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广东省目前天然气发电装机容量仅为3 GW多。按“十二五”规划,将新建16个容量共11.88 GW的天然气发电项目;2015年装机容量将达15GW,占总发电装机的14.6%,消耗天然气114亿m3/a,占总消耗量的29%,远远超过全国的平均值。16个天然气发电规划项目中,列为“热电联产”CHP的有6个、“冷热电联供”CCHP的有2个、“调峰调频”电厂的1个,其余7个中5个是已有(调峰)电厂扩建,2个新建“燃气电厂” [2]。 广东省另外规划了7.61亿m3/a(占1.97%)的天然气用于“分布式能源”。在“十二五”天然气怎样才能支撑快速增长的工业和建筑物燃料需求?广东用于“城市居民燃气”的近69%天然气用于何处?天然气用于“热电联产”是否最高效率?理顺天然气发电项目审批办法对其下游市场发育,提高能效有什么重要意义?本文将对此作些分析和探讨。
1 历史进程的回顾[3-5]
人类使用的一次能源从1850—1920经历了从生物能源转向煤、再转向石油、天然气的两次大转型。目前正在发生逐步向核能与可再生能源的第三次历史性大转型。热电联产CHP是在20世纪燃煤占一次能源30%~80%的历史时期发展起来的,其着眼点在一次能源转换环节。而自1970年代起天然气逐渐替代煤发电和作为工业和建筑物燃料;煤则更多地用于发电基荷以及钢铁、水泥等领域。天然气价格提高催生了把天然气发电和作为工业和建筑物终端供能结合起来的冷热电联供CCHP技术。其着眼点已不仅是“联产”,而是通过科学用能、梯级利用、系统优化来实现从一次能源到终端利用最高效率的“联供”。从燃煤CHP到天然气CCHP,是一个重大的科技进步。如果从抽象概念出发,天然气也可以搞CHP,燃煤也能实现CCHP。但是,最新型燃气轮机联合循环能效已可达60%、CCHP总能效80%以上,但仅靠抽汽供热所能够达到的“热电比”却远不如效率只有40%的燃煤CHP。所以,仅仅套用CHP模式利用天然气是不够的。CHP与CCHP系统的比较见表2。
2 能源生产和消费的“集中”与“分散”
现代能源从生产到终端消耗有三个层次。⑴、一次能源,即煤油气等化石能源和可再生能源。⑵、一次能源转换成的二次能源或载能介质,主要是电,2010年我国电力能源消费占一次能源消费总量的比率已达44.35%;天然气也是能够通过管网远程广大地域供应的载能介质;未来还有氢气。⑶、终端用能,在占总能耗大部分的工业、建筑物领域,主要形式是电、热(蒸汽)和冷,也有天然气。交通终端用能则是多元的。
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