分布式能源简介

分布式能源简介分布式能源概念：“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源分为天燃气分布式能源和分布式光伏发电、分布式光热、分布式光热发电、分布式风力发电等等多种形式。这里主要主要介绍天燃气分布式能源和分布式光伏发电。“分布式能源”一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标。分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向，它具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。分布式能源是靠近用户端直接向用户提供各种形式能量的中小型终端供能系统。以天然气为燃料的燃气联合循环是目前分布式能源站的主要实现形式。具有能源梯级高效利用、起停方便和调节灵活、供能安全可靠、生态环境友好等优势，实现用户、燃气公司、电力企业、以及环保、节约资源等方面的共赢。目前国内以天然气为燃料的分布式能源情况如下：目前我国北京、上海、广州等地已有一批以油、气为燃料的分布式热、电、冷工程投入运行，取得明显的经济效益、环保效益和社会效益。分布式能源是缓解我国严重缺电局面、保证可持续发展战略实施的有效途径之一，发展潜力巨大。它是能源战略安全、电力安全以及我国天然气发展战略的需要，可缓解环境、电网调峰的压力，能够提高能源利用效率。 分布式能源优势：1、节能降耗明显。目前分布式能源主要以天燃气为一次能源，通过燃气 --蒸汽联合循环机组发电，利用发电后的尾部烟气余热、汽轮机排汽余热生产高温热媒水，用于制备生活热水和空调冷冻水。其用能方式是利用高品位能量发电、低品位能量继续发电和供热（供冷），实现了优质能源的梯级合理综合运用，整个系统能源综合利用效率可达60%至90%，远高于常规燃煤机组的能源利用率。在就近提供电能的功能上，没有输变电损耗，还可同时提供冷热及热水等多种能量产品。2、功能可靠性高。目前，国内供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统，在电网中一点故障所产生的扰动都可能对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积的停电甚至是全网崩溃。分布式能源由于其启动灵活，直接面对能源用户，在出现突发事件的时候可以确保安全供能，减缓了电力供应对集中供能系统的过分依赖。同时，分布式能源的建设还在电网调峰中发挥着积极的作用。一是由于其供电、供热、供冷的特性，对缓解电网调节起到积极作用。二是天然气年负荷的稳定性，对于调节天然气的年负荷也具有积极的作用。3、环保效益明显。目前的分布式能源二氧化硫和固体废弃物排放几乎为零，二氧化碳减少60%以上，氮氧化物减少80%，占地面积与耗水量减少60%以上。国家政府政策《我国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出：以构建安全稳定经济清洁的现代能源产业体系为目标，调整优化能源结构，推动能源生产和利用方式变革等能源发展新要求。为提高能源利用效率，促进结构调整和节能减排，推动天然气分布式能源有序发展，国家发展改革委、财政部、住房和城乡建设部和国家能源局于2011年10月联合发布了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196），指出“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；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，同时要求各省制定天然气分布式能源专项规划。2011年10月9日,国家能源局发布了《关于发展天燃气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196）文件，强调了发展天燃气分布式能源的紧迫性，明确的相关优惠政策也有依据可行，对天燃气分布式能源项目给予一定的投资奖励和贴息。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）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。《江苏省天然气分布式能源专项规划》（2012-2015）到2015年，建设天然气分布式能源项目50个左右，实现装机规模约180万千瓦，其中楼宇天然气分布式能源项目30个左右，装机规模约30万千瓦；区域天然气分布式能源项目20个左右，装机规模约150万千瓦。已建成分布式能源站介绍：广州大学城分布式能源站 广州大学城分布式能源站位于广州市番禺区南村镇，与广州大学城一江之隔，占地面积 11万㎡，是广州大学城配套建设项目，为广州大学城18平方公里区域提供冷、热、电三联供，也是全国最大的分布式能源站。中国华电集团新能源发展有限公司和广州大学城能源发展有限公司按55%和45%的比例共同出资成立广州大学城华电新能源有限公司，负责广州大学城分布式能源站项目的投资、建设及经营管理。能源站总体规划为 4x78MW，分二期建设，一期2x78MW于2008年7月28日正式开工建设，2009年10月实现“双投”。广州大学城分布式能源站燃机采用普惠动力系统公司的FT8-3SwiftPac双联燃气轮发电机组，FT8-3属轻型燃机，由两台燃气轮机和一台发电机组成，两台燃气轮机通过联轴器直接连接一台双端驱动发电机（额定出力60MW）。通过叶轮式压气机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时气体燃料也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧，生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀做功，推动动力叶片高速旋转带动发电机，燃机效率可达39%，排出的479℃烟气进入余热锅炉循环利用。余热锅炉采用中国船舶重工集团公司第七0三研究所生产的双压带自除氧卧式自然循环锅炉（66.8T/h），生产的蒸汽供应给汽轮发电机；汽轮机采用中国长江动力公司（集团）生产的一台抽凝式汽轮机（15MW）和一台补气式汽轮机（21MW）发电后的尾部烟气余热再生产。高温热媒水制备生活热水和空调冷冻水。广州大学城分布式能源站以洁净的天然气为燃料，采用先进的燃气轮机发电设备，大大减少了NOX、SO2、TSP等污染物的排放，其中NOX排放是同容量常规燃煤电厂的1/5，SO2、TSP的排放几乎为零。同时锅炉补给水采用RO膜+EDI（电去离子）系统制水，无强酸性、强碱性废水产生，生产、生活产生的废水经过处理后用于厂区内清洗、浇灌等，实现废水零排放。广州大学城分布式能源站实现了能源的梯级利用，能源利用效率得到了很大提高，达到78%使能源站具有了能源传送距离短、能量转换和传送损失小、能源利用率高、建设安装周期短、运行方式灵活、设备启停方便、负荷调节灵活、系统安全性和可靠性高的特点。广州大学城分布式能源站实现了“安全、高效、节能、环保”的理念，被广州电网确定为“保亚运”供电具备黑启动能力的重要电源点。无锡太湖国际博览中心酒店（以下简称：太博酒店）无锡太博酒店能源站项目位于太博酒店西南侧景观区内，主体部分位于地下。由中国华电江苏分公司、无锡华润燃气有限公司、无锡市市政公用产业集团有限公司三方共同组建的能源站项目公司，负责建设并运营分布式能源站项目，向太博酒店提供冷、热、电等形式的能源。对于太博酒店，分别有电、冷、热和生活热水负荷需求。对于太博酒店天然气能源供给系统动力车间工程可以采用分布式能源供应系统（冷热电三联供系统）、常规燃煤发电+电制冷机组+燃煤锅炉、燃煤热电联产 +电制冷机组以及市电+燃气锅炉+电制冷机的四种供能方案满足酒店供能需求。无锡太博酒店原供能方式如下：1、供冷与供热空调冷源由设置于制冷机房的离心式冷水机组提供，冷冻水供回水温度为 7～12°C；燃气热水锅炉生产 90℃生活热水，通过板式换热器生产 50～60℃空调热水。空调水系统采用四管制系统。生活热水本建筑设置集中热水供应系统。燃气热水锅炉生产90℃生活热水，通过板式换热器及容积换热器生产55～60℃的生活热水。设置有2台5吨的容积式换热器。另外采用太阳能热水器作为生活热水的补充供应方式。2、天然气能源供给系统动力车间系统流程天然气进入燃气内燃机首先用来发电，发电后的烟气与缸套冷却水换热制取的热水进入烟气热水混合型溴化锂机组，夏季用来供冷，冬季用来供热。溴化锂机出口的烟气还具有一定的热量，加烟气热水换热器生产60℃生活热水。生活热水图：天然气能源供给系统动力车间工艺流程图3、年供能量天然气能源供给系统动力车间按照上节的运行方式运行，年利用 6500小时，向酒店供能情况见下表：表：天然气能源供给系统动力车间年供能量统计以天然气能源供给系统动力车间年供能量作为各方案的能量值，进行方案的耗能比较。天然气热值按 8500kCal/Nm3，省内平均发电煤耗以 331.39g/kWh，小型燃煤锅炉房集中供热煤耗以 55KG/GJ，电制冷机的 COP以5计算。产生相同的能量，天然气能源供给系统动力车间采用冷热电三联供分布式能源供应系统方案比常规燃煤发电+电制冷机组+燃煤锅炉供热方案、酒店原方案（市电 +电制冷机组+天燃气锅炉供热）传统供能方式分别节约标准煤约 605吨/年和536吨/年，天然气能源供给系统动力车间采用冷热电三联供分布式能源供应系统方案具有更好的节能效果。而采用传统市电供电、电制冷，供热采用热电机组（燃煤锅炉热效率： 70%，天燃气锅炉热效率：90%），将分别减少CO2排放量2386.7吨/年和2184.4吨/年，由此可见分布式能源供应比传统能源供应更能节约能源，减少对环境的污染。光伏发电分布式能源基本原理就是“光伏效应”光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以,光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器,下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池（片），有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。目前，单晶和多晶电池用量最大，非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。目前在我国光伏发电尚处于起步发展阶段，国家能源局为积极发展可再生能源，合理控制能源消费总量、发挥非化石能源的重要作用，制定了《太阳能发电发展“十二五”规划》，规划中明确了在在中东部地区城镇工业园区、经济开发区、大型公共设施等建筑屋顶相对集中的区域，建设并网光伏发电系统。到2015年全国分布式光伏发电系统总装机容量达到1000万千瓦时，规划中还明确了支持江苏推广分布式太阳能发电系统。《国家能源局关于申报分布式光伏发电规模化应用示范区的通知》（国能新能[2012]298）文件指出，具有太阳能资源优势、用电需求大和建设条件好的城镇区域，应提出分布式光伏发电规模化应用示范区的建设方案。优先选择电力用户用电价格高、自用电量大的区域及工商企业集中开展应用示范。鼓励采用先进技术并创新管理模式，特别是采用智能微电网技术高比例接入和运行光伏发电，不断创新微电网建设和运营管理模式。国家对示范区的光伏发电项目实行单位电量定额补贴政策，国家对自发自用电量和多余上网电量实行统一补贴标准。项目的总发电量、上网电量由电网企业计量和代发补贴。《南通市“十二五”能源规划》也提出，到 “十二五”末，全市电力总装机容量达到1000万KW，新能源、清洁能源占比达到20%，建设国家绿色能源示范基地，大力发展风能、生物质能、太阳能、LNG等高效优质能源，调整能源结构，建设绿色能源基地。目前，我国新建成的楼宇式光伏发电项目有：中国和新加坡政府合作建设的中新天津生态城，整个生态城已开展建设了区域内由风力发电、光伏发电和生物质发电等可再生能源构成的多样化分布式电源。据国家电网中新天津生态城智能供电营业厅负责人介绍，根据建设发展规划，到2020年，生态城要全部采用清洁能源，100%为绿色建筑；可再生能源利用率要达到20%；人均能耗比国内城市人均水平要降低20%以上。按照这一指标，2020年，生态城清洁电源将达到约175兆瓦，一年可减少燃烧1万2千多吨煤，从而每年可减少3329.5吨二氧化碳、108吨二氧化硫、94吨氮氧化物的排放。重庆的智能楼宇试点工程在 “凤凰座”D栋，据介绍，和中新天津生态城一样，该楼宇的一大特色亮点是建设了 “分布式电源”，采用楼顶非晶硅薄膜实现光伏发电。整个光伏电站系统主要由太阳能光伏电池组件、交 (直流控制器、逆变器、交流负载等部分组成，光伏组件采用的串并联方式，经过直流汇流箱汇流后接入并网逆变器，经交流控制柜后，接入至大楼地下室配电间充电桩总路开关和车库照明总路开关，并通过相应监控软件实现发电状态监视。广西电网贵港供电局光伏发电节能示范工程项目实现并网发电，据了解，该项目设计运营期25年，项目首期每年发电 2.5万千瓦时，以 2010年全国平均供电煤耗335克/千瓦时计算，可节省标煤209吨，减少二氧化碳排放767吨。该电站一期工程建在贵港供电局300平方米建筑屋顶，由90块优质光伏组件构成，源源不断地吸热输电，通过光伏电池组件直接转化成电能，再经由逆变器，将符合电网要求的电力并入办公大楼内。该电站完全无污染、无噪音、不消耗化石能源和占用土地资源，像一个会发电的“绿色屋顶”。下一步贵港供电局将投资140万元，紧锣密鼓开展二期工程建设。华电集团优势中国华电集团公司是 2002年底国家电力体制改革时组建的五家全国性国有独资发电企业集团之一。注册资本 120亿元人民币，主营业务为：电力生产、热力生产和供应；与电力相关的煤炭等一次能源开发；相关专业技术服务。近年来，公司坚持“价值思维”理念，有效推进发展方式转变和结构优化调整，着力打造 “电力、煤炭、金融、工程技术”四大产业，努力开创科学发展新局面，进一步提升公司的持续增强竞争能力。截至2011年底，中国华电装机容量 9410万千瓦，其中，火电 7491万千瓦，水电1595万千瓦，风电等其他能源 324万千瓦，清洁能源占总装机容量的25.4%；资产总额5228亿元人民币；2011年发电量超过4178亿千瓦时。拥有全球首台百万千瓦超超临界空冷机组和国内单机容量最大、国产化程度最高的百万千瓦超超临界湿冷机组，国内首批 60万千瓦级脱硝机组，单机容量最大的 39万千瓦天然气发电机组；积极开发建设风电、核电、生物质能、太阳能等清洁能源。目前公司控股业绩优良的华电国际电力股份有限公司、华电能源股份有限公司、贵州黔源电力股份公司、国电南京自动化股份有限公司、沈阳金山能源股份有限公司等上市公司；控股规划装机容量 2115万千瓦的云南金沙江中游水电开发有限公司和装机容量800多万千瓦的贵州乌江水电开发有限责任公司。中国华电今后五年发展的指导思想是：认真贯彻国家能源战略，以科学发展为主题，以转变发展方式为主线，以创造可持续价值为目的，以改革创新为动力，坚持电为主体，煤为基础，产业协同，加快调整结构，注重提升效益，推进做强做优，着力打造价值华电、绿色华电、创新华电、幸福华电，努力建设具有国际竞争力的世界一流能源集团。华电集团抓住国家支持天然气分布式能源的发展机遇，发挥自身优势，在沿海经济发达地区及天然气管道经过的内陆主要城市大力发展天然气分布式能源，加大东部沿海和中心城市分布式能源开发力度，拓展新的发展空间，加速推进天然气分布式能源发展。预计到“十二五”末，天然气分布式能源站装机 229万千瓦，天然气分布式能源热电冷联产机组占集团公司天然气发电装机的30%以上，年利用小时数5000小时以上，年上网电量超过100亿千瓦时。目前，华电集团已取得 6个共计72.2万千瓦的分布式能源核准批复，占全国的三分之二。全国最大的广州大学城分布式能源站已于 2009年成功运行，上海莘庄工业园、南宁华南城等分布式能源项目相继开工建设。在此基础上，华电集团拓展价值链延伸，已与美国通用电气成立合资公司，合作研发世界最先进的分布式能源装备，努力开辟新领域、抢占制高点。通过建设和运行广州大学城分布式能源项目，华电集团率先捕捉到分布式能源——这一新兴能源产业的先机。“亮点工程”要变为“规模效益”，华电集团正加紧在北京、天津、上海、广州等经济发达、能源品质要求高的大中城市以及江西、四川等天然气供应有保障的内陆地区积极布点，提升市场竞争力，为今后的发展奠定基础。华电集团江苏分公司目前在江苏省范围内建设的项目有江苏华电泰州医药城分布式能源项目、江苏华电维扬天然气分布式能源项目、无锡太湖国际博览中心酒店进行分布式能源项目均已获“路条”。江苏分公司在分布式能源站建设上，已经有了充足的经验，具备相应开发能力。在国家政策鼓励，集团发展支持下，华电江苏分公司在分布式能源站项目开展一直走在集团前沿，有能力、有信心做强江苏版块。国家立项分布式能源站示范项目2011年，国家发改委首批4个国家级天燃气分布式能源示范性工程。其中华电集团项目占据了50%，国家最看好，容量最大的湖北武汉创意天地分布式能源站就是由华电集团承担建设。江苏华电集团泰州医药城楼宇型分布式能源站工程项目概况泰州医药规划总地块面积 25.53平方公里，由三个部分组成，包括医药教学区、西部区域、东部核心区。其中医药教学区规划用地面积 2.50平方公里，规划居住人口2万人，规划建筑总面积 181.5万㎡，考虑到其医药类工业厂房采暖空调能源需求的特殊性，夏季空调负荷大，冬季采暖负荷小，同时工艺生产的蒸汽负荷较大，用能相对集中，因此在该区域建设一个集中供能的分布式能源站，负荷楼宇式分布能源电站的概念。该站建成后，将满足现 有研发企业的冷、热需求已经工业蒸汽需求，还可以为该区域提供生产所需电力。 ⑴项目建成投产后，年综合能源消费量折合约 2365吨标准煤（电力折算系数按当量值）。其中年输入能源折合标准煤1.47万吨，年输出能源折合标准煤 1.23万吨。⑵项目年消耗的能源包括天然气1298.44万立方米、新鲜水 31.85万吨；年输出电力2600万度、供热27.18万吉焦。项目全年综合热效率83.82%，满足《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号）提出的“全年综合利用率大于70%”要求。⑶项目为热、电、冷三联供项目，采用天然气与空气燃烧混合驱动燃气轮机组发电、高温 烟气进入余热锅炉加热热水或作为吸收式溴化锂制冷机组冷源。项目选用航空机组改装的 QDR20型2MW热电联供机组、 卧式余热锅炉等主要设备以及蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组等 辅助生产设备。未采用国家和地方明令禁止和淘汰的落后工艺、用能产品和设备。华电集团湖北武汉创意天地分布式能源站项目该项目是华电新能源公司投资的首家楼宇型分布式能源项目，也是国内少有的建设在城市中心区的分布式能源项目，因节能环保并大量节约城市土地资源而极具示范意义。项目位于以文化创意产业为主要服务对象的武汉创意天地文化产业园内，由华电新能源公司与武汉光谷联合股份有限公司共同投资建设。在5月18日，湖北省发改委下发的《关于武汉创意天地分布式能源站项目核准的通知》中，指出此项目是湖北省核准的首个天然气分布式能源项目，同时也标志着华电新能源公司在湖北区域发展取得新突破。该项目拟建于园区地下室，占地约 4400㎡，规划建设规模为5×4MW级燃气内燃机组，配5台单机制冷量为3.93MW的烟气热水型溴化锂热组，同时配置3台单机制冷量为1.758MW的离心式冷水机组作为调峰设施。项目建成后，年发电量约1亿kWh，年供热量约13万GJ，年供冷量约21万GJ，每年可节约标准煤2.18万吨，具有良好经济效益、环保效益和社会效应。已有项目建设——以广州大学城分布式能源站为例广州大学城分布式能源站（2×78兆瓦燃气-蒸汽联合循环机组）作为国内最大的分布式能源项目，于2009年10月顺利投产，每年可向社会提供70000万千瓦时清洁电力、70万吨热水和20万吨蒸汽，在社会上造成了积极的影响，受到国家能源局和各级政府的高度重视，为国内分布式能源的发展起到了积极的推动作用。获得了2010年中国分布式能源研讨