浅谈燃气热电冷联供技术及应用

吴昊轩

摘 要：在全球能源日益紧张的背景下，开发新能源成为世界各国共同重视的话题。目前分布式能源系统在世界上的各个国家得到了高度的重视，并且积极的开发利用，其中的燃气热电冷联供就是一种重要的新型能源高效利用的形式。通过燃烧燃气，充分利用高温烟气中的热量实现热、电、冷三个方面的能量供应，这是解决能源紧缺的重要形式之一，可以适用于工业、商业以及民用等多个领域。虽然燃气热电冷联供技术在初期投资较高，但是其资金回收较快，因为能源可利用的途径较多，所以能够在较短的时间内取得较高的经济效益，并且具有较好的环保性，文章对于燃气热电冷联供技术以及应用进行分析，对于我国开发新能源会起到促进性的作用。

关键词：燃气；热电联产；应用分析

1 概述

在经济建设快速发展的今天，我国更加重视对环境的保护，所以在开发新能源方面会全面的考虑其经济性、社会性以及生态性，只有在提高经济效益又利用环保的情况下，才能够进行大力的开发。所以我国主要是以建设资源节约型和环境友好型社会为发展目标，在这种大的形势下，分布式能源系统的开发和利用成为我国在能源方面发展的主要对象。分布式能源系统的开发和利用是对新能源的高效利用，通过国家相关政策的正确引导，能够对大电网进行有益的补充，从而实现能源供应的平衡性和长久性发展。

在我国的中东部地区蕴含大量的天然气资源，但是对于这些能源的利用方式还比较粗犷，主要是在商业以及工业生产中，并且在利用的过程中会对环境造成一定的污染，而在我国倡导节能环保的政策号召下，如果对天然气能源进行科学的开发利用，在创造经济效益的同时又减轻对环境的污染是重要的问题。

在这种大的形势下，燃气热电冷联供技术应运而生。燃气热电冷联供系统，是一种建立在能源梯级利用概念基础上，将供热（采暖和供热水）、制冷及发电过程一体化的能源综合利用系统，其受到许多发达国家的重视并被称为“第二代能源系统”。

由于燃气热电冷联供系统从原理上实现了对能源的梯级利用，因而，科学合理的联产系统配置与利用方式，相对传统的燃煤分产系统而言，将有较大的节能潜力。同时，系统能源利用效率的提高、以及天然气清洁能源的应用，对于降低二氧化碳及其他空气污染物（SOx、NOx和烟尘等）的排放，也将有着积极的作用。

因而，燃气热电冷联供系统科学合理的利用，对于提高能源利用效率、降低污染排放、改善电力峰谷差、燃气冬夏季峰谷差及提高供电安全性等方面，将具有非常积极的意义。燃气热电冷联供系统具有改善目前我国在环境、天然气及电力发展中存在问题的潜力。

2 燃气热电冷联供的工作原理

燃气热电冷联供系统工作的基本原理是：首先利用燃气高品位热能在动力设备做功发电，再利用动力设备发电所产生的废热进行供热、除湿或驱动吸收机制冷，从而实现能源的高效梯级利用。燃气热电冷联供系统采用的常用动力设备主要有：燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等。

3 分布式能源系统的特点

分布式能源系统的最大特点就是减少了中间输送的环节，直接安装在用户终端，在用户终端就可以实现能源的梯级利用，有效的减少了输送过程中的能源损耗，提高了能源的利用率，这种形势能够最大程度的发挥能源的效率。在分布式能源系统中，主要是以气体燃料作为一次能源，然后将后续过程中产生的可再生能源作为辅助能源，将各种能源得到充分的利用，这是热电冷联供的主要形式。在用户终端安装燃气热电冷联供系统，能够将电力、热力、制冷以及蓄能等各项技术进行有效的整合，能够最大程度的满足用户的各种需求，从而实现能源的梯级利用，在与公用能源系统的配合方面，二者之间能够进行高效的支持和补充。比如说燃气热电冷联供系统与低压电网以及冷、热水管道中就可以进行互相补充，从而提高了能源供应的可靠性。燃气热电冷联供系统将能源的经济效益发挥到最大程度，同时又保护了环境，符合我国经济发展的长远目标。

4 分布式能源系统运行模式和优势分析

4.1 分布式能源系统运行模式分析

目前分布式能源系统的运行模式主要有两种，一种是独立运行模式，主要应用于大电网无法覆盖的边远地区，利用分布式能源系统进行单独供电，这是我国在中、近期应该重视的问题，对于促进“三农”的发展具有重要的意义。另一种是联网运行模式，在用电负荷较高的区域，将分布式能源系统接入公用电网，与公用电网共同程度供电负荷，一方面减少了公用电网的供电压力，另一方面提高了供电的可靠性，这种运行模式将会我国能源发展的主要趋势。

4.2 分布式能源系统的优势分析

与传统的供电方式相比，分布式能源系统具有较大的优势，主要表现在如下几个方面。第一，因为实现了能源的梯级利用，所以具有较高的能效；第二，损耗以及污染较小，因为分布式能源系统是直接安装在用户终端，减少了中间的输送环节，一方面减少了能源损耗，另一方面由于电磁辐射较小，降低了对环境的污染；第三，具有较高的灵活性，在与公用电网联网运行的过程中，一旦公用电网出现故障，分布式能源系统可自动断开与公用电网的连接，实现独立供电，有效的提高了供电的可靠性；第四，具有较高的电能质量，因为其在调整电压和电流波形方面具有较高的便捷性，所以电能质量较高；第五，分布式能源系统的最大优势就是在创造经济价值的同时又减少了对环境的污染，所以系统经济性好。

5 燃气热电冷联供的工程应用前景与展望

目前，天然气热电冷联供系统在我国应用与发展的主要障碍是天然气的价格。如果把天然气单纯用来发电，难以与燃煤电厂竞争；另一方面，天然气价格按等热值比较，要比煤炭高得多，也不具備替代煤炭的条件。为此，很多城市发改委等联合制订《分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》，发展分布式供能系统和燃气空调，《扶持办法》主要明确了资金来源、支持范围、支持方式和标准、设备补贴资金申请程序、计划编制程序和部门职责等事项。按照《扶持办法》有关规定，近几年对在城市范围内医院、宾馆、大型商场、商务楼宇、工厂等建筑物建成并投入使用，并纳入市推进计划的单机规模1万千瓦及以下的分布式供能系统项目和燃气空调项目的单位，给予设备资金补贴（燃气空调按100元/千瓦制冷量补贴）、电网并网支持、天然气价格和收费优惠等方面的政策支持，并要求政府投资的重大基础设施建设项目，优先使用分布式供能系统和燃气空调。通过这些举措将能明显地降低初投资，提高投资方的积极性，将推广燃气热电冷联供系统的应用。

6 结束语

在市场经济快速发展，资源消耗日益加重的形势下，开发新能源成为我国经济发展的主要目标。燃气热电冷联供技术是分布式能源系统中一种重要的形式，其通过燃烧天然气，充分的利用烟气排热实现了发电、供热以及制冷等功能，是对我国现有能源供应的一种补充，最大限度的实现了资源的优化配置，是资源梯级利用的重要表现形式。燃气热电冷联供技术作为一种新兴技术，不仅能够创造巨大的经济效益，同时又实现了保护环境的目的，将会是我国以后发展的主要趋势。

参考文献

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