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两种类型机组在制取相同热量和冷量时,燃气内燃机组的NOx和CO2的年排放总量均高于煤基背压式汽轮机组,主要原因也是由于燃料消耗中热电占比的差异,由于制热、制冷过程中大量的燃料用于发电,因此装机容量大,排放量大。
考虑燃气内燃机方案多产出的电量上网,替代等量燃煤机组上网电量的减排效益,由于燃气内燃机组的SO2和粉尘量几乎为零,扣除替代燃煤机组产生的污染物排放量后,结果为负值。可以看到:由于燃气内燃机的发电效率高,在等效制取相同电量、热量和冷量的条件下,燃气内燃机分布式能源系统产生更低的污染物排放量,天然气“清洁能源”的特性得以体现。
(5)技术经济性比较
结果显示:燃气分布式能源系统方案的资本金内部投资回报率是2.88%,煤基分布式能源系统方案的资本金内部投资回报率是17.64%。在折算相同电、热产出后,煤基分布式能源系统的经济性仍然明显优于燃气分布式能源系统。若以满足相同供热/冷需求进行计算,经济性指标的差异会更加显著。
四、总结
天然气内燃机机组和煤基背压式机组作为分布式能源主动力设备具有明显的热电比特性差异。在满足相同热/冷量需求的情况下,燃气分布式系统将产出了大于煤基分布式方案5倍的发电量,装机容量相对较大,燃料消耗量大,排放总量也大。
采用超低排放技术,煤基分布式能源系统能够达到当前国家颁布的火电厂大气污染物排放标准。对于热(冷)负荷增加明显,电源充足甚至过剩的地区,煤基分布式能源方案的NOx和CO2排放总量明显低于燃气分布式能源系统,更为“清洁”和经济。在电、热、冷负荷同时增加,且电、热、冷负荷较为接近的地区,选择燃气内燃机机组作为主动力设备可实现更低的排放总量,但经济指标仍然明显低于煤基分布式能源方案。
在本文实例条件及假设下,进行综合碳排放的等效替代后,煤基分布式能源系统较燃气分布式能源系统具有更高的内部投资回报率。考虑到我国一次能源结构及当前电源产能现状,以煤基分布式能源系统增强区县级冷、热供给能力将更具发展优势。
当前分布式能源系统容量配置过程中多以满足最大热(冷)负荷为基础,而冷、热负荷峰谷差异明显,致使主动力设备容量配置过程,机组利用小时数偏低。
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