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3、从OECD国家发展历程来看,1970年代末一次能源开始向天然气转型和包括CCHP技术的能源科技进步使能效逐步提高。日本和韩国正是利用了这个历史机遇,在经济起飞和实现工业化阶段人均能耗比美、英等国大大降低。而20多年之后,中国深圳在2008年人均GDP达到1万美元时的能耗为5.7 tce/p.a。个中原因,是值得深刻反思的。参见表1.
表1 几个国家人均GDP达到1万美元时的人均能耗
4、天然气分布式冷热电联供系统(DES/CCHP)可使能效大大提高
分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP)是上世纪70年代末先后在美国、欧洲和日本等自由市场经济国家发展起来的。当时它们都已经实现了工业化和城市化,新建DES绝大多数都是不涉及城市中道路开挖、管线敷设的“楼宇型”或“用户型”;但是数量仅占2.8%的、平均装机容量78MW的“区域型”DES却占总发电量的42.8%。按照美国能源部的统计,DES比传统模式能效提高46%[3]。
中国发展DES/CCHP虽然迟了30年,但今天中国的国情与他们有很大的不同:处在全球化、低碳转型和快速实现工业化、城市化,大批新建数十km2的新工业区和新城区的历史时期,加上城市人口众多、居住密集,工业、CBD、住宅三种功能区集中布局等特定条件,使得中国需要并可能采用人类取得的各种最新科技成果,并基于本国国情集成创新,发展一大批百MW级的、比西方国家的CCHP效率更高的区域型CCHP能源利用系统。图1和表1是一个广东省珠海市26 km2横琴新区的能源规划实例:由表1数据可见,按传统分供模式冷、热、汽耗天然气1.57亿m3/a,联供模式耗天然气1.0亿m3/a,效率提高36%。如果发电装机容量与按照区域内冷、热、汽需求总量和时空分布匹配适当,总能效可达90%以上。由此可见,普遍推广天然气CCHP系统是中国提高能效的战略举措。
图1 横琴新区冷热电联供能源系统布局图
表1 某工业园区常规分供系统与CCHP系统各项能耗和总能耗的比较
三、 天然气是中国2010-2030年间以低碳能源支撑经济增长的关键
1、过去10年中国经济以年增10%的速度增长主要是依靠每年多耗2-3亿吨煤碳。2010年中国耗煤32.5亿吨占世界48.3%,是中国的碳排放已达67亿吨/年、居世界第一位的主要原因。中国政府要兑现所承诺的到2020年单位GDP 碳排放降低40-45%的目标,就必须彻底改变这种靠消耗更多的煤碳维持低能效耗燃煤的、恶性循环的发展模式。为此,“十二五”能源规划提出到2015年中国煤耗“封顶”在38亿吨/年的指标。而且新增的煤碳主要用于新建先进的超超临界坑口电站和纯氧煤气化多联产。因此,所有中、东部新工业园区、新城区占能耗60--80%的燃料需求都不可能继续依靠燃煤,只能转向天然气。
2、“十二五”能源规划天然气消耗每年增加300亿m3/a、约合0.39亿tce/a。采用传统利用技术远不能保障年增1亿多tce/a的能源需求。在工业和商住终端耗能中采用先进、高效的天然气DES/CCHP利用技术,使能效比传统技术提高1倍,300亿m3/a天然气就能够替代相当于0.8亿tce/a的煤炭,支撑工业化和城镇化的能源需求;实现到2020年单位GDP 碳排放降低40-45%的目标。
3、由于中国开发常规与非常规天然气起步很晚,迄今资源状况尚未摸清;在相当长的时期内,一部分天然气(30%左右)还靠进口。而近10--20年天然气的国际贸易价格很可能维持高位。以目前情况为例,东南沿海地区天然气与煤的等热值国内消费比价格在2 –2.5之间;采用传统模式以天然气替代煤无论单纯发电、还是单纯产汽、供热,成本都远高于耗煤而无法承受。在全国范围内较快地普遍推广上述较大型天然气DES/CCHP,就能够靠提高能效来降低成本。
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