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燃气冷热电三联供发展现状及前景展望

北极星电力网新闻中心  来源:《浙江电力》  作者:韩高岩 吕洪坤等  2019/1/24 8:36:28  我要投稿  

北极星火力发电网讯:导读

燃气冷热电三联供由于其特有优势,将是未来能源利用的重要组成部分。通过介绍国内及浙江省的燃气冷热电三联供发展现状,指出燃气冷热电三联供未来的发展趋势,同时从燃料价格及供应、投资成本、外部政策、投资主体和项目经济性的动态发展等方面对前景进行展望。

作者:韩高岩,吕洪坤,蔡洁聪,童家麟,李剑

0、引言

现阶段,能源环保问题在我国变得空前重—,碳排放也进入总量控制阶段,这促使能源消费结构优化变得尤为紧迫。天然气作为清洁高效的低碳能源,其快速发展可有效改善环境、减少CO2排放、优化能源结构,尤其是燃气冷热电三联供可实现能源梯级利用,具有输配电损耗低、能效利用高、供能安全可靠、节能环保及个性化强等优点,成为现阶段能源发展的一大热点。国家发改委发布的《关于加快推进天然气利用的意见》中提出—大力发展天然气分布式能源,建立天然气分布式能源示范项目。燃气冷热电三联供项目由于处在我国油气和电力体制改革机遇期,且能与生物质、风能、太阳能、地热能、余压余热余气等能源形式耦合互补,在未来必将得到迅速发展,成为能源利用重—组成部分。

浙江省为创建清洁能源示范省,一方面—控制煤炭消费总量,加快淘汰燃煤锅(窑)炉,努力扩大电力、天然气等的消费曰另一方面—积极推动电力和油气体制改革等。浙江省天然气发展3年行动计划(2018—2020年)提出—推进天然气供给、消费、体制革命,开展天然气分布式能源示范试点,并以此为基础推进天然气冷热电三联供核心设备科技攻关,为浙江省燃气冷热电三联供发展开创良好机遇和环境。

1、燃气冷热电三联供简介

1.1燃气三联供原理及典型系统流程

燃气冷热电三联供是指以天然气为主—燃料带动燃气轮机或内燃机等燃气发电设备运行,产生电力以满足用户电力需求,而系统排出的废热则通过余热锅炉或溴化锂等设备向用户供热、供冷。三联供系统实现能源的梯级利用,其能源综合利用效率高达80%以上,典型能量梯级利用如图1所示:

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图1能量阶梯利用

燃气冷热电三联供按照供能对象可分为区域型和楼宇型。区域型一般适用于冷、热、电需求较大的工业园区和大型商务区等曰楼宇型一般适用于二次能源需求性质相近且用户相对集中的楼宇(群),包括宾馆、学校、医:等。按发电机组不同主—可分为燃气轮机、燃气内燃机、微燃机3种,3类典型发电机组特点如表1所示。

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燃气三联供系统主—由燃气供应系统、动力系统、供配电系统、余热利用系统、给排水系统、通风系统、消防系统等组成,其中动力系统和余热利用系统是三联供系统的核心部分。目前,国内较常用的三联供系统主—是燃气内燃机和燃气轮机为发电机组的三联供系统,其典型流程如图2和图3所示。

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图2典型燃气内燃机三联供系统流程

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图3典型燃气轮机三联供系统流程

1.2 燃气冷热电三联供优势

(1)提高能源供应可靠性。在出现不可抗自然灾害或电网事故导致大面积停电时,燃气冷热电三联供系统可为楼宇或者工业区提供稳定不间断的电力负荷、热负荷和冷负荷。

(2)节能减排,环境友好。天然气燃烧过程几乎不产生SOX和灰尘,且生成CO2和NOX也较其它化石燃料少。燃气冷热电三联供由于能效利用高,比先进的火力发电厂可节能约1/3。

(3)经济性较好。三联供系统虽然初投资较高,但其减少市电接入费用,并且由于余热利用,可节省用于供热、制冷的燃气用量。据测算,当采用余热利用进行供热、制冷时,发电成本可降低至0.4~0.6元/kWh。

(4)利于电力调峰。由于电负荷在夏季出现高峰,用气则通常为低谷。燃气冷热电三联供在满足高峰用电时,还可利用余热制冷,进一步减缓电制冷机对电负荷需求。同时,燃气三联供项目的燃气轮机或燃气内燃机具有较好负荷响应特性,也有利于电网的瞬间调节。

(5)可与其他能源友好耦合。燃气冷热电三联供技术先进成熟,具有较强的集成性,可以友好地与生物质、太阳能、地热能、余压余热余气等多种能源形式实现耦合互补,进而带动新能源的消纳。

2、发展现状

2.1国外发展现状

燃气冷热电三联供在国外已有30多年发展历史,在美国、日本等国家得到大力发展和推广。当前,几乎所有的欧盟国家正在建立适合自身特点的天然气分布式能源系统以及与之相配套的能源计划。美国的燃气冷热电三联供装机规模发展趋势如图4所示,其在各行业中的占比情况如图5所示:

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图4 美国燃气三联供发展趋势

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图5 美国燃气三联供在各行业的占比

美、日等国家均出台了促进燃气冷热电三联供发展的优惠和补贴政策。某些国家燃气冷热电三联供单位造价和我国相近,但由于政府给予的补贴和支持力度较大,得到较好发展。部分典型国家的燃气冷热电三联供部份支持政策有:

(1)美国在政策支持、审批简化、信息服务等方面提供法律法规支持和技术支持,支持分布式能源项目并网,并制定激励政策包括财政补贴、税收减免、低息贷款等。

(2)德国对mCHP(小型热电联供)售电实行:优先价格法曰能效大于70%,享受退税优惠曰50kW的mCHP设备,环境部将在10年期间提供400万欧元的财政支持。

(3)丹麦采用鼓励措施,制定了《供热法》《电力供应法》、全国天然气供应法等,在法律上明确了保护和支持立场。电网公司必须优先购买热电联产的电能。

(4)日本发布《并网技术—求指导方针》,实现分布式能源合法并网发电、允许多余电能出售给电力公司,税收减免,专项基金补贴。

国外燃气三联供发展初期,通过政府制定法规标准、给予一定补贴,并从气价、电价等方面完善市场机制,使燃气冷热电三联供在市场应用中存在盈利。同时,政府鼓励燃气三联供关键装备及技术研发,有效降低一次投资和运维费用曰使企业在发展中探索合理的商业模式,加速项目盈利,推动了该行业进入良性的发展。

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