燃气通过发电设备先发电，所发电力上网或直供客户使用。发电设备发电过程中产生的余热（高温燃气、缸套水或其他），通过余热利用设备可提供蒸汽、热水、空调冷热水等。

3分布式能源系统应用情况

3.1应用领域

分布式系统主要有两种形式，分别是楼宇型以及区域型，楼宇型能源系统已经被广泛的应用于各个领域之中，常见的有商业休闲中心、政府单位、事业单位等等。区域型的一般用于用电量比较大的工业园区以及产业园区等等。现有的商业住宅的应用并不广泛，但是随着分布式能源系统的逐步发展和进步，未来可以在商业住宅区以及中小型工业园区内得到广泛的应用。

3.2国外应用情况

随着全球气候变暖的形势越来越严峻，全球变暖的进程不断的加快，为了减少二氧化碳以及二氧化硫的排放，各个国家开始使用清洁能源以及分布式能源系统。

美国首先提出了分布式能源系统，目前美国拥有世界上最多的分布式能源站，一半以上的能源站被用来服务于写字楼、居民楼以及各类商场和酒店等等。

德国正积极推进能源的战略转型，当前，分布式能源约占其装置总容量的47%，总计约为7.5×107kW，并计划从2011年开始建设分布式能源新型电网。

日本热电联产行业近年来飞速发展，2012年，其装机总量已达9.5×106kW，其中一半装机容量以天然气为原料，在日本长期规划中，截止到2030年，日本总电力供应的1/5均来自于其分布式能源。

新西兰的能源消费结构中，可再生能源占比约为40%，是世界上最为健康的能源消费国之一，其分布式能源发电装机总量达900MW。

3.3国内应用情况

我国分布式能源的发展起步相对较晚，2012年，国家发改委公布了首批分布式能源示范项目，开始着手大力发展天然气分布式能源。国家“十二五”规划明确指出要积极推进天然气分布式能源的发展。十几年来，国内已建成的分布式能源系统约40个，装机总容量约为100×104kW，较为典型的分布式能源项目有上海黄浦中心医院、广州大学城项目、上海浦东机场能源中心等。天然气已经在我国得到了推广和普及，现阶段我国的天然气分布式能源系统已经进入了实质性的开发阶段，一些比较大型的城市，比如北上广已经开始使用，上海已经建成八座分布式能源系统，北京已经修建的和计划修建的分布式能源系统的数量也高达17座，可见天然气分布式能源系统在我国的发展受到了越来越多的重视。由于分布式能源系统的初投资大，不仅需要好的燃料；同时还要有比较稳定的冷、热、电用户，分布式能源系统的应用主要体现以下几个场所：（1）城区商业休闲中心、公用事业单位。例如商场娱乐中心游泳馆、饭店宾馆、飞机场、银行、证券交易所、医院、学校、机关等大量需要冷、热的地方。（2）小型柴油机电站的淘汰。石油化工造纸纺织印染等领域的小型柴油机电站锅炉用分布式能源系统替代，不仅环保同时系统的经济性和效率可得到较大地提高。（3）城区燃煤热电联产机组的改造及燃气轮机电站的升级。利用分布式能源系统取代或者对这些电站进行升级，不仅可以减少污染，还可将蒸汽供应附近的工厂，实现冷、热、电联供。（4）中小型离散工业园区、新建的过程工业园区。在这些地方采用分布式能源系统来提供能源产品，来实现电、热、冷。（5）边远地区、孤岛、海港、海上作业平台、船舶等，这些地方集中式供能系统很难顾及，很适合采用分布式能源系统。

4我国分布式能源发展面临的问题

天然气分布式能源因其自身的优势及战略意义，已成为国家能源结构战略转型的重要组成部分。近年来，我国陆续出台了一些相关政策及鼓励措施，在大力发展分布式能源的同时，还面临着下列问题：（1）并网、上网难。当前，除满足用户需求外，天然气分布式能源发电站富余的电力难以并入城市电网，主要原因有：并网的技术标准尚未规范统一，无法保障其安全性，故而城市电网难以接受；另外，目前，我国天然气发电价格大于煤炭发电价格，故其电力价格在市场上不具备竞争力。（2）天然气的供应。我国天然气需求量飞速增长，供不应求，而大力发展天然气分布式能源意味着天然气需求量的进一步增加，如何保障天然气的供应也是当前面临的难题。（3）国家政策法规尚不健全。尽管国家已陆续出台了一些政策，但仍需进一步细化和深化相关的政策及法规。（4）社会认知不足。由于社会各界对分布式能源的重要性认知度不够，故而不利于天然气分布式能源的发展及推广。

综上，要想实现可持续发展，就要做到将环境保护、经济发展和资源消耗三者有机结合，同时加大对天然气发电的国家补贴，给予分布式能源一定程度的优惠政策，从而增强企业建设分布式能源站的积极性。

参考文献

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