热电联产发展的新思路新突破

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1、1热电联产发展的新思路新突破热电联产发展的新思路新突破积极发展小型热、电、冷联产王振王振铭铭（中国电机工程学会热电专业委员会） 内容摘要内容摘要 发展小型热、电、冷联产，是合理利用天然气，提高能源效率，保获城市环境的有效措施。小型热、电、冷联产的优势，国内外发展情况如何？政府如何支持等问题，都是大家关心的问题。 关关 键键 词词 热电联产、节能、环保前前 言言热电联产与热、电分产相比，是科学技术的进步，是先进生产力。2001 年 我国单机 6000kw 及以上电厂热效率仅为 35.09%,而实现热电联产的热电厂热效 率则可达 7080%，因而目前世界各国均将鼓励、支持、发展热电联产做为节约 能

2、源，保获环境的有效措施，制订有法律法规和技术政策，积极促其发展。工业 比较发达的国家如丹麦、荷兰等国，热电联产的比重已达 40以上。我国到 2001 年底单机 6000kw 及以上供热机组为 1583 台，3184 万 kw，仅占同容量火电 机组的 13.2。因而应积极发展。 热、电、冷联产则是在热电联产的基础上更前进一步，同时生产电、热、 冷三种产品，能源效率更高可达 8090。技术进步、燃料结构变化，为小型 分散电源的发展创造了极好的机遇，燃天然气的小型热、电、冷联产迅速发展。一、一、天天然然气气进进京京和和“西西气气东东输输”工工程程为为发发展展小小型型热热、电电、冷冷联联产产开开创创新

3、新机机遇遇 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式电源）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 2435，联合循环供电效 率可达 4550，远高于常规火力发展，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。2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，机动灵活的特点，因而在发展国家大量采用。不但 100010000

4、kw 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

5、。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，但分布式电源的发展，将不以人们的意志为转移，必将迅速发展。 通常 100MW 以上的燃气轮为大型燃机，20100MW 为中型，20MW 以下 为小型，小于 30

6、0KW 的为微型燃机。小型和微型燃机，具有高效、清洁、经济、 占地少、自动化水平高，适用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，因而在急计 基础（2000）1268 号文中，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 月份热电专委员还专门在 南京召开“天然气在热电联产应用专题研讨会” 。2001 年在北京人民大会堂召开 的“绿色能

7、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气天然气的热、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：“燃气蒸汽联合循环热、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大力减少，可提高环境效益。北京地区冬季供热，夏季大部地区需供冷、 因而联合循环热、电、冷联产有广阔市场，北京应适度发展中、小型燃机热电联 产机组。

8、 ”美国 9.11 事件之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。 中国能源学会、中国动力工程学会、北京动力工程学会等学术团体也均提出上述3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。二、合理利用天然气资源二、合理利用天然气资源 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 2000 年天然气 的生产量也只占全国能源生产量的 3.4%，而消费量也仅占全国能源消费量的 2.5%。 而我

9、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的很，其实和需 要量相比还差的远。我们西气东输工程的年输送能力为 120 亿立米。莫斯科一个 城市一年用天然气 360 亿立米，平均一天 1 亿立米，等于我们全国商品气的 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

10、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？要统盘考虑，再不能头脑发热。 如何合理利用天然气，也是我们热电工作者应认真研究的大问题。 据 2002 年 7 月 5 日北京日报报导：西气东输工程建成后，天然气价格 平均为 1.29 元立米，具体价格会随用户距离远近而不同。天然气到上海的价 格为 1.35 元立米，低于目前上海使用东海天然气上岸价格 1.45 元立米和进 口液化天然气交气点价格 1.6 元立米。具体到市内还要经过市燃气集团的输配 管网，税收、利润加价则气价还要提升。 另据消息报导：上海工业与民用天然气价为 2.1 2.4 元立米，优惠发展 热、电、冷联产工程，气价为

11、 1.9 元立米。 从国际市场的能源价格来看，国际煤炭价格约为 1.8 美元MMBtu，美国 市场天然气价格约为 2 美元MMBtu，欧洲市场天然气价格约为 2.3 美元 MMBtu，日本市场 LNG 价格约为 3.5 美元MMBtu，气化后的天然气价格约 为 4.3 美元MMBtu。我国煤炭价格相对较低，华北京津唐地区标煤价约为 260 元吨，折合 1.1 美元MMBtu，华东地区标煤价约为 350 元吨，折合 1.5 美 元MMBtu，我国进口 LNG 价格及气化后的天然气价格与日本大体相当（可能 会略低于日本） ，西气东输到上海的气价按中油总提供的数据为 1.30 元立方米， 折合 4.

12、6 美元MMBtu，陕甘宁天然敢到北京的价格在 1.001.30 元立方米之 间。折合 3.64.6 美元MMBtu，从以上数据看，按同发热量计算，天然气与 煤炭的比价欧美约为 1.21.5，日本约为 2.5，而我国华东地区约为 3，华北地区 约为 3.24.1。过高的比价将限制我国利用天然气发电的规模，并将使天然气发 电在承担电网基荷时缺乏竞争力。 国家电力公司动力经济研究中心在编制全国天然气发电规划 （20012010 年）中提出： 在气价为 1.1 元立米，天然气电厂竞争力较差；在气价为 1.0 元立米时，4在不同运行位置下（3000，4000，5000 小时）天然气电站上网电价仅比进口

13、 66 万千瓦脱硫机组和进口 35 万千瓦机组的电价低；在气价为 0.90 元立米时，在 利用小时小于 4000 的运行位置，天然气电站上网电价仅比国产 60 万千瓦不脱硫 机组高，与其他机组相比具有明显优势。 上述资料提出：气价 1.0 元立米时，上网电价为： 设备利用：3000 小时 平均电价 0.46 元千瓦时 4000 小时 平均电价 0.389 元千瓦时 5000 小时 平均电价 0.347 元千瓦时 热、电、冷联产全年运行，利用小时高更经济，热电厂有电、热两种产品， 在一个地区相同的气价下（最好市内应有优惠热电联产的气价）核算用户燃煤小 锅炉改烧天然气后的热价和燃天然气电厂的电价与

14、热电厂的热、电价格进行技术 经济比较。燃天然气的热电厂与燃煤的大型火电厂来比较上网电价，将是不在一 个基础上的不合理比价。 北京将要建设几个燃气蒸汽联合循环热电厂，按理由于实现热电联产能 源效率高，应积极推广，但目前的难题是天然气价与上网电价的矛盾。 北京经 济技术开发区天然气联合循环热电厂工程可研报告天然气价为 1.4 元立米。 上网含税电价为 529.05 元kkwh，华北电力集团又不好接受。而发展小型分散 的热、热、冷联产，由于自发自用，与当地电力系统联网，而不向电网供电，则 情况就不同了。首先由于实现热、电、联联产能源利用率更高，价格较高的优质 能源天然气由于实现梯级利用，则成本相对降

15、低。对电力系统仅是减少一部 分购电量，同时由于自己解决了夏季高峰制冷用电量，减少夏季用电尖峰负荷， 减少电力系统的压力，对电力局有利。对于燃气集团公司由于小型分散电源，实 现热、电、冷联产是全年运行，冬夏季均要使用天然气，避免目前燃气集中锅炉 各运行中，采暖期一过，用气量大量下降的被动局面。因而我们认为发展小型分 散电源，实现热、电、冷联产是最佳方案。三、美国加州缺电的启示三、美国加州缺电的启示 前一段时间，我国传媒报导不少美国加州面临严重电力短缺的情况，这是 美国自第二次世界大战以来首次出现电力供应中断，电力公司不得不进行分区 “拉闸限电” ，使旧金山地区 100 多万人无电可用。即使是被称

16、之为“美国新经 济的火车头”的硅谷地区，也不例外。思科（Cisco） 、国际商业机器（IBM）和 英特尔（Intel）等高科技公司已经深受其害，损失高达数千万美元，直接影响到 各公司的市值，一些公司纷纷提出搬离加州。 美国加州州长达维斯宣布，该州只拥有每天电力需求的 45。由于电力危 机，加州目前已处于紧张状态。美国能源部长理查森为保证加州的电力供应，连 续三次紧急下达联邦政府行政命令。要求周边各州提供电力帮助，并与加拿大、 墨西哥谈判电力南北输送。同时建议共和、民主两党议员迅速撤消购售电限价的 法律。 持续的加州电力危机，成为布什上任后的棘手问题。白宫发言人弗莱舍说， 近来加州电力价格飚升，并有间歇性停电事件，公共事业设施面临瘫痪的威胁，5政府为此正在考虑一系列对加州有利的措施。美国环保局也考虑放宽加州对电厂 污染排放设置的标准，以提高电力产量。 美国在进行了一系列电力改革之后，出现了如此严重问