分布式能源发展现状及前景分析

第4期2015年12月圣右粉按DONGFANGTURBINENO4DEC2015DOIIO13808CNKIISSN16749987201504016阳金龙，孙奇，王文武，田瑞青，卢天剑东方汽轮机有限公司，四川德阳，618OOO摘要目前集中发电、远距离输电的传统电力系统存在着能耗高、污染严重等问题，分布式能源可实现能源梯级利用具有能源综合利用效率高、节能环保等优点，受到广泛关注。文章介绍了国内外分布式能源的发展现状分析了国内分布式能源的主要政策及限制分布式能源发展的瓶颈因素、发展前景，为公司分布式能源的政策制定提供了参考。关键词分布式能源，节能环保燃气轮机中图分类号TK14文献标识码A文章编号16749987201504007304APPLICATIONSTATUSANDDEVELOPMENTTENDENCYOFDISTRIBUTEDENERGYRESOURCEYAN9JINLON9，SUNQI，WAN9WENWU，TIANRUIQIN9，LUTIANJIANDONGFANGTURBINECO，LTD，DEYANGSICHUAN，618000ABSTRACTTHECENTRALIZEDPOWERGENERATIONANDLONGDISTANCETRANSMISSIONOFTRADITIONALPOWERSYSTEMCAUSEDHIGHENERGYCONSUMPTIONANDSERIOUSPOLLUTIONBECAUSEOFTHEENERGYCASCADEUTILIZATION，DISTRIBUTEDENERGYRESOURCEHADTHEADVANTAGEOFHIGHENERGYCOMPREHENSIVEUTILIZATION，ENERGYSAVINGANDENVIRONMENTALPROTECTION，WHICHHADBEENWIDE1VC0NCEMEDTHECURRENTAPPLICATIONSTATUSWASINTRODUCEDINTHISPAPERINORDERTOPROVIDEAREFERENCEFORDISTRIBUTEDENERGYPOLICY，THEMAINPOLIEYANDTHEKEYFACTORWHICHLIMITEDDISTRIBUTEDENERGYRESOURCEWEREANALYZEDKEYWORDSDISTRIBUTEDENERGYRESOURCE，ENERGYSAVINGANDENVIRONMENTALPROTECTIONGASTURBINE伴随着经济的高速发展我国电力需求迅速增长，2010年全国用电量达到了4192亿KWH5年平均增长率1109LI1。目前集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是我国电能生产、输送和分配的主要方式L2L，存在污染严重、灵活性差、输配电损耗高、故障容易导致大面积停电等问题【。分布式电源系统可实现能源梯级利用具有输配电损耗低、基建费用低、节能环保的优点】作者简介阳金龙1986一，男，硕士，工程师，2011年毕业于清华大学环境学院，主要从事用于分布式能源微型燃气轮机的研发工作。73第4期2015年12月圣言汔扮1IDONGFANGTURBINENO4DEC2015受到广泛关注我国天然气资源丰富2015年将比2010年新增供应812亿M。为分布式能源系统提供了稳定的气源保障。关于发展天然气分布式能源的指导意见明确到2015年，将建成1000个天然气分布式能源项目、L0个左右各具特色的天然气分布式能源示范区因此“十二五”将是分布式能源发展的重要机遇期本文介绍了国内外分布式能源的发展现状及最新进展对国内分布式能源发展的瓶颈因素进行了分析以推动分布式能源的快速发展11国外分布式能源发展现状分布式能源系统由美国1978年在公共事业管理政策法中提出，随后得到迅速发展。美国的分布式能源技术已从小型热电联产CHP发展为热电冷联产CCHP系统如图1所示该系统的能源利用率最高可达95以上目前美国已建成6000多座分布式能源站预计到2020年将有15的现有建筑、50的新增建筑采用分布式能源站欧洲从20世纪末就开始重视节能环保分布式能源技术发展较早丹麦是世界上能源利用效率最高的国家在过去20年中能耗未增加GDP翻番，污染排放大幅度下降其主要的措施就是大力发展分布式能源L71目前丹麦分布式发电量超过全部发电量的508O以上的区域供热能源采用热电联产方式英国分布式能源站已达1000多个节约能源20以上荷兰分布式能源系统容量1987年已达2700MW由于效率较高的分布式能源系统装机容量迅速增加2000年年底荷兰能源利用效率比1987年提高了223181、日本自然资源相对贫乏一直致力于分布式能源技术的开发是亚洲能源利用效率最高的国家截止2005年已建成分布式能源系统6000多个平均容量约为15MW19综上所述分布式能源具有节能环保、能源综合利用率高的特点国外通过大力推广分布式能源技术，在节能降耗、环保方面取得了突出成效目前我国能效体系低于40。且以煤电为主，74污染物排放量大。随着社会用电量增加和环保意识的增强。发展分布式能源将成为解决环保、能源问题的重要途径。图1典型分布式能源系统示意图12国内分布式能源发展现状由于风能、太阳能、地热能等可再生能源受自然条件的限制大中城市仍以天然气分布式能源为主目前国内已建和在建天然气分布式能源项目装机总容量约540万KW形成了一定规模目前，我国已在多领域建设了多个示范项目如广州大学城分布式能源项目、北京燃气集团分布式能源项目、中关村分布式能源项目、北京南站分布式能源项目等2009年华电集团建成的广州大学城分布式能源站，采用2X78MW燃气一蒸汽联合循环机组燃气轮机为普惠FT83SWIFTPAC双联燃机60MW该机组以溴化锂蒸汽制冷并利用炯气余热提供生活热水设计能源梯级利用效率达80是目前国内最大的分布式能源站如图2所示2012年4个首批国家分布式能源项目获批总装机容量4万KW开启了分布式能源发展快车道目前国内各大能源、电力公司也正加紧开展北京、天津、河北、江浙沿海等经济发达、能源品质要求高的大中城市和大型工业产业园等的分布式能源项目以及江西、四川I等天然气供应有保障的内陆地区的分布式能源项目但总体看来目前我国分布式能源系统的应用仍处于初级阶段与国外存在着一定差距特别是我国未掌握用于燃气分布式能源原动机的核心技术导致原动机售价昂贵成为阻碍分布式能源发展的重要因素针对中国分布式能源市场的巨大潜力2003年GE收购了颜巴赫并于2008年在杭州建立了第4期2015年12月圣右乞粉1IDONGFANGTURBINENO4OEC2015颜巴赫工厂完成了对分布式能源的布局2011年8月美国通用电气GE公司与华电集团在沪成立华电通用轻型燃机设备公司主要生产航改型燃气轮机，GE将转移部分部件生产和核心技术。并逐步提高产品的国产化率。2013年5月，三菱收购了美国普惠中小型燃气轮机部门以完善其分布式能源产品系列在分布式能源领域华电集团已取得6个共计722万KW的分布式能源核准批复。占全国的三分之二走在国内前列由于分布式能源产业的发展是对传统发电输电的替代和补充将极大改变未来电力设备制造行业版图这对国内三大传统电力设备制造商既是转型的机遇也是挑战图2广州大学城分布式能源站图片21国内分布式能源产业政策分析2000年关于发展热电联产的规定提出支持发展以天然气为燃料的燃气轮机冷热电联供项目2004年国家发展改革委关于分布式能源系统有关问题的报告提出发展分布式能源存在的体制障碍2006年公布的国家中长期科学和技术发展规划纲要中提出积极发展分布式能源形成基于可再生能源和化石能源互补、微小型燃气轮机与燃料电池混合的分布式终端能源供给系统2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标提出把冷热电联产作为采暖地区大气环境治理的重要手段；把冷热电联产作为提高发电效率的重要措施。2011年关于发展天然气分布式能源的指导意见提出到“十二五”期末建设1000个示范项目、10个示范区。2013年3月开始实施44Y于做好分布式电源并网服务的工作意见的有关规定，用户所发的电不仅可以自用。也可以上网出售这大大提高了社会发展分布式电源的积极性。从以上可以看出国家积极鼓励采用分布式电源推动分布式能源装备的国产化形成分布式能源的全产业链但目前全社会对分布式发电的环境效益、提高电力服务质量和安全可靠性的作用认识不够有关利用分布式能源的政策和法规还不健全税收等方面的优惠政策也还欠缺，特别是上网电价补贴政策还未有明确已成为分布式能源发展的瓶颈因素2_2国内分布式能源应用前景分析2008年中国雪灾导致大面积停电造成的经济损失难以估量2012年印度730全国大面积停电事故，导致3亿人受影响。地铁停运交通瘫痪，这证明了集中发电、远距离输电方式的风险性。分布式能源靠近用户中心电力供应稳定可靠优势明显，可与传统电力系统形成互补。随着中国空气污染的持续加重PM25值持续偏高传统的燃煤电厂必将受到严格限制节能环保的分布式能源系统受到了广泛关注2013年以来全国中东部陷入严重雾霾和污染天气北京雾霾尤为严重。根据4420132017清洁空气行动计划2017年北京将成百座分布式能源清洁中心总装机容量高达100万KW由此推断受雾霾天气影响严重的上海、天津、南京、武汉将会逐步推广分布式能源系统中国分布式能源产业发展面临重要机遇期因此按照国家规划至“十三五”结束国内分布式能源市场规模应该达到或超过7000亿元9000亿元人民币中国分布式能源未来的市场前景非常广阔23分布式能源发展的瓶颈因素中国分布式能源的发展已经取得新突破但目前分布式能源产业的发展还受到以下几个因素的束缚1发电补贴政策不明确。根据天然气发展“十二五”规划用于分布式能源发电的天然气将会有充足保障然而天然气价格较高由分布式电源所发的电力成本比利用常规煤电所发电力75第4期2015年12月圣言汔粉般DONGFANGTURBINENO4DEC2015成本要高只有明确具体的发电补贴价格才能促进分布式能源的快速发展2运营管理经验缺乏。分布式电源的理论效率可达到95以上，但设计施工、能源利用、运营管理对分布式能源的效率有重要影响目前我国在运营管理方面的经验比较缺乏导致部分分布式能源站综合能源利用效率偏低经济性能差影响了分布式能源的推广利用3分布式能源设备的国产化需进一步加强目前分布式能源系统的关键设备如中小型燃气轮机、燃气发动机，多是围外品牌，价格昂贵，如图3所示国内自主研发的设备技术水平较低可靠性差导致分布式能源技术经济性水平不高图3J菱GSI6RF1000KW燃气内燃机外观图总之未来我国对分布式能源的需求较大应用前景广阔，但在目前市场、政策条件下。分布式能源发电的社会效益未内部化。项目不确定因素多且分布式能源发电中小公司众多资金实力弱融资资信低，制约了分布式能源产业的发展目前世界上分布式发电的发展十分迅速但国内分布式电源的发展还存在不少瓶颈和障碍网而进展并不理想2015年完成1000个分布式能源项目的压力较大分布式发电的发展障碍包括政策、市场规则、技术性能和经济性诸多方面，认识这些障碍和采取切实有效的对策是促进分布式发电发展的关键参考文献【1】国家能源局2010年中国电力工业统计数据2】胡庶分布式发电装置经济性研究【D1武汉华中科技大学2007【3KARLALANNE，ARTOSAARIDISTRIBUTEDENERGYGENERATIONANDSUSTAINABLEDEVELOPMENTU】RENEWABLEANDSUSTAINABLEENERGYREVIEWS，2006，10541542【4张富贵适用于大型IC工厂的一种新型的不问断电源一动态UPS洁净与空调技术，2005，114852【5】朱宝田洁净发电的环境价值【I】中国电机工程学报，2005，25253143186GKZ“华，王如竹分布式供能系统U太阳能，200432【7】高思静分布式能源系统适应条件及配置的研究FD】济南山东建筑大学2013F8】周萍，分布式能源三联供系统燃气负荷分析DI北京北京建筑工程学院2012914G，李辉，等天然气热电冷联供技术及应用FMJL北京中国建筑工业出版社208东汽要闻米公司签订陕西榆林能源有限公司横山电厂21000MW高