大学精品课件：天然气利用技术5-2(第五章分布式能源).ppt

1、第五章、天然气的能源利用第五章、天然气的能源利用分布式能源天然气高效利用的最佳途径分布式能源天然气高效利用的最佳途径Distributed Energy System一一从从“热电联产热电联产”到到“分布式能源分布式能源”（一）能源终端供应系统的历史回顾（一）能源终端供应系统的历史回顾热电联产热电联产（Cogeneration or CHP）最早：最早：锅炉锅炉汽轮机发电与锅炉直接供热的联合，用背汽轮机发电与锅炉直接供热的联合，用背压蒸汽或低压抽汽用于供热以替代低压锅炉供汽。压蒸汽或低压抽汽用于供热以替代低压锅炉供汽。现在：现在：燃气轮机或者内燃机发电燃气轮机或者内燃机发电-排烟及缸套、润滑油

2、排烟及缸套、润滑油冷却水以各种方式供热。冷却水以各种方式供热。冷热电联产冷热电联产（Trigeneration or CCHP）背压蒸汽或燃机排烟，用吸收制冷生产背压蒸汽或燃机排烟，用吸收制冷生产7 71313的冷的冷水，使供热机组在夏季也有热负荷，提高能源利用效率水，使供热机组在夏季也有热负荷，提高能源利用效率filename.ppt 区域供冷系统的实施，使得建筑不需要再独立设置单体空调室外区域供冷系统的实施，使得建筑不需要再独立设置单体空调室外机、冷却塔等散热设备，能够显著降低热岛效应。据相关资料机、冷却塔等散热设备，能够显著降低热岛效应。据相关资料估算，区域供冷系统能够降低热岛强度约估算

3、，区域供冷系统能够降低热岛强度约1.5-2.51.5-2.5，满足，满足绿绿色建筑评价标准色建筑评价标准(GB/T 50378-2006)(GB/T 50378-2006)对热岛强度的要求。对热岛强度的要求。区域供冷系统区域供冷系统（一）能源终端供应系统的历史回顾（一）能源终端供应系统的历史回顾区域集中供冷系统区域集中供冷系统（District Cooling System,DCS）利用集中设置的大型冷冻机组向一定的范围内（约利用集中设置的大型冷冻机组向一定的范围内（约1.51.5公里）提供低温循环冷水的供冷系统。公里）提供低温循环冷水的供冷系统。大机组效率高、占地和人员少；节省一次投资、运大

4、机组效率高、占地和人员少；节省一次投资、运行费用，提高能源利用效率。行费用，提高能源利用效率。目前最大的区域集中供冷系统规模已达目前最大的区域集中供冷系统规模已达1010万万RTRT（冷吨）（冷吨）（一）能源终端供应系统的历史回顾（一）能源终端供应系统的历史回顾分散式电源系统分散式电源系统Decentralized Electricity System,DES “分散式分散式”是对应于集中式的大电站和大电网而言的是对应于集中式的大电站和大电网而言的；主要目标是；主要目标是缓解电网压力，保障供电安全，节省输电缓解电网压力，保障供电安全，节省输电设施投资、损耗和运行费用设施投资、损耗和运行费用的效

5、益；是新一代电力系统的效益；是新一代电力系统的发展方向。的发展方向。19991999年台中大地震，年台中大地震，20002000年美、加东部大停电等事年美、加东部大停电等事件之后对于过于集中的大供电系统的反思件之后对于过于集中的大供电系统的反思 区域能源：区域能源：区域供暖、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统区域供暖、区域供冷、区域供电以及解决区域能源需求的能源系统和它们的集成系统称为区域能源。可指：行政划分的城市和城区；和它们的集成系统称为区域能源。可指：行政划分的城市和城区；也可是一个居住小区或一个建筑群；还可是特指的开发区、园区等也可是一个居住小区或一个建筑群；还可是特指的

6、开发区、园区等。能源系统可以是锅炉房供热系统；冷水机组系统；热电厂系统；。能源系统可以是锅炉房供热系统；冷水机组系统；热电厂系统；冷热电联供系统；热泵供能系统等。冷热电联供系统；热泵供能系统等。用于人类生产和生活的能源在一个特指的区域内得到科学的、合理用于人类生产和生活的能源在一个特指的区域内得到科学的、合理的、综合的、集成的应用，完成能源生产、供应、输配、使用和排的、综合的、集成的应用，完成能源生产、供应、输配、使用和排放全过程，称之为区域能源。放全过程，称之为区域能源。（一）能源终端供应系统的历史回顾（一）能源终端供应系统的历史回顾l 区域能源以它对区域内各种能源用户需求，综合、集成分区域

7、能源以它对区域内各种能源用户需求，综合、集成分析，将各种负荷，错时、错峰及不同入住率同时考虑以降析，将各种负荷，错时、错峰及不同入住率同时考虑以降低能源系统的装机容量，增加系统的运行时间和能源综合低能源系统的装机容量，增加系统的运行时间和能源综合利用率，达到节能减排效果。利用率，达到节能减排效果。l 经验证明，建立区域能源能源系统是减少二氧化碳排放不经验证明，建立区域能源能源系统是减少二氧化碳排放不可或缺的方法。可或缺的方法。（一）能源终端供应系统的历史回顾（一）能源终端供应系统的历史回顾（二）从（二）从“联产联产”到到“联供联供”联产联产-Cogeneratoin or Trigenerat

8、ion 侧重于提高侧重于提高一次能源转换效率一次能源转换效率-通过通过“联合生产联合生产”不同品位的二次能源：功和热或冷来实现不同品位的二次能源：功和热或冷来实现（Production)联供联供-Combined Energy Supply 着眼于提高着眼于提高终端能源供应的效率终端能源供应的效率-一次能源经过各一次能源经过各种转换方式组合，最经济、高效地提供用户所需要的空种转换方式组合，最经济、高效地提供用户所需要的空调、采暖、生活热水、蒸汽等各种终端能源服务调、采暖、生活热水、蒸汽等各种终端能源服务(Supply)The two concepts are greatly different

9、!10分布式能源站简介分布式能源站简介:联供模式联供模式Distributed Energy system:Cogeneration ModeElectricity电能电能Steam 蒸汽蒸汽+生活热水生活热水Direct Heat直接加热直接加热或制冷或制冷Boilers 锅炉锅炉Gas TurbineGeneratorFuel 燃料燃料燃气轮机发电机燃气轮机发电机11（二）从（二）从“联产联产”到到“联供联供”Cogeneration VS Combined Energy Supply System从从“联产联产”到到“联供联供”，从电全部上网到，从电全部上网到“就地直供就地直供”，是第二

10、代能源供应系统的重大发展！是第二代能源供应系统的重大发展！From“Cogeneration”to“Combined Energy Supply”,From“All through grid company”to“directly supply”从为提高发电效率而从为提高发电效率而“尽量利用余热尽量利用余热”到到“就地组合优化协就地组合优化协同供应同供应”（二）从（二）从“联产联产”到到“联供联供”“联供联供”-DES/CCHP与与“联产联产”-CHP区别的区别的关键：关键：the different between DES and CHP:directly supply VS through

11、 grid company 电力内部直供电力内部直供 VS VS 上网售给电网公司上网售给电网公司优越性优越性 Advantages：更高的能源利用效率更高的能源利用效率-更多用户类型、更大区域；更多用户类型、更大区域；节省电网投资、运行费和损失；节省电网投资、运行费和损失；提高汽、热、冷的生产提高汽、热、冷的生产-供应系统的效率和经济性；供应系统的效率和经济性；（三）第二代能源供应系统（三）第二代能源供应系统The Second Generation Energy Supply system 核心核心-分布式冷热电联供能源系统（分布式冷热电联供能源系统（DES/CCHP）：）：通过各种一次能

12、源转换技术的集成运用，同时满足用通过各种一次能源转换技术的集成运用，同时满足用户对电、冷、热、汽多种终端能量供应需求。实现对能源户对电、冷、热、汽多种终端能量供应需求。实现对能源的最经济的、环境友好的梯级利用和高效利用。的最经济的、环境友好的梯级利用和高效利用。15（三）第二代能源供应系统（三）第二代能源供应系统分布式冷热电联供能源系统分布式冷热电联供能源系统（Distributed Energy System/Combined Cold Heat Power）1 1、一次能源经过各种转换方式组合、一次能源经过各种转换方式组合（包括燃机（包括燃机-燃气空调，燃气空调，电压缩制冷，各种水电压缩制

13、冷，各种水/地源热泵制冷地源热泵制冷/采暖等等）采暖等等），最经济、最最经济、最高效率地，直接高效率地，直接向用户提供所需要的空调冷水、采暖热水、生向用户提供所需要的空调冷水、采暖热水、生活热水、蒸汽等终端能源服务的系统。活热水、蒸汽等终端能源服务的系统。（三）第二代能源供应系统（三）第二代能源供应系统分布式冷热电联供能源系统分布式冷热电联供能源系统（Distributed Energy System/Combined Cold Heat Power）2 2、超越了、超越了“特定规模、形式的特定规模、形式的CCHP组合组合适应于特定适应于特定的用户的用户”的局限；以的局限；以经济、高效直接经济

14、、高效直接提供各种冷、热提供各种冷、热、汽、电等终端能源服务、汽、电等终端能源服务为目标，构成最优组合为目标，构成最优组合3 3、关键的不同是：、关键的不同是：从联产到联供，电力直供从联产到联供，电力直供The Key concept:“Cogeneration”/“Combined Direct Supply”，18分布式能源是天然气最佳利用途径分布式能源是天然气最佳利用途径DES is the best way to use Naturla gasn冷热电联供，能源利用效率可达冷热电联供，能源利用效率可达7080%Highest Energy Efficiencyn节约社会资源，缓解能源对

15、经济发展的压力节约社会资源，缓解能源对经济发展的压力Save Resources,promote economy developingn终端用户经济负担大大减轻终端用户经济负担大大减轻Beneficial to usersn输变电损耗极小输变电损耗极小，可显著降低对大电网的依赖性，可显著降低对大电网的依赖性(全世界的线损相当于德国的全国用电量，中国线损相当全世界的线损相当于德国的全国用电量，中国线损相当3个三峡，以个三峡，以8%计计)n有与电网配合调峰的功能有与电网配合调峰的功能（二）从（二）从“联产联产”到到“联供联供”Cogeneration VS Combined Energy Supp

16、ly System分布式冷热电联供能源系统（分布式冷热电联供能源系统（DES/CCHP）经济的直供范围：经济的直供范围：电：电：10kV,12公里公里空调冷水：空调冷水：11.6公里公里1 MPa 蒸汽：蒸汽：1-2公里公里60左右采暖和生活热水：左右采暖和生活热水：45公里公里相应的最大经济供应范围：相应的最大经济供应范围：612平方公里平方公里大型分布式冷热电联供能源大型分布式冷热电联供能源VS联合循环电站联合循环电站Advantage of large scope DES/CCHP项目项目 联合循环电站：联合循环电站：大型城区或工业大型城区或工业DES/CCHP：规模规模 500-100

17、0MW，100-300MW，运行时间运行时间 4000h/a,5000-6000h/a，效率效率 55-60%；70-80%；单位投资单位投资 4000元元/kW;4000-4500元元/kW;（另有电网投资（另有电网投资5000元元/kW）DES/CCHP的核心特征是集的核心特征是集冷热电在负荷中心就地直供冷热电在负荷中心就地直供实实现最高能效，因而必须建设在冷、热、汽、电现最高能效，因而必须建设在冷、热、汽、电负荷中心。负荷中心。能源：能源：化石能源、可再生能源、工业余热均可；化石能源、可再生能源、工业余热均可；转换：转换：燃燃气轮机、内燃机、燃料电池、锅炉；气轮机、内燃机、燃料电池、锅炉

18、；终端供应技术：终端供应技术：直接直接换热、热泵、吸收或压缩制冷。换热、热泵、吸收或压缩制冷。（三）第二代能源供应系统（三）第二代能源供应系统（三）第二代能源供应系统（三）第二代能源供应系统l 技术关键：技术关键：从一次能源到终端用户全面考虑，从一次能源到终端用户全面考虑，把发电、供蒸汽以及供应建筑物把发电、供蒸汽以及供应建筑物和生活用的冷、暖、热水集成为一个和生活用的冷、暖、热水集成为一个“总能源系统总能源系统”；科学用能，科学用能，“高热高用、低热低用，温度对口、梯级利用高热高用、低热低用，温度对口、梯级利用”安排多个冷热电汽终端用户安排多个冷热电汽终端用户的最优组合的最优组合需较大系统规

19、模，以便采用高效率需较大系统规模，以便采用高效率的机组的机组，多台并联灵活，使系，多台并联灵活，使系统效率最高统效率最高二二分布式能源站技术在国内外进展分布式能源站技术在国内外进展n美国分布式能源站进展美国分布式能源站进展(In U.S.)1978年开始小型热电联产（年开始小型热电联产（CHP）F 目前正走向小型冷热电联供（目前正走向小型冷热电联供（CCHP）F 现有现有6000多个，包括多个，包括200个大学校园个大学校园华盛顿水门饭华盛顿水门饭店安装了土星店安装了土星热电冷系统热电冷系统 分布式能源站技术在国内外进展分布式能源站技术在国内外进展Water Gate Hotel in Was

20、hington25美国商用建筑能耗情况美国商用建筑能耗情况 Commercial Building in U.S.商用建筑采用商用建筑采用CCHP后节后节 能能46%。现在美国有现在美国有4%建筑利用建筑利用 CCHP，若达到，若达到8%则可减则可减 排排30%二氧化碳。二氧化碳。分布式能源站技术在国内外进展分布式能源站技术在国内外进展26Opryland 酒店的酒店的CCHP 设施设施Typical Steam Absorption Chillers for Large Hotel in USA27微型燃机微型燃机吸收式冷水机组吸收式冷水机组固体吸附新风去湿机组固体吸附新风去湿机组天然气天然

21、气215kW215kW发电发电59kW59kW320320烟气烟气150kW150kW空调冷冻水空调冷冻水63kW63kW115115烟气烟气40kW40kW送风送风去湿后的新鲜空去湿后的新鲜空气气排空排空27kW27kW基本表现形式实物图基本表现形式实物图能量利用率高达能量利用率高达84.5%84.5%分布式能源站技术在国内外进展分布式能源站技术在国内外进展Progress of DES abroad28美国冷热电联产进展美国冷热电联产进展 2010年：年：20%新建商用、写字楼类建筑物使用新建商用、写字楼类建筑物使用CCHP 5%现有商用、写字楼类建筑物使用现有商用、写字楼类建筑物使用CC

22、HP 25%的美国能源部的美国能源部CHP项目用户使用项目用户使用CCHP 2020年：年：50%新建商用、写字楼类建筑采用新建商用、写字楼类建筑采用CCHP 15%现有商用、写字楼类建筑采用现有商用、写字楼类建筑采用CCHP 康州哈特福德市百货公司楼顶的康州哈特福德市百货公司楼顶的SolarSolar热电冷系统热电冷系统 29日本日本 DWS/CCHP 快速发展统计快速发展统计 30A DES in Osaka Airport31A DES in Osaka Airport(Flow sheet)分布式能源与集中供冷分布式能源与集中供冷结合效益更好结合效益更好32A DES in Yokoh

23、ama MM21分布式能源与集中供冷分布式能源与集中供冷结合效益更好结合效益更好33日本东京箱崎区域供冷项目34 日本建筑物冷热电联供的形式（至日本建筑物冷热电联供的形式（至2003年初）年初）DES profile in Japan at 2003 安装项目数安装项目数总装机容量总装机容量（MW）平均装机容量平均装机容量（kW）燃气轮机燃气轮机299327.91097燃气燃气内燃机内燃机2351485.7207内燃机内燃机1912615.63222007年年3月已月已7359座（座（1999年仅年仅142座）座）35A DES in Kuala Lumpur分布式能源与集中供冷分布式能源与集

24、中供冷结合效益更好结合效益更好36 英国英国2000年新年新CCHP项目共项目共1536个个,总装机容量达到总装机容量达到4.76GW;计划到计划到2010年达到年达到10GW，增加一倍。英国已禁止建设单纯的天然气联合，增加一倍。英国已禁止建设单纯的天然气联合循环发电项目。循环发电项目。节约能源节约能源20%以上，全国累计以上，全国累计:6.5亿英镑亿英镑/年年 CO2排放仅为普通电厂排放仅为普通电厂1/4，SO2可忽略不计可忽略不计 大功率大功率UPS，政府、军事基地等带头采用，政府、军事基地等带头采用 白厅白厅CHP计划、唐宁街计划、唐宁街10号区域供热号区域供热 白金汉宫分布式能源站白金

25、汉宫分布式能源站 部分军事基地分布式能源站计划部分军事基地分布式能源站计划分布式能源站在英国分布式能源站在英国 Progress of DES in U.K.37法国法国Dalkea在欧洲经营在欧洲经营200多个分布式能源站多个分布式能源站荷兰一公司在欧洲经营分布式能源站荷兰一公司在欧洲经营分布式能源站1000多个多个欧洲各国普遍重视通过提高能源利用效率、发展可再生欧洲各国普遍重视通过提高能源利用效率、发展可再生能源来保护环境。发达国家能源利用效率能源来保护环境。发达国家能源利用效率50%以上，以上，DES/CCHP对此有重大贡献。对此有重大贡献。丹麦和荷兰全国丹麦和荷兰全国40以上的电力来自

26、联产系统。以上的电力来自联产系统。分布式能源站在欧洲分布式能源站在欧洲 Progress of DES in EU第二代能源供应系统第二代能源供应系统分布式能源分布式能源问题和挑战：问题和挑战：Problems,Challenge and Strategy 1、超越法人范围供应和销售电、热、冷、汽、超越法人范围供应和销售电、热、冷、汽 Supply energy service to multi-client2、更复杂的金融投资、税收、价格监管、运营管理关系、更复杂的金融投资、税收、价格监管、运营管理关系 Complicated relation of finance,tax,price,ma

27、rketing 3、选择最经济的范围和用户群组合、选择最经济的范围和用户群组合 Choose and organize client group and scope 第二代能源供应系统第二代能源供应系统分布式能源分布式能源问题和挑战：问题和挑战：Problems,Challenge and Strategy 4、满足各种电、热、冷、汽负荷需求的最优组合设计、满足各种电、热、冷、汽负荷需求的最优组合设计5、在各种变化条件下都、在各种变化条件下都保持最经济、最高效率运营保持最经济、最高效率运营 Optimum design and operation6、高的天然气供气压力，大的电网备用和支持容量高

28、的天然气供气压力，大的电网备用和支持容量 Higher NG pressure,larger grid standby voleum7、大型、成套设备制造、供货、大型、成套设备制造、供货 Equipment manufactory and supply 8、现代化能源服务企业优化运营、管理系统、现代化能源服务企业优化运营、管理系统 Modern energy service marketing system三三中国发展第二代分布式能源的需要和条件中国发展第二代分布式能源的需要和条件The necessity and condition for China to develop second g

29、eneration DES/CCHP 41中国天然气产业链特点对消费结构影响的两难中国天然气产业链特点对消费结构影响的两难Dilemma in Planning Chinese NG users Profile燃气轮机联合循环电站难以与煤电竞争燃气轮机联合循环电站难以与煤电竞争能源以煤为主，劳动力成本低廉使等热值煤与天然气能源以煤为主，劳动力成本低廉使等热值煤与天然气的比价在的比价在0.30.3到到0.50.5左右左右,远低于发达国家；远低于发达国家；国际上与国际上与LNGLNG项目配套的燃气轮机电站与电网公司都有项目配套的燃气轮机电站与电网公司都有保底上网电价协议，中国迄今尚无。保底上网电价

30、协议，中国迄今尚无。中国天然气产业链特点对消费结构影响的两难中国天然气产业链特点对消费结构影响的两难42城市燃气在使用时间上和空间上都比较分散，用量有限，城市燃气在使用时间上和空间上都比较分散，用量有限，不足以作为项目的主要用户不足以作为项目的主要用户；Town gas market is very limited迄今燃气普及率迄今燃气普及率35.3%,（包括（包括LPG 1700万吨万吨/年年);其余其余2/3城市和农城市和农村开拓燃气市场投入大、时间长，总量有限；村开拓燃气市场投入大、时间长，总量有限；天然气化工利用只能在气田附近；天然气化工利用只能在气田附近；工业用户关键在于价格承受能力

31、。工业用户关键在于价格承受能力。Gas Price is too high for chemical&industry users中国天然气产业链特点对消费结构影响的两难中国天然气产业链特点对消费结构影响的两难43分布式能源是解决电力问题的最有效手段分布式能源是解决电力问题的最有效手段DES is the best way to solve electricity impactn 我国我国22个省缺电。错峰削峰成为缓解目前电力紧张局个省缺电。错峰削峰成为缓解目前电力紧张局面的最经济、快捷的途径面的最经济、快捷的途径n 分布式能源：建在负荷中心分布式能源：建在负荷中心 既发电直供又联产冷、热，双

32、倍减少电网峰荷；既发电直供又联产冷、热，双倍减少电网峰荷；蓄冷技术应用削峰填谷蓄冷技术应用削峰填谷44 中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由 迄今在中国的总能耗中，工业和商住建筑物耗能占迄今在中国的总能耗中，工业和商住建筑物耗能占80%-85%，交通能耗仅占，交通能耗仅占10%多（美国交通能耗占多（美国交通能耗占40%）。随着中国工业化和城镇化的完成，中国终端耗能分布也。随着中国工业化和城镇化的完成，中国终端耗能分布也将逐渐变化：工业耗能比率将渐渐回落，交通和商住耗能将逐渐变化：工业耗能比率将渐渐回落，交通和商住耗能比率增加。工业和商住耗能之中，

33、大部分都是低品位的热比率增加。工业和商住耗能之中，大部分都是低品位的热能。能。中国建筑物能源需求的特点中国建筑物能源需求的特点The Feature of Building Energy Demand in China1 1、人口稠密，居住集中；、人口稠密，居住集中；Centralized Population2 2、随着人民生活水平提高，空调负荷迅速增加；、随着人民生活水平提高，空调负荷迅速增加；3 3、生活热水需求快速上升；、生活热水需求快速上升；Increased hot water demand4 4、越来越多集中于住宅小区；、越来越多集中于住宅小区；Commercialized di

34、strict5 5、住宅与商业、办公建筑交织。、住宅与商业、办公建筑交织。With Commercial Bul.具有建设大型具有建设大型DCS/DES的好条件的好条件中国建筑物能源需求的特点中国建筑物能源需求的特点The Feature of Building Energy Demand in China暖通空调暖通空调 热水供应热水供应 电气电气 炊事炊事 65 15 14 6%80%属于低品位能量，目前多半采用燃料和电力，属于低品位能量，目前多半采用燃料和电力，“高质低用高质低用”，属于浪费。，属于浪费。CCHP可以使能源梯级利用。可以使能源梯级利用。中国能耗首位的炼油、石化行业，终端能

35、耗热中国能耗首位的炼油、石化行业，终端能耗热/电比在电比在5以上。以上。47目前我国建筑物用能的第二定律目前我国建筑物用能的第二定律(佣佣)分析分析能耗构成能耗构成采暖通风空调采暖通风空调热水供应热水供应比重比重6515采暖采暖 空调空调温度温度C18/-10 25/3540/10能级系数能级系数0.0962 0.03360.0340.117热源热源/1MPa汽汽 小锅炉小锅炉 电电 /0.329 /1.0 COP 4.0 电、燃气电、燃气佣效率佣效率,%26.3 9.62 13.43411.0%48目前我国建筑物用能的第二定律目前我国建筑物用能的第二定律(佣佣)分析分析n能耗构成采暖通风空调

36、热水供应n比重6515n采暖空调n温度C18/-10 25/3540/10n能级系数0.0962 0.03360.034 0.117n热源n/1MPa汽小锅炉电n/0.329/1.0 COP 4.0 电、燃气n佣效率,%26.3 9.62 13.434 11.0%49中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由 未来未来20年中国低碳能源发展的最主要途径应是发展天年中国低碳能源发展的最主要途径应是发展天然气然气DES/CCHP替代煤。理由：替代煤。理由：1、天然气冷热电联供能源系统（、天然气冷热电联供能源系统（DES/CCHP）的能源利）的能源利用效率是

37、传统燃煤技术的用效率是传统燃煤技术的2倍。天然气占一次能源的比率，倍。天然气占一次能源的比率，世界平均是世界平均是24%，而中国则不到，而中国则不到4%，这是中国的能源利用，这是中国的能源利用效率低于世界平均效率低于世界平均13个百分点的主要原因。如果采用个百分点的主要原因。如果采用DES/CCHP把天然气在一次能源中的比率提高到把天然气在一次能源中的比率提高到15-20%，可使中国能效提高到世界平均水平。可使中国能效提高到世界平均水平。50中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由2、天然气、天然气DES/CCHP的的CO2排放仅为煤的排放仅为煤的1

38、/4，碳减排的成，碳减排的成本远远低于煤的本远远低于煤的CCS（Carbon Capture and Storage）。）。3、未来、未来10年，在进口管输天然气和年，在进口管输天然气和LNG占一定比率、但价占一定比率、但价格较高的情况下，单纯以高价格的天然气替代煤供热和发格较高的情况下，单纯以高价格的天然气替代煤供热和发电，用户都难以承受。天然气电，用户都难以承受。天然气DES/CCHP因其高利用效率因其高利用效率，可使终端供电、冷、热水、蒸汽的成本大幅度降低，原，可使终端供电、冷、热水、蒸汽的成本大幅度降低，原来烧煤的用户能够承担。所以这是未来来烧煤的用户能够承担。所以这是未来10-20年

39、中国实现低年中国实现低碳工业化和城镇化的唯一出路和战略保障。碳工业化和城镇化的唯一出路和战略保障。51中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由中国发展分布式能源用于工业和商住能源的理由 4、中国正在短短的几十年内为实现工业化和城市化而集中、中国正在短短的几十年内为实现工业化和城市化而集中建设一大批新城镇和新工业园区，人口众多而且密集、土建设一大批新城镇和新工业园区，人口众多而且密集、土地稀缺的中国，城市工业区、商业中心、居住区的布局和地稀缺的中国，城市工业区、商业中心、居住区的布局和模式也与西方大不相同。在西方，这三种功能区在空间上模式也与西方大不相同。在西方，这三种功能区在空间上是相互分离

40、的，能源供应不能集成。而在中国，三者功能是相互分离的，能源供应不能集成。而在中国，三者功能区在空间上布置非常紧凑，相对集中，三者的不同终端需区在空间上布置非常紧凑，相对集中，三者的不同终端需求可以集成互补。求可以集成互补。52第二代城市能源供应系统在建筑中的几种类型第二代城市能源供应系统在建筑中的几种类型1 1、城区商业中心、城区商业中心 Commercial Center in downtown用能特点：用电、用冷负荷都非常集中。分布式能源用能特点：用电、用冷负荷都非常集中。分布式能源站夏季以集中供冷为主，供冷时间长，单位面积负荷大，站夏季以集中供冷为主，供冷时间长，单位面积负荷大，冷负荷主

41、要为内部负荷，冬季供暖时间也长。冷负荷主要为内部负荷，冬季供暖时间也长。商业中心电价高。采用分布式能源站经济效益极好；商业中心电价高。采用分布式能源站经济效益极好；热水可以供应附近的民居，用量极大。热水可以供应附近的民居，用量极大。532 2、公用事业、公用事业-机场、医院、大学、机关机场、医院、大学、机关Public:Airport,Hospital,University,Administration 特点特点：组织性非常强，机构统一，便于集中控制和：组织性非常强，机构统一，便于集中控制和管理，是未来分布式能源站发展的一个亮点。管理，是未来分布式能源站发展的一个亮点。能耗能耗：夏季以空调制冷

42、为主、伴有部分蒸汽和生活：夏季以空调制冷为主、伴有部分蒸汽和生活热水需求，空调能耗季节性较强，全年供冷时间较商业热水需求，空调能耗季节性较强，全年供冷时间较商业中心短。冬季供暖时间比居民长。中心短。冬季供暖时间比居民长。543 3、新开发的城区和新规划的城市、新开发的城区和新规划的城市New developing city district&estate 能源结构调整的要求能源结构调整的要求：新开发的城镇过程不：新开发的城镇过程不应当走烧煤污染或低效率单烧液化天然气的老应当走烧煤污染或低效率单烧液化天然气的老路，也不应当采用分体式空调或窗式空调。路，也不应当采用分体式空调或窗式空调。效益效益：

43、热电冷三联供技术能够产生良好的经：热电冷三联供技术能够产生良好的经济效益，对环境保护、能源结构优化也能够产济效益，对环境保护、能源结构优化也能够产生积极的作用。生积极的作用。55第二代城市工业能源供应系统的几种类型第二代城市工业能源供应系统的几种类型n 大型过程工业和园区大型过程工业和园区：冶金、化工、炼油、食品、造纸冶金、化工、炼油、食品、造纸 Large Process Industry&Industry Campusn 离散制造业工业园区离散制造业工业园区（电子、家电、轻工）（电子、家电、轻工）Discrete Industry Campusn 原来的小型原来的小型柴油机和燃气轮机电站改

44、造柴油机和燃气轮机电站改造为冷热电联供为冷热电联供n 现有现有城区内的工业烧煤的热电联产的机组改造城区内的工业烧煤的热电联产的机组改造 Retrofit of Oil burning generation and coal CHP generation56当代中国条件下当代中国条件下DES/CCHPDES/CCHP的特点的特点Features of present DES/CCHP in Chinan 国际能源署国际能源署(IEA)建议：建议：与美、欧、日目前的与美、欧、日目前的DES不同，不同，n 在电力负荷中心建设较大规模的、冷热、电多联供在电力负荷中心建设较大规模的、冷热、电多联供的分布

45、式能源系统；用户类型：的分布式能源系统；用户类型：I I、离散和、离散和/或过程工业（园区）或过程工业（园区）IIII、集中的商业、集中的商业/民居建筑民居建筑57中国需要一批大型分布式冷热电联供系统中国需要一批大型分布式冷热电联供系统China needs a lot of large scope DESn 在中国的大、中城市，建设一批在中国的大、中城市，建设一批50300MW的的DESn 解决联合循环电站缺乏竞争力问题解决联合循环电站缺乏竞争力问题n 解决工业用天然气做锅炉和加热炉燃料承受能力问题解决工业用天然气做锅炉和加热炉燃料承受能力问题n 前提条件：城建、电力、天然气统筹规划前提条件

46、：城建、电力、天然气统筹规划 产业发展、工业节能、生态环境统筹规划产业发展、工业节能、生态环境统筹规划 四四分布式能源系统近年来在广东的发展分布式能源系统近年来在广东的发展Development of DES in Guangdong59广州煤气公司管网计划广州煤气公司管网计划来气：来气：7MPa中压干线：中压干线：4 MPa低压管网：低压管网：10.2 MPa广州大学城广州大学城大型案例大型案例1:广州广州大学城分布式能源站大学城分布式能源站Example 1:DES in GZ University city60l大学城一期（大学城一期（20072007年前）年前）1818平方公里，平方公

47、里，2525万人。万人。截止截止20052005年底年底1212万学生。万学生。l大学城二期大学城二期4343平方公里，平方公里，3030余万人余万人l中等城市规模，中等城市规模，全国最大大学城。全国最大大学城。大学城项目意义及广州市政建设意义大学城项目意义及广州市政建设意义0123456789101112130.30.40.50.60.70.80.91.0 月平均月平均月份月份大学城能源需求特点大学城能源需求特点广东典型用电年负荷曲线广东典型用电年负荷曲线048121620240.40.60.81.0 时间(小时)时间(小时)典型用电日负荷典型用电日负荷夏季夏季冬季冬季广东典型用电日负荷曲线

48、广东典型用电日负荷曲线大学城能源需求特点大学城能源需求特点63大学城区域能源供应系统规划大学城区域能源供应系统规划n 天然气分布式能源系统，同时提供电力、空调冷冻水、天然气分布式能源系统，同时提供电力、空调冷冻水、生活热水服务（生活热水服务（DES/CCHPDES/CCHP）；）；n 按照用能特点，采用燃气按照用能特点，采用燃气蒸汽联合循环蒸汽联合循环抽汽制冷的抽汽制冷的系统配置方案；系统配置方案；n 4 4个共个共1111万冷吨区域集中供冷站（电制冷蒸汽吸收制冷万冷吨区域集中供冷站（电制冷蒸汽吸收制冷冰蓄冷系统）冰蓄冷系统）Max L=1.6 kmMax L=1.6 km；n 生活热水以余热

49、锅炉低温烟气为主要驱动热源，低压抽生活热水以余热锅炉低温烟气为主要驱动热源，低压抽汽辅助。汽辅助。64规划容量规划容量150MW150MW，采用燃气，采用燃气蒸汽联合循环系统；部分蒸汽联合循环系统；部分抽汽吸收制冷、部分压缩制冷，烟气制热水。抽汽吸收制冷、部分压缩制冷，烟气制热水。较大的运行可调性和灵活性，解决季节、昼夜和假期三个较大的运行可调性和灵活性，解决季节、昼夜和假期三个不平衡问题。不平衡问题。设计工况下能源利用效率可以高达设计工况下能源利用效率可以高达8080以上。以上。与电制冷和冰蓄冷系统运行配合。与电制冷和冰蓄冷系统运行配合。暑假期间可以作为调峰电站发电上网，缓解广州夏季用电暑假

50、期间可以作为调峰电站发电上网，缓解广州夏季用电紧张局面紧张局面。大型案例大型案例1:广州广州大学城分布式能源站大学城分布式能源站65大学城区域能源站系统图大学城区域能源站系统图 Flow sheet of UVGZ DES66 能源站区内供电功率估算能源站区内供电功率估算 Electricity Balance 67423四个集中供冷站分布四个集中供冷站分布Location of 4 DCS68-200000200004000060000800001000001200001400001357911131517192123时间RT冰槽释冷主机供冷主机蓄冷基本负荷设计日冰蓄冷空调系统运行策略设计日