天然气分布式能源及其应用上海航天能源20160412

天然气分布式能源及其应用高顶云上海天然气供应保障与高效利用工程技术中心副主任同济大学IMELS分布式能源基金教席责任教授上海航天能源股份有限公司高级副总裁2016年4月14日主要内容天然气分布式能源项目的开发和实施2天然气分布式能源市场展望及适用场景分析13天然气分布式能源系统设计方法及运营维护上海大众汽车安亭工厂分布式能源项目分享4天然气分布式能源市场展望分布式能源概述名称和定义以燃气及生物质能、太阳能、氢能、风力和其它可再生的清洁能源为一次能源，在用户现场或靠近用户现场的小型或微型独立输出电、热（冷）能的系统技术，即（广义的）分布式能源技术。一次能源经过各种转换方式组合，最经济、最高效地直接向用户提供所需要的电力、空调冷水、采暖热水、生活热水、蒸汽等终端能源服务的系统。相关名称：分布式发电、分布式电源、冷热电联供（CCHP）、热电联供（产）（CHP）、天然气分布式供能等等。分布式能源概述“天然气分布式能源”定义摘自国家能源局《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号）一般地，“天然气分布式能源”可分为“区域分布式能源（DES）”和“楼宇分布式能源（BCHP）”。燃气轮机、微燃机，内燃机、溴化锂机组等天然气工业类电公建及商业类【能源站】电热冷电电网【冷热电联供】【用户】分布式能源实现了能源的梯级利用，能源综合利用效率可达70%以上。中温段200~500℃低温段200℃以下高温段500℃以上环境温度发电制冷、制蒸汽制热、制生活热水排放分布式能源系统特点分类区域型楼宇型规模一般几十MW一般几百kW至几MW谈判对象政府业主审批流程常规电厂手续流程简化主要设备燃气-蒸汽联合循环内燃机、小型燃气轮机、微燃机等电力接入方式上网为主并网不上网为主区域型工业园区：------医药------食品------造纸商业中心区医院机场高铁站写字楼商场数据中心酒店分布式能源系统应用领域天然气分布式能源主要参与方投资运营商工程设计与咨询公司设备供应商动力发电设备余热利用设备系统控制设备外围配套设备工程总包与系统服务商政府相关部门行业协会媒体天然气分布式能源参与方2003年8月美/加大停电2003年6月台湾高雄全市停电2008年1月~2月郴州大停电2010年7月广州东山口大停电2012年4月深圳大停电2012年7月郑州市区大面积停电2012年8月浙江受“海葵”影响113万居民停电突破电力短缺常用兼备用电源解决扩容而周边无多余配电容量的问题停电时保障一级电力负荷的供应优势2013年6月上海静安区大面积停电保证供能安全性020040060080010001200140016000.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.00123456789101112月耗天然气量电力负荷月份电力负荷月耗天然气量•电力公司：削减电力高峰，减少大规模发电厂投资；•燃气公司：缓解天然气冬夏季峰谷差，提高燃气设施的利用率；•用户：减少高峰用电花费•针对电力和天然气的季节性差异，试点分季节电价：•上海：（工商业、10kV）：夏季0.972元/kWh，非夏季0.937元/kWh•安徽：（工商业、10kV）：7、8、9月峰段1.4373元/kWh，其他季节1.3536元/kWh对电力和天然气具有双重“削峰填谷”作用Source:WorldHealthOrganization(WHO)节能：总能源效率70%减少污染物排放:CO2:~33%;SO2:~100%;NOX:~55%;PM:~100%发展分布式能源是提高生活质量的需要燃煤蒸汽锅炉电价:0.7225RMB/kWh蒸汽价格:~160RMB/ton燃气蒸汽锅炉锅炉燃气价格3.89元/m3蒸汽价格:340RMB/ton电蒸汽锅炉电价：0.7225元/KWh）蒸汽价格:520RMB/ton分布式能源电价：0.7225元/kWh气价：3.13元/m3蒸汽价格:~200-280RMB/ton发展分布式能源是提高企业经济水平需要01/《关于加快天然气冷热电联供能源发展的建议》—国务院研究室研究报告445号(2011.4.6)发展天然气冷热电联供能源具有重要意义且条件具备、时机成熟。02/《关于发展天然气分布式能源的指导意见》—发改能源[2011]2196号(2011.10)“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目；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。03/《天然气利用政策2012》—国发改委员第15号令(2012.12.1)天然气分布式能源属于优先类城市燃气。04/《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范的通知》—国家电网办[2013]1781号(2013.11.29)分布式电源发电量可以全部自用或自发自用剩余电量上网，由用户自行选择，用户不足电量由电网提供。分布式能源系统相关政策——国家政策05/《分布式发电管理暂行办法》—发改能源[2013]1381号(2013.7.18)电网企业负责分布式发电外部接网设施以及由接入引起公共电网改造部分的投资建设，并为分布式发电提供便捷、及时、高效的接入电网服务。06/《关于印发天然气分布式能源示范项目实施细则的通知》—发改能源[2014]2382号(2014.10.23)各省（自治区、直辖市）要充分考虑天然气分布式能源项目在节能减排方面的优势和特点，优化和简化审核程序，加快审核办理进度，并网申报、审核和批准过程原则上应不超过60个工作日。天然气分布式能源项目可向项目所在地有关部门申请冷、热、电的特许经营，允许分布式能源企业在该区域内享受供电、供热、供冷经营权利，与用户分享节能效益。分布式能源系统相关政策——国家政策01/《上海市天然气分布式能源系统和燃气空调发展专项扶持办法》的通知—沪府办发[2013]14号(2013.3.19)对分布式能源项目按照1000元/千瓦给予设备投资补贴，对年平均能源综合利用效率达到70%及以上且年利用小时在2000小时及以上的分布式能源项目再给予2000元/千瓦的补贴。每个项目享受的补贴金额最高不超过5000万元。02/《关于调整燃气空调和分布式能源系统燃气销售价格》的通知—沪燃集（2010）67号(2010.7)类别2010年7月2013年7月2014年9月2015年12月备注工业用户2.83元/m33.23元/m33.43元/m33.01元/m30-80000m3/月2.73元/m33.13元/m33.33元/m32.91元/m380000m3/月以上营事团用户2.43元/m32.83元/m33.03元/m32.61元/m30-80000m3/月2.33元/m32.73元/m32.93元/m32.51元/m380000m3/月以上分布式能源系统相关政策——地方政策03/《长沙市促进天然气分布式能源发展暂行办法》的通知—长政办发〔2014〕6号(2014.1.28)补贴标准为3000元/千瓦，每个项目享受的补贴金额最高不超过5000万元。04/关于印发北京市《大气污染防治技术改造项目奖励资金管理办法》的通知—京财经〔2014〕1782号(2014.8.20)单个项目总投资3000万元以下，改造后治理对象(污染物)排放浓度低于现行环保标准限值的50%(含)，且污染物去除效率大于20%的，按项目总投资的30%给予资金奖励；单个项目总投资3000万元以上(含)的，补助标准不超过项目总投资的30%，单个项目支持资金最高不超过2000万元。05/《青岛市人民政府办公厅关于印发青岛市加快清洁能源供热发展若干政策》的通知—青政办发-〔2014〕24号对于新建天然气分布式能源项目，按照1000元/kW的标准给予设备投资补贴，年综合利用率超过70%及以上再给予1000元/kW补贴，最高不超过3000万元；天然气分布式能源供热项目每立方米用气补贴1.32元。分布式能源系统相关政策——地方政策美国：2010年，20%的新建商用建筑，5%的已建商业/学院采用分布式能源；2020年，50%的新建商业/学院，15%的已建商业/学院采用分布式能源；截止到2012年：总装机容量82GW；2012年8月30日，奥巴马签署政令，要求2020年前美国新发展40GW。1978年，美国公共事业管理政策法公布分布式能源概念，开始推广并被其他发达国家接受。日本：2012年，已建8783个项目，总装机容量9.5GW；政府扶持：特殊税费、低息贷款、投资补贴、新技术发展补贴；丹麦、荷兰（分布式能源推广力度最大）：欧盟有超过万台分布式热电联产机组，占欧洲总装机容量的13%以上。丹麦：分布式装机占总装机容量的53%；《电力供应法》规定，电网公司必须优先购买热电联产的电力；荷兰：分布式装机占总装机容量的37.5%，热电联产的发电量优先上网，征最小税率。韩国：2013年，已建分布式能源项目112个，分布式能源装机容量5.5GW（总装机容量80GW）。5千户或30万m2以上的开发区必须采用分布式能源。天然气分布式能源项目数量39167665433322111111051015202530354045上海北京江苏天津广东四川湖南重庆浙江陕西河北湖北海南广西新疆山东江西安徽国内各省市发展分布式能源项目情况分布式能源提出30余年，项目研究与实践已有15年；行业初期发展缓慢，2008年之后开始快速发展，近两年来爆发性增长；项目主要集中于上海、北京、江苏等经济发达及气源有保障的地区。11022532075881218280510152025301998年2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年2010年2011年2012年2013年2014年分布式能源系统发展现状与趋势15599121214141719719921140858297102004006008001000累计装机容量/MW从项目累计装机容量来看，2009年之后项目装机容量才有较快增长；截止2014年10月份，天然气分布式能源累计装机容量971MW（97.1万kW)，相比2020年总装机容量5000万kW的目标相差较远。分布式能源系统发展现状与趋势2116131312109530510152025国内分布式能源应用领域情况早期的分布式能源项目，都以楼宇型项目如商业中心、工业用户和医院项目居多近年来区域能源站项目也得到较快发展随着通信行业的飞速发展，数据中心项目成为近年来重点发展的领域之一14%61%24%1%燃气轮机内燃机微燃机外燃机项目原动机的类型分析分布式能源系统发展现状与趋势热泵转轮除湿冰蓄冷/水蓄冷风能或太阳能地热综合能源利用率:90%+技术发展趋势天然气分布式能源适用场景分析分布式能源系统适用于具有多种能源需求，能源消费量大且集中的地区，以及对供电安全要求较高的单位，如：医院、宾馆、商业综合体、高档写字楼、交通枢纽、数据中心、机关和工厂等。这些用户组织性强，便于集中控制和管理，用电、用冷（热）负荷时间长，产生的效益较高，有利于资金回收。医院大型宾馆商业综合体交通枢纽数据中心工业园区分布式能源系统适用场合及目标用户建筑用途热负荷冷负荷热电波动小稳定负荷期长需节能减排需备用发电综合评价医院☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆16交通枢纽☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆16工业园区☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆16工厂☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆15数据中心-☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆14宾馆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆14区域能源中心☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆12办公楼☆☆☆☆☆☆☆☆☆9商业☆☆☆☆☆☆☆☆☆9社区住宅☆☆☆☆☆☆☆☆8分布式能源系统适用场合及目标用户工业领域涉及行业主要为：钢铁、石化、化工、建材、机械、纺织、电子信息、食品、烟草、陶瓷、医药等。根据各行业的工艺要求不同，对用热的要求也不同，但也有许多共同点。能源需求种类多：主要为蒸汽、热水、热风、导热油、冷/热空