作者：韓高巖，呂洪坤，蔡潔聰，童家麟，李劍

0、引言

現(xiàn)階段，能源環(huán)保問題在我國變得空前重—，碳排放也進(jìn)入總量控制階段，這促使能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化變得尤為緊迫。天然氣作為清潔高效的低碳能源，其快速發(fā)展可有效改善環(huán)境、減少CO2排放、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，尤其是燃?xì)饫錈犭娙?lián)供可實(shí)現(xiàn)能源梯級利用，具有輸配電損耗低、能效利用高、供能安全可靠、節(jié)能環(huán)保及個(gè)性化強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)階段能源發(fā)展的一大熱點(diǎn)。國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)天然氣利用的意見》中提出—大力發(fā)展天然氣分布式能源，建立天然氣分布式能源示范項(xiàng)目。燃?xì)饫錈犭娙?lián)供項(xiàng)目由于處在我國油氣和電力體制改革機(jī)遇期，且能與生物質(zhì)、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、余壓余熱余氣等能源形式耦合互補(bǔ),在未來必將得到迅速發(fā)展，成為能源利用重—組成部分。

浙江省為創(chuàng)建清潔能源示范省，一方面—控制煤炭消費(fèi)總量，加快淘汰燃煤鍋（窯）爐，努力擴(kuò)大電力、天然氣等的消費(fèi)曰另一方面—積極推動(dòng)電力和油氣體制改革等。浙江省天然氣發(fā)展3年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020年）提出—推進(jìn)天然氣供給、消費(fèi)、體制革命，開展天然氣分布式能源示范試點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)推進(jìn)天然氣冷熱電三聯(lián)供核心設(shè)備科技攻關(guān)，為浙江省燃?xì)饫錈犭娙?lián)供發(fā)展開創(chuàng)良好機(jī)遇和環(huán)境。

1、燃?xì)饫錈犭娙?lián)供簡介

1.1燃?xì)馊?lián)供原理及典型系統(tǒng)流程

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供是指以天然氣為主—燃料帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)等燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備運(yùn)行，產(chǎn)生電力以滿足用戶電力需求，而系統(tǒng)排出的廢熱則通過余熱鍋爐或溴化鋰等設(shè)備向用戶供熱、供冷。三聯(lián)供系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源的梯級利用，其能源綜合利用效率高達(dá)80%以上，典型能量梯級利用如圖1所示：

圖1能量階梯利用

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供按照供能對象可分為區(qū)域型和樓宇型。區(qū)域型一般適用于冷、熱、電需求較大的工業(yè)園區(qū)和大型商務(wù)區(qū)等曰樓宇型一般適用于二次能源需求性質(zhì)相近且用戶相對集中的樓宇（群），包括賓館、學(xué)校、醫(yī)：等。按發(fā)電機(jī)組不同主—可分為燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、微燃機(jī)3種，3類典型發(fā)電機(jī)組特點(diǎn)如表1所示。

燃?xì)馊?lián)供系統(tǒng)主—由燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等組成，其中動(dòng)力系統(tǒng)和余熱利用系統(tǒng)是三聯(lián)供系統(tǒng)的核心部分。目前，國內(nèi)較常用的三聯(lián)供系統(tǒng)主—是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)為發(fā)電機(jī)組的三聯(lián)供系統(tǒng)，其典型流程如圖2和圖3所示。

圖2典型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)三聯(lián)供系統(tǒng)流程

圖3典型燃?xì)廨啓C(jī)三聯(lián)供系統(tǒng)流程

1.2 燃?xì)饫錈犭娙?lián)供優(yōu)勢

（1）提高能源供應(yīng)可靠性。在出現(xiàn)不可抗自然災(zāi)害或電網(wǎng)事故導(dǎo)致大面積停電時(shí)，燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)可為樓宇或者工業(yè)區(qū)提供穩(wěn)定不間斷的電力負(fù)荷、熱負(fù)荷和冷負(fù)荷。

（2）節(jié)能減排，環(huán)境友好。天然氣燃燒過程幾乎不產(chǎn)生SOX和灰塵，且生成CO2和NOX也較其它化石燃料少。燃?xì)饫錈犭娙?lián)供由于能效利用高，比先進(jìn)的火力發(fā)電廠可節(jié)能約1/3。

（3）經(jīng)濟(jì)性較好。三聯(lián)供系統(tǒng)雖然初投資較高，但其減少市電接入費(fèi)用，并且由于余熱利用，可節(jié)省用于供熱、制冷的燃?xì)庥昧?。?jù)測算，當(dāng)采用余熱利用進(jìn)行供熱、制冷時(shí)，發(fā)電成本可降低至0.4~0.6元/kWh。

（4）利于電力調(diào)峰。由于電負(fù)荷在夏季出現(xiàn)高峰，用氣則通常為低谷。燃?xì)饫錈犭娙?lián)供在滿足高峰用電時(shí)，還可利用余熱制冷，進(jìn)一步減緩電制冷機(jī)對電負(fù)荷需求。同時(shí)，燃?xì)馊?lián)供項(xiàng)目的燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)具有較好負(fù)荷響應(yīng)特性，也有利于電網(wǎng)的瞬間調(diào)節(jié)。

（5）可與其他能源友好耦合。燃?xì)饫錈犭娙?lián)供技術(shù)先進(jìn)成熟，具有較強(qiáng)的集成性，可以友好地與生物質(zhì)、太陽能、地?zé)崮?、余壓余熱余氣等多種能源形式實(shí)現(xiàn)耦合互補(bǔ)，進(jìn)而帶動(dòng)新能源的消納。

2、發(fā)展現(xiàn)狀

2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀

燃?xì)饫錈犭娙?lián)供在國外已有30多年發(fā)展歷史，在美國、日本等國家得到大力發(fā)展和推廣。當(dāng)前，幾乎所有的歐盟國家正在建立適合自身特點(diǎn)的天然氣分布式能源系統(tǒng)以及與之相配套的能源計(jì)劃。美國的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供裝機(jī)規(guī)模發(fā)展趨勢如圖4所示，其在各行業(yè)中的占比情況如圖5所示：

圖4 美國燃?xì)馊?lián)供發(fā)展趨勢

圖5 美國燃?xì)馊?lián)供在各行業(yè)的占比

美、日等國家均出臺(tái)了促進(jìn)燃?xì)饫錈犭娙?lián)供發(fā)展的優(yōu)惠和補(bǔ)貼政策。某些國家燃?xì)饫錈犭娙?lián)供單位造價(jià)和我國相近，但由于政府給予的補(bǔ)貼和支持力度較大，得到較好發(fā)展。部分典型國家的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供部份支持政策有：

（1）美國在政策支持、審批簡化、信息服務(wù)等方面提供法律法規(guī)支持和技術(shù)支持，支持分布式能源項(xiàng)目并網(wǎng)，并制定激勵(lì)政策包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收減免、低息貸款等。

（2）德國對mCHP（小型熱電聯(lián)供）售電實(shí)行：優(yōu)先價(jià)格法曰能效大于70%，享受退稅優(yōu)惠曰50kW的mCHP設(shè)備，環(huán)境部將在10年期間提供400萬歐元的財(cái)政支持。

（3）丹麥采用鼓勵(lì)措施，制定了《供熱法》《電力供應(yīng)法》、全國天然氣供應(yīng)法等，在法律上明確了保護(hù)和支持立場。電網(wǎng)公司必須優(yōu)先購買熱電聯(lián)產(chǎn)的電能。

（4）日本發(fā)布《并網(wǎng)技術(shù)—求指導(dǎo)方針》，實(shí)現(xiàn)分布式能源合法并網(wǎng)發(fā)電、允許多余電能出售給電力公司，稅收減免，專項(xiàng)基金補(bǔ)貼。

國外燃?xì)馊?lián)供發(fā)展初期，通過政府制定法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、給予一定補(bǔ)貼，并從氣價(jià)、電價(jià)等方面完善市場機(jī)制，使燃?xì)饫錈犭娙?lián)供在市場應(yīng)用中存在盈利。同時(shí)，政府鼓勵(lì)燃?xì)馊?lián)供關(guān)鍵裝備及技術(shù)研發(fā)，有效降低一次投資和運(yùn)維費(fèi)用曰使企業(yè)在發(fā)展中探索合理的商業(yè)模式，加速項(xiàng)目盈利，推動(dòng)了該行業(yè)進(jìn)入良性的發(fā)展。