天然气分布式能源介绍PPT课件

天然气冷热电联产分布式能源的发展 山东建筑大学田贯一当前能源形势 存在严重能源危机我国一次能源可开采期限约为 煤炭90年石油22年天然气52年能源利用效率低下我国每公斤标准煤能源产生的国内生产总值仅为世界平均值的1 5 大电网供电存在的问题燃煤发电效率低下火电厂能源利用效率30 55 远输线损7 存在安全隐患据有关专家论证 为保证城市供电安全北京外埠供电量应小于40 目前大于40 上海要求小于20 纽约大电网故障导致城市瘫痪 纽约大停电以后造成城市瘫痪 供热供冷存在的问题 以煤炭为主北方城市在采暖季空气污染指数严重超标燃气锅炉引起用气量巨大的季节性峰谷差北京市已建储气库建设投资30亿 还将增加燃气管网利用率仅30 左右大量使用电空调空调电负荷占夏季负荷40 实际用电量只有6 为电空调供电的电力设施投资巨大 利用率低 拓展能源供应方式提倡各种高效能源利用技术 开发可再生能源 发展分布式能源系统燃气冷热电三联供系统是对大电网有益的补充 是一种环保节能的能源供应方式 以三联供为核心的分布式能源系统将成为城市能源供应的重要组成部分 二燃气冷热电三联供简介 分布式能源简介 分布式能源 是指分布在用户端的能源综合利用系统 它将能源系统以小规模 数千瓦至50MW 模块化 分散式的方式布置在用户附近 可独立地输出冷 热 电三种形式的能源 内燃机 燃气冷热电三联供技术简介 燃气冷热电三联供 也叫CCHP CombinedCooling Heating Power 它主要是利用燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电 对作功后的余热进一步回收 用来制冷 供热和生活热水 三联供系统基本原理 能源的梯级利用 驱动热泵 驱动吸收式制冷机 等级 燃料 高温段1000OC以上 中温段300 500OC 低温段200OC以下 环境 废热 13 分布式能源的能量梯级利用 环境温度 发电机 吸收制冷机组 发电机 电能 采暖 工业蒸汽 余热回收换热器 卫生热水 水蓄能 空气 分配得当 各得所需 温度对口 梯级利用 1400 450 180 30 500 1200 90 高温烟气 中温蒸汽 中温热水 供电系统 H G F E 1700 1500 G 1430 H 1350 F 1150 E 发电设备 余热利用设备 燃气轮机 燃气内燃机 微燃机 余热锅炉 余热驱动热泵 天然气 100 电力 30 50 锅炉 或进直燃机 制冷用冷水 采暖用热水 生活热水 排出高温烟气 30 60 损失 10 20 综合能源效率 70 90 通过能源的梯级利用 提高能源利用效率 发展三联供系统的意义 缓解电力短缺 平衡电力峰谷差 每增加1KW三联供系统相当于为电网减少1 78KW的夏季电负荷 可为电网减少数百亿投资 减少电力装机容量 提高地区供电安全性 降低排放保护大气环境燃机SO2排放浓度1 43mg m3 国家标准20 NOx排放浓度51 53mg m3 国家标准200 扩大燃气使用量 平衡燃气峰谷差 提高燃气管网使用率 以软件园CCHP项目为例 万m3 目前峰谷差超过8 1 管网利用率约为35 广泛采用三联供系统可将管网利用率提高到75 三国内外发展状况 日本 日本仅2000年一年 燃气冷热电三联产项目装机容量就达到478MW 日本东京地区CCHP系统 21 日本1985 2006年CHP CCHP累计装机容量 单位 兆瓦MWe 资料来源 国际分布式能源联盟 22 2005年 100个示范工程 10 的联邦建筑物采用CCHP2010年 25 的新建商业 学院采用CCHP 4 的已建商业 学院采用CCHP 20 的联邦建筑物采用CCHP2020年 50 的新建商业 学院采用CCHP 10 的已建商业 学院采用CCHP 美国能源部制订的CCHP发展目标 24 2000 美国商业 公共建筑CCHP为980座 总装机490万千瓦 工业CHP1016座 总装机4550万千瓦 合计超过5000万千瓦2003年 CCHP总装机5600万千瓦 占全美电力装机7 发电量占9 2010年装机达9200万千瓦 占全国发电量14 2010 2020再新增9500万千瓦 占全国发电装机容量29 在天然气分布式能源的基础上发展微电网 将微电网连接发展成为智能电网在智能电网的平台上解决各种可再生能源的自由接入问题 增加清洁电力供应 消纳可再生能源不稳定对电网的影响在智能电网的平台上发展智能电动汽车 实现电网的及插及拔和自由互动为物联网创造连接平台 为云计算提供空间 实现信息技术的再发展调动全社会的资金投入新能源技术 创造新的经济增长浪潮和就业机会 美国基于天然气和分布式能源的新能源战略 分布式能源发展趋势 以分布式多联供技术为核心 结合可再生能源构建区域 小型化区域能源网络 形成多能互补的智能电网 微电网 与智能冷热气网相融合 区域型能源系统的优势在于可以引进高效热电机组 实现燃气 电 热 冷的最优匹配 提高能源利用率 实现建筑物之间 企业之间的连接和能源共享 有效融入太阳能发电 太阳热利用 生物质发电 地热利用等 从而有效减低二氧化碳排放 风电 光电技术 光热技术 蓄能技术 多能互补 智能电网 热泵技术 燃料电池 燃气分布式 全球第一个直接利用发电尾气制冷的项目2001美国马里兰大学CCHP项目 制冷 制热时效率 82 6 电力60kW C60燃气轮机 310 烟气97kW BDE6N310烟气单效冷温水机 制冷74kW制热90kW 天然气230kW 110 烟气除湿33kW 85m3 h干燥空气 2004美国奥斯汀CCHP系统 系统能源效率 74 制热时6868kW 美国霍尼韦尔 能源效率 80 2 德比波林格机房 德比波林格全景 西班牙巴塞罗那论坛机房 西班牙巴塞罗那论坛会址 马来西亚双塔楼CCHP系统 上海 广州 国内三联供发展处于起步阶段 上海浦东国际机场 产生0 9Mpa蒸汽综合利用率 77 北京首批三联供项目 北京发展情况 燃气集团调度指挥中心 建筑面积3 2万平米 北京建成项目 设备选型 发电设备 卡特彼勒公司燃气内燃机发电机组 G3508 480Kw 1G3512 725Kw 1 空调设备 远大公司余热型空调机组 BZHR100 100 104 Kcal h 1BZHR200 200 104 Kcal h 1 北京燃气集团CCHP项目 建筑面积0 3万平米 次渠燃气城市接收站综合楼 北京建成项目 北京燃气集团茨渠门站 微燃机 余热直燃机微燃机 80KW余热直燃机 20万Kcal 1 中关村软件园区 软件园是首都 二四八 重大创新工程的重点基地项目和北京市软件园群体的核心和龙头 北京在建项目 发电机组 1210kw燃气轮机X1空调机组 300万大卡余热直燃机X1300万大卡标准直燃机X1 北京在建项目 奥运能源展示中心项目 为体现绿色奥运 科技奥运 我公司联合能源领域多位院士提议在奥林匹克公园内建设奥运能源展示中心 能源中心以燃气轮机冷热电三联供技术为核心 利用热泵 蓄能等高效能源利用技术 并集成太阳能光热 光电 地热 风能等分布式能源形式 奥运能源展示中心项目 奥运能源展示中心 运动员公寓 燃料电池 体育馆 中温水 低温水 内燃机 内燃机 吸收式制冷机 蓄电系统 蓄电系统 高温水 燃气轮机 微燃机 光电 电池 燃料电池 外燃机 氢能 地源热泵 天然气 控制中心 会展中心 游泳馆 商场 奥运能源展示中心效果图 三联供系统 电厂 电空调 锅炉 燃料输入 100 电23 2冷60 7热水27 燃料 燃料 燃料 69 7 45 6 29 9 145 节能率31 奥运能源中心三联供方案制冷工况下节能率 三联供系统 电厂 锅炉 燃料输入 100 电20 7热83 8 燃料 燃料 62 3 93 1 节能率35 6 奥运能源中心三联供方案供热工况下节能率 155 4 四国内外相关鼓励政策 各国制定优惠政策鼓励三联供系统发展一些国家允许电力并网 多余电力上网销售美国能源部成立专门机构 并要求政府机构首先推广应用三联供系统法国对热电联产工程投资给予15 的政策补贴欧盟制定了强制购买热电联产和可再生能源电量的政策芬兰给予节能项目补助 征收能源税 实行建筑节能标准等 丹麦鼓励燃气热电联产的优惠政策 必须将1MW以上的燃煤燃油锅炉改造成天然气热电联供 热网工程可以从政府得到30 的补贴政府给予天然气热电厂30 的无息贷款 在投产年内给予0 07丹麦克郎 KWH的补贴在工商业中引入环保税 税收所得作为投资拨款返还给工商业 实施资金补贴计划将小型CHP项目的投资回报期缩短到3年左右 如果第三方投资或通过合同能源管理 则回收期为5年 此类支持的最大补贴额为项目总造价的25 英国燃气供应商及热电联产协会向1 20MW规模的为社区及工业企业供热的热电厂项目可行性研究经费提供75 的补贴 英国鼓励燃气热电联产的优惠政策 美国鼓励燃气热电联产的优惠政策 2010年前再增加4600万kW小型热电联产 达到全美总发电能力的29 给予热电项目减免10 的投资税美国能源部成立专门机构 并要求政府机构首先推广应用三联供系统使热电项目获得经营许可证的程序简单化 欧盟鼓励燃气热电联产的优惠政策 欧盟要求成员国在节能和可用能需求的基础上支持热电联产各国应在电网系统和税率上支持热电 尽可能为高效率小型热电联产机组并网提供方便减少监督和非监督方面对热电发展的障碍法国对热电联产工程投资给予15 的政策补贴 日本的相关政策日本热电上网电价高于一般火力发电的电价日本政府对于热电联产发电设备补助其设备费及安装费的1 5 对于采用冷热电联产的项目在收入所得税上实行一定的减免优惠 关于发展天然气分布式能源的指导意见发改能源 2011 2196号 一 发展天然气分布式能源的重要意义天然气分布式能源是指利用天然气为燃料 通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用 综合能源利用效率在70 以上 并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式 是天然气高效利用的重要方式 与传统集中式供能方式相比 天然气分布式能源具有能效高 清洁环保 安全性好 削峰填谷 经济效益好等优点 天然气分布式能源在国际上发展迅速 但我国天然气分布式能源尚处于起步阶段 推动天然气分布式能源 具有重要的现实意义和战略意义 天然气分布式能源节能减排效果明显 可以优化天然气利用 并能发挥对电网和天然气管网的双重削峰填谷作用 增加能源供应安全性 目前 我国天然气供应日趋增加 智能电网建设步伐加快 专业化服务公司方兴未艾 天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件 二 指导思想和目标 一 指导思想 以提高能源综合利用效率为首要目标 以实现节能减排任务为工作抓手 重点在能源负荷中心建设区域分布式能源系统和楼宇分布式能源系统 包括城市工业园区 旅游集中服务区 生态园区 大型商业设施等 在条件具备的地方结合太阳能 风能 地源热泵等可再生能源进行综合利用 二 基本原则 一是统筹兼顾 科学发展 统筹天然气资源 能源需求 环境保护和经济效益 科学制订发展规划 确保天然气分布式能源健康 有序发展 二是因地制宜 规范发展 合理选择建设规模 优化系统配置 原则上天然气分布式能源全年综合利用效率应高于70 在低压配电网就近供应电力 发挥天然气分布式能源的优势 兼顾天然气和电力需求削峰填谷 三是先行试点 逐步推广 在经济发达 能源品质要求高的地区 包括国家规划设立的生态经济区等 或天然气资源地鼓励采用热电冷联产技术 建立示范工程 通过示范工程积累经验 为大规模推广奠定基础 四是体制创新 科技支撑 创新天然气分布式能源政策环境和机制 鼓励多种主体参与 加强技术研发 推动产学研结合 推动技术进步和装备制备能力升级 三 主要任务和目标 主要任务 十二五 初期启动一批天然气分布式能源示范项目 十二五 期间建设1000个左右天然气分布式能源项目 并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域 未来5 10年内在分布式能源装备核心能力和产品研制应用方面取得实质性突破 初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系 目标 2015年前完成天然气分布式能源主要装备研制 通过示范工程应用 当装机规模达到500万千瓦 解决分布式能源系统集成 装备自主化率达到60 当装机规模达到1000万千瓦 基本解决中小型 微型燃气轮机等核心装备自主制造 装备自主化率达到90 到2020年 在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统 装机规模达到5000万千瓦 初步实现分布式能源装备产业化 三 主要政策措施 一 加强规划指导 各省 区 市和重点城市发改委和能源主管部门会同住房城乡建设主管部门同时制定本地区天然气分布式能源专项规划 并与城镇燃气 供热发展规划统筹协调 确定合理供应结构 统筹安排项目建设 二 健全财税扶持政策 中央财政将对天然气分布式能源发展给予适当支持 各省 区 市和重点城市可结合当地实际情况研究出台具体支持政策 给予天然气分布式能源项目一定的投资奖励或贴息 通过合同能源管理实施且符合 关于促进节能服务产业发展增值税 营业税和企业所得税政策问题的通知 财税 2010 110号 要求的天然气分布式能源项目 可享受相关税收优惠政策 在确定分布式能源气价时要体现天然气分布式能源削峰填谷的特点 给予价格折让 目前国内的支持政策 1998 中华人民共和国节约能源法 第39条规定 发展热能梯级利用技术 热 电 冷三联产技术和热 电 煤气三联供技术 提高热能综合利用率 2000年 关于发展热电联产的规定 指出 小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统 适用于厂矿企业等较分散的公用建筑 其他含有鼓励政策的相关法规 关于鼓励发展小型热电联产和严格限制凝汽小火电建设的若干规定 中国21世纪议程 关于发展热电联产的若干规定 中华人民共和国大气污染防治法 当前重点鼓励发展的产业 产品和技术目录 国民经济和社会发展第十个五年计划纲要 电力工业 十五 规划 2004年9月发改委向温家宝总理提交 国家发展改革委关于分布式能源系统有关问题的报告 电力发展规划提出 适度发展天然气发电2020年经济相对发达地区天然气发电装机达6000万千瓦将研究支持天然气热电联产等小型分布能源系统发展的政策和措施 上海市沪发改能源 2004 18号设备投资补贴燃气空调100元 kW制冷量分布式功能系统700元 kW实行季节性差异气价设备经批准免征关税和进口环节增值税政府投资的建设项目优先使用燃气空调 上海关于热电联产的最新政策 电力企业应支持分布式供能系统并网支持国内外企业建立专业化能源服务供应公司 ESP 市委组织开展高效燃气空调和分布式功能系统新技术的攻关有关部门各尽其责 促进燃气空调和分布式供能系统的推广应用 五三联供市场分析 按照国家发改委能源局2015年热电联产发展规划及2020年远景发展目标到2015年全国热电联产装机总规模达到1 5亿千瓦 其中三联供装机500万kW 形成约480亿元的市场年产值据统计我国城镇集中供热面积平均每年增加2 2亿平米 其中三联供所占面积约0 4亿平方米 市场价值76亿元 上海2010年上海分布式供能系统的市场潜力50万千瓦 年耗天然气约7亿立米天津2010年将建设10万千瓦左右的分布式能源 耗气约2亿立米北京2010年北京大型热电厂与小型热电冷联产的装机将达250万千瓦 总耗气量约30亿立方米 凭借专业公司高效率低成本的优势 恩耐特公司开发了一批三联供项目 涉及金额约15亿元 恩耐特公司开发运作部分项目一览表 六现有障碍及所需政策 三联供面临问题和解决方案探讨 电力并网及销售的问题消防规范相对滞后缺少税收政策优惠天然气价偏高缺乏专业能源服务公司 电力法规定不允许企业直接售电1996年 电力供应与使用条例 规定 不得未经供电企业许可将自备电源擅自并网电力公司维护自身利益要求过多的经济补偿和改造费用不许多余的电力上网销售收取容量备用费认为小型热电联产影响大电网安全和供电品质缺少小型机组上网的技