第一篇:中国分布式能源发展对策与展望-国家能源分布式能源技术研发
中国分布式能源发展对策与展望
一、国际分布式能源发展现状与经验借鉴
(一)概述
分布式能源的概念起源于国外,西方发达国家早在30年前就开始探讨如何解决电网安全、能源高效利用等问题。美国电力公司最早起用DG(Distributed Generation)的概念,主要指分散在用户端的小型发电设备,被视为一种保障电力安全的手段。随着科技的进步,欧洲国家引入风能、太阳能、地热能以及生物质能等可再生能源技术,将分布式能源的概念做出了延伸,向DER(Distributed Energy Resources)转变,强调多能源互补的网络化资源利用系统。而在日本,更重视ES(Energy Storage)的概念,强调电热冷的蓄能技术,与分布式能源配套运行,自成体系成为一种经营模式。
在政府的引导和鼓励下,欧美日等发达国家的分布式能源发展迅猛,政府通过优惠政策、统筹规划、技术支持以及制定合理的价格机制和并网标准,不断提高分布式能源在整个能源系统中的比重,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%。
(二)主要国家分布式能源发展分析
1、美国分布式能源发展分析
分布式能源系统的发展最早起源于美国,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。1978年美国开始提倡发展小型热电联产,提高能源利用效率。1999年,美国提出大力推广应用分布式能源系统,并计划到2020年达到50%以上的新建商业设施和大学设施采用分布式供能系统,同时15%的现有建筑改用冷热电三联供。目前美国已经有6000多座分布式能源站,仅大学校园就有200多个采用分布式能源站供能,大多数以天然气为燃料,其中30所冷热电厂装机容量超过10MW,生产的电力不仅满足学校使用,还将剩余电力送入电网。2001年,美国政府颁布了IEEE_P1547/D08“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”,并通过了有关的法令让分布式发电系统并网运行,并在2001年7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优惠政策。根据EIA《美国2011能源展望》指出,2011到2035年,美国将在分布式能源和建筑节能方面新增110亿美元的投资,预计2010年~2020年间将增加9500万kW分布式能源发电项目,届时将分布式能源的比重提高到28%左右。
2、欧洲分布式能源发展分析
在欧盟,德国、荷兰等国的分布式能源系统发展水平均已居世界领先水平,各国政府都在免税、补贴以及电力发展指南方面开展研究,纷纷出台刺激热电联产热负荷增长的措施,积极支持和鼓励分布式能源的发展。同时,欧盟要求各成员国在电网系统和税率上支持分布式能源,尽可能为高效小型分布式机组并网提供方便,并批准了强制购买热电联供和可再生能源发电的政策。
欧盟分布式能源的发展以天然气为主要燃料,但与可再生能源发展紧密结合,如德国、意大利对光伏装机进行大规模的财政补贴,利用安装在屋顶的太阳能光伏发电系统,实现零排放。法国对热电联产投资给予15%的政策补贴。英国同样也通过能源效率最佳方案计划来促进分布式能源系统的发展,目前包括英国女王的白金汉宫和首相的唐宁街10号官邸都采用了燃气轮机分布式能源站。
3、日本分布式能源发展分析
在日本,分布式能源系统已发展成为一项重要的公益事业,由于缺乏能源资源,政府高度重视提高能源的利用效率。目前日本国内均在大力发展分布式能源系统,微型燃气轮机、燃料电池、太阳能发电等技术发展较快。1986年日本通产省发布了《并网技术要求指导方针》,是分布式能源系统并网可以实现合法化,1995年日本更改了《电力法》,并进一步修改了《并网技术要求指导方针》,保障了分布式能源系统的多余能量可以送入电网,并要求供电公司对分布式能源系统提供电力保障,并规定了热电联产的上网电价高于火电上网电价。
4、丹麦分布式能源发展分析
丹麦是目前世界上分布式能源推广力度最大的国家,分布式能源在丹麦全国能源系统中的比重接近60%。由于大力推广分布式能源的发展,丹麦的废气排放量已经大大降低,近30年来,丹麦国民生产总值翻了一番,但能源消耗只增长了7%,污染排放下降13%,创造了“减排和经济繁荣并不矛盾”的“丹麦模式”。
在推广分布式能源发展方面,丹麦政府主要依赖法律和政策手段,出台《供热法》和《电力供应法》等法律法规,明确提出对分布式能源给予鼓励和支持,制定分布式能源建设的补偿和优惠贷款政策。如供热小区中,对热电工程给予信贷优惠;对天然气热电站,给予30%的无息贷款和较为优惠的电价补贴。
(三)国际分布式能源发展经验分析
从上世纪70年代分布式能源从美国发展起步开始,经过40多年的大力推广,从目前的发展效果来看,分布式能源在节能减排上切切实实发挥了很大的作用,各国在分布式能源发展方面也积累了不少经验,反映了分布式能源在世界范围内大发展的历史趋势,是全球能源与环境可持续发展的要求,也是分布式能源自身特点所决定的。
1、构建法律政策体系、促进行业健康发展
总结各国发展经验,促进分布式能源的发展,首要问题是法律和法规,要从政策层面上明确鼓励、保护和支持措施,建立起确保分布式能源快速、健康发展的长效机制。如丹麦出台《供热法》和《电力供应法》,对分布式能源明确提出了予以鼓励和支持的政策。日本通过发布《并网技术要求指导方针》和修改《电力法》,使分布式能源可以合法并网,确保拥有分布式能源装置的业主,可以将多余的电能反卖给供电公司,并要求供电公司为分布式能源业主提供备用电力保障。在美国,2001年开始实施《关于分布式电源与电力系统互联的标准草案》,并通过了有关的法令让分布式发电系统并网运行和向电网售电,2005年美国颁布《能源法》,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励政策。
2、统筹能源长远规划、引领行业有序发展 构建分布式能源发展的长期规划,突破核心技术,建设典型示范项目,引领行业有序发展。美国能源部于2001年开始制定美国分布式能源发展的长远规划,计划到2015年,全国50%的新建商用、办公建筑采用燃气分布式能源,现有类似建筑的15%改用燃气分布式能源,到2020年建成世界上最洁净、最有效、最可靠的分布式电能生产和输送系统。日本能源贸易工业部2004年发布长期能源规划,强调分布式能源和微网系统的发展,规划到2030年前将分布式能源的比重提高到20%。
3、完善价格补偿机制、解决余电并网难题
天然气气价和并网接入是发展分布式能源的关键因素,国外发展经验显示,建立和完善合理的气价、电价机制,允许分布式系统上网、并网,实现系统内能源的供需平衡,对促进分布式能源发展有着重要意义。荷兰从1988年启动热电联产激励计划,通过优惠政策重点扶持小型热电机组的发展,并出台《电力法》,强制规定供电部门接受分布式能源电力上网,并对售电征收最低税率,目前荷兰40%以上的电力来自天然气冷热电三联供系统。德国将分布式能源开发纳入区域发展规划,工业、医院、住宅等在建筑设计中为能源设备预留空间,并考虑噪音等对天然气热电冷设备选址的影响,充分保障项目落地和获取许可审批。同时,大力发展智能电网,安装智能电表,引进双向计量方式,使电网与分布式能源系统有效对接。澳大利亚联邦科学与工业研究机构在纽卡斯尔建立能量中心(CNC),着力建设澳大利亚最先进的分布式能源系统研究、开发中心,包括分布式能源系统的标准研究、技术展示、微型电网实验室、控制调度系统和电池储能系统等。日本在1995年更改了《电力法》,并进一步修改了《并网技术要求指导方针》,保障了分布式能源系统的多余能量可以送入电网,并要求供电公司对分布式能源系统提供电力保障,并规定了热电联产的上网电价高于火电上网电价。
4、突破核心技术研发、降低产业发展成本
在美国,由加州大学等机构牵头,针对分布式能源系统开展深入研究,主要开发能够就地生产、规模小、模块化设计的先进发电、储能技术,包括微型燃气轮机、内燃机、燃料电池和先进能量储存技术,进行新材料、电力电子、复合系统以及通讯调度、控制系统等方面技术的研发,从电压的稳定性、负荷流、电能质量、系统安全性、稳定性等方面研究分布式能源系统和储能设备对电网的影响,研究确定分布式能源系统的孤岛运行方案等。丹麦大力推进大型公司和研究机构合作,力求在需求回馈、消费方调控和能源储存等相关技术领域取得突破,实现经济增长和市场开发的双重效应。日本在重视分布式能源建设的同时,重点开展微型燃气轮机、燃料电池等技术研发,广泛推行各种先进的分布式发电产品,如各种用于发电的燃料电池等。
二、我国分布式能源发展现状分析
(一)国内对分布式能源的认识
2000年,国家四部委在《关于发展热电联产的规定》中正式提出:“鼓励使用清洁能源,鼓励发展热、电、冷联产技术和热、电、煤气联产,以提高热能综合利用效率”,并推出了一系列的鼓励政策,在北京、上海、广东等地开展分布式能源的推广应用。
2004年,国家能源局在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中,对我国发展分布式能源做出指示:“分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新型能源利用方式。与传统的集中式能源系统相比,分布式能源接近负荷,不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输电,可大大减少线损,节省输配电建设和投资费用;由于兼具发电、供热等多种能源服务功能,分布式能源可以有效地实现能源的梯级利用,达到更高的能源综合利用效率。分布式能源设备起停方便,负荷调节灵活,各系统相互独立,系统的可靠性和安全性较高;此外,分布式能源多采取天然气、可再生能源等清洁能源为燃料。较之传统的集中式能源系统更加环保。热电联产是目前典型的分布式能源利用方式,在发达国家已经得到广泛的推广利用”。
2011年,国家能源局在《关于发展天然气分布式能源的指导意见》(发改能源[2011]2196号)中,给出了天然气分布式能源的定义:天然气分布式能源是指利用天然气为燃料,通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用,综合能源利用效率在70%以上,并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式,是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比,天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。
和西方发达国家相比,我国对分布式能源的认识相对较晚,且以天然气分布式能源为主,而在欧美等国,基于可再生能源的分布式发电技术也是作为分布式能源一部分,如光伏发电技术、风能发电技术、燃料电池发电技术、生物质能发电技术以及蓄能技术等。
(二)我国分布式能源发展现状
在政府和企业的大力支持下,近10年以来,国内分布式能源项目得到了大力推广,但由于起步较晚,总体上看和发达国家相比还有很大差距,仅在北京、上海、广东等地发展较快,以天然气分布式能源形式为主。
1、区域式分布式能源发展现状
2009年,广州大学城分布式能源站正式投产,成为国内首个区域式的分布式能源项目,开启了中国发展和利用分布式能源的时代。项目主要为广州大学城提供电能和热能,采用2×78MW燃气轮机其中热采取直供方式,但由于电网公司前期已建成岛内配电网,电网公司援引电力法限制分布式能源站直供电,只能通过电网向大学城供电。
2010年以来,在广州大学城项目的示范和引导下,全国各地又有十余个区域式分布式能源项目在前期论证和审批中,均是依托于当地工业园区或商贸物流区,利用天然气发电,同时利用烟气余热为区域内用户供冷或供热,如广西南宁华南城分布式能源站、江西华电九江分布式能源项目、上海莘庄工业园分布式能源项目等。
2、楼宇式分布式能源发展现状
楼宇式分布式能源主要针对单一的楼宇型用户,规模相对较小、系统比较简单,用户的负荷随季节和工作生活规律而变化,供能面积一般在几十万平米以内,包括办公楼、商场、酒店、医院、学校、居民楼等用户都可以建设。如上海浦东机场能源中心作为浦东机场最为关键供冷供热主站,采用一台4000 kW 的燃气轮机发电,以天然气为主要燃料,集成燃气轮机热电联产系统,于1999年底投入运行。在北京,2003年市燃气集团监控中心建成燃气内燃机三联产系统,采用1台480kW和1台725kW的燃气内燃机,为32 000m2大楼建筑提供电、热和空调需求,成为北京市第一个利用天然气热电冷三联产的示范工程。2009年,杭州七堡天然气三联供项目投产,采用4台65kW燃气轮机,为杭州燃气公司9000m2办公楼提供冷热电负荷。
3、可再生能源分布式发电发展现状
在国家对可再生能源发展的大力支持下,近年来,我国风力发电和太阳能发电发展非常迅速,装机容量都已排在世界前列,但我国可再生资源具有能量密度底、分布不均衡以及远离消费中心的特点,目前主要还是采取集中规模化的发展思路,建设大规模发电站,配置远距离输送线路,这与分布式发电的概念还相距较远。统计资料显示,截止2011年底,我国风电装机容量已经超过6000万kW,光伏发电装机容量累计达到3GW,但其中作为“金太阳”工程的实施成果,仅有110万kW的太阳能光伏发电容量是在用户侧建设利用。
(三)对我国发展分布式能源发展分析
1、为推动分布式能源发展,国家已经出台了多项积极政策,但在有关天然气价补贴、并网接入、投资补贴等方面优惠目前还主要停留在方向上,且分散在《节约能源法》、《可再生能源法》等法规的相关章节内,缺乏具可操作性的实施细则、技术标准和配套措施,需要进一步明确和落实相关法律、法规及政策细节。
2、各方面对分布式能源的宣传还不够,从政府到居民各层次对分布式能源的认识不足,多年来形成的“大的必然就是好的”电力发展理念一时难以转变。分布式能源的发展是以分散在用户端的形式存在,是基于先进的节能工艺、控制技术、环保理念和人性化设计基础上的新技术,以传统的小机组或小火电的观点来看待分布式能源系统,都会大大阻碍分布式能源技术的推广。
3、由于发展起步较晚,而分布式能源技术涉及的专业面比较广,目前我国分布式能源相关的技术标准还是接近空白,甚至对分布式能源的基本概念和术语都还没有统一的标准,技术标准体系和建设平台还有待完善。
4、目前,分布式能源并网接入在法律、政策、技术以及计量方面都还存在着诸多障碍,和国外发达国家相比还有一定的差距,不过随着《分布式发电管理办法》和《并网管理办法》的出台,相关问题会大大改善。此外,分布式能源站一般分布在城市中,对系统噪音、尾气以及热岛效应等排放的要求相对更加严格,在项目建设过程中需要在技术优化、环保设计以及宣传普及上做更多工作。
三、华电集团发展分布式能源的现状和规划
(一)华电集团分布式能源项目开发进展
作为国内首个向分布式能源领域进军的发电企业,中国华电集团公司早在2009年,就已经投资建成国内首个分布式能源项目—广州大学城分布式能源站。经过多年的运行,凭借着高效、节能的优势,大学城能源站的运营取得了良好的社会效益,最大限度保证了大学城区域热、电用户需求,各项排放指标、氮氧化物、厂界平均电场强度、平均磁场强度等指标均远远低于国家排放标准,生活污水及工业污水基本做到零排放,各项性能参数均达到或接近设计水平,成为我国分布式能源发展的里程碑式起点,项目因此荣获“中国分布式能源十年标志性项目”。
截止目前,华电集团正在建设华电厦门集美分布式能源站等多个工程项目,并在郑州、上海、江西九江、北京丰台、广西南宁、天津北辰、河北迁安等地开展分布式能源项目的前期工作,与多处地方政府签订了分布式能源项目开发协议。预计到2015年,华电集团的分布式能源项目总装机容量将达到650万kW,到2020年装机规模将超过1000万kW。
产业化方面,2011年8月,由华电集团控股,在上海和GE公司合资成立了华电通用轻型燃机设备有限公司,主要生产航改型燃气轮机和开展部分部件生产的核心技术转移工作,为提高分布式能源系统核心技术的国产化提供了良好的平台。
在国内分布式能源行业领域,目前华电集团已经走在发展的前列,天然气分布式能源和可再生能源发电系统建设方面积累了一定的工程实践经验,未来随着国家支持分布式能源发展政策的进一步出台,华电集团还将取得更大的辉煌。
(二)华电集团分布式能源技术研究进展
1、依托实际工程开展技术优化和应用 2009年,依托广州大学城项目,华电集团完成了《分布式供能系统集成技术研究与应用》科技攻关项目的研发,取得了显著的经济效益:余热锅炉低压蒸汽进入补汽式汽轮机的使用,在不增加燃料消耗的前提下可额外增加上网电量约为3250万千瓦时,每年将为业主增加约2500多万元的纯收入;余热锅炉尾部受热面的改进,每小时可以额外得到290t/h的生活热水,每年将为业主增加600万元左右的收入;热水型溴化锂制冷机的使用,与电空调相比,每年可以节省30多万元的电费开支。全年综合效益增收3000多万元。
2、积极承担国家级科研项目
目前,华电集团在国内百kW和MW级地面燃气轮机总体性能设计,压气机、燃烧室、涡轮、回热器等关键部件的设计与研制,分布式供能系统集成与设计优化分析,以及典型工程示范等方面开展了许多工作。包括:主持承担国家973计划项目“多能源互补的分布式供能系统基础研究”,承担和参与“十一五”国家高技术研究发展计划(863计划)立项支持的全部4个MW级分布式供能的示范工程研究课题,承担国家863重点项目“单转子双轴1MW 级燃气轮机研制及其在冷热电联供系统中的应用示范”、“1MW级微型燃气轮机及其供能系统研制”、“百千瓦级微型燃气轮机研制”等燃气轮机等关键设备研发工作,开展分布式联供示范系统的系统优化集成和示范系统研发工作。
3、构建国家级技术研发(实验)平台
为响应国家发展战略,构建国家能源科技创新体系,满足能源行业发展和技术进步的要求,推动分布式能源技术研究和推广应用,2011年,华电集团和中国科学院工程热物理研究所共同申请,承建“国家能源分布式能源技术研发(实验)中心”。2011年6月,完成研发中心的申请工作,并已通过国家能源局对研发(实验)中心建设方案和技术方案的评审。2011年9月,国家能源局批复设立国家能源分布式能源技术研发中心(《国能科技【2011】328号国家能源局关于设立第三批国家能源研发中心(重点实验室)的通知》),依托中国华电集团公司和中科院工程热物理所共同建设。
目前,研发(实验)中心已经完成组织机构建设,下设了标准及规划、燃气动力技术、生物质能动力技术、太阳能风能技术、动力余热利用技术、蓄能及控制技术、电网接入技术、系统集成及设计、建筑节能及空调、测试技术等10个研究室,将在加强国际交流与合作,构建分布式能源系统测试、应用研究平台,承担国际科研合作项目,打造国内分布式能源高层次人才培养基地等方面开展工作。
(三)华电集团分布式能源发展战略规划
1、做好分布式能源开发战略布局
作为国内分布式能源领域的先行者,华电集团陆续在全国沿海发达地区和天然气主干管网经过的中心城市布局,目前已在天津、河北、山东、江苏、浙江、上海、广东、广西、湖北、湖南、江西和陕西等省市区的中心城市启动了一批分布式能源项目前期工作,其中江西九江城东港区、天津北辰、南宁华南城、河北迁安、西安火车北站、上海莘庄等六个分布式能源项目已经通过核准,其中九江城东港区和南宁华南城两个项目已经江西省发改委和广西发改委分别上报国家能源局,申请列入国家分布式能源示范项目。
此外,在可再生能源开发利用方面,华电集团积极响应国家号召,大力发展风能、太阳能、生物质能和小水电等可再生能源发电项目,目前在安徽、山东、湖北、湖南、宁夏、青海等地区开展可再生能源发电项目前期工作。
2、重视分布式能源技术研发和成果转化
华电集团将勇担重任,努力建设好国家能源分布式能源研发(实验)中心,着力打造国内一流、国际先进的分布式能源技术科研创新和交流合作平台,将加快现有科研力量整合和人才培养,引进和利用好高端技术人才,与中科院、浙江大学等国内一流科研院所合作提高科技研发能力,通过与GE、西门子等国际一流企业合作提高技术成果转化效率,确保华电集团的分布式能源开发稳步发展、创新发展。
3、合理制定分布式能源项目开发中长期规划
为了进一步规范华电集团分布式能源建设管理,保证投资科学合理和风险可控在控,华电集团将公司分布式能源开发事业进行了细分和规划,形成三步走的战略规划,以最大限度地促进华电集团分布式能源事业的高效、稳定、可持续发展。
1)典型示范阶段
于近期启动一批分布式能源项目,选择在地域、用户、并网接入等方面有代表性的项目作为典型示范工程,用2~3年的时间,积累和完善典型示范工程在投资建设、工程设计、施工管理以及运行维护等方面的经验,解决国内典型分布式能源系统集成、测试技术研究和应用,完成相关标准体系建设和标准制定。
2)推广应用阶段
总结典型示范工程建设经验和技术成果,全面推广发展分布式能源,基本解决部分分布式能源系统核心装备的国产化,装机规模力争在2015年达到650万千瓦。
3)大规模开发建设阶段
到2020年,在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统,装机规模达到1000万千瓦以上,初步形成自主制造的产业。华电集团将继续秉持励精图治、锐意进取、开拓创新的精神,与国内同行一道携手并进,为繁荣我国分布式能源发展、促进我国能源结构调整的顺利实施和保证国家节能减排战略实现贡献力量。
四、对发展我国分布式能源的思考和政策建议
(一)科学决策、完善法律法规
1、加大宣传力度、提高公众认知
目前,国内对分布式能源方面的了解,无论是公众用户还是决策者都还需要进一步加深。国家需要加大宣传力度,尽快确定和统一分布式能源的定义,普及分布式能源系统在能源效率、可再生能源利用、装机规模、分散接入、节能减排、科学环保等方面的优势,为分布式能源的大发展打好群众基础。
2、完善法律法规建设
国外经验告诉我们,新兴行业的发展需要法律来保驾护航,只有从国家法律、法规层面落实相关政策,才能真正确保分布式能源快速、健康和持续发展。随着国内各方面对发展分布式能源需求的不断增长,迫切需要在目前现有法律、法规和政策基础上,形成集中统一的、更具可操作性的实施细则和配套措施,在财税、金融等方面专门出台相关的扶持政策,在电价补贴、接入系统投资、节能奖励等方面给予优惠政策,将促进产业发展、制定合理价格机制、解决发展瓶颈的利好政策落实到实处和细节。
3、改善分布式能源并网管理
分布式能源是分散在用户端的供能系统,和传统集中式发电形式相比,分布式能源具有分散接入、规模小、独立灵活、因地制宜、按需供应的特点,是对传统能源利用形式的一次彻底革命,同样也会触动各方利益,特别是并网接入问题。分布式能源要发展,必须积极推进电力体制改革,改善并网接入管理,进一步明确电网企业在分布式能源系统发展上的责任和义务,确立全额购电的基本原则和合理的可持续发展的标竿电价,鼓励电网企业支持分布式能源的发展,为分布式能源大规模商业化发展创造条件。
(二)加快行业标准建设,通过科技创新促发展
1、构建行业标准体系,加快制定分布式能源技术标准 标准是对行业长期研发成果和实践经验的归纳,是产品和技术合格的判定依据,同时也能作为宏观调控的技术手段。构建分布式能源行业的标准体系和编制技术标准,是保证分布式能源产业健康、有序发展的关键所在。
2、重视基础技术创新,加快分布式能源关键技术国产化 分布式能源技术在我国的发展还刚起步,关键技术如燃气轮机技术、太阳能和风能发电核心技术、高效蓄能技术等,严重依赖国外发达国家,严重阻碍国内分布式能源产业的发展。因此,国家应加大科研投入,组织各方技术力量,重点解决关键技术的自主研发和产业化,提高分布式能源系统运行效率,改进分布式能源项目设计技术,积累分布式能源系统运行管理经验,不仅关系到降低投资成本、提高投资者积极性以及增强分布式能源技术市场竞争力等问题,同时为大规模的技术推广应用奠定坚实基础。
(三)科学合理制定分布式能源产业发展规划
在我国,近年来风能和太阳能的开发都经历过风暴式的增长过程,其结果除了带动行业快速发展的同时,也导致了产能过剩、开发过度无序、行业内恶性竞争等后果。因此,发展分布式能源,应该汲取国内其他相关行业发展的经验教训,根据行业科技进步、标准体系完善程度、用户需求发展以及行业内实际生产投资能力,在适合我国实际国情的基础上,科学合理地制定短中长期发展规划。政府在制定城市能源消费结构、城市能源发展规划以及城市热电联产规划时,也应给予天然气冷热电联产能源系统以适当的发展空间,做好分布式能源规划工作。
在可再生能源分布式发电方面,目前我国已经出台了《可再生能源中长期发展规划》,应该将其纳入到国家可再生能源发展规划中进行统一考虑,重点对城镇、边远地区分散式接入的可再生能源发电系统进行规划,作为现有可再生能源发展规划的有力补充。
五、对我国分布式能源科技创新发展的建议
为进一步贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》,面向分布式能源发展的实际需求与科技前沿,发挥科技在产业发展过程中的支撑与引领作用,“十二五”期间,建议国家支持在标准规划、动力技术、余热利用以及蓄能技术等方向重点开展研究和创新工作,加快推进分布式能源核心技术自主产业化,推动我国分布式能源产业健康可持续发展。
(一)发展目标
在“十二五”期间,重点突破中小型燃气轮机、太阳能利用、风能利用、生物质能利用以及蓄能等分布式能源核心部件的关键技术开发,掌握具有国际领先水平的新工艺和新技术,形成我国完整的分布式能源核心技术研发、装备制造、工程建设和运行维护的技术成果转化服务体系;构建分布式能源技术国家标准体系和系统集成、检测平台;培育一批高水平的科技创新队伍,建设我国分布式能源技术的交流合作平台,全面提升我国分布式能源技术研发的国际竞争力,促进我国分布式能源装备制造和技术服务产业发展。
(二)重点方向和任务
1、政策与战略研究
研究分布式能源的国内外政策法规;研究适合我国国情的分布式能源发展战略;研究我国分布式能源的产业发展规划、立项管理、并网管理、运营模式、电价机制以及优惠政策等。
2、核心技术研发 1)动力技术研究
研究高速小型燃气轮机、高速透平膨胀制冷机和发电机的轴系运行特点;研究小型燃气轮机的制造工艺;研究基于高速气体轴承-柔性转子结构轴系与压气机、涡轮及发电机的一体化设计技术;以高速柔性轴系一体化、耦合调频技术、非线性振动测试分析和故障诊断技术等为主要技术手段完成部件和子系统的结构集成研究等。
研究航改型燃气轮机的配套关键技术及装备工艺;研究航改型燃气轮机部分非核心部件的自主技术和国产化等。
研究分布式可再生能源发电技术;研究燃料电池发电技术;研究化石燃料与中低温太阳热能品位互补技术等。
2)余热利用技术研究
研究动力余热驱动的功冷并供循环技术;研究正逆循环耦合的机理,寻求适应低品位动力排烟余热大温度区间梯级利用、功冷并供的新方法;研究变工况下的分布式供能系统能量转换特性等。
3)蓄能技术研究
研究并揭示压缩空气蓄能、抽水蓄能、电容蓄电、化学蓄能等蓄能技术的特点;研究适合分布式能源系统的蓄电技术;研发新型高效蓄热技术;研究主动蓄热型分布式能源系统特点等。
4)系统集成控制技术研究
研究基于设备性能优化的分布式供能系统运行优化技术;研究基于多能源形式匹配和负荷分析的系统集成技术;研究分布式能源控制技术等。
5)微网技术研究
研究分布式能源微网系统功率匹配和平衡控制技术;研究分布式能源微网系统电能质量控制和系统保护技术;研究分布式能源微网系统在并网和孤立状态下的安全稳定运行和无缝切换技术;研究基于可再生能源发电的微电网控制技术;研究分布式发电微网保护技术等。
3、成果转化与集成示范
加快分布式能源系统关键技术的自主研发和产业化,将具有创新性的技术成果在实际工程中推广应用,改进关键设备的生产制造工艺,降低分布式能源项目开发成本,积极推进分布式能源典型示范项目建设,在寒冷气候地区、冬冷夏热气候地区、湿热气候地区,分别选择典型用户,开展分布式供能系统方案设计和应用研究。
4、公共服务平台建设
建设国家级分布式能源公共数据库和信息服务中心,建设国家级的公共研发与试验测试平台,研究分布式能源系统集成和检测技术,建设分布式能源的国家实验室、工程技术中心、产业化基地,推动我国分布式能源自主创新能力建设,推动分布式能源技术进步,促进分布式能源发展。
1)建设公共数据库及信息服务平台
研究建立我国分布式能源政策、法规、技术、标准、专利等各个方面的公关数据库,建设分布式能源公共信息服务中心,推动数据和信息等资源共享,为国家发展战略决策提供技术支持。
2)建设标准、检测与认证体系
研究建立国家级分布式能源标准化平台,构建和完善分布式能源标准体系,制定适合我国国情的分布式能源标准,研究和完善分布式能源设备及系统性能测试评价方法,统一规范认证模式,有效推进分布式能源系统检测、评估和认证工作。
3)建设国家级的科技创新平台
建设分布式能源的国家重点实验室、工程技术研究中心、产业联盟以及产业化基地等技术创新平台,加快推进前沿科技的自主研发和产业化,重视创新科技的工程应用和典型示范作用。
5、人才培养
依托分布式能源领域的重大科研项目、重点学科和科研基地以及国际学术交流与合作项目,加大分布式能源领域学科或学术带头人的培养力度,积极推进创新团队建设,培育一批专业技术过硬、自主创新能力强、具有国际竞争力和影响力的高水平研究团队;进一步完善高级专家培养与选拔的制度体系,培养造就一批中青年高级专家,提高风电自主研发与创新能力。
鼓励分布式能源相关企业聘用高层次科技人才,培养优秀科技人才,并给予政策支持;鼓励和引导科研院所和高等院校的科技人员进入市场创新创业;鼓励企业与高等院校和科研院所共同培养技术人才;鼓励企业多方式、多渠道培养不同层次研发与工程技术人才;支持企业吸引和招聘海外科学家和工程师。制定和实施吸引分布式能源领域海外优秀人才回国工作和为国服务计划,重点吸引高层次人才和紧缺人才;加大对高层次留学人才回国的资助力度;加大高层次创新人才公开招聘力度;健全留学人才为国服务的政策措施;实施有吸引力的政策措施,吸引海外高层次优秀科技人才和团队来华工作。
6、国际交流与合作
结合我国分布式能源发展的需要,针对分布式能源关键动力技术、余热利用技术、系统集成技术等方向,和国外相关领域前沿科研院所进行交流和合作,提升我国分布式能源技术基础科学领域的研究能力。针对我国实际分布式能源项目的特点和技术难点,支持国内科研院所,围绕分布式能源系统关键技术,深入和拓展与国外组织、科研机构以及企业间的技术合作。
针对国内分布式能源领域的人才培养机制、公共技术服务平台建设、检测认证机构建设等方向,与国外发达国际展开合作与交流,借助欧美国家成功经验,提升我国分布式能源技术服务水平。
紧紧围绕国内需求、重点任务等相关要求,有针对性地积极参与国际研究课题,积极参与国际标准的研究与制定;鼓励在华创建分布式能源领域的国际或区域性科技组织;鼓励我国科学家和科研人员在国际组织及国际研究计划中任职或承担重要研究工作,提高我国科研创新水平和国际影响力。
(三)保障措施
1、以企业为主体,采用产学研合作模式,建设分布式能源技术研发、成果转化、工程示范一体化的合作机制,突破分布式能源产业关键技术研究和应用。
2、强化国家宏观协调管理能力,提高科研项目管理水平,合理规划科研力量和资源配置,大力培养和引进高端技术人才,按进度落实“十二五”科技发展规划和目标。
3、加大分布式能源技术研发投入力度,正确引导地方政府、行业内、企业等各种社会资金投入,加强对基础研究、前沿科技研发、国际先进技术引进消化、重点学科建设、科研条件和技术服务体系构建方面的投入。
4、充分发挥国家高新技术产业开发区、国家级高新技术产业化基地的作用,加快成果产业化,推动创新型产业集群建设工程合理选择技术路径和产业路线,促进产业集群的形成和创新发展。
第二篇:天然气分布式能源研究报告
天然气分布式能源研究报告
一、天然气分布式能源简介
分布式能源系统是相对于传统的集中式供能的能源系统而言,传统的集中式供能系统采用大容量设备、集中生产,然后通过专门的输送设施(大电网、大热网等)将各种能量输送到较大范围的众多用户;而分布式能源系统则是直接面向用户,按用户的需求就地生产并供应能量,具有多种功能,可满足多重目标的中小型能源转换利用系统。国家发改委能源局在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中的官方定义认为,分布式能源是利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式,目前分布式能源大多数以天然气为主。
天然气分布式能源,是指利用天然气为燃料,通过冷、热、电三联供等方式实现能源的梯级利用,综合能源利用效率达到70%以上,并在负荷中心就近实现能源供应及现代能源供应方式,是天然气高效利用的重要方式。
工艺流程:通过冷、热、电三联供技术,利用先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电,再对做功后的余热进一步回收,用来发电、制冷、供暖和生活热水,从而实现对能源的梯级利用,能够提高能源利用效率至80%-90%。系统设备:小型燃气轮机,余热锅炉,蒸汽溴化锂空调机组,余热溴化锂空调机组等。
适用地区及用户:医院、大学、机关、宾馆、饭店、商业中心、高档写字楼、社区和工厂等能源消费量大且集中的地区,以及对供电安全要求较高的单位。这些用户组织性强,便于集中控制和管理,有利于资金回收。用电、用冷(热)负荷非常集中,时间长,单位面积负荷大。
系统方案:燃气--蒸汽联合循环热电联产方案(燃气轮机--余热锅炉--蒸汽溴化锂吸收式空调机方案),由燃气轮机首先利用天然气发电,将烟气中的余热通过余热锅炉回收转换成蒸汽利用,冬季依靠热交换器转换热水采暖,夏季依靠蒸汽溴化锂吸收式空调机制冷。
燃气轮机--余热/直燃溴化锂吸收式空调机联合循环方案,由燃气轮机首先利用天然气发电,不同的是将烟气中的余热直接通过余热/直燃溴化锂吸收式空调机收转利用,冬季转换热水采暖,夏季转换冷水制冷。节省了锅炉系统和化学
水系统等,安全性、经济性较好。单机容量较大的燃气轮机烟气余热锅炉产生的蒸汽还可冲动汽轮机发电。
二、国家支持天然气分布式能源发展的原因
1、天然气具有高效利用的效益
根据国家“十二五”能源规划,到2015年天然气消耗增加到2600亿m3/a,占一次能源8%以上。这相当于每年增加300亿m3/a,约合0.39亿当量标煤/a,但我国的工业化和城市化每年会增加1亿多当量标煤/a的能源需求。如采用天然气分布式能源,能源利用率可增加一倍以上,即能够替代相当于0.8亿当量标煤/a的煤炭。这样,从2011年到2020年,随着这种替代的持续增长,中国煤炭的年增消耗量将会逐年减少。
2、可成为电网调峰的主力
由于天然气分布式能源项目只需要少量投资便可建成,为周边提供冷热电的同时还可以为电网调峰。如果配合电网建设规划有计划的大规模发展天然气分布式能源,完全可以取代大部分大型调峰电厂,节省大量投资,有效地降低电网的运行成本。
3、可增强供电安全性
天然气输送不受气候的影响,而且一定程度上可以就地储存,因此城市或区域配有一定规模天然气分布式能源供电系统具有更高的安全性。电力专家认为,一个城市,特别是大城市,为保证其供电系统的安全性,自发电能力至少应超过25%。因此只有大力发展天然气分布式能源才是最好的选择。
4、节约资金、利于环保
无输配电损耗,节约了变电设备和电网建设费用。减少了输热损失和热网费用。就近供电减少了大容量远距离高压输电线的建设,不仅减少了高压输电线的电磁污染,也减少了高压输电线的征地面积和线路走廊及线路上树木的砍伐,利于环保。
三、中石化发展天然气分布式能源项目的迫切性
1、紧跟国内外分布式能源建设步伐的需要
目前,美国已有6000多座分布式能源站。日本在2000 年已经有分布式能源项目共1413个,总容量2212 MW。据1997年资料统计,欧盟拥有9000多台
分布式热电联产机组,占欧洲发电总装机容量的13%。
与发达国家相比,我国的分布式能源发展比较落后,但随着上海浦东机场项目(4MW)、广州大学城项目(150MW)、北京燃气集团大楼项目(1.2MW);北京火车南站项目(3MW)等天然气分布式能源项目的成功运行,分布式能源的发展越来越受到关注和重视。
目前,中国石化尚未有天然气分布式能源发展部署。
2、紧随国家政策导向的需要
2010年4月,国家能源局下发了《国家能源局关于对〈发展天然气分布式能源的指导意见〉征求意见的函》,明确提出:到2011年拟建设1000个天然气分布式能源项目;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5000万千瓦,并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。
2010年7月,国家能源局油气司司长张玉清在 “2010中国分布式能源研讨会”上表示:“要通过分布式能源示范工程,政府和企业共同努力打破行业界限,逐步完善行业标准规范,出台鼓励政策,为天然气分布式能源发展创造良好环境。”
除此之外,国家还将在财税和金融等方面专门出台相关的扶持政策,并考虑在电价补贴、接入系统投资、节能奖励等方面给予优惠政策,制定和完善行业技术标准和并网运行管理体系,从而推动分布式能源建设。
随着有关扶持政策的有序推出,可以预见我国的分布式能源即将进入规模实施阶段。
3、抢占市场的需要
对于天然气分布式能源面临快速增长的商机,国家电力、石油、燃气、热力等能源行业的龙头企业都制定了相关规划,积极筹建试点项日。中国华电集团新能源公司已有几十个项目在开发。中国广东核电集团,已成立了中广核节能产业发展有限公司,计划在近年内在分布式能源项目上投资100亿元;中国南方电网也成立了旨在投资分布式能源的节能服务公司、重庆燃气集团已与法国苏伊士公司合资成立了重庆中法能源服务公司、中海油的新能源公司也正在积极准备大规模进军天然气分布式能源市场。
四、山东LNG项目开展分布式能源项目的可行性
1、山东省具备建设分布式能源的地域条件
山东LNG项目建成后,天然气将通过管网输送至胶州、日照、临沂等地,这些地方人口密集,工厂、医院很多,且日照、临沂正在建设大学城、高新区等根据分布式能源的用户特点,这些地方具备建设分布式能源的地域条件。
2、积极响应国家政策,获得批复相对容易
我国政府明确承诺在2020年碳减排降低40%~45%的目标,作为能源消费大省,山东省的能源消费结构一直以原煤和原油为主,天然气消费仅占一次能源消费总量的1%左右。天然气分布式能源作为高效、环保的利用方式,有利于调整山东省能源结构,也同时有利于国家实现节能减排目标,随着相关扶持政策的陆续推出,天然气分布式能源必将作为亮点受到山东省及国家政府部门的支持。
3、天然气分布式能源站是天然气市场最有力的开拓
山东省天然气市场潜力很大,中国石化山东LNG项目将于2014年9月建成投产,中石油泰安-青岛-威海天然气管道也于2009年开工,中海油也在筹划在山东建设LNG项目,大家纷纷抢滩山东市场,竞争激烈。
因天然气分布式能源站效率高、经济效益好、资金密度相对较低、容易上马,故天然气分布式能源站将会是天然气市场最有力的开拓。可以说,天然气分布式能源站的发展速度,将决定着天然气市场发育的进程。
4、将切入电力行业,带动相关产业发展,培养一批人才。
山东LNG项目发展天然气分布式能源,具有良好的气源保障,同时能够将电力与热力、制冷等技术结合,带动相应设备制造技术的引进、消化、吸收和创新,培养一批天然气分布式能源建设的专门人才。
五、分布式能源项目建设开发流程
分布式能源项目建设前期要经过项目开发区域选择、区域规划调查、市场调查、与政府部门签订协议及相关手续的审批等。
在开发区域的选择上,应选择在经济发达、能源品质要求高且我项目天然气输送所及的城市,如山东LNG项目可选择青岛西海岸新区项目、日照大学城项目等。
同时,也可以采用自产自消的形式,即在山东LNG项目建设天然气分布式能
源站,为项目提供良好的用电、暖、冷保障。
六、目前存在的困难
目前,发展分布式能源系统的发展还存在着不少困难,其中包括了技术、经济及市场等方面的障碍,但最主要的障碍还在制度和政策层面。
以目前的技术,中国石化发展分布式能源在电网连接、电网安全、供电质量等方面可能存在一定的技术困难。
在市场和经济方面,尽管发展前景光明,但分布式能源系统在目前还离不开政府阶段性的扶持和政策倾斜,但地方政府对其支持力度和补贴力度不够,同时分布式能源的大规模发展也可能会导致相关设备价格上涨,也影响到项目的投资和回报。
在体制上,我国的发电由几家大的电力集团所主导,而电网更是被两家规模巨大的电网公司所强力垄断。出于利益考虑,这些垄断性集团也许并不热衷于分布式能源的发展,在客观上会阻碍分布式能源系统的发展。
在政策法规方面,分布式能源系统的界定和鼓励政策并非太清晰。
第三篇:广州大学城分布式能源站介绍
广州大学城分布式能源站
广州大学城分布式能源站位于广州市番禺区南村镇,与广州大学城一江之隔,占地面积11万㎡,是广州大学城配套建设项目,为广州大学城18平方公里区域提供冷、热、电三联供,也是全国最大的分布式能源站。中国华电集团新能源发展有限公司和广州大学城能源发展有限公司按55%和45%的比例共同出资成立广州大学城华电新能源有限公司,负责广州大学城分布式能源站项目的投资、建设及经营管理。能源站总体规划为4×78MW,分二期建设,一期2×78MW于2008年7月28日正式开工建设,2009年10月实现“双投”。广州大学城分布式能源站包括LNG燃气—蒸汽联合循环机组及配套设施、热水制备站、冷冻站等(热水制备站和冷冻站属大学城管理)。能源站以天然气为一次能源,通过燃气-蒸汽联合循环机组发电。广州大学城分布式能源站燃机采用普惠动力系统公司的FT8-3SwiftPac双联燃气轮发电机组,FT8-3属轻型燃机,由两台燃气轮机和一台发电机组成,两台燃气轮机通过联轴器直接连接一台双端驱动发电机(额定出力60MW)。通过叶轮式压气机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时气体燃料也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧,生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀做功,推动动力叶片高速旋转带动发电机,燃机效率可达39%,排出的479℃烟气进入余热锅炉循环利用。余热锅炉采用中国船舶重工集团公司第七0三研究所生产的双压带自除氧卧式自然循环锅炉(66.8T/h),生产的蒸汽供应给汽轮发电机;汽轮机采用中国长江动力公司(集团)生产的一台抽凝式汽轮机(15MW)和一台补气式汽轮机(21MW)。发电后的尾部烟气余热再生产高温热媒水制备生活热水和空调冷冻水。
广州大学城分布式能源站以洁净的天然气为燃料,采用先进的燃气轮机发电设备,大大减少了NOX、SO2、TSP等污染物的排放,其中NOX排放是同容量常规燃煤电厂的1/5,SO2、TSP的排放几乎为零。同时锅炉补给水采用RO膜+EDI(电去离子)系统制水,无强酸性、强碱性废水产生,生产、生活产生的废水经过处理后用于厂区内清洗、浇灌等,实现废水零排放。广州大学城分布式能源站实现了能源的梯级利用,能源利用效率得到了很大提高,达到78%。使能源站具有了能源传送距离短、能量转换和传送损失小、能源利用率高、建设安装周期短、运行方式灵活、设备启停方便、负荷调节灵活、系统安全性和可靠性高的特点。
广州大学城分布式能源站实现了“安全、高效、节能、环保”的理念,被广州电网确定为“保亚运”供电具备黑启动能力的重要电源点。
发展分布式能源,将成为我国提高能源使用效率、实现能源集约化发展、保证经济社会可持续发展的重要途径之一。
第四篇:培养分布式能源规划师 实现分布式能源组合式发展
培养分布式能源规划师 实现分布式能源组合式发展
段海峰
所谓分布式能源,就是即发即用,不需要远距离输送的能源。分布式能源的主体可以是燃气、太阳能光伏、生物质能、风能,也可以是氢燃料电池、地热能、空气热能,甚至可以是煤炭、石油。大多数开发分布式能源的企业,都专注于某一个行业,比如燃气,或者太阳能光伏,因此在对目标客户进行分布式能源设计的时候,往往只根据自己企业的特点,给出单一的,专业化的方案,而无法因地制宜,综合各种因素,拿出最科学的综合解决方案。
分布式能源规划师,在了解国家、省市的能源产业政策的前提下,综合燃气、光伏、地热、风电等多方面的专业知识,将多种分布式能源主体有机地结合起来,设计出可以产业化的综合方案。
目前,分布式能源的推广遇到了很多问题,主要表现在:太阳能,能量密度低,间歇性,受气候影响,发电成本高;燃气,燃气轮机主要靠进口,维护费用高,燃气的供给也是问题;风能的分布式使用,受环境限制;氢燃料电池发电成本高;地热能受环境限制,初始投资较高;空气热能受环境限制;生物质能原料成本因素不可控,存在PM2.5污染问题,生物乙醇等成本较高。
很多时候,任何一个单独的项目,都不具备经济上的合理性,严重依赖补贴。
如果能够组合多种分布式能源主体,因地制宜,设计出一个综合方案,力求其经济上的合理性,必将大大推进分布式能源的发展。分布式能源规划师,因其具备综合掌握各种能源主体的基本知识,具有综合使用各种分布式能源的能力,在分布式能源利用方面,必将发挥举足轻重的作用。
中国能源经济研究院 研究员
第五篇:气分布式能源项目投资意向书
### 天然气分布式能源项目投资意向书
#####经济开发区管委会:
近期,(以下简称北京扬德)就投资建设河北省南河县贾宋镇工业区天然气分布式能源项目,进行了为期一个月的市场调研,已初步确定投资意向,现就具体工作汇报如下:
一、投资方简介
为
#全资子公司,主营天然气分布式能源项目投资。、、、、、,系国家及中关村高新技术企业。、、、、、专注于天然气冷热电三联供、光伏发电、煤层气发电等清洁能源项目投资、建设和运营,已获、、、、、、、、、、、、、、、、二、投资背景
1、环境保护已成为当前经济发展的红线。
2、高品质的清洁能源供应,将成为一个地区和企业生产和发展的必要基础条件。
3、天然气分布式能源是国家政策支持和大力推广的清洁能源供应项目。
4、目前、、、、、有天金园区20吨燃煤锅炉向周边企业集中供应蒸汽,另有三家企业自配了生物质锅炉和烃基燃料锅炉。经调研,、、、、、燃煤锅炉,实际最大供应量为15蒸吨/小时,已不能满足周边企业的实际生产用能需求。
在此背景下,我、、、、、、座天然气分布式能源站,为园区企业提供清洁、稳定、优惠的蒸汽和电力供应,助力园区和企业更好更快的发展。
三、项目概况
1、项目名称、、、、、、、、能源项目
2、投资额度:5000万元人民币
3、能源供应:清洁、稳定、优惠的蒸汽和电力
4、社会效益:
(1)、支持国家环保政策,助力政府“煤改气”进度;(2)、直接或间接解决当地就业问题,人数50人;
(3)、园区能源改造升级,提供更好的招商引资条件,助力经开区更好更快发展。
5、建设内容:
结合园区能源需求现状和企业生产和发展规划,我公司计划分两期投资建该项目:
(1)、一期投资500万元,用于购置、安装25蒸吨燃气锅炉,并完善蒸汽供应需要的燃气设施、蒸汽管道等;
(2)、二期投资4500万元,用于建设天然气分布式能源站。
三、需政府部门的支持:
为保证我公司天然气分布式能源项目顺利推进,现申请经开区管委会帮助协调解决以下事项:
1、安排专人和我公司现场负责人一起推动落实此项目;
2、寻找、协调合适的项目工业用地;
3、协调县其他职能部门完成相关手续办理工作。
2017年9月14日