一、前言
目前世界能源消费正快速驶上“能源气体化”的新时期,以常规天然气和非常规天然气为主导的气体能源,正在世界各国努力替代煤炭、石油等高碳能源,下面的世界一次能源消耗演变图,充分说明了天然气是21世纪前50年主要可用的清洁能源。在举国倡导节能减排、发展低碳经济的大环境下,调整能源消费结构,优化能源布局,大力发展天然气等气体能源,提高能源利用效率,已成为共识。天然气分布能源系统就是现实可行的能源高效利用系统,因此学习、借鉴、消化国内外的经验,积极稳妥地推进分布式能源在宁波的发展,这对优化宁波的能源结构,促进节能减排,同时对兴光公司天然气市场的拓展,意义重大。
二、分布式能源的概念及特点及基本原理
1、概念
分布式能源系统,由于能同时供电、供冷和供热,同此业内也称为天然气冷热电三联供系统,是一种新型的供能系统,指在用户端或靠近用户现场独立输出电、热(冷)能的系统。该系统既能发电、又能利用余热制冷、供暖、供应热水,使用的能源一般是天然气或沼气等清洁能源。
2、基本特点
简单讲,分布式能源系统的特点有三:为特定的用户同时提供多种能源;追求天然气的高效利用;在空间上与用户保持较近的距离。分布式能源的效果,一半来自能源的高效、科学、梯级利用,另一半来自大量分散电源就地直供所节省的输变电投资、升降压损耗和运行管理费用。大型发电厂的发电效率为35~55%,扣除厂用电和线损率,终端的利用效率只能达到30~47%,而分布式发电系统将发电供热制冷结合在一起,实现了能量的梯级使用,而且它采取的是就地转化,就地供应的运行方式,没有中间环节的损耗,使其用户端的能源利用率得以大大提高,系统的能源利用效率可以达到80%左右,可以实现真正意义上的节能。
3、基本原理
根据“高能高用、低能低用、温度对口、梯度利用”的原理,对天然气燃烧产生的高温烟气,通过发电机来提供高品位的电能,对发电机排出的烟气,根据用户的需求,或产生蒸汽、热水,或转换成冷能,或用于除湿,从而将天然气所含的能量尽可能地“吃尽榨干”,从而实现能源的高效利用,同时也达到较好的经济性。
4、分布式能源系统的适用对象
主要有工业区,如大型制造业园区、高新区、技术开发区;城市规划新区;大中型公建项目,如机场、铁路交通枢纽等;数据中心或金融后台服务区;城市综合体,如综合商业区或商务区,以及单体或建筑群,如医院、酒店、学校、写字楼、机关等。
三、天然气分布式能源的发展现状
分布式能源在国外推广应用多年并得到进一步发展。由于天然气发展具有能源利用效率高,环保、经济性优势,在西方发达国家早已得到大规模推广。据有关资料介绍,美国现在有6000多个区域能源站,日本的区域能源站总装机容量达到920万千瓦,英国天然气分布式能源总装机容量500万千瓦,荷兰40%电力来自天然气能源,丹麦分布式能源发电总量约占整个发电量的一半。同时上述国家也在进一步加快分布式能源发展的步伐,美国计划到2012年要达到热点能三联共同量翻一番的目标,到2020年50%新建办公楼采用热点功能,将现有15%商用写字楼等建筑系统改造成热点系统中心。
国内分布式能源发展缓慢但即将迎来春天。我国引进分布式能源系统也有十多年的历史,并已建成500万千瓦的装机容量,其中绝大多数孤网运行,可以说这几年来这一新的能源高效利用方式在国内的发展举步维艰。但今年以来诸多信号令人期待。2月19日国务院研究室和国家能源局联合组成调研组,对北京、重庆、上海、广州进行调研,了解产业发展情况以及存在的困难和障碍等,从而促进天然气分布式能源推广应用,而《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》明确提出“促进分布式能源系统的推广应用”,电力并网规定也将获得通过:一切迹象表明,天然气分布式能源的春天已到来。
四、关于发展分布式能源的几点思考
1、加强宣传,争取出台相关政策。天然气分布式能源系统作为能源的高效利用系统,对燃气供应企业、实施企业和当地政府均有利可图,由于有的发电量不纳入电力系统的统计,这对促进节能减排发展低碳经济具有十分重要的意义,由此最大的收益方可能还是当地政府,而为了推广、发展分布式能源,没有当地政府的重视是不可能实现的。这就要求我们加强对社会和政府的宣传、公关,促使政府出台有利于推广分布式能源的相应政策。如上海就专门规定,所有的财政投资项目,必须做分布式能源不可行研究,同时还出台了一系列优惠政策推广分布式能源的应用。
2、积极建设LNG应急气源站,保障气源供应。分布式能源的实施,将极大拓展天然气市场。举例来讲,一个4万平方米得酒店,如使用天然气直燃机提供热能和冷能,一年的天然气消耗只有80万NM3,而使用分布式能源的天然气使用量能达到170万NM3;一个每小时需要50吨蒸汽的工厂,假如实施分布式能源系统,则每年的天然气需求量在1亿NM3以上,这样规模能源需求的企业在镇海、北仑是很多的。而作为一个生产系统,企业对分布式能源的安全稳定运行的要求是很高的,因此市场对供气的可靠性将更加苛刻,这对我公司安全稳定提出了更高的要求。目前我公司的气源点只有一个,即省天然气管网,这对发展分布式能源及供气保障均是十分不利的,为了供气的安全保障,多渠道供气是必要的。车运LNG应当是一条途径,同时船运LNG也是可以考虑的选择。这样,通过建设LNG应急气源站将LNG与管道天然气联接起来,从而达到资源的多元化。LNG应急气源站的建设,同时也给天然气加气站的建设提供气源保障。
3、理顺天然气的定价机制
作为生产系统,分布式能源系统只有具备良好的经济性才有广泛应用的内生动力,而在所有影响经济性的因素中,天然气价格是十分关键的。目前,宁波的天然气价格民用是2.8元/NM3,而工业与公建的价格为3.85元/NM3。假如分布式能源的天然气价格参照公建或工业用户的价格,在目前的煤价及电价下,系统是没有经济性的,也就谈不上推广应用。这对分布式能源的市场开发是不利的,特别是管道燃气没有敷设到的区域,或某些耗能大户,很有可能变成LNG的目标市场,而对宁波而言,这一天将会很快到来,因为中海油的浙江LNG项目2012年就要投产。反过来讲,即使分布式能源的天然气价格定的低些,单位天然气的利润没有目前工业或公建项目的丰厚,但由于其市场的巨大,总量还是很可观的。因此如何确定天然气的价格,既有利于分布式能源的发展,又尽可能减少对现有市场的影响,这是十分敏感但却是必须解决的问题。
4、现在的关键是争取项目的突破。对分布式能源系统来讲,十二五将迎来大发展,国家能源局规划在2011年在全国建设1000个示范项目。今年开始,市政府对市区的燃煤、燃油锅炉进行清洁能源改造,这是分布式能源发展的绝好时机,而城市发展,特别是区块的开发,也给分布式能源的实施创造了机会。当前的当务之急是,对可能的项目做好经济技术分析,对可行的项目争取尽快实施。也只有通过实施具体的项目,才有可能使我们真正了解分布式能源,其实确切地说,我们对分布式能源系统才刚刚了解,很多疑惑有待深入了解并解决:在目前《电力法》法律框架下,对区域内不同法人售电,有没有可能以趸售或统购统卖的模式来规避第25条的限制并处理好与电网的关系?对系统的设计,究竟应依据“以热定电”还是“以电定热”?分布式能源的应用,势必引入能源合同管理,但对合同能源管理我们又了解多少?为发展分布式能源,什么样素质的员工队伍是必须的?所有这些,均要经过项目的实施才能有更加深入的了解并解决。
(本文作者:胡韶琦 宁波兴光公司集团公司)
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