【正文】 下，天然氣冷熱電聯(lián)供具 有的節(jié)能、環(huán)保、減少用地等社會(huì)效益難以反映出來，導(dǎo)致現(xiàn)有項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益較差，一些項(xiàng)目甚至在給予行業(yè)合 理回報(bào)率的條件下也難以收回投資。政府部門、能源企業(yè)、投資決策人對(duì)天然氣分布式能源認(rèn)識(shí)不足，不利于產(chǎn)業(yè)推廣。 6. 燃?xì)廨啓C(jī)作分布式能源 市場(chǎng)前景和瓶頸分析 市場(chǎng)前景 我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境， 都 為發(fā)展分布式能源提供了廣闊的空間。 一方面， 經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展加大了對(duì)電力的需求，但是電網(wǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大給供電安全與穩(wěn)定帶來極大地挑戰(zhàn)。另外，以煤炭為主要燃料的常規(guī)發(fā)電，帶來亟待解決的環(huán)境問題和能源問題。另一方面， 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，特別是城市化水平的發(fā)展，商業(yè)和民用對(duì)熱、電、冷總體能源的需求急劇增加，能源需求的主體呈現(xiàn)出多樣化的勢(shì)態(tài)， 發(fā)展小區(qū)和樓宇的熱電聯(lián)產(chǎn)也引起了人們廣泛的關(guān)注， 這種需求的特 點(diǎn)突破了傳統(tǒng)上意義上的熱電聯(lián)產(chǎn)主要服務(wù)于工業(yè)工藝用熱、冷的局面。 分布式能源，尤其是天然氣分布式能源， 憑借其 高效、節(jié)能、環(huán)保，有助于實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展 的優(yōu)勢(shì)，有著廣闊的反展前景 。 我國(guó)政府明確提出 “ 十二五 ” 期間建設(shè) 1000 個(gè)左右天然氣分布式能源項(xiàng)目 ，并擬建設(shè) 10 個(gè)左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域 ， 力爭(zhēng)到 2020 年全國(guó)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 5000 萬 kW。 不同原動(dòng)機(jī)的分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較 不同原動(dòng)機(jī)比較 在分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，原動(dòng)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，決定了整個(gè)系統(tǒng)的組成形式。目前應(yīng)用于冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)主要有以下幾種：蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、斯特林機(jī)（外燃機(jī)）、燃料電池。表 1 列出了各種類型原動(dòng)機(jī)在不同方面的比較： 表 18 各種原動(dòng)機(jī)的比較 經(jīng)濟(jì)性比較 以下從經(jīng)濟(jì)性角度比較各種原動(dòng)機(jī)組成的分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。因斯特林機(jī)尚未達(dá)到大規(guī)模的商業(yè)化運(yùn)用，因此此處不對(duì)斯特林機(jī)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較；由于蒸汽輪機(jī)發(fā)電效率較低，電熱比也較低，經(jīng)濟(jì)性差，因此此處也不將其列入比較范圍。而燃料電池則是考慮目前商業(yè)化了的磷酸型燃料電池 PAFC。表 19 給出了不同原動(dòng)機(jī)的成本比較。 表 19 各種原動(dòng)機(jī)的成本分析 可以看出，隨著發(fā)電機(jī)組容量的增大，發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率以及總效率增大，單位千瓦成本以及維護(hù)費(fèi)用則有所降低。微型燃?xì)廨啓C(jī)及燃料電池的成本較燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)高。燃料電 池則是擁有最高的發(fā)電效率。分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)所需冷、熱、電負(fù)荷需求，選擇適當(dāng)?shù)呐渲眯问健４颂帪榱朔奖氵M(jìn)行計(jì)算比較，假設(shè)兩個(gè)系統(tǒng)，所需電負(fù)荷分別為 1000kW 與 200kW，采用燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、燃料電池組成冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。并假設(shè)所產(chǎn)生余熱中高品位煙氣余熱部分夏季均用于制冷，冬季均用于供暖；余熱中低品位熱水余熱均用于制取生活熱水。并且假設(shè)系統(tǒng)具有有足夠的冷負(fù)荷、熱負(fù)荷以及生活熱水需求。關(guān)于能源價(jià)格，取上海地區(qū)的能源價(jià)格進(jìn)行計(jì)算，其中冷價(jià)按照 COP 取 3 的電制冷方式換算得出，熱價(jià)按照 40 元 /GJ 的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。 1000kW 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 在 1000kW 系統(tǒng)中，我們分別考慮以燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)以及燃料電池所組成的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較，結(jié)果列于表 20 表 20 1000kW 分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析 從計(jì)算結(jié)果中可以看出，在同樣的 1000kW 電需求的情況下，燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組成的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)。但必須注意到的是，燃?xì)廨啓C(jī)的余熱均是以高品位余熱的形式放出，而內(nèi)燃機(jī)的余熱中有一半左右是以低品位余熱的形式放出，目前比較常見的利用方法是將低品位余熱用于生活熱水的加熱，因此此處計(jì)算是假設(shè)這部分余熱以加熱生活熱水的形式進(jìn)行利用；這就要求系統(tǒng)有這一部分的生活熱水需求，如賓館，休閑中心等場(chǎng)合，能夠消化這部分余熱，如果對(duì)一般的辦公樓而言，無法消化這部分余熱，那么扣除低品位余熱這部分的生活熱水收入，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)所組成的系統(tǒng)回收期將達(dá)到 9 年?？梢?，如何消化低品位余 熱是應(yīng)用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前仍處于實(shí)驗(yàn)室階段的吸附式冷水機(jī)組能夠利用低品位的熱能進(jìn)行制冷，適合用于消化缸套水這部分低品位余熱量。當(dāng)其技術(shù)成熟，商業(yè)化以后，應(yīng)該能夠應(yīng)用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行制冷。而對(duì)于燃料電池而言，雖有發(fā)電效率高的優(yōu)勢(shì)，但由于初投資過高而導(dǎo)致投資回收期過高，經(jīng)濟(jì)性最差。相信隨著技術(shù)的發(fā)展，燃料電池成本的降低，今后燃料電池將成為主流。綜合來看，目前而言， 1000kW 級(jí)別的系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)所組成的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好，是具有優(yōu)勢(shì)的；燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的低品位余熱若能充分進(jìn)行利 用，其 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性也能夠達(dá)到一個(gè)較好的水平；而燃料電池目前由于成本的問題，還不適合用于組成 1000kW 規(guī)模的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。 200kW 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) 在 200kW 系統(tǒng)中，我們分別考慮以燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)以及燃料電池所組成的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性比較，結(jié)果列于表 21 表 21 200kW 分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析 從計(jì)算結(jié)果中可以看出，對(duì)于 200kW 級(jí)別的小型冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)而言，相比 1000kW 的系統(tǒng)，投資回收期要高一些，這是由于機(jī)組容量較小，從而發(fā)電效率較低，系統(tǒng)的總熱效率較低所致。這三種原動(dòng)機(jī)中，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)取得了較好的經(jīng)濟(jì)性，這得益于其初投資較低，同時(shí)發(fā)電效率保持在一般的水平。由于燃料電池的成本與發(fā)電效率均高于微型燃?xì)廨啓C(jī)，兩者對(duì)應(yīng)的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性相當(dāng)。 在 200kW 級(jí)別的小型冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，從經(jīng)濟(jì)性的角度來看，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)是比較好的一種選擇，除非系統(tǒng)有噪聲，振動(dòng)等方面的特殊要求，否則目前并不建 議采用微型燃?xì)廨啓C(jī)或燃料電池作為冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的原動(dòng)機(jī)，采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 應(yīng)是更好的選擇。當(dāng)然隨著 技術(shù)的發(fā)展，微型燃?xì)廨啓C(jī)與燃料電池也將能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)性，如微型燃?xì)廨啓C(jī) 燃料電池聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，能獲得更高的發(fā)電效率，具有很好的應(yīng)用前景。 結(jié)論 分析結(jié)果表明，對(duì)發(fā)電量 1000kW 的系統(tǒng)而言，采用燃?xì)廨啓C(jī)是比較好的選擇，如果采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，則要求充分的利用低品位余熱；對(duì)發(fā)電量 200kW 的系統(tǒng)而言，采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較好。燃料電池雖在目前有成本較高的障礙，但由于其有著發(fā)電效率高的優(yōu)勢(shì)，是目前研究的重點(diǎn)，成本降低后將能得到更廣泛的應(yīng)用。 分布式能源系統(tǒng) 瓶頸分析 及解決辦法 。 不 可否認(rèn)的是，我國(guó) 分布式能源 十年的發(fā)展之路走得并不順暢。 主要存在以下問題： 1) 法規(guī)不完善 我國(guó)在分布式能源與微網(wǎng)并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面還比較欠缺，已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)要求比較低，對(duì)于設(shè)備規(guī)范、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作都還在探索階段。項(xiàng)目建設(shè)者只能在既有的法規(guī)政策、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式中探索前進(jìn)。 2) 氣源短缺、燃?xì)夤芫W(wǎng)配套建設(shè)不同步 我國(guó)天然氣缺口巨大，大力發(fā)展天然氣分布式能源項(xiàng)目，可能加大天然氣供應(yīng)缺口。目前，在分布式能源行業(yè)配套支持政策不明確的前提下，各相關(guān)參與者的積極性不高。落實(shí)商業(yè)樓宇型分布式能源站燃?xì)夤芫€配套工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、路由及施工等不能同步建設(shè)，這些因素將影響項(xiàng)目開工的外部條件，導(dǎo)致項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度放緩。 3) 核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備難以突破 目前，分布式能源所有硬件的制造技術(shù)與國(guó)外還有較大的差距，主要體現(xiàn)在裝機(jī)容量、性能水平、維護(hù)保養(yǎng)、超低溫制冷技術(shù)及大面積集中供冷系統(tǒng)的控制等方面。一個(gè)分布式能源項(xiàng)目出于互補(bǔ)功能的考慮，大多需要從國(guó)外引進(jìn) 2 套航改機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，一套系統(tǒng)的費(fèi)用在 ~ 億元。核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備費(fèi)用，再 加上建設(shè)所需的土地資源投入，使得分布式能源投資巨大。 4) 并網(wǎng) 管理、電價(jià)機(jī)制和優(yōu)惠政策有待解決 有些已建項(xiàng)目 設(shè)計(jì)裝機(jī)容量較大，可是未能實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，使得項(xiàng)目裝機(jī)容量遠(yuǎn)高于其耗電量，多余電量又無處可送，最終為了系統(tǒng)內(nèi)電網(wǎng)穩(wěn)定，不得不停用 。如果并網(wǎng)，分布式能源 自給自足的“微電網(wǎng)”形式，侵蝕了電網(wǎng)企業(yè)的利益，尤其在當(dāng)前電力體制和電網(wǎng)業(yè)績(jī)考核機(jī)制下，電網(wǎng)企業(yè)支持分布式能源發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力不足。 另外，在并網(wǎng)技術(shù)上也存在一些難題。 解決這些問題需要做到以下幾點(diǎn) ： 加強(qiáng)科學(xué)統(tǒng)一規(guī)劃 ，制定具有實(shí)際可操作性的細(xì)化到項(xiàng)目的天然氣發(fā)電的近期 中期和遠(yuǎn)期整體規(guī)劃； 實(shí)行分類氣價(jià) ，對(duì)不同類型用戶 不同規(guī)模用戶和不同時(shí)段（高峰 低谷）采取差別價(jià)格； 明確電價(jià)形成機(jī)制 ； 加大開發(fā)和進(jìn)口力度，加強(qiáng)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) ； 規(guī)范并網(wǎng)管理，簡(jiǎn)化并網(wǎng)程序 ； 發(fā)展有自主知識(shí) 產(chǎn)權(quán)的燃?xì)廨啓C(jī)工業(yè) 。 分布式能源的發(fā)展需要多方面的共同努力。隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化、分布式能源行業(yè)配套政策的逐步完善、燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)的加速、低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，分布式能源將在未來能源領(lǐng)域獲得大力發(fā)展。 7. 總結(jié) 國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐表明， 分布式能源系統(tǒng)（ DES） 在溫室氣體排放、環(huán)境保護(hù)、能源的高效利用等方面表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)，從而使 DES 擁有巨大的市場(chǎng)潛力和商業(yè)價(jià)值， DES 正成為能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主攻方向。 分布式能源系統(tǒng)種類繁多，主要包括以 小型 燃?xì)廨啓C(jī)、 微型燃?xì)廨啓C(jī)、 內(nèi)燃機(jī) 、燃料電池 為核心的冷熱電聯(lián)產(chǎn) 系統(tǒng) 。 小型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的投資回收期最短，供電量和供熱量都較大，而且系統(tǒng)可靠性高，適合于較大型的場(chǎng)所。微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)雖然在初投資上略高于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，但其運(yùn)行維護(hù)費(fèi)低，投資回收期小，系統(tǒng)的供熱量大，供熱收入高。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的發(fā)電效率較高，調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，但其自身供熱量有限，需要解決其供熱能力與發(fā)電量匹配的問題，可以與微燃機(jī)配合使用。燃料電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，但成本昂貴，目前要進(jìn)入商業(yè)化還有相當(dāng)大的困難 國(guó)內(nèi)外分布式能源的潛在市場(chǎng)十分廣闊，包括居民建筑和公用建筑節(jié)能 、 老 電廠與供熱廠的設(shè)備更新和擴(kuò)容改造 、 具有高負(fù)荷密度的區(qū)域供熱供冷、工業(yè)園與經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的能源中心等，應(yīng)用范圍向小型化和規(guī)模化的兩級(jí)擴(kuò)展，以發(fā)揮更大的社會(huì)效益 。 分布式能源的發(fā)展面臨著諸多問題。但是，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化、分布式能源行業(yè)配套政策的逐步完善、燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)的加速、低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，分布式能源將在未來能源領(lǐng)域獲得大力發(fā)展。