以“麒麟特区”为例谈燃气分布式能源的发展前景及工程应用

邹力

（南京市麒麟生态城建设有限公司）

以“麒麟特区”为例谈燃气分布式能源的发展前景及工程应用

邹力

（南京市麒麟生态城建设有限公司）

随着现代社会经济的快速发展，社会经济活动对能源的需求愈发强烈，而能源供应却愈发紧张，在这种研究形式下能源应用的可持续发展成为社会各界关注的重要内容，如何提供能源的利用效率，降低能源在应用环节的无形浪费成为能源安全邻域研究的重点问题。本文将立足于燃气分布式能源应用的知识，结合紫金（麒麟）科技创业特别社区（以下简称“麒麟特区”）的工程实例，对燃气分布式能源的发展前景以及工程应用进行简要分析。

燃气分布式能源；发展前景；工程应用

前言：分布式能源是指在现代社会经济条件下，对广泛分布在各个区域各个领域能源供应主体剩余能源的集中应用技术形式，在实际应用中区域能源供应主体的所产生的冷、热、电等能源形式，主要用于供应用户的相应需求，而剩余的电力能源会被送入到当地的配电网络，实现剩余资源的优化配置。现实应用中分布式能源具有建设投资低、能量损耗小、系统可靠性高的优势特点，是我国能源资源利用多元化和集约化实现的重要手段。因此以“麒麟特区”为例谈燃气分布式能源的发展前景及工程应用的研究具有鲜明的现实意义。

1.燃气分布式能源发展前景

1.1 总体发展趋势

燃气分布式能源作为一种全新的能源应用形式，其本身的技术优越性是极为鲜明的，对能源的优化配置效果也是极为突出的。但是我国在燃气分布式能源领域的起步较晚，总体的技术水平和应用规模还是与国外存在一定的差距。在科研领域以中科院为首的高等院校都开始关注这一技术领域，并分别开展了分布式嫩远模型研究、分布式能源并网研究等专题研究项目。但是在实际应用领域因为我国现行的能源资源利用法律体系还不完善，现代输电网络技术和硬件基础设施水平不高等现实因素限制，我国分布式能源应用一直没有取得实质性的进步。但是在我国可持续发展的经济建设指导思想影响下，现代社会经济活动对能源资源的优化配置需求不断增长，能源资源优化配置的意识不断完善，分布式能源逐渐被越来越多的政府职能部门和企业主体所接受，主观发展环境比较优秀。同时在客观技术领域，国际上也已经积累了不少成熟的分布式能源发展经验，值得我国借鉴。从整体上看燃气分布式能源的科研工作正在紧罗密布的进行，其应用推广的主观和客观环境也是一片大好。

1.2 面临问题

1.2.1 政策、体制问题

燃气分布式能源不仅仅是一种能源利用形式，同时还是一种从区域能源利用整体角度出发对能源资源优化配置水平的调整机制，在其具体应用活动中会涉及到能源资源、电力、经济、技术等众多领域因素。但是当前我国的能源资源利用政策、法律体系还是存在一定的缺陷，尤其是缺乏从能源资源优化配置整体出发的资源、电力、经济和技术的统筹法律体系，当前政策法律的缺失已经成为燃气分布式能源发展应用的重要瓶颈[1]。

1.2.2 气源供应问题

当前我国大部分区域的燃气基础设施发展水平低，限制了燃气分布式能源的应用，燃气三联供是燃气分布式能源实现的主要技术形式，但是当前我国绝大部分适用燃气三联供技术应用的区域，其燃气管道基础设施都存在不足，较为突出的问题是燃气管道的密度不够，无法形成燃气三联供的管道网络回路；压力等级不匹配，在传统的燃气管道设计思想指导下，为了控制燃气管道设施建设的成本，往往会根据燃气应用目标的需求设计和燃气供应主体的供应实际采取不同的供应压力制度，这种差异供应压力为统一连通的三联供网络建设制造了不小的麻烦。同时燃气价格也是燃气分布式能源应用的一种重要限制因素，当前的燃气价格是在燃气传统使用形式基础上形成的，并不能够有效的反应出燃气分布式能源应用以后的应用价值，同时燃气分布式能源应用以后，燃气的使用会与电力的应用出现极大的关联，燃气的季节价格和市电的峰平谷价会对燃气价格产生较大影响。

1.2.3 电力并网问题

燃气分布式能源是一种对燃气资源的利用，是一种综合利用在实际应用中会涉及到燃气能源和电力等能源供应主体的实际利益，资源的综合利用背后隐藏的是利益关系的复杂化，当前我国对这一关系的梳理工作还在进行，实质性的应用操作标准和利益分配标准还没有落实，造成了天然气分布式能源三联供系统的发电并网的实际困难[2]。

1.2.4 技术因素

燃气三联供系统是对能源资源和能源表现形式的一种综合转化系统，工程应用对其实际应用效果的要求极高，我国在实现燃气三联供系统功能领域还存在不少的技术屏障，这种技术屏障在工程应用中的具象表现为系统能力与热电冷需求之间的不匹配。我国在燃气三联供系统的设计和实现活动中还存在着较大的技术问题，主要表现为专业化的系统集成能力、指导观念、负荷分析、能量平衡、方案优化和自动控制领域[3]。

1.2.5 市场因素

从市场和供需角度来看，由于燃气三联供系统 本身集成了燃气、机械、电力、暖通、能源转换等多种前沿技术形式，国内能够对这些技术进行专业研究并有效集成的企业主体比较少，真正落实这一技术复杂的系统存在一定的市场困难；设备方面，我国在燃气内燃机领域的技术水平始终不高，尤其是在燃气分布式能源应用的中小型燃气轮机领域，技术水平还相对落后，实现燃气三联供存在技术困难；从运营管理的角度看，我国缺乏专业的运营公司，没有形成规模足够的、专业性也够强的基层运营管理网络，在燃气分布式能源的推广应用过程中会存在不小的运营管理主体问题。

1.3 最新发展形势

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指导意见”征求意见函》（以下简称《意见》），《意见》中对燃气分布式能源的优越性和资源优化配置能力给予了高度肯定，并提出在2011年建设1000个燃气分布式能源项目的期望。同时国家能源局针对燃气分布式能源推广应用中存在的政策法规缺席问题，专门设置了《分布式发电管理办法》针对燃气分布式能源实际应用中的政策法规问题、气源供应问题、并网发点问题，提出了建设资金补贴、多余电力由国家电网回收、赋予投资方电网设施产权等解决措施，为燃气分布式能源的发展应用铺平道路，大力刺激燃气分布式能源的发展，《意见》和《分布式发电管理办法》的颁布标志着我国燃气分布式能源的发展应用进入到一个全新的阶段[4]。

针对燃气分布式能源应用中的电力并网和电力应用问题，国家电网公司结合燃气分布式能源技术实际进行了深入的研究，制定并发布了燃气分布式能源接入电网的细化技术规定，作为国家标准上报国家能源局。为燃气分布式能源的并网发电问题奠定了坚实的技术基础。2011年10月，国家发改委、财政部、住建部和国家能源局联合发布了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（以下简称《指导意见》）进一步对国家能源局发布的解决燃气分布式能源发展应用问题的措施进行了落实，至此燃气分布式能源发展应用的政策法规问题已经不复存在，同时针对燃气分布式能源推广的技术和市场问题，《指导意见》也给出了相应的刺激与激励措施[5]。

2.“麒麟特区”燃气分布式能源应用实例分析

紫金（麒麟）科技创业特别社区（以下简称“麒麟特区”）位于南京麒麟科技创新园内，规划建筑面积约48万平方米，主要以建设科技企业孵化器、加速器、中试基地、人才公寓及相关配套设施等。项目采用了燃气分布式能源系统，充分展示了该工程“绿色、低碳、节能”的特点。

2.1 供热供冷能力分析

为保证对社区内企业主体和住宅区的热电冷供应，社区燃气分布式能源系统采用了两台GE公司生产的PG6111FA燃机，并配置两台余热锅炉和两台汽轮机。两台背压式汽轮机排汽参数为 0.8MPa、2500C蒸汽，冬季用于汽水换热器产生1200C热水，夏季直接送出制冷。标准工况条件下每年能够实现 216t/h的蒸汽产量，这些蒸汽产量主要供应给蒸汽需求、热水需求，其中直接蒸汽供应85t/h，剩余蒸汽按照1200C的标准可以制造热水约1588t/h，借助余热锅炉对系统运行热量进行收集可以再制造热水约 740t/h，使标准热水的总产量达到2328t/h。系统蒸汽和余热锅炉的尾部热水直接送出，在热网末端配备蒸汽型和热水型溴化锂制冷机组，用于制冷。按照 CJJ34-2002《城市热力网设计规范》综合考虑“麒麟特区”的实际情况，燃气分布式能源系统冬季可保证采暖面积187万m2，夏季可实现制冷141万m2满足“麒麟特区”对冷热供应的需求[6]。

2.2 技术、经济指标分析

按照天然气价格每立方米2.28元、每年利用5500小时供热价格79元/GJ的计算模型进行计算，燃气分布式能源系统的平均价达到 528元/（MW•h）远远低于集中供电的计算电价644元/（MW•h），但是在燃气分布式能源系统的实际运行中，为了保证其运行管理主体对系统运行管理的积极性，需要为运行和管理主体预留足够的利润空间，以“麒麟特区”的燃气分布式能源系统为例，扣除各种税负和政策补贴的影响，其平均价格保持在555.28元/（MW•h），同样低于集中供电的计算电价[7]。

2.3 燃气分布式能源应用的注意事项

如前文所述燃气分布式能源是一种集合了多种能源形式的能源优化配置系统，其本身囊括的内容众多导致去运行中的影响因素众多，反向应用燃气分布式能源系统的平均价格计算模型，对燃气分布式能源系统各个主要因素的影响权重和影响比例进行计算。结果显示，燃气价格对系统发电成本的影响最大，燃气价格每上涨10%，系统发电成本就会增加11.86%；其次是系统供热价格，供热价格上涨 10%，系统发电成本可以降低 5.79%；再次是系统增投额，总投资额没上涨10%，系统的发电成本会增加3.17%。总体来看，在燃气分布式能源系统的实际应用活动中燃气价格、供热价格和总投资额都会对系统的发电成本造成影响，但是影响最大的是燃气价格，在燃气分布式能源系统的实际应用中燃气价格因素影响巨大[8]。

3.结论及建议

（1）虽然我国在燃气分布式能源领域的起步较晚，但是我国政府部门和社会经济主体对燃气分布式能源系统优越性的认识是极为充分的，在社会主义建设的新时期，政府机构为燃气分布式能源的发展应用设置了一系列的法律法规，以及刺激推进政策，燃气分布式能源的整体发展前景看好。

（2）燃气冷热电三联产是现代燃气分布式能源实现的主要技术形式，在自然环境和社会环境适宜的地方构建燃气三联产分布式能源项目具有鲜明的经济效益和社会效益。

（3）在燃气分布式能源系统的实际运营过程中，燃气价格、供热价格和总投资额都会对系统发电成本产生直接影响，因此在保证燃气价格稳定不变的前提下，应该尽量提高供热、供冷的价格，减少系统工程的总投资额，以控制系统运行过程中的发电成本。

[1]林世平. 分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究[D].武汉理工大学,2011.

[2]马琴. 区域型联合循环分布式联供系统优化设计的研究[D].华北电力大学,2013.

[3]吴恩琦. 燃气分布式能源发电对电网企业的影响分析模型研究[D].华北电力大学,2013.

[4]刘宏志. 我国分布式电源商业化投资机制及效益分析模型研究[D].华北电力大学,2013.

[5]罗健,余学海,张占锁,廖海燕,赵华. 燃气分布式能源发展前景及经济性分析[J]. 燃气轮机技术,2012,11（01）：17-19.

[6]许勤华,彭博. “APEC分布式能源论坛”综述——兼论中国天然气分布式能源的发展[J]. 国际石油经济,2013,11（Z1）：96-101.

[7]单付. 天然气分布式冷热电联产系统项目的建设控制要点分析[D].华北电力大学,2012.

[8]王艳. 黑龙江省分布式能源发展对策及方案研究[D].华北电力大学（北京）,2011.

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