海南国际旅游岛分布式供能技术可行性分析

艾 闯，闫东辉，李 丹，张文亮

（海南电网公司，海口 570203）

1 分布式供能技术在海南的应用优势

1.1 丰富的油气资源

海南省所辖海域约2×106km2。据勘探，天然气资源储量为5×1012m3，目前已开发利用或探明的海域天然气约2.5×1011m3。海南省规划了环海南岛天然气输气管道，现已建成长约252 km的东方—洋浦—海口输气管道和长约120 km的南山—八所天然气管线。海南省现有海上崖13-1气田、东方1-1气田和乐东气田。丰富的油气资源可以为分布式供能技术的燃气轮机组提供源源不断的动力。

1.2 规律的用电特性

海南省的气候常夏无冬，夏季从3月一直延续到11月，日最小负荷率夏季达0.67，冬季达0.57；平均日负荷率夏季为0.86，冬季为0.78。夏季高峰期空调耗电量在三亚市为总用电量的50%，在海口市约为总用电量的25%，电网不平衡系数达0.91。2009年，日最大峰谷差和月最大峰谷差均达900MW。海南常夏无冬以及电网空调负荷特性明显，适合分布式供能技术应用。

1.3 稳定的用电负荷

海南岛东部以高档国际化度假休闲区为主，近年来吸引了国内外著名财团纷纷投资建设。领跑海南房产市场的三亚商品房价格已达到国内一线城市的均价。三亚亚龙湾建有约20家高档酒店，形成了一个酒店群，且已进入相对稳定的运营阶段。三亚海棠湾建设投资约215亿元人民币，毗邻三亚的陵水县。清水湾由雅居乐与美国投行摩根斯坦利共同整体开发，投资130亿元，面积约1×107m2。海南省大型高档国际化度假项目的供电负荷集中，负荷曲线基本一致，为分布式供能技术实施提供了广阔的应用空间。

1.4 灵活的地方政策

海南省作为一个旅游大省，清新的空气一直为人所称赞。推广分布式能源，可以大大减少燃煤锅炉所产生的二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、烟尘等大气污染物，对保护海南环境，保证海南旅游业长期稳定发展具有重要意义。在全国节能减排大政策背景下，海南省政府迫切需要在能源环保利用上有所作为，并大力推进全省天燃气管道建设。海南作为最大的经济特区和岛屿省份，有中央赋予的地方法规政策制定的灵活性，为分布式供能技术生存和发展提供了良好的政策环境空间。

2 单一酒店分布式供能技术可行性研究

2.1 对象的选取

以亚龙湾的红树林酒店作为分析对象。

从海南电网三亚供电局的营销系统中调取亚龙湾红树林酒店2007年、2008年的月用电量，统计如图1所示。

红树林酒店2007年全年累计用电量为6981.495MWh，2008年全年累计用电量为7 180.185MWh。其中2月和12月累计用电量最少，8月和9月累计用电量最多。

红树林酒店在2008年6月前锅炉使用的燃料是液化气，2008年6月后改用天然气。从2008年6月至12月天然气使用情况如图2所示。

红树林酒店配置了容量为3 t/h的燃气锅炉。红树林酒店客房数量为502间。

2.2 技术可行性分析

红树林酒店供电方式是10 kV双回路供电，从三亚调度系统中分别调出红树林Ⅰ线、红树林Ⅱ线7月、9月、12月某一天有功曲线，可知该酒店2008年7月1日有功最小值为610 kW，最大值为920 kW；2008年9月1日有功最小值为670 kW，最大值为1 250 kW；2008年12月1日有功最小值为270 kW，最大值为1 000 kW。

7月、9月、12月这3个月基本涵盖了该酒店月累计用电最大月和最小月。

通过3个典型日可以看出红树林酒店日最小负荷为270 kW、日最大负荷为1 250 kW；酒店用电高峰时段为9：00～22：00，共计13 h。

（1）燃气轮机组的选取

燃气轮机组容量选取的原则：单台燃气轮机运行时能够满足最小负荷需要，2台同时运行时所提供的电能不能大于最大负荷。

根据红树林酒店最小、最大负荷情况，选取2台300 kW的燃气轮机组，在酒店用电高峰时段2台燃气轮机组同时运行，在酒店用电低谷时段单台燃气轮机组运行。

（2）锅炉蒸发量的计算

300 kW燃气轮机组的蒸汽流量为3.42 t/h，排汽温度为490℃，则300 kW燃气轮机组的蒸发量为1.35 t/h，2台燃气轮机组的蒸发量则为2.7 t/h。故选取2台蒸发量为1.35 t/h的余热锅炉，其运行方式与燃气轮机相同。

（3）溴化锂吸收式制冷装置容量的选取

红树林酒店洗衣房蒸汽使用高峰时段为8：00～17：00（9 h），低谷时段为17：00～22：00（5 h）；空调用电高峰时段为每天10：00～次日1：00，其余时间是低谷期。

根据红树林酒店用电、用气情况，在17：00以后，酒店洗衣房蒸汽用量会下降，此时段正处于空调用电高峰时段，所以应该将该时段余热锅炉多余的蒸汽经溴化锂吸收式制冷装置吸收制冷。其余时刻处于用电及用热的低谷期，只需1台燃气轮机组运行，根据冷热负荷的情况调整该时段的供冷及供热情况。

红树林酒店2007年中央空调制冷用电量累计2 800MWh，2008年中央空调制冷用电量累计为3 000MWh。据统计，该酒店2008年平均每月制冷用电量为250MWh，平均日制冷用电量为8 333 kWh，空调用电高峰时段大约为14 h。2台燃气轮机组同时运行时，每天全部用于制热的时间大约为9 h，启动溴化锂吸收制冷时间大约为5 h，其余时间为单台燃气轮机组运行同时制热和制冷，即溴化锂吸收制冷时间大约是中央空调制冷用时间的1/3。

溴化锂吸收制冷用电量约为555.5 kWh/h，故选取2台1 046MJ溴化锂吸收式制冷装置用于制冷。

红树林酒店采用分布式供能技术的配置见表1。

表1 红树林酒店分布式供能设备配置

红树林酒店热电冷联供运行方式见表2。

表2 红树林酒店热电冷联供运行方式

（4）经济效益计算

目前，亚龙湾地区商用天然气价格为3.94元/m3，三亚地区民用天然气价格为2.4元/m3。2008年，红树林酒店执行电价平均为0.74元/kWh。

海南省发展和改革委员会于2008年12月26日发文件规定，从2009年1月1日起，对峰谷电价政策重新进行调整。调整后，红树林酒店执行电价平均为0.77元/kWh。

按照前述配置，红树林酒店新增加硬件一次投入为600万元。在不同天然气价格、电价及不同利用小时数下的效益计算结果如表3。

3 区域分布式供能技术可行性研究分析

以三亚海棠湾地区规划酒店为分析背景。三亚海棠湾地区酒店规模与三亚亚龙湾地区酒店规模类似，很多酒店与亚龙湾地区酒店业主相同。考虑到管道铺设问题以及减少能量在管道输送过程中的损耗，以6家酒店为一个区域应用热、电、冷联供方式，分析区域分布式供能技术的应用。

（1）燃气轮机组的选取

综合海棠湾6家酒店以及前述红树林酒店的情况，选取2台2 000 kW的燃气轮机组。

（2）余热锅炉蒸发量的计算

计算2 000 kW燃气轮机组蒸发量为6.9 t/h，所以选择2台蒸发量为6.9 t/h的燃气锅炉。

（3）溴化锂吸收式制冷装置容量的选取

依据前述红树林酒店的计算，区域供电选取为2台6 280MJ溴化锂吸收式制冷装置用于制冷。其设备配置见表4。

表3 单一酒店分布式供能技术经济效益

表4 区域应用分布式供能技术的设备配置

（4）效益计算：

在该配置情况下，硬件一次投入约为2 800万元。在不同天然气价格、电价及不同利用小时数下的计算结果如表5所示。

4 结论

通过以上分析可以得出：在现有气站天然气价格2.40元/m3下，根据理想化运行参数计算，单一酒店应用分布式供能技术的简单回收期为12.3年，区域性应用分布式供能技术的简单回收期为4.4年。考虑极端情况，单一酒店应用分布式供能技术，在最大利用小时数5 657 h、天然气价格最低为1.9元/m3、平均电价为0.74元/kWh条件下，回收年限为4.81年。而区域应用分布式供能技术在最小利用小时数4 380 h、天然气按居民价格2.4元/m3、平均电价为0.74元/kWh条件下，回收年限为5年。与此同时，环保效益也相当可观，以区域应用分布式供能技术在最小利用小时数4 380 h为例，每年可减少一次能源燃烧排放CO2约2 875 t，节煤958 tce。

表5 区域分布式供能技术经济效益

综合上述分析，考虑一次性总投资以及实际运行后的维护成本、上网调度等方面因素以及社会环保效益，在海南应用分布式供能技术较为理想。