1、冷熱電聯產分布式能源系統介紹及在四川地區使用經濟性分析（賀?。┮弧⒗錈犭娫硖烊粴饫錈犭娙摦a系統是一種對天然氣進行梯級利用的系統, 可以有效地提高一次能源利用率。為了有效利用天然氣,不僅要提高耗能設備效率,而且要使天然氣產生的能量由高溫到低溫實行多階段多次利用,也就是按能量品位的高低,安排好功、熱和物料熱力學能的各種能量之間的合理配合,實現不同形式、不同品位能量的梯級利用,以獲得整個系統能量綜合利用的最佳效果。天然氣能量梯級利用途徑見表1 所示。天然氣能量梯級利用途徑表溫度區域適用設備適用場所天然氣的化學能1500 發動機電力1100 燃氣輪機電力700 ,燃氣輪機電力動力300 蒸氣熱利用

2、(工廠)100 高溫水熱利用(建筑物)80 低溫水熱利用(供熱水)50 冷溫水采暖天然氣冷熱電聯產分布式能源系統是由一種一次能源連續產生兩種以上二次能源的系統,天然氣燃燒把化學能轉化為熱能,高品位的熱能用來發電(燃料電池冷熱電三聯產系統直接把天然氣的化學能轉化為電能) ,低品位的熱能用于供熱或者為吸收式、吸附式制冷系統提供驅動熱源,從而實現對天然氣化學能的多級多次利用。天然氣冷熱電三聯產系統具有很高的一次能源利用率。對于普通的火力發電系統,一次能源利用率約為40 % ,而采用天然氣冷熱電聯產分布式能源系統,一次能源利用率通常可達70 %以上。由于能源利用率很高,故天然氣冷熱電聯產系統具有很好的

3、經濟效益。天然氣冷熱電聯產分布式能源系統具有良好的環保性能,可以有效地減少廢氣排放。天然氣冷熱電聯產分布式能源系統的二氧化碳排放量僅為傳統能源系統的30 %50 %。典型的冷熱電聯產分布式能源系統如上圖示。冷熱電聯產原理圖二、全球冷熱電發展現狀1、國外冷熱電發展狀況美國：1999年美國能源與環保署（EPA）出版了建筑用冷熱電聯產2020年遠景規劃，提出了CCHP發展的時間表。2005年8月布什簽署的美國能源政策法案規定到2010年美國每年的20新建筑和10的現有商業和公共建筑將采用CCHP。2020年50新建筑和25的現有商業和公共建筑將采用CCHP。歐洲：在歐盟，熱電聯產指示、排放貿易指示、

4、新電力和燃氣指示及建筑物能耗和能源產品稅收指示是對CCHP發展最重要的立法行動。1997年制定鼓勵CCHP的能源和稅收政策時，歐盟內CCHP的發電比重約占9。歐盟的戰略制定了到2010年CCHP的發電量將占歐盟全部發電量的18。日本：到2003年底，日本共有CCHP機組2915臺。自20世紀80年代以來日本政府為了支持CCHP的發展給與了四個方面的支持：特殊的稅收、低息貸款、投資補貼和新技術應用補貼。日本政府鼓勵CCHP的其它詳細措施是：CCHP的安裝者可以獲得30的安裝折舊費或第一年收益的7免稅；可以獲得投資總額4070的低息貸款（每年2.3%）.1997年6月頒布的關于新能源使用的促進法規

5、也明確了對CCHP的鼓勵和支持。印度：CCHP占印度總發電量的3.6%。目前僅蔗糖行業就將有87個CCHP項目在實施中。2、國內CCHP發展狀況在20世紀80年代，中國第一次關注CCHP的發展。80年代末90年代初，中國正經歷電力供應緊張問題，政府出臺了一系列優惠政策促進了CCHP的發展。90年代末，國家取消了這些優惠政策，CCHP放緩。1998年國家電力保護法實施后，中國鼓勵節能技術的項目全面發展。促進了能量的梯級利用和總效率的提高。隨著2005年國家對節能重視程度的進一步提高，國家出臺了更為具體和嚴格政策鼓勵CCHP的發展。與此同時，四川等地發現了大容量的天然氣田，同時西氣東輸項目的進一步

6、擴大以及天然氣利用政策的落實?？梢灶A測在未來的幾年，中國CCHP系統的容量將迅速增加。隨著經濟的不斷發展和對能源緊迫性問題認識的進一步加深，以及2008年冰雪災害所帶來的能源教訓，我國加緊了對冷熱電事業的發展。2008年9月在成都召開的國際第四次分布式能源大會，也給冷熱電聯產分布式能源系統的發展展示了一個美好的前景。近幾年國家出臺的涉及到冷熱電聯產分布式能源系統的文件如下：中華人民共和國節約能源法2008年4月1日實施天然氣利用政策特急 發改能源20072155號中國節能技術政策大綱2007 年02 月28 日發布國務院關于加強節能工作的決定國發200628 號“十一五”十大重點節能工程實施意

7、見發改環資20061457 號公共建筑節能設計標準2005年7月1日實施節能中長期專項規劃國家發改委2005年建設部資源節約安排意見建科200598 號三、燃氣冷熱電聯產分布式能源系統適合采用的條件1、具備天然氣供應：具有穩定和連續供應的天然氣，且天然氣甲烷指數70。2、用戶對電力、熱或冷有恒定需求用戶長時間聯系需要電力供應，且對冷和熱有恒定的需求。3、電網電價是天然氣價格的2.8倍以上當電網每千瓦的電力是天然氣每千瓦熱量的價格2.8倍以上時，適合采用天然氣冷熱電分布式能源系統。計算舉例：假設:1m3天然氣（四川天然氣熱值為10kW）價格為2.6元；1度電= 1kWh價格為0.83元兩種能源價

8、格比值= 0.83 /(2.6/10) = 3.19 2.8說明該地區適合采用燃氣冷熱電分布式能源系統。四、燃氣冷熱電聯產分布式能源系統適合的場所1、工業：較大的電力需求和穩定的冷熱需求。2、酒店：穩定的電力需求和穩定且長時間的冷熱需求。3、醫院：穩定的電力需求和穩定且長時間的冷熱需求。4、公共建筑：穩定的電力需求和較長時間的冷熱需求。5、學校：穩定的電力需求和較長時間的冷熱需求。6：游泳場館：穩定的電力需求和較長時間的熱需求。7、小區供暖：穩定的電力需求和穩定且較長時間的熱需求。8：沼氣場：便宜的沼氣資源，可以向周邊用戶提供電力及冷熱水。五、燃氣冷熱電聯產分布式能源系統在四川使用的經濟性分析

9、燃氣冷熱電聯產分布式能源系統，能夠通過能源轉換給用戶帶來經濟上的節省。其節省主要來源于兩個方面：1）、電力的費用的節省2）、余熱的節省。電力的節省主要來源于天然氣經過發電機發電后，得到的電價比國家電網價格低。按照四川省電網平段電價（見下表）和商業用氣價格2.6元/m3。我們可以計算出冷熱電聯產可以給用戶帶來的運行費用節省。四川省電網豐枯、峰谷電價表（非重建縣）平水期豐水期枯水期平峰谷平峰谷平峰谷0.8344 1.2252 0.4436 0.7562 1.1080 0.4045 0.9907 1.4597 0.5218 1、選擇發電機我們擬選用MTU GC 772 N5熱電聯產機組。其參數如下：

10、項目參數項目參數發電功率772Kw發電效率41.30%供熱功率861Kw (5%)供熱效率46.07%總能源投入1869Kw (5%)總熱效率84.37%天然氣消耗186.9m3/hr熱水溫度100 / 802、發電成本發電成本=天然氣價格/發電量+每千瓦發電機械成本=2.6/4.13+0.1=0.73元/kw3、發電比用電網帶來的節省峰時段=1.2252-0.73=0.4952元/kwh平時段=0.8344-0.73=0.1044元/kwh以賓館為例，每天平時段使用8小時，峰時段使用8小時，每天運行360天（5天時間為全年的設備例檢時間），則用電費用的節?。悍鍟r段=0.4952元/kwh8小

11、時360天772=1101007元/年平時段=0.1044元/kwh8小時360天772=232118元/年全年節省費用合計=1101007元/年+232118元/年=1333125/年4、余熱的回收和費用節省在發電的同時，有46.07%的余熱得到了回收利用。即投入1869kw可以得到861kw的余熱。年總余熱回收量（假設為酒店，余熱能全部回收）=16小時360天861kw=4959360kw/年。該部分熱量按照天然氣的發熱量折算成天然氣=4959360kw/年10=495936m3。按照天然氣價格節省的費用為：495936m32.6元/ m3=1289433元/年。因熱量不能完全利用，按照65%利用率計算。則全年余熱收益為：8331315、冷熱電全年帶來的效益（與用電網和天然氣直接燃燒制熱水）1333125/年+833131元/年=2171256元/年。說明：該收益是理想狀態下冷熱電聯產系統全年的收益。但是在實際操作中，由于余熱在春、秋兩季并可能不能完全被利用，所以發電的余熱會有部分浪費，因此總收益會低于理想狀態的年收益。六、投資回收時間冷熱電聯產的設備投入主要是燃氣發電機（熱電聯產機組）。MTU GC772 N5熱電聯產機組CIF中國主要港口價格為：385, 550歐元。按照2012年10月17日中國人民銀行外匯