編者按
分布式能源(Distributed Energy System/Combined Cooling, Heating and Power,簡稱DES/CCHP或DES)可以是一個區(qū)域,也可以是一戶人家,而且不同規(guī)模的DES項目在國內(nèi)外已經(jīng)有不少成功運行的先例。從DES在國外30年的發(fā)展看,以業(yè)界普遍認(rèn)同的美國1999年DES的統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例,從數(shù)量上看,當(dāng)時980個項目中1MW以下裝機(jī)規(guī)模的就達(dá)79%,而10MW以下裝機(jī)規(guī)模的高達(dá) 91%。據(jù)此,國內(nèi)有不少人認(rèn)為,DES就應(yīng)是小規(guī)模的。然而,我國的國情與國外有很大不同。發(fā)達(dá)國家30年來已開發(fā)了一系列DES的各種技術(shù),可供學(xué)習(xí)和借鑒,我國決不能照搬國外模式。
10-100 MW、10km2級
DES規(guī)模或為最佳
“結(jié)合中國國情、借鑒國外經(jīng)驗 ,中國應(yīng)當(dāng)重點發(fā)展大型的DES項目。”有30多年從事過程工業(yè)能量系統(tǒng)優(yōu)化研究和運用的華南理工大學(xué)天然氣利用中心主任華賁教授日前對《中國能源報》記者說。
華賁認(rèn)為, DES在經(jīng)濟(jì)效益、能效、碳減排三個方面都是比較好的組合方案,是21世紀(jì)世界走向低碳能源時代、工業(yè)和商住兩個主要耗能大戶科學(xué)高效的用能模式。目前國家發(fā)改委和國家能源局已經(jīng)提出了建設(shè)一大批天然氣DES項目的號召。在這個時刻,科學(xué)地認(rèn)識和發(fā)展適當(dāng)規(guī)模的分布式能源系統(tǒng),十分重要。
記者了解到,目前美國已經(jīng)有6000多座分布式能源站,僅大學(xué)校園就有200多個采用了分布式能源站。美國政府計劃到2020年,有一半以上的新建辦公或商用建筑采用和15%的現(xiàn)有建筑改用分布式熱電冷三聯(lián)供。
華賁說:“美國城市工業(yè)、商業(yè)、居住三種功能區(qū)域分割的空間布局模式?jīng)Q定了多數(shù)DES項目的規(guī)模偏小!泵绹墓I(yè)區(qū)相對比較集中,在城市商業(yè)中心區(qū)(CBD)建筑為高層高密度,而絕大多數(shù)居民住宅則為低層低密度的獨棟住宅里。這樣的模式?jīng)Q定了美國只能搞公共建筑、工業(yè)的DES項目,而對于住宅就只能采用微燃機(jī)或小型內(nèi)燃機(jī)。
受單純只看重美國DES統(tǒng)計數(shù)量的影響,以及一些小型內(nèi)燃機(jī)和中、小 、微型燃?xì)廨啓C(jī)制造商為在中國推銷其產(chǎn)品而作的宣傳,加上中國《電力法》第25條把DES項目供電范圍限制在“法人”單位之內(nèi)(學(xué)校、醫(yī)院、機(jī)場、酒店、機(jī)關(guān)等),“致使目前,中國大多數(shù)人比較認(rèn)同‘DES就是小規(guī)模的’、甚至‘發(fā)展DES的關(guān)鍵是開發(fā)微型燃?xì)廨啓C(jī)’這樣的觀點,并以此指導(dǎo)其實踐。”華賁指出。
然而,與美國不同,中國城市絕大多數(shù)人居住在多層或高層單元住宅樓內(nèi),中國大部分城市的工業(yè)區(qū)、商業(yè)中心、居住區(qū)三種終端需求負(fù)荷的空間位置相對較近,居住的集合化程度高。這使中國DES項目的冷、熱水、蒸氣等負(fù)荷可以集成互補(bǔ),所以中國的DES的規(guī)?梢愿,聯(lián)產(chǎn)效率能夠更高。
華賁指出,按照中國各地新、老城區(qū)工業(yè)區(qū)、商業(yè)中心、居住區(qū)三種終端需求負(fù)荷空間布局、人口密度狀況,和電、熱水、空調(diào)冷水的經(jīng)濟(jì)輸送距離, 10-100 MW級裝機(jī)規(guī)模、10km2級區(qū)域范圍內(nèi)的DES系統(tǒng)或為最適宜規(guī)模。這樣,就可以同時向區(qū)域內(nèi)各種用戶同時提供他們所需的蒸汽、空調(diào)冷水、生活熱水,因而能效更高。
中國為什么要發(fā)展大型的DES?
可以說,歷史給了中國人一個集成創(chuàng)新發(fā)展天然氣DES的機(jī)遇。中國要發(fā)展大型DES項目的理由很多,在華賁教授看來,發(fā)達(dá)國家30年來已經(jīng)開發(fā)了一系列DES的各種技術(shù),可以供中國采用、學(xué)習(xí)和借鑒,但決不能照搬、照抄國外的模式。
理由一:大型設(shè)備比小型設(shè)備效率高、單位投資低、運行成本低
從不同規(guī)模的設(shè)備看,35萬千瓦級的9F燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組能效為46%; 10MW以下級的機(jī)組能效為33%;而微型機(jī)組能效僅不到30%;余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)、制冷機(jī)組等熱電聯(lián)產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備較大型的機(jī)組效率也要比小機(jī)組高得多。
根據(jù)近年來實際項目單位投資的數(shù)據(jù),基于9E級燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的DES項目為3500元/kW,熱水部分投資很小;而微、小型的項目投資約5000-6000元/kW。按上海小型DES項目的實踐經(jīng)驗,1000元/kW的政府補(bǔ)貼仍不夠,有關(guān)部門還打算申請增加。而大型DES,只要系統(tǒng)規(guī)劃、合理實施,經(jīng)過集成優(yōu)化的,投資的內(nèi)部收益率可以達(dá)到12%—15%左右,無需補(bǔ)貼。
此外,與樓宇中央空調(diào)比較,大型DES能夠替代幾十個甚至上百個分散的樓宇中央空調(diào),可以節(jié)省很多占地面積、管理運行和維護(hù)人員成本。對于中國寸土寸金的大城市、日益增高的人員工資來說,這也是一筆可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
理由二:大型DES建立在區(qū)域供冷系統(tǒng)、區(qū)域供熱系統(tǒng)和工業(yè)園區(qū)基礎(chǔ)上,可進(jìn)行優(yōu)勢疊加
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