天然气分布式能源的发展和主要设备-李先瑞

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1、天然气分布式能源的 发展、设备、规模及 节能性和经济性 分布式能源专业委员会分布式能源专业委员会李先瑞李先瑞 燃机学术交流平台 Q：319151879 目目录录 天然气分布式能源概述天然气分布式能源概述 1 国外天然气分布式能源的发展国外天然气分布式能源的发展 2 国内天然气分布式能源的发展国内天然气分布式能源的发展 3 天然气分布式能源的主要设备天然气分布式能源的主要设备 4 天然气分布式能源的余热利用设备天然气分布式能源的余热利用设备 5 燃机学术交流平台 Q：319151879 目目录录 节能量及影响因素的分析节能量及影响因素的分析 6 经济性及影响因素的分析经济性及影响因素的分析 7

2、区域天然气分布式能源项目的合理规模区域天然气分布式能源项目的合理规模 8 燃机学术交流平台 Q：319151879 概述概述 分布式能源定义：位于用户侧，优先满足用户自身需 求，发电总装机规模较小，能够独立运行或与配电网连接， 包含能量供应、储存和控制的能源综合利用系统，以天然 气冷热电三联供和可再生能源发电利用为主要形式。 燃机学术交流平台 Q：319151879 发展分布式能源的优势发展分布式能源的优势 能源转换效率高能源转换效率高 负荷削峰填谷负荷削峰填谷 供电安全可靠供电安全可靠 为偏远地区供能为偏远地区供能 大型集中式发电效率为大型集中式发电效率为35%55%，分布式能源靠近用户、冷

3、热电联，分布式能源靠近用户、冷热电联 供，一次能源利用率达到供，一次能源利用率达到70%以上，能源无远距离输送，损耗小。以上，能源无远距离输送，损耗小。 可以作为电网调峰电源；天然气用户是冬季多、夏季少，可以作为电网调峰电源；天然气用户是冬季多、夏季少， 正好与电力负荷相补充。正好与电力负荷相补充。 分布式能源系统相互独立，不会发生大规模停电事故，分布式能源系统相互独立，不会发生大规模停电事故， 受自然灾害的影响较小，发电的安全可靠性较高。受自然灾害的影响较小，发电的安全可靠性较高。 不受即时自然条件、输电线路建设的限制，解决偏不受即时自然条件、输电线路建设的限制，解决偏 远农牧区和海岛用能。

4、远农牧区和海岛用能。 发展发展 优势优势 燃机学术交流平台 Q：319151879 发展分布式能源发展分布式能源，是是保障未来能源电力安全保障未来能源电力安全、可靠运行的重要途径可靠运行的重要途径 燃机学术交流平台 Q：319151879 国外分布式能源发展现状国外分布式能源发展现状 主要发达国家通过规划 引领、技术支持、优惠政 策以及建立合理的价格机 制和统一的并网标准，有 效推动了分布式能源的发 展，分布式能源系统的发 电量在各国能源系统中的 占比不断提高。其中欧盟 国家平均比重已达到10%左 右、美国约为4.1%、日本 约为13.4%。 主要发达国家分布式能源比重主要发达国家分布式能源比

5、重 燃机学术交流平台 Q：319151879 美国美国 分布式能源的概念最早起源于美国，起初的目的是通 过用户端的发电装置，保障电力安全，利用应急发电机并 网供电，以保持电网安全的多元化。经过发展，分布式能 源已作为美国政府节能减排的重要抓手。 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 传统 联产传统 联产 温室气体温室气体 (t/a) 大电网大电网分散发电分散发电 分散供热分散供热吸收式制冷 减少 吸收式制冷 减少 22.7% 写字楼医院 酒店 写字楼医院 酒店l 商场体育场所 减少 商场体育场所 减少 61.4% 减少减少 34.3%减少减少 34.4% 减少

6、减少 22.7% 传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 传统 联产传统 联产 温室气体温室气体 (t/a) 大电网大电网分散发电分散发电 分散供热分散供热吸收式制冷 减少 吸收式制冷 减少 22.7% 写字楼医院 酒店 写字楼医院 酒店l 商场体育场所 减少 商场体育场所 减少 61.4% 减少减少 34.3%减少减少 34.4% 减少减少 22.7% 传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产传统 联产 美国不同类型建筑采用分布式供能系统的温室气体减

7、排图美国不同类型建筑采用分布式供能系统的温室气体减排图 燃机学术交流平台 Q：319151879 发展历程发展历程 时间事记 1978年年颁布颁布美国公共事业管理政策法美国公共事业管理政策法提出分布式能源系统概念。提出分布式能源系统概念。 1993年年IEEE颁布关于分布式能量系统与电网连接的颁布关于分布式能量系统与电网连接的P1547标准。 标准。 1999年年计划到计划到2020年达到年达到50%以上的新建商业设施和大学设施采用分以上的新建商业设施和大学设施采用分 布式供能系统，布式供能系统，15%的现有建筑改用冷热电三联供。的现有建筑改用冷热电三联供。 2001年年颁布“关于分布式电源与

8、电力系统互联的标准草案”，颁布“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”， 并通 并通 过有关法令，允许分布式发电系统并网运行和向电网售电。在过有关法令，允许分布式发电系统并网运行和向电网售电。在 7月召开的第月召开的第107届国会众议院会议上，提议给予热电联产系统届国会众议院会议上，提议给予热电联产系统 优惠政策。优惠政策。 2004年年天然气热电联产的装机容量达到天然气热电联产的装机容量达到80GW，占总装机容量的 ，占总装机容量的7.8%。 2005年年颁布颁布能源法能源法，要求所有自治州的建筑物必须配备双向测量，要求所有自治州的建筑物必须配备双向测量 和能源管理系统，并出台各种税收和激

9、励政策。和能源管理系统，并出台各种税收和激励政策。 2011年年能源信息署（能源信息署（EIA）公布）公布美国美国2011能源展望 能源展望指出：到指出：到2035 年，将天然气热电联产的比重提高到年，将天然气热电联产的比重提高到25%以上。以上。 燃机学术交流平台 Q：319151879 典型案例典型案例学校学校 美国马里兰大学冷热电联供系统美国马里兰大学冷热电联供系统 系统由微型燃气轮机、溴化锂吸收式 机组以及空气处理装置等组成。 发电量75kW； 排烟温度320； 吸收式机组额定制冷量80kW； 制冷后排出的110的烟气用 于除湿，除湿负荷55kW; 总能源效率达到85%。 燃机学术交流

10、平台 Q：319151879 典型案例典型案例商业区商业区 美国奥斯汀冷热电联产系统美国奥斯汀冷热电联产系统 采用燃气轮机和吸收式热泵供能采用燃气轮机和吸收式热泵供能 建设地：美国奥斯汀商业区建设地：美国奥斯汀商业区 2001年美国能源部的年美国能源部的7个高效能源项目之一个高效能源项目之一 燃气轮机功率：燃气轮机功率：4.6MW 制冷功率：制冷功率：9.3MW 燃机尾气燃机尾气100%用于制冷用于制冷 年节约天然气年节约天然气300万万m3 燃机学术交流平台 Q：319151879 典型案例典型案例办公楼办公楼 美国高通总部冷热电联供项目美国高通总部冷热电联供项目 由烟气型热泵和燃气轮机组成

11、冷热电联由烟气型热泵和燃气轮机组成冷热电联 供系统供系统 装机容量：装机容量：1 14500kW4500kW 总制冷量：总制冷量：1 14600kW4600kW 余热利用：余热利用：380380烟气烟气 燃机学术交流平台 Q：319151879 典型案例典型案例商业建筑商业建筑 美国美国Orlando迪斯尼乐园冷热电联供项目迪斯尼乐园冷热电联供项目 美国佛罗里德州奥兰多（美国佛罗里德州奥兰多（O Orlandorlando）； 迪斯尼乐园的燃气冷热电联供能源站迪斯尼乐园的燃气冷热电联供能源站； 2 260MW60MW燃气轮机发电装置燃气轮机发电装置； 余热锅炉余热锅炉+ +蒸汽吸收式制冷机蒸汽

12、吸收式制冷机+ +电制冷机电制冷机 烟气烟气/ /水换热器水换热器； 供应游乐园区约供应游乐园区约5km5km2 2 ； ； 所有所有建筑物（含数座五星级宾馆等）的建筑物（含数座五星级宾馆等）的 空调空调制冷制冷、生活热水和部分电力供应、生活热水和部分电力供应； 能源站全年热效率可达能源站全年热效率可达80%80%左右左右； 具有很好的节能和经济效益。具有很好的节能和经济效益。 燃机学术交流平台 Q：319151879 日本日本 在日本，分布式能源系统也得到了大力推广，已经发在日本，分布式能源系统也得到了大力推广，已经发 展成为一项重要的公益事业。由于缺乏能源资源，日本政展成为一项重要的公益事

13、业。由于缺乏能源资源，日本政 府高度重视提高能源的利用效率，府高度重视提高能源的利用效率，1985年日本专门成立年日本专门成立 总能总能(分布能源一体化分布能源一体化)系统研究协会系统研究协会(现改名日本总能中心现改名日本总能中心) 来促进这一新技术的发展。来促进这一新技术的发展。 到到2008年有多达年有多达7800个总能系统投入运行，在个总能系统投入运行，在2010 年分布式能源供能系统达到年分布式能源供能系统达到1000万万kW左右。此外，日本左右。此外，日本 能源贸易工业部能源贸易工业部已已于于2010年发布长期能源规划，强调分年发布长期能源规划，强调分 布式能源和微网系统的发展，规划

14、到布式能源和微网系统的发展，规划到2030年将分布式能年将分布式能 源的发电比重提高到源的发电比重提高到15%以上以上。 燃机学术交流平台 Q：319151879 发展历程发展历程 时间事记 1997年年新能源法中确定热电联产为新能源。新能源法中确定热电联产为新能源。 2005年年制定京都议定书目标计划，确立了热电联产的有效利用和引进分制定京都议定书目标计划，确立了热电联产的有效利用和引进分 散式电源的必要性。散式电源的必要性。 2008年年修改新能源法，将热电联产确立为能源高度利用技术革新，要求修改新能源法，将热电联产确立为能源高度利用技术革新，要求 对推广项目实施补助制度。日本修正节能法，

15、将热电联产列为讨对推广项目实施补助制度。日本修正节能法，将热电联产列为讨 论对象，要求在纸浆、石油化工、钢铁、供热行业、医院、宾馆论对象，要求在纸浆、石油化工、钢铁、供热行业、医院、宾馆 等能耗大行业中推广热电联产技术。等能耗大行业中推广热电联产技术。 2010年年6月月 提出促进引进天然气热电联产系统，计划提出促进引进天然气热电联产系统，计划2020年达到年达到800万万kW， 2030年达到年达到1100万万kW（约占总装机（约占总装机15%）。）。 2010年年8月月 日本提出建设低碳社会的方针，介绍引进热电联供的案例，作为日本提出建设低碳社会的方针，介绍引进热电联供的案例，作为 提高建

16、筑物及区域能源效率的对策。提高建筑物及区域能源效率的对策。 2012年年6月月 组织东日本大地震灾复兴构想会议，提出构筑地区自立型能源系组织东日本大地震灾复兴构想会议，提出构筑地区自立型能源系 统，重点要引进分散式电源，推广灵活节能、以可再生能源、蓄统，重点要引进分散式电源，推广灵活节能、以可再生能源、蓄 电池、燃气为主的热电联供系统，建设智能社区。电池、燃气为主的热电联供系统，建设智能社区。 燃机学术交流平台 Q：319151879 日本分布式能源主要特点：日本分布式能源主要特点： 以天然气为主要燃料、重油次之；以天然气为主要燃料、重油次之； 以燃气轮机为主要动力设备、内燃机次之；以燃气轮机为主要动力设备、内燃机次之； 规模大的项目以燃气轮机为主、小型为内燃机；规模大的项目以燃气轮机为主、小型为内燃机； 燃料成本在不断上升、并网电价趋于下降，更关燃料成本在不断上升、并网电价趋于下降，更关 心总能效率。心总能效率。 燃机学术交流平台 Q：319151879 主要政策法规措施 1 1、政策法规、政策法规