天然气分布式能源系统节能分析王翔飞

天然气分布式能源系统节能分析王翔飞

王翔飞陈磊

王翔飞陈磊

珠海市钰海电力有限公司广东省珠海市519055

摘要：天然气分布式能源的研究工作是我国发展多样化能源配给，促进能源结构合理化的重要内容，我国政府也出台了一系列政策予以大力扶持。本文根据长期工作经验，并结合相关文献资料，对天然气分布式能源在我国的发展现状进行分析和研究，强调了其在智慧能源发展中的重要作用，并对未来的发展方向和发展趋势做了合理的预估，以期对我国天然气分布式能源的科学规划与合理利用提供一定的参考借鉴意义。

关键词：天然气；分布式能源系统；节能

引言

当前，我国工业结构中高耗能产业占比大，能源供给多以一次能源燃煤为主，每年大量的SO2、NOx排入大气中，对生态系统的破坏较大，其中，SO2的排放量已超过环境承载总量的70%，造成了严重的环境污染，并在一定程度上阻碍了我国城镇化的发展。为了优化我国能源产业结构，增强能源转化与分级利用，加快能源战略转型，降低环境污染，国家先后发布了关于天然气分布式能源的若干文件，其中，2013年发布的《发展天然气分布式能源的指导意见》中指出：到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万kW。天然气分布式能源作为新型的能源，其供应理念已逐渐受到社会的广泛关注。

1天然气分布式能源介绍

1.1天然气分布式能源的概念

天然气分布式能源是指布置在用户附近，以天然气为主要燃料带动燃气轮机、微燃机或内燃机等燃气发电设备运行，产生的电力供应用户的电力需求，系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备（余热锅炉或者余热直燃机等）向用户供热、供冷。通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能量的梯级利用。

1.2天然气分布式能源的优点

1.2.1更节能

天然气分布式能源的节能不仅体现在设备或工艺的节能，还是整个供能系统的节能。系统建设在用户侧，有效减少了能量输送过程中的损失。以供电为例，大型电厂远离用户，通过高压输变电网的逐级降压后进入配电网，再分配给低压用户，远距离输电损失一般占到总发电量的5%～10%，配电网中的电能损耗更大。分布式能源有效避免了电力输配损失，先利用高品位能量发电，再利用低品位余热供热或制冷，是能量梯级利用、科学用能的重要手段，且使一次能源综合利用效率和效益大幅度提高，一次能源梯级利用综合效率达75%以上。能量梯级利用原理详见图2。

图2能量梯级利用示意图

1.2.2更经济

与常规锅炉供能系统相比，天然气分布式能源首先利用天然气燃烧生产高品位的电能，又将余热用于供冷供热或工业蒸汽负荷，实现天然气一种能源产出电、冷/热、蒸汽等多项产品，各项产品的累计价值大于常规锅炉系统，创造了更加显著的经济效益。

1.2.3更环保

天然气分布式能源在燃料方面，采用绿色、清洁、可靠、稳定的天然气为燃料，大量减少了烟气中温室气体和其它有害成分；在效率方面，利用能量梯级利用原理，提高综合利用率，既节能又减排。以2013年火电行业发电及供热平均水平为基准线，天然气分布式能源系统CO2绝对排放量约为0.4t/（MW·h），减排量可达0.7t/（MW·h）；NOX绝对排放量约为0.375kg/（MW·h），减排量可达1.61kg/（MW·h）；SO2绝对排放量约为0.102kg/（MW·h），减排量约为1.75kg/（MW·h），具有明显环境效益，降低环境风险。

2我国天然气分布式能源发展现状

2.1缺乏核心技术

由于历史客观原因，我国对燃气发电机组的研究开展时间较晚，技术力量较为薄弱，因此在新技术的研发和信息设备的制造方面明显落后于市场平均水平，这导致我国绝大部分的燃气机组都是从国外引进，外商严格把控核心技术不予转让，这极大的提高了项目的投资成本和后期运营费用，从而对天然气分布式能源的大规模利用构成了明显的负面影响。

2.2盈利能力不足

由于地域环境特点，导致亚太地区的天然气价格普遍较高，这使得天然气发电模式的运行成本高居不下，远远超过普通燃煤发电模式，导致分布式能源项目在市场竞争中一直处于不利地位，相关企业效益较差。这种情况一直到国家下调天然气价格以后才有所改善。

2.3政策保障力度不够

目前我国在天然气分布式能源的项目管理、产业规划、优惠扶持政策、技术标准规范等方面还不完善。加上我国各地区的经济发展水平差异较大，对天然气分布式能源的需求程度也不尽相同，因此具体扶持政策还有待地方政府进一步落实。

3发展环境分析

从政策层面看，我国已明确提出将实施绿色低碳发展战略，并对现有的能源结构做出调整，而其中的重点内容就是逐渐降低煤炭消费比重，扩大天然气利用比重，这显然有利于未来天然气类项目的发展。

从市场机制层面看，我国已经启动天然气价格改革，并最终将实现全面市场化，政府只负责对管路输送部分进行监控。目前我国存量气与增量气价格已经实现并轨，并在上海建立了天然气交易中心，这进一步刺激了工业领域内天然气能源的消费需求，加上国际原油价目前已处在低位且短期内无上涨预期，因此可以预计，未来一段时期内，我国天然气项目的经营成本也将得到有效控制。

从供求关系层面看，目前我国正处于工业化、城镇化加速发展阶段，各地居民住宅区、工业园区、经济开发区的热、冷负荷需求旺盛，而燃煤锅炉热效率低、污染物排放浓度高，发展空间受限。因此通过建设包括天然气分布式能源在内的清洁能源机组实现冷热电联供，以部分替代分散燃煤锅炉，对于促进节能减排，发展绿色能源的产业结构调整时非常有帮助的。

4天然气分布式能源系统节能发展前景

就目前而言，天然气分布式能源系统尚未进行全面普及，但是在实际应用过程中，已经有很多成功的案例，尤其在北上广得到了广泛的应用，并且取得巨大的成功。我国政府结合天然气分布式能源系统发展的实际情况，会出台各种优惠扶持政策，从而为天然气分布式能源系统发展创造良好的环境。天然气分布式能源系统对优化我国能源结构、实现节能减排、建设节约型社会发挥着巨大作用，是我国可持续发展的重要组成部分，同时也是能源技术发展重要的方向，从而实现天然气分布式能源的广泛应用。另外，在实际发展过程中，需要不断引进先进的生产技术，完善技术管理标准，提升燃气利用效率，推进天然气分布式能源系统创新，满足当前社会发展的需要，实现节能减排的目标，促进节约型社会的建设。

结语

综上所述，天然气分布式能源系统具有清洁、高效、环保的特点，实现能源的梯级综合利用，进一步提升天然气利用效率的，减少三废排放，满足当前节约型社会的要求。但是由于中小机组占有很大比例，从而增加了进行节能减排改革的难度。在当前天然气分布式能源系统广泛应用的基础上，可以改变当前能源利用现状，提升了节能减排的效益，最大限度减少二氧化碳的排放，提升节能减排的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]王娅男，田贯三.天然气分布式能源系统节能分析[J].节能，2014（11）：8-11，2.

[2]戴洁，庄晓杰，胡静，黄翔，陈静薇，汤庆合.天然气分布式供能系统的低碳城区能源规划研究：以上海市某商务区为例[J].环境科学与技术，2014（10）：182-188，204.

[3]闫志鹏，蔡云峰，马永贵.天然气分布能源系统节能影响因素的分析[J].能源研究与利用，2013（06）：26-29.