我国分布式能源的新发展

我国分布式能源的新发展中国电机工程学热电专业委员会王振铭[内容摘要]燃料结构调整为分布式能源的发展提供了极好的机遇。2004年第五届国际热电联产分布式能源联盟年会在北京成功召开，促进了我国分布式能源的发展。国家和部分城市相关政策的出台；又一批分布式能源项目的建成投产；国产设备的投产与完善；传媒报导的加强等都从不同角度促进了分布式能源的发展。[关键词]分布式能源新发展前言2004年第五届国际热电联产分布式能源联盟年会于2004年10月27-28日在北京召开。本次会议适应当前的能源形势，极大的促进我国热电联产分布式能源的发展。其后我国及部分城市出台了促进分布式能源发展的政策，又一批分布式能源通过可行性研究论述；又有更多的分布式能源建成投产；国产分布式能源设备投产与商品化；报纸、电视等新闻媒体加强了报导等都极好地促进了分布式能源的发展。一、第五界国际热电联产分布式能源年会简况为期两天的“2004年第五届国际热电联产分布式能源联盟年会”于2004年10月27-28日在中国北京友谊宾馆成功举行。来自美国、英国、法国、日本、韩国、澳大利亚、印度、尼日利亚、荷兰、德国、比利时、挪威、西班牙、捷克、新加坡、俄罗斯、乌克兰、芬兰、印度尼西亚等二十几个国家近80人，以及中国香港和台湾等地的代表和新闻媒体共近400人参加了此会。在我国热电行业历史上这样大规模的国际会议尚属首次。10月27日上午，会议由大会主办方之一的中国电机工程学会热电专业委员会秘书长郁刚先生宣布正式开幕。接着，郁先生介绍了来自于本次会议的支持方国家发改委能源局、协鑫集团及太平洋顶峰公司的贵宾。由大会主办方之一的国际分布式能源联盟执行主席麦克.布朗先生发表欢迎辞，他对为能如期在中国召开年会作出努力的各方面一一表示感谢，并称赞这是国际分布式能源年会历史上规模最大、影响最广的一次盛会，有理由相信通过本次会议能在一定程度上促进中国热电联产分布式能源行业的发展。会议的主题发言从国际热电联产联盟主席汤姆.卡斯特先生开始。主席先生的讲话中对热电联产分布式能源在世界范围内推广的必要性做了精彩的阐述，并对中国发展热电联产分布式能源如何克服困难提出了一些很有借鉴性的建议。接下来，来自国家发改委、建设部和中国科学院的吴贵辉局长、刘贺明处长和徐建中院士分别从国家政策、行业需求和学术理论方面对我国发展热电联产和分布式能源的发展进行了精辟客观的分析，赢得了在场与会人员的阵阵掌声。上午最后发言的是中国电机工程学会热电专业委员会主任委员周小谦先生，题为‘中国热电联产分布式能源发展与前景’的主题报告，周先生用组组数据详细介绍了中国热电联产分布式能源目前的发展现状以及与世界平均水平的差距，从他的讲话中看出他和广大的热电同行们一样对中国热电联产分布式能源的前景充满信心和希望。从下午开始，会议的议题范围逐渐展开，首先由国家发改委能源研究所梁志鹏博士从能源的可持续性发展的必要性开始，太平洋顶峰的总裁安德森先生则用更多的事实，从实践性上对中国的CHP和IPP项目的政策和前景进行了分析。接下来，来自国电动力经济研究中心的副主任葛正翔先生、能源基金会的张瑞英女士、清华大学的付林教授分别围绕我国的电力远景规划、国际基金支持和协助、国外政策借鉴等方面陆续展开。第二天上午的议题比较集中，主要是进行热电联产分布式能源设备的介绍，来自于世界上的几家知名企业悉数登场，对发展热电联产分布式能源设备技术上的准备和实施的优化比较方面一一作了阐述，让在场的朋友大开眼界，自由提问的时间曾一度被主持人强行结束。下午的会议分成两组，分别是“世界各地发展CHP/DE的情况纵览”和“CHP/DE的成功案例和经验介绍”。来自中国、美国、巴西、印度、英国的专家分别介绍了本国热电联产分布式能源的现状和成功经验。晚上国际分布式能源联盟召开了理事会，会议的主要问题是讨论了如何帮助中国发展分布式能源。值得一提的是本次会议还受到了北京市政府的关注，会议的第一天下午，由国际热电联产联盟主席率领的代表团一行12人前往北京市政府拜会了副市长张矛先生，就国际热电联产联盟的背景及本次会议的情况向市长先生做了介绍，同时，代表团表达了希望和中国政府合作推动中国热电联产分布式能源的愿望。作为负责能源行业的张市长认真听取了大家的建议后，表示作为北京市长远城市能源规划不可或缺的一部分，今后政府将拿出更多人力物力来支持研究热电联产分布式能源，并在相关配套政策方面给予考虑。由于本次国际会议在我国尚属首次，参加的单位多，代表面广，影响较大，极大地促进了分布式能源的发展。二、我国分布式能源的现状分布式能源函盖面广泛，风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源均属，本文将专门讨论以天然气为燃料的，以燃气机、余热锅炉和溴化锂吸收式制冷机等设备构成的小型全能量系统统，实现热、电、冷联产的高科技、能源梯级利用的新能源综合利用方式，也称CHP或BCHP。最近几年我国天然气的生产和消费均呈快速增长态势，但到2002年天然气的生产量也只占全国能源生产量的3.2%，而消费量也仅占全国能源消费量的2.7%。而我国天然气的储量仅占世界储量的1.2%，人口则占世界总人口的20%，人均天然气仅为世界平均值的13.2%。最近报纸和电视上宣传“西气东输”工程，天然气进京第二条管线的建设和天然气勘探开发的新消息增多，可能有人认为我们的天然气多得很，其实和需要量相比还差得远。我们西气东输的工程年输送能力为120亿立方米。莫斯科一个城市一年用天然气360亿立方米，平均一天1亿立方米，等于我国全商品气的120%。因而我们要保持冷静的头脑，把有限的资源加以有效合理的利用，绝不能一听天然气比煤清洁，天然气多了，到处上天然气项目。西气东输工程也是沿线的十个省市区可以利用。就是十个省、市区也要有重点有计划的合理利用，每个城市能分到多少气量？主要用在哪方面？要通盘考虑，再不能头脑发热。由小型燃气轮机（内燃机）、余热锅炉、溴化锂制冷机组成的小型全能量系统（也称第二代能源系统或分布能源）可以统一解决电、热、冷供应，在国外得到迅速发展。由于小型燃机或内燃机供电效率为24-35%，联合循环供电效率可达45-50%，远高于常规火力发电，否定了人们头脑中固有的“机组小就不经济”的传统观念。在燃煤的时代，火力发电厂确是机组越大经济效益越好，机组小就不经济。但在燃料结构改变的今天，情况不同，人们的思维方式也要改变。燃油燃天然气的燃气轮机、内燃机由于大机组与小机组的效率差别不大，而且小机组又有占地小，机动灵活布置方便自动化水平高的特点，因而在发达国家大量采用。不但1000-10000KW燃机市场需求量大，连1000KW以下的小燃机，甚至100KW以下的微型燃机也是销路看好。燃料结构改变了，各类中小型机组，只要经济效益好，有生命力，就有发展前途。中科院工程热物理所徐建中院士在“分布式供电和冷热电联产的前景”一文中曾提出：“纵观西方发达国家的能源产业的发展过程，可以发现：它经历了从分布式供电到集中式供电，又到分布式供电方式的演变”。1999年世界科学大会，“科学与能源”专题讨论会的专家们指出，为了实现可持续发展的目标，世界各国应面向未来制定新的能源发展战略。专家们同时指出，对传统能源利用方式进行重新审视，也应成为未来能源发展战略的重要组成部分。法国科学家拉菲德在读者讨论会上举例说，近年来的一些研究表明，一种分散式的电力管理新概念可能比目前很多国家采用的电力供应系统更有利于环保。这种分散式模式通过建立若干小型发电站代替少数大型发电站，从而尽可能缩短发电站和电力用户间的平均距离，这样可以减少能源损耗。目前中央式供电系统的能源利用效率最高约55%，而测试表明，分散式电力供应模式效率至少可达到85%。我国目前正处在大发展大集中的过程。大机组、大电厂、大电网是主导方向，但分布式能源的发展，将不以人们的意志为转移，必将迅速发展。通常100MW以上的燃气轮机为大型燃机，20—100MW为中型，20MW以下为小型，小于300KW的为微型燃机。小型燃机，具有高效、清洁、经济；占地少、自动化水平高，适应分散建设和可靠等优势，因而发展很快。鉴于国际上小型全能量系统迅速发展的事实和其本身的优势，因而我国领导部门在急计基础（2000）1268号“关于印发《关于发展热电联产的规定》的通知”文中，明确提出“…在有条件的地区应逐步推广。中国电机工程学会热电专业委员会1999年的济南年会、2000年的宁波年会、2001年的重庆年会和2002年的昆明年会中均有一些学术论文积极宣传、推广小型全能量系统，实现小型热、电、冷联产。2002年9月份热电专委会还专门在南京召开“天然气在热电联产应用专题研讨会”。2003年海口年会论文集，出版专集，2003年12月又在上海召开分布式能源热电冷联产的建议。2004年6月在南京召开的“海峡两岸第三界热电联产汽电共生学术交流会论文集”中又有32篇论文入选。2004年10月我们又在北京成功的召开了“2004年第五界国际热电联产分布式能源联盟年会”，来自20几个国家的有关专家、香港、台湾和大陆的代表近400人参加了会议，出版了论文集。2001年在北京人民大会堂召开的“绿色能源科技”高级论坛，由四位中国科学院、中国工程院的院士做学术报告，其中徐建中院士报告的题目就是“分布式能源CCHP”。倪维斗院士在“能源的发展前景”报告中也特别提出应积极鼓励和扶持燃用天燃气的热、电、冷联供技术。北京石油学会于2000年和2001年召开的“北京天然气合理利用座谈会”上均提出：“燃气—蒸气联合循环热、电、冷联产，实现了一次能源的合理梯级利用，提高了能源利用率，带来了经济效益。由于燃机具有低Nox燃烧技术，使Nox大为减少，可提高环境效益。北京地区冬季供热，夏季大部分地区需供冷，因而联合循环热、电、冷联产有广阔市场，北京应适度发展中、小型燃机热电冷联产机组。美国9.11事件后和北京申办奥运成功，更多的专家学者从分散电源建设，确保奥运用电安全角度出发，积极提出北京应积极发展小型全能量系统。中共中央政治局委员、北京市委书记刘淇同志，对北京石油学会的一项关于《北京天然气经济及发展利用》的建议作出批示，要求北京应开展中小型燃气轮机热电冷联产技术的使用进行研究。上海市负责同志也曾对上海市的院士沙龙和专家建议做过重要批示。中国能源学会、中国动力工程学会、北京动力工程分会等学术团体也均提出上述的合理建议。英国、荷兰在北京召开热电联产学术研讨会和索拉公司、宝曼公司、瓦锡兰公司等也召开同类型宣传推广会。他们看准中国大陆发展小型全能量系统的无限商机，积极抢占市场。由于许多专家学者的协力宣传、推广，目前以天然气为燃料的分布式能源建设，以由学术研讨，进入工程开发，目前在北京、上海、广东、成都已有一批工程实现热、电、冷产，以其自身优势和经济效益显示其强大生命力。作为大电力系统的补充，将会迅速发展。上海市遵循周禹鹏副市长关于在上海发展分布式能源系统要“深入调研、科学论证，总结经验，谨慎推广”的批示精神。组织力量编制了“建筑物分布式供能系统的可行性研究”专题报告。和“上海市燃气空调，分布式燃气热电联产系统发展规划”。内容丰富，符合国情与上海的实际。我们有理由确信，最近上海市政府还出台了发展分布式能源的文件，在财力和政策上大力支持，上海市的分布能源建设将走上健康发展的快车道。北京市也将出台相应文件并将起草该文件的任务委托热电专委会进行。由此我们可以有充分的理由认为分布式能源在中国已由理论探讨进入工程开发阶段。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。1、上海上海分布式（楼宇式）三联供系统的发展情况序号项目地点设备情况备注1上海黄浦中心医院1台1000Kwsoar土星20柴油燃气轮机1台3.5t/h余热蒸气锅炉已运行，由于装机容量大，现已停产2上海浦东机场1台4000Kwsoar天然气燃气轮机1台5t/h余热蒸气锅炉已投入运行3上海闵行医院1台400KW坚泰燃气内燃气机1台