上海分布式供能系统发展研究与问题思考

上海分布式供能系统发展研究与问题思考2010-11-298:47:15分布式供能系统是一种新型的供能方式，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，使用的一次能源一般是天然气、沼气及其他可再生能源等清洁能源。作为上海第一个成功应用分布式供能系统的浦东机场项目至今已有十年。十年来，上海一直致力于分布式供能系统的推进，先期，组织开展了市场潜力分析研究、在上海发展可行性的国际合作研究及试点项目探索等一系列卓有成效的工作。特别是“十一五”以来，市政府高度重视将发展分布式供能系统作为推进节能减排工作的重要抓手，市委市政府领导多次做了重要批示并召开市政府工作会议和市政府常务会议进行决策部署。市发展改革委会同市有关部门从建立机构、拟订政策、制订规范、项目推进、组织宣传等五方面积极推动。应该说上海分布式供能系统发展起步较早，研究也比较系统，但总体来说，进展还不够快。通过深入调查研究，特别是自2008年底上海分布式供能系统发展规划编制前期工作启动以来，规划编制组对全市医院、政府机关大楼、旅游饭店宾馆等几百家用能单位开展了能耗水平、用能设施与方式、用能负核特征等系统调研，分析原因有主观的认识问题，也有设计理念、技术经济和服务机制问题。上海正处于转型发展的关键时期，有必要对一些实践中遇到的问题进行梳理，为抓住新一轮发展机遇，提出新一轮分布式供能发展路径和策略。目前，无论是从低碳经济发展战略、低碳能源安全高效利用和对节能环保的认识上，还是从政策法规、技术支持、气源保障等各方面看，都比以往推进分布式供能系统环境更优，时机更好。为此，笔者结合近年在上海分布式供能系统推进研究中的体会，对相关问题进行思考和建议，以期为进一步的发展提供借鉴。分布式供能系统发展趋势分析分布式供能系统具有多重社会效益和经济效益，是世界能源供应方式发展的一个重要方向，美日、欧盟等国已将发展分布式供能作为能源安全、节能和能源经济发展的重要战略。随着新能源革命和智能电网的发展再次将分布式供能系统赋予更多的新意。综合来说，就分布式供能系统特征而言，有以下八大特征：一是燃料利用多源化。二是设备系统小型化。三是运行控制智能化。四是调度管理网络化。五是排放环保性好—使用燃料清洁化。六是梯度利用高能效—热电（冷）联产化。七是多系统整合优化—能源供应系统集成化。八是能源企业从生产型转向服务型—投资经营市场化。某种意义上说分布式供能就是一局域的智能能源网。就分布式供能系统发展作用和优点而言，主要体现三方面：1、促进节能减排。分布式供能系统可实现能源的合理梯级利用，将发电余热充分利用，同时减少电力和热力长距离输送的损耗，能源综合利用效率能达到80%以上，超过大型燃煤发电机组的一倍；采用天然气、沼气等清洁一次能源的分布式供能系统，可大幅减少二氧化硫等污染物排放。2、提高能源安全保障。分布式供能系统是对单一大电网、大电源的有益补充，尤其对于电网负荷饱和、电网设施建设困难的中心城区，和电力安全备用要求高的用户单位，可提高电力安全保障程度，并可以减少全市电网的高峰负荷需求；优化能源结构，促进各种能源优势互补。3、促进相关产业发展。发展分布式供能系统是推进能源服务产业和燃气轮机、热气机等装备产业发展的重要载体和抓手。二、关于发展中的问题思考分布式供能系统在我国是起步阶段，在上海仍处于示范阶段。实际上，就行业而言，近二十年来，关于推进分布式供能系统的技术研发和应用工作从未停止过，但不同的争论也一直在继续着，从中文命名、英文译名到技术路线的选择；从电力能否并网上网，燃气能否进户到系统适合的场所选择；从能效评价到经济测算，从单一的能源供应企业到能源服务模式的选择？分布式供能系统在城市和农村路径是否一致？设备国产化的瓶颈问题？产业发展潜力何在？这些问题都是业内很多人一直在实践与思考的问题。就上海而言，近年来政府不断完善颁布了政策和技术标准规范，企业、高校、研究机构相继在原动机和系统集成研发上取得不少成果，在一批试点工程中对以天然气、沼气、燃油为一次能源，内燃机、微型燃机及热气机三种原动机匹配的分布式供能系统技术路线都作了初步尝试。但深入推广难度不小，究其原因，众说纷纭，曾一度上海天然气供应偏紧，拟使用分布式供能系统的潜在客户有疑虑，对推进进度有影响，但上海为了推进分布式供能系统，每年都给予供气计划和优惠气价，应该说也不是主要原因。笔者就调研和实践中常见的问题综合归纳大致有以下六个方面。1、设计引导问题。分布式供能系统对大部分用户来说还比较陌生，一般不会主动提出该系统设计的要求，用户往往是处于非专业地位。而部分设计单位在用能系统设计时，习惯于采取常规的用能设计模式，不重视对分布式供能方案作比较论证，这是影响了分布式供能系统的推广的关键因素。2、用能认知问题。由于潜在用户对分布式供能系统不了解，或多或少对技术可靠性、实际能效和经济性有所顾虑。如与传统用能方式不同，分布式供能系统通过降低系统运行成本实现经济性。在医院系统可兼具备用发电机作用还可节约用地，减少综合投资。用户不熟悉，设计又缺乏引导，往往又受项目进度等因素影响，自然倾向于采用常规用能系统，也使得一些适合项目在推进实施时遇到了障碍。3、专业能源服务问题。由于分布式供能系统技术相对复杂、综合性强、建设条件要求较高，一般来说需要专业的能源服务公司来帮助实施。总体上说，本市比较有规范化和规模化的能源服务公司还处于起步阶段，要满足不同用户需求，尚需完善提高。这是保障分布式供能系统可持续发展问题。4、项目实施经济问题。影响项目经济性的因素主要有四方面：初始设备系统投资、燃料价格（天然气等）和供能（热、电、冷）价格比、对系统负荷准确预测（逐时、逐日、逐月及不同季节）和足够的年运行时间。经济性问题是项目能否成功的重要标志。5、设备的国产化问题。由于部分关键技术设备未实现国产化，（如微型燃机）、高额的设备成本及其进口税费也制约了项目的经济性，往往又会带来售后服务等问题。同时，内燃机、热气机的的产业化程度也亟需提高，这是目前最需要全力突破的瓶颈，也是发展我国分布式供能系统装备业发展的机遇。6、工程可复制性问题。以往的示范工程多数属于探索性的，个性化特征较为明显，可复制性较弱。如已建成的有些分布式供能系统，系统配置比较简单，分布式供能系统最具特色的智能化、能源“局域网、互连网”等特征还没有很好体现。这是用户对推进信心不足的主要原因之一。三、上海基础和现有条件分析总结多年推广分布式供能系统的实践经验，笔者认为推进工作中，组织保障、机制创新、政策资金支持、设备技术配套、宣传推广有力持续、能源服务全程周到，这六条缺一不可。上海在这些方面都有一定的优势基础，具体体现在以下五个方面：1、建立机构。2004年市发展改革委牵头成立了市燃气空调和分布式供能系统推进发展工作小组及办公室，市燃气处负责办公室日常工作，形成了政部门、区县、企业共同参与的工作网络。2、拟订政策。2004年9月发布了《关于本市鼓励发展燃气空调和分布式供能系统的意见》，在此基础上，2008年11月又发布了《上海市分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》，进一步加大支持力度。政策支持主要有以下五个方面：一是对2008-2012年实施的分布式供能系统项目按装机容量每千瓦补贴1000元。二是优先确保天然气供应，并保持现有气价优惠政策不变。三是在道路掘路、电力并网、政府投资项目优先使用等方面给予支持。如对燃气排管工程、优先列入道路掘路计划。排管工程需在新建、扩建、改建的城市道路竣工后5年内或大修的城市道路竣工后3年内的道路上开挖施工的，不收取加倍掘路修复费。经核准，建设符合《分布式供能系统工程技术规程》的分布式供能系统电力公司要按照规定接受并网，并积极提供相关服务。要求政府投资的重大基础设施建设项目，设计单位在可研报告中要有分布式供能方案的比选论证，具备条件的，要优先使用，不具备条件的要充分说明理由。四是推动本市大型能源企业集团组建能源服务公司。五是支持相关设备制造企业和科研单位加强关键设备的国产化和产业化。3、制订规范。鉴于国内尚无相应的分布式供能系统设计、施工和验收技术规程，为尽快突破这一技术“瓶颈”，2004年底，由市发改委牵头、市科委立项组织重大攻关，成立电力、燃气、建筑企业及设计院专家和市政、消防、质监、安监、规划、环保等部门共11个单位38人组成规程研究编制组。市建设交通委列入2005年建设工程规范编制计划。2005年8月本市实施《分布式供能系统工程技术规程（试行）》，2008年又完成了规程的修订工作并颁布正式实施。4、推进项目。目前已建成浦东国际机场一期工程、闵行中心医院、奥特斯（中国）有限公司、711研究所莘庄研发基地、上海飞奥、老港垃圾场（沼气）等一批分布式供能项目，总装机容量约为1.5万千瓦，共15项。行业涉及面较广包括医院、宾馆、办公、学校、工业及区域供能等。5、大力宣传。2004年以来，市政府多次组织大型宣传活动，包括各区县政府、相关行业的现场推进大会，政策解读、规范宣贯会议以及关键技术应用的大型研讨会等。2008年，通过政府新闻发言的形式，对发展分布式供能的发展意义和新一轮政策进行了宣传。目前本市正重点从制定发展规划、继续实施一批重点项目、推进关键技术攻关和国产化、加快发展能源服务产业等四方面推进分布式供能系统。四、下一步发展重点选择和研究（一）重点发展领域优先选择原则在政府政策支持下，只要方案设计得当，后续服务到位，分布式供能系统不仅能效高，经济效益也较好，就发展重点领域和专业服务而言，应注意三个重要环节：一是目标用户力求因能而选。用户要有一定规模且比较稳定的热力负荷需求，尤其适合年热负荷需求超过4000小时的用户。医院、宾馆、大型商场、大型交通枢纽，公共建筑负荷可互补的商务园区、大学，有稳定热负荷的工厂、产业园区等八类场所最适合应用分布式供能系统。二是方案设计必须因地制宜。特别是要对应用场所季节性、时段性的冷热负荷特性、热电需求等进行详实的调研，一般选择设备系统负荷要低于用户所需的最大负荷，才能保证高能效和经济性的统一。三是能源服务公司要可靠稳定。能源服务公司提供从简单的申报项目跑腿到为客户提供一站式综合能源供应和多元化的能源解决方案，直至建设、运行维护的全程专业化服务，是解除客户后顾之忧，实现安全、经济、高效、清洁用能的保障。（二）系统创新发展模式优化原则上海前期实践，大部分项目以城市为主，以单一用户为主、以一种能源为多。随着我国新农村建设和城镇化的快速发展，城市与地区之间的合作更密切，分布式供能的系统集成模式也要创新。建议注意以下三个基本原则：一是体现在项目上，就是要城市与地区结合、城乡结合、城市与区域结合。二是在能源利用上，就是要以天然气、沼气为主，与其他可再生能源实行多能互补。三是在技术设备上，就是要聚焦突破国产化，提升系统集成能力，更加注重能源服务创新。总体来说，在发展模式上，一般城市以一次能源为天然气，结合太阳能等可再生能源的多能互补，为城市地区低碳能源的发展提供可操作模式。农村因地制宜，以生物质能、太阳能等可再生能源为主，结合其他可利用能源，为农村地区用能方式的转变提供可借鉴模式。系统应用上加强重点区域用户分布式供能系统研究，为区域供能模式和机制创新提供依据。（三）着力打造平台建设的六大重点研究分布式供能产业发展成败有赖于咨询、系统集成设计、项目管理、检测、评估、认证、融资等各个环节的支撑，建设标准化、信息化、合作交流、培训服务平台，促进能源服务公司（ESCO）多样化、专业化发展是未来的必然选择。为此，建议聚焦六大重点研究：一是基于现有技术规程，研究编制相关设计导则和运营管理规范、细则。二是是设备技术研发上重点突破微燃机设备国产化。研究原动机技术与系统匹配优化集成设计，逐步实现撬装成套装备即插即用。三是工程应用上重点以新建项目为主，建立一套具有普遍意义的分布式供能系统模式和具可复制性的模板。四是能效评估上重点研究分布式供能系统的运行监测、数据采集方法，建立网络智能化监控、能效评估仿真平台，达到能效可测可评估。五是经