隨著時(shí)代的發(fā)展,特別是信息社會(huì)的發(fā)展,這一方式已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類(lèi)文明的發(fā)展進(jìn)程,必須加快信息時(shí)代新型能源體系的建立,分布式能源是該體系的核心技術(shù)。
分布式能源將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯(cuò),將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài),利用效率發(fā)揮到最大狀態(tài),以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益最佳。
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燃?xì)夥植际侥茉唇⒃谟脩?hù)處,在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展為冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)。美國(guó)和西歐目前基本不再建設(shè)大型電源及大型能源設(shè)施,正是這些依附于用戶(hù)終端市場(chǎng)的能源梯級(jí)利用系統(tǒng)、可再生能源系統(tǒng)和資源綜合利用系統(tǒng),將他們的能源利用效率不斷提高,排放不斷減少,能源結(jié)構(gòu)才得到了不斷的優(yōu)化。
2000年美國(guó)商業(yè)、公共建筑熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)980座,總裝機(jī)490萬(wàn)千瓦;工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)1016座,總裝機(jī)4550萬(wàn)千瓦,合計(jì)超過(guò)5000萬(wàn)千瓦。到2003年,熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機(jī)5600萬(wàn)千瓦,占全美電力裝機(jī)7%,發(fā)電量占9%。2010年該類(lèi)分布式總裝機(jī)容量約為9200萬(wàn)千瓦,占全國(guó)發(fā)電量14%。根據(jù)美國(guó)能源部規(guī)劃,2010-2020年將再新增9500萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量,占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量29%。美國(guó)能源部積極促進(jìn)天然氣燃料的分布式能源系統(tǒng),利用這些系統(tǒng)為基礎(chǔ)發(fā)展微電網(wǎng),再將微電網(wǎng)連接發(fā)展為智能電網(wǎng)。
英國(guó)、日本、丹麥、荷蘭等國(guó)家均制定了法律、法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)惠政策,鼓勵(lì)支持發(fā)展分布式能源。
我國(guó)燃?xì)夥植际侥茉磳⑷氚l(fā)展快車(chē)道
分布式能源在安全供電方面的積極作用,我國(guó)也是有深刻體會(huì)。例如,2008年春,我國(guó)華中、華東、南方等區(qū)域遭遇了罕見(jiàn)的持續(xù)低溫、雨雪和冰凍極端天氣,全國(guó)共有14個(gè)省級(jí)(含直轄市)電網(wǎng),近570個(gè)縣供電受到不同程度的影響。其中,湖南共有14個(gè)地區(qū)受災(zāi),停電線(xiàn)路4079條占全省線(xiàn)路總數(shù)的70%;江西99個(gè)行政縣有95個(gè)縣級(jí)供電企業(yè)受災(zāi);貴州共有8個(gè)地區(qū)受災(zāi),停電線(xiàn)路4675條,占該省線(xiàn)路總數(shù)的77.6%。
此次受災(zāi)正值我國(guó)大張旗鼓“上大壓小”關(guān)停小火電浪潮之中,湖南省關(guān)停小火電比較徹底,大停電時(shí)沒(méi)有應(yīng)急電源,在這次災(zāi)害中損失慘重。貴州關(guān)停小火電留點(diǎn)尾巴,未關(guān)停的兩個(gè)小火電廠(chǎng)在此次災(zāi)害中發(fā)揮了重要作用,大大減少了損失。因而事實(shí)證明,地方電源支撐非常必要,關(guān)停小火電不能一刀切。
每年兩會(huì)期間,一些人大代表和政協(xié)委員也紛紛提案要重視分布式能源的發(fā)展。早在2000年熱電專(zhuān)委會(huì)首次組團(tuán)去臺(tái)灣考察訪(fǎng)問(wèn)時(shí),臺(tái)灣的熱電同行們就曾介紹:臺(tái)灣的兩次全島大停電事故中,臺(tái)灣的熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)揮了重要作用,凡熱電廠(chǎng)供電地區(qū)仍一片燈光通明,顯示了地方電源的支撐作用。這也表明在大電廠(chǎng)大電網(wǎng)的政策下,要給分布式能源留出發(fā)展空間。
分布式能源傳入我國(guó)已有十多年的歷史。我國(guó)首次在政府文件中提出發(fā)展分布式能源是在2000年由原國(guó)家計(jì)委等四部委聯(lián)合批準(zhǔn)的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》,文中就明確提出:“以小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和余熱鍋爐等設(shè)備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),適用于廠(chǎng)礦企業(yè)、寫(xiě)字樓、賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等較分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護(hù)環(huán)境、減少供電線(xiàn)損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能,在有條件的地區(qū)逐步推廣。”
2006年國(guó)家發(fā)改委等八部委發(fā)文公布《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見(jiàn)》,其中“區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)”被列為十大重點(diǎn)節(jié)能工程,并指出:“建設(shè)分布式熱電聯(lián)產(chǎn)和熱電冷聯(lián)供”。繼2007年發(fā)布《天然氣利用政策》之后,國(guó)家發(fā)改委等四部委于2011年出臺(tái)《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》,提出“十二五”期間擬建1000個(gè)天然氣分布式能源示范項(xiàng)目。其中,《天然氣利用政策》將分布式能源用氣列為優(yōu)先類(lèi)供氣。此外,國(guó)家電網(wǎng)公司也于近日出臺(tái)了《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見(jiàn)》等文件,支持天然氣分布式能源的發(fā)展??梢哉f(shuō)燃?xì)夥植际侥茉磳⑦M(jìn)入發(fā)展的快車(chē)道。
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冷熱電聯(lián)產(chǎn)化,有效提供能源綜合利用效率。由于天然氣分布式能源系統(tǒng)是將采暖、電力、制冷和衛(wèi)生熱水,以及除濕等系統(tǒng)優(yōu)化整合為一個(gè)新的、統(tǒng)一的能源綜合系統(tǒng),有效提高能源的利用效率(可達(dá)70%-90%)。
投資收益高,輸配電損小,降低損耗。由于天然氣分布式能源系統(tǒng)采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、小型燃?xì)廨啓C(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等小型或微型發(fā)電設(shè)備,并與供熱、制冷、除濕、生活熱水等裝置組成分布式能源系統(tǒng),規(guī)模一般都比較小,是用戶(hù)自力更生解決能源供應(yīng),通過(guò)提高能源綜合利用效率,從而減少能源費(fèi)用支出的一種能源投資收益方式,所以其投資回報(bào)率一般都比較高。同時(shí),天然氣分布式能源系統(tǒng)一般靠近用戶(hù)側(cè)安裝就近供電、供熱及供冷,這可以省去長(zhǎng)途輸電設(shè)施、多層變電、配電系統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè),降低輸變電損耗。此外,分布式能源系統(tǒng)可以徹底淘汰集中供熱的熱力廠(chǎng)、熱力管網(wǎng)、換熱站等設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)損耗,減少城市的市政建設(shè)投資和財(cái)政補(bǔ)貼問(wèn)題。
低排放,環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)高。由于天然氣分布式能源采用綠色能源天然氣做燃料,同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)使用了低氮氧化物排放的燃燒室技術(shù),所以其可以大大減少有害氣體及廢料的排放,SO2、固體廢棄物和污水排放幾乎為零,溫室氣體(CO2)減少50%以上,NOx減少80%,TSP(總懸浮微粒)減少95%,從而減輕了城市的環(huán)保壓力。
控制管理智能化。由于天然氣分布式能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒚總€(gè)能源裝置的自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)智能化指揮調(diào)度,并根據(jù)整體的電力、熱力、制冷需求,蓄能與燃料變化進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié),從而徹底平衡電力、熱力、制冷、熱水和燃料的峰谷變化平衡問(wèn)題,做到控制管理智能化。
智能電網(wǎng)與可再生能源。分布式能源系統(tǒng)是構(gòu)筑智慧能源體系和智能電網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ),為在用戶(hù)端大量接入分布式可再生能源,以及消化不穩(wěn)定的太陽(yáng)能、風(fēng)力和小水電設(shè)施所發(fā)電力。實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自下而上的提高系統(tǒng)效率,優(yōu)化供需結(jié)構(gòu),節(jié)約設(shè)施資源,降低整體投資。分布式能源是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ),就如同互聯(lián)網(wǎng)中的PC電腦一樣,通過(guò)智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)扁平化的信息時(shí)代的能源系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了能源用戶(hù)和能源生產(chǎn)者之間的相互交融,徹底改變了工業(yè)時(shí)代日漸落伍的能源理念與供需關(guān)系。
因地制宜,能源利用多樣性。由于分布式能源可利用多種能源,如潔凈能源(天然氣)、新能源(氫)和可再生能源(生物質(zhì)能、風(fēng)能和太陽(yáng)能等),并同時(shí)為用戶(hù)提供電、熱、冷等多種能源應(yīng)用方式,因此是節(jié)約能源、增加能源供應(yīng)、應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和能源安全問(wèn)題的一種良好途徑。
提高供電安全性和能源供應(yīng)可靠性。天然氣分布式電源是星羅棋布地布置在用戶(hù)端的能源系統(tǒng),既可用作常規(guī)供電,又可承擔(dān)應(yīng)急備用電源,需要時(shí)還可用作電力調(diào)峰,與智能電網(wǎng)一起可以共同保障各種關(guān)鍵用戶(hù)的電力供應(yīng)安全,所以當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)大面積停電事故時(shí),具有特殊設(shè)計(jì)的天然氣分布式能源系統(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行,從而彌補(bǔ)大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性方面的不足。
滿(mǎn)足邊遠(yuǎn)地區(qū)及特殊場(chǎng)合的供電需求。由于我國(guó)許多邊遠(yuǎn)及農(nóng)村地區(qū)遠(yuǎn)離大電網(wǎng),因此難以從大電網(wǎng)向其供電,而燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)則非常適合對(duì)鄉(xiāng)村、牧區(qū)、山區(qū)、發(fā)展中區(qū)域及商業(yè)區(qū)和居民區(qū)提供電力。
目前我國(guó)已在北京、上海、廣州、四川等地建有一批燃?xì)夥植际侥茉矗诒WC安全供電、供應(yīng)采暖,生活熱水和夏季制冷等發(fā)揮重要作用,具有節(jié)能、環(huán)保和社會(huì)效益,其發(fā)展前途是非常喜人的。燃?xì)夥植际侥茉丛诒WC安全供電上將發(fā)揮重大作用。