浅谈对分布式冷热电联供存在的问题及对策
【摘 要】与传统热、电能供需分别平衡的方式相比，所考虑电能实时平衡、热能分阶段平衡更能大限度地满足用户需求和节约一次能源，较符合工程实际。以供电企业经济性最优进行联合调度，与热、电分供调度相比，主要以清洁的天然气为能源，在显著提高一次能源的利用率的同时，降低了单位经济增长带来的能源损耗，并减少温室气体高温排气对环境造成的影响。对影响经济性的主要三种因素：投资额、年利用小时数和天然气价格进行敏感性分析，得出了天然气价格是提高竞争力的关键指标的结论。天然气分布式能源的效率虽然具有优势，但其适用范围也有限制条件，目前的支持政策也不足。本文对此问题进行了分析，为将来在适宜的条件下发展天然气分布式能源提供了依据。
【关键词】分布式冷热电联供；经济；政策
用户热、电、冷多种能量需求可通过分布式联合供能系统、区域供能系统、传统分供系统进行供给。分布式联合供能系统将点状分布于用户端的小规模发电机组发电产出的废热循环再利用，以供应用户热（冷）能的新式能源综合利用系统。区域供能系统与联合供能系统的区别是区域供能系统不包含联供机组进行发电余热的循环利用，并且单供机组集中于一个固定厂区。而传统电冷热分供系统中冷（热）负荷由电制冷机组承担，供冷（热）所耗电量与居民用电负荷均通过公共电网满足。
一、分布式能源概念
广义的分布式能源是一种从提高能源效率和降低污染物的角度出发，建立在能源阶梯利用概念的基础上，通过能源阶梯利用原理，使热工设备产生的具有高品位的蒸汽/燃气带动发电机发电或利用燃料电池供电，或冬季利用热工设备的排汽/抽汽或尾气向用户供热，夏季利用余热吸收式制冷机向用户供冷及全年提供卫生热水和或其他用途的热能的一体化多联供热能系统。
二、分布式能源的冷热电联产技术在我国的推广和应用
随着天然气的广泛应用、电力垄断的逐步解体、环境保护要求的提高，不仅我国很多区域和边远地区的分布式供电将得到极大的发展，而且发展小型化的分布式供电（特别是具有能源-资源利用合理、环保性能优良、冷热电负荷分配灵活等优势的冷热电联产）将成为中国城市现代化的重要动力。西气东输工程和国内很多大型LPG工程的实施使得我国很多城市，特别是长江三角洲区域、珠江三角洲区域及经济发达的一些省市有了较充足的天然气供应。社会多元化的发展带动的分布式电力供应的发展使得更多的“余热”可以利用而联产出社会需要的“冷”和“热”。
那些宾馆、饭店、高档写字楼、高级公寓、大型商场、学校、机关、医院等有稳定的冷、热、电负荷需求、对动力设备的环境特性要求较高、对电力品质及安全系数要求较高同时电力供应不足的单位或地区有非常好的适用性，能带来很好的经济效益、环保效益和社会效益。联产系统的经济性随着电价的升高加速增加。在合理的天然气和电价比下，冷热电联产技术在我国将得到推广和应用。
三、经济性测算
1.投资水平分析。分布式能源站项目单位造价相对大容量燃机机组较高，广东省及海南省小型能源站项目较少，FT8-3型燃机典型工程单位造价目前约为4500元/kW，单位造价相对较高。
2.电价分析。结合广东省及海南省实际情况，采用FT8-3型燃机典型工程主要参数作为分布式能源站电价及收益率分析的基础数据。
采用4500元/kW作为静态投资水平，单台机组容量为78MW，新建两台机静态投资为70200万元；资本金占动态投资的20%。发电气耗取221Nm3/MWh，供热气耗取28Nm3/GJ；燃机含税气价2.18元/Nm3。机组年发电量620GWh，年供热量60万GJ。供热价按含税热价74元/GJ计算。
在上述给定参数条件下，分布式能源站由于发电和供热气耗相对较高，单位投资较高，因此测算后的上网电价也处于较高水平。由于分布式电站具有优越的环保性和供电稳定性，实际的上网电价较高，具有经济性。
3.电价敏感性分析。对于分布式能源电站来说，投资、年发电量、天然气价格是影响其经济性的主要因素。基于上述经济评价参数，在投资各方FIRR为8%的情况下，做电价的单因素敏感性分析，与其他发电方式类似，天然气价格变化对分布式能源电站的上网电价影响最大，年发电量变化和投资变化的上网电价相对较小。天然气分布式能源站一般均地处城市，由城市天然气管网供气，气价偏低。如广州大学城的分布式能源站由于燃用的天然气价格较低接近城市燃气价格，且南方电网给予的上网电价实际为0.75元/kWh，就具有经济性。
四、适用范围
天然气分布式能源站分为楼宇型和区域型两种系统，均以资源、环境和经济效益最大化为原则确定方式、容量和系统配置，根据终端能源利用效率最优化确定分布式能源系统的设置方案。楼宇型分布式能源系统是针对具有特定功能的建筑物，如写字楼、商厦、医院及某些综合性建筑所建设的冷热电供应系统，一般采用小型或微型燃气发电机组，机房往往布置在建筑物内部，不需考虑外网建设。民用建筑行业应用较多。区域型分布式能源站一般针对工业园区和大型商住两个主要耗能大户，基于“高能高用、低能低用，温度对口、梯级利用”的科学用能思想，在对各种冷热电用户的负荷统计、分析的基础上，采用各种燃气作功发电技术、各种制冷技术、热泵技术、再生能源利用技术，以及强化传热技术的优化集成。
五、存在问题和政策分析
由于我国目前尚无有关分布式能源的法规和并网运行规程，再加上资源、电价、可用设备、经济、技术和电力市场化等方面的制约，因而在过去的20年间分布式能源的发展步伐十分缓慢，真正运行起来的项目并不多。目前国内的天然气等清洁能源的分布式能源项目还不到40个，总装机容量不到500MW。
1、气价问题
国外对于天然气分布式能源站用气价格有一定的优惠政策，上网电价一般与调峰电价相当，比商业、民用电价低40%。但是我国目前天然气价格体系较混乱，没有相应的定价规定，高气价，导致电价、热价、冷价较高。天然气分布式能源站所供的电、热、冷属于市政基础设施，需协调降低燃料价格，最好有当地政府的财、税政策支持。
2、直供电问题
分布式能源的突出优势是所发电力直接在用户侧就地供电，电网只作为后备手段。按中国迄今的法律，所有的发电必须上网，只有“法人单位”的“自备电源”才可以“内部”直供。我国现有的电力体制中缺乏分布式能源站的并网运行规范，分布式冷热电联供系統都不能发电直供，用户仍然从电网购电，分布式能源发的电如果不能直供，三联供就只能限于自备项目，难形成区域规模，就会严重制约分布能源的经济性，分布能源也就无从发展。发电并网无论对分布式能源还是对电网都很重要，因为二者可以进行互补，进一步提高区域的供电安全性。但发展分布式能源，也不能以必须向电网供电为目的，否则就会失去分布式能源的意义。在分布式能源项目的规划和设计上以负荷的自我平衡为首要出发点，这是方案拟定的最基本的原则。
六、结束语
与传统分供方式相比，分布式冷热电多联供系统能显著提高单位燃料的能源利用率和污染物排放量。世界各地投入运行的联合供能系统显示出了其在节能减排、提高一次能源利用率等方面突出作用。
【参考文献】
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