热电联产与分布式能源的新发展

热电联产与分布式能源的新发展摘要: 针对我国能源面临的形势,介绍了我国热电联产及分布式能源的发展现状;详细分析了发展分布式能源所面临的问题及遇到的障碍;提出了政府在政策、立法等方面应采取的措施. 同时,对我国热电联产和分布式能源的发展前景做出了预测和设想.关键词: 热电联产;分布式能源;节能；发展趋势1 什么是热电联产热电联产就是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式，是指同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。

以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。

对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.78～1.28兆帕(MPa)和0.12～0.25MPa两等。

前者供工业生产，后者供民用采暖。

热电联产的蒸汽没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％，比大型凝汽式机组(热效率达40％)还要高得多。

热电联产它要求将热电站同有关工厂和城镇住宅集中布局在一定地段内，以取得最大的能源利用经济效益。

西方和东欧国家发展热电联产已达较高水平，热电厂装机容量占电力总装机容量的30％，用于工业生产和分区集中供暖各占一半。

造纸、钢铁和化学（包括石油化学）工业是热电联产的主要用户，它们不仅是消耗电热的大用户，而且其生产过程中所排出的废料和废气（如高炉气）可作为热电联产装置的燃料。

城市工业区及人口居住密集区也是发展热电联产的主要对象，但要注意对当地热负荷进行分析，一般热化系数不得低于0.5（工业热负荷年利用小时数在3500小时以上，居民冬季采暖不小于3个月）。

热电厂的供热距离通常不超过5～8公里。

对热电联产的燃料质量（主要是含硫、磷量）有较高要求，同时厂址要选在城市盛行风的下风向，避免对城市环境的污染。

当热电联产时蒸汽过剩时，可以将空调、生活用水，用吸收式空调来解决问题。

2 中国热电联产的现状及分布式能源的发展现状中国的热电联产取得了很大的成绩,到2003 年,全国已建成6 000 kW及以上供热机组2 121台,总装机达到4 370万kW. 预计到2020 年,中国热电联产将达到2 亿kW ,年节约2 亿t 标煤,减少SO2 排放400 多万t ,减少NOX 排放130 万t ,减少CO2 排放718 亿t .热电联产将为能源节约、环境保护、经济和社会发展做出重大贡献.到2003 年底,全国共有321 个城市已建成集中供热设施,供热面积达1819 亿m2 ,比上年增长21154 %.从统计数字可看出,无论从供热能力还是供热总量上看,热电联产均占全国蒸汽总供热能力和总热量的60 %～70 %.目前,分布式能源在中国已由理论探讨阶段进入工程开发阶段. 北京、上海、广州等地已有一批以油、气为燃料的分布式热、电、冷工程投入运行,并取得了明显的经济效益、环保效益和社会效益.另据中国电力企业联合会编制的《2003年电力工业统计资料提要》提供的统计数据,到2003 年底,中国燃煤的单机6 0 00 kW及以上供热机组总装机容量为4 369118万kW ,按国际分布式能源联盟的说法,这些都是分布式能源. 假设2004 年全国供热机组增加1 000万kW ,则到2 004 年底,燃煤、油、气的热电联产分布式能源机组总容量将达5 700万kW ,为2 003 年核电总容量的9121倍,因而,这是一支不可忽视的重要的动力资源.3 分布式能源面临的问题和障碍无论是发展分布式能源,还是推进“可持续发展”或“循环经济”,在中国都遇到了比其他国家更多的困难,其中,关键是认识上的差距. 2003 年以来,煤电油气以及水资源、土地资源和粮食供应都出现了紧缺问题,中国的资源能不能支撑经济的高速发展,已成为一个不得不面对的现实问题.与中国目前的能源利用效率水平和环境保护水平一样,鼓励分布式能源等先进技术的法律政策水平在世界上仅停留在一个相当初级的阶段,与发达国家相比,大约存在着15～20年的差距.尽管作为分布式能源最重要的组成部分的热电联产事业,在中国已经存在了50 余年,装机容量已经达到全国同容量火电机组容量的15. 69 % ,2003年供热总量达到14. 84 亿GJ ,已经为中国的节能和环保做出过巨大的贡献,但是,在全国人大颁布的400 多部法律中,仅在《节能法》中提及“热电联产”一次,第39 条规定:国家鼓励“热电联产”和“热、电、冷技术”. 而作为电力工业重要内容的热电联产,在原《电力法》中竟只字未提,实属天大的遗憾.《节能法》是中国节能工作者不断努力的结晶,这一法律的颁布确实对节能工作特别是“热电联产”事业起到了积极的推动作用. 但是,由于各级政府和一些垄断企业节能意识淡薄,节能执行层的建立也存在着诸多问题,致使国家对热电和热电冷技术的鼓励政策未能取得实效.为了统一认识,促进热电联产事业的健康发展, 2000 年国家计委、国家经贸委、建设部和环保总局联合发布了(急计基础[ 200 0 ]1268 号)“关于印发《关于发展热电联产的规定》的通知”,这是中国节能环保工作的一个里程碑式的文件. 同时还明确规定:符合指标的热电厂,电网管理部门应允许并网. 这是政府部门首次在行政规章中列入了支持分布式能源的条款,具有重要的历史意义.但是,分布式能源在中国的发展并不能令人满意,几个试验工程均不够理想,就连分布式能源项目合法并网的问题至今都尚未解决.部分电力部门出于企业自身利益的考虑而采取不配合的态度,这并不难理解,一些发达国家在发展分布式能源之初也都曾遇到过这样的问题. 根据其他国家的经验,解决的方法是采取有效的法律和行政手段,尤其是政府主管部门要有目标、有要求、有决心,建立明确无误的产业政策导向.《电力法》是中国当前最具争议的法律之一,它的立法基点首先是保护投资者、经营者,而不是保护使用者(消费者) . 在第25 条中规定:“一个供电营业区内只设立一个供电营业机构”. 以此剥夺了《民法通则》《合同法》以及《消费者权益保护法》赋予消费者公平交易和选择的权利. 第63 条进一步规定:“违反本法第25条规定,未经许可,从事供电或者变更供电营业区的,由电力管理部门责令改正,没收违法所得,可以并处违法所得五倍以下的罚款. ”此后颁布的《电力供应与使用条例》第30 条更进一步地规定:“用户不得有下列危害供电、用电安全,扰乱正常供电、用电秩序的行为. ”不得有的行为之一就是:“未经供电企业许可,擅自引入、供出电源或者将自备电源擅自并网. ”政府将裁决的权力交给了当事一方的企业,也就是说供电企业不同意,你就别想建分布式能源.欣慰的是《, 电力法》的修改工作已经全面展开,希望新《电力法》能将“可持续发展”的理念作为核心,依照“三个代表”的思想把广大人民群众的根本利益放在首位,有益于先进技术的应用,有利于先进生产力的发展.分布式能源在世界范围内已得了到长足发展,但在中国还是一个新尝试,由于对分布式能源技术的掌握和认识还处于初级阶段,致使一些项目的设计和实施出现了不少问题,也影响到这一技术在中国的发展.4 发展分布式能源政府采取的措施4. 1 关于发展热电联产的规定《关于发展热电联产的规定》对分布式能源有明文规定,其中:第十一条凡利用余热、余气、城市垃圾、煤矸石、煤泥和煤层气等作为燃料的热电厂,按《国务院批转国家经贸委等部门关于进一步开展综合利用意见的通知》文件执行.第十四条积极支持发展燃气- 蒸汽联合循环热电联产.1) 燃气- 蒸汽联合循环热电联产污染小、效率高及靠近热、电负荷中心,国家鼓励以天然气、煤层气等气体为燃料的燃气- 蒸汽联合循环热电联产.2) 发展燃气- 蒸汽联合循环热电联产应坚持适度规模. 根据当地热力市场和电力市场的实际情况,以供热为主要目的,尽力提高资源综合利用效率和季节适应性,可采用余热锅炉补燃措施,不宜片面扩大燃机容量和发电容量.3) 根据燃气- 蒸汽联合循环热电厂具有大量稳定用气和为天然气管网提供调峰支持的特点,合理制定天然气价格.4) 以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统,适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银行、学校等较分散的公用建筑. 它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线损和应急突发事件等综合功能,在有条件的地区应逐步推广.该文件是中国目前最权威、最全面论述发展热电联产的文件,其中为发展分布式能源留下了足够的空间,并已经预计到天然气工业发展后,分布式能源将迎来一个新的高速发展期.4. 2 专项规划国务院总理温家宝于2004 年6 月30 日主持召开国务院常务会议,讨论并原则通过了《能源中长期发展规划纲要》. 其中提出:1) 坚持把节约能源放在首位,实行全面严格的节约能源制度和措施,显著提高能源利用效率;2) 要大力调整和优化能源结构,坚持以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展的战略.2004 年11 月,经国务院同意,国家发改委发布了中国第一个《节能中长期专项规划》,该规划提出,中国工业节能的重点是电力、钢铁、有色金属、石油石化、化学、建材、煤炭和机械等高耗能行业. 同时提出,“十一五”期间要组织实施十项节能重点工程,包括燃煤工业锅炉(窑炉) 改造工程、区域热电联产工程、余热余压利用工程、节约和替代石油工程、电机系统节能工程、能量系统优化工程、建筑节能工程、绿色照明工程、政府机构节约工程以及节能监督和技术服务体系建设工程.4. 3 《可再生能源法》为发展分布式能源提供了保障十届全国人大常委会第十四次会议于2005 年2月28 日通过了《可再生能源法》. 国家主席胡锦涛签署第三十三号主席令,公布了这部法律.可持续发展是中国的基本国策,同时也是当今国际社会普遍关注的话题. 树立和落实科学发展观,实现经济发展和人口、资源、环境协调发展,走全面可持续发展的道路,关系到人类未来生存、和平与发展,关系到我国和谐社会的构建. 虽然在这方面早已形成共识,但随着中国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,中国年人均能源消费量的逐年增加,导致的能源资源的相对不足,已经成为影响中国社会、经济与环境可持续发展的一个极为重要的限制因素. 因此,寻求一条有利于社会、经济与环境可持续发展的、减少污染的能源供应与消费道路,就显得愈加重要.中国有丰富的新能源与可再生能源资源以及开发利用的潜在市场,但在其商业化的过程中却面临着众多的障碍和问题,要实现产业化发展,还必须消除制约发展的一些“瓶颈”.政府支持是发展可再生能源的关键. 国际上,不论是发达国家还是发展中国家,可再生能源的发展都离不开政府的支持,如激励、税收、补助、低息贷款、加速折旧、帮助开发市场等一系列的优惠政策,这是可再生能源产业发展的初始动力. 就中国的实际来说,可再生能源推广应用的地区多为边远贫困地区,虽然社会效益显著,但目前的经济效益还不会很高,这就更需要国家和各级政府的激励和支持.《可再生能源法》的出台,从法律的角度,明确了产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督等措施方案;明确了国家鼓励各种所有制经济主体参与可再生能源的开发利用,依法保护可再生能源开发利用者的合法权益,紧紧地对应了目前发展可再生能源方面存在的问题.5 热电联产与分布式能源的发展前景目前,在已商业化的、可大规模实现的能源转换技术中,热电联产是效率最高的,可达60 %～80 % ,如采用热电冷联产系统,则其效率可高达90 %. 因此,今后仍要坚持积极发展热电联产、热电冷联产的电力发展方针,这不仅是今后中国电力发展要“优化发展煤电”方针中的一个重要优化内容,也是实施提高能源效率这一方针的重要措施,同时,也是满足中国小康社会人民生活水平提高的重要方面之一.据有关部门预测,到2010 年,随着城市化建设的加快,北方采暖地区人口将由2001 年的1166 亿人增至2106 亿人,建筑面积将由50 亿m2 增至89亿m2 ,到2020 年将分别达到2169 亿人口和13415 亿m2 . 而集中供热率2001年为2617 % ,其中热电联产占集中供热的3113 % , 如果到2020 年集中供热比例增到40 % ,其中热电联产供热比例也增加到40 % ,并按1亿m2 建筑面积供热平均需300 万kW 的热电联产机组估算,到2020 年供生活采暖用的热电联产机组就要0165 亿kW 左右,比2001 年增加0142 亿kW 左右.工业生产用热,目前热电联产供热比例仍然很低,工业用锅炉平均容量不到3 t/ h ,容量小、效率低,如果目前工业用热中的80 %由热电联产代替,就需新增供热机组约019 亿kW ,比2001 年已有的约0116 亿kW大约增加017 亿kW;到2020 年,如果新增工业用热量的80 %由热电联产供应,预测还需新增016 亿kW 左右.以上预测到2020 年工业供热用热电联产约需增加装机113 亿kW.根据上述预测,到2020 年全国热电联产机组容量将达到2 亿kW 左右,比2003 年增加约1 16 亿kW 以上,届时热电联产机组将占全国火电容量的1/ 3 即30 %以上,比目前的水平提高1 倍以上.从以上粗略的预测来看,中国热电联产的前景广阔,建设规模很大,在提高中国能源利用率、降低发电供热能耗上将扮演十分重要的角色.根据全世界的经验,发展热电联产,特别是小型热电冷联产,是合理利用天然气资源的最佳途径和最有效的手段. 它不仅可以提高能源利用效率,有效改善环境,还能提高天然气的储采比,降低开采、输送成本,从而系统地降低天然气的利用成本,达到降低气价、提高用户市场竞争能力的目的.小型热电厂通常地处城市之中,是城市和企业基础设施的重要组成部分,它不仅与用户的距离最近,而且对地面大气环境的影响也最大.因此,小热电厂的改造对当地居民的影响最为直接,也最容易得到居民的理解和支持. 从燃用煤炭改造为燃用天然气,燃料成本必然要增加,能源代价必然会提高. 通过小型燃气轮机热电联产,提高能源利用率,减少能源输送环节的损失和浪费,是弥补因能源结构调整导致成本增加的最好方式. 通过环境的治理和城市设施的完善,改善人民的生活环境,争取群众和企业的理解和参与,合理分担部分涨价因素,是解决天然气市场和成本关系的合理途径.在西气东输沿途各省市,有着大量的燃煤热电厂,根据1999 年统计,约738 座. 其中除个别隶属于电力系统外,多数属于地方和企业,并且绝大多数的单机容量不超过12 MW.那么如何通过对燃煤热电厂燃气化改造,使之在不增加发电容量和较小的资金代价前提下,达到电价、热价无须进行较大调整的目标呢? 实现上述目标,应积极制定鼓励燃煤热电厂进行燃气化改造的优惠政策,发展小型化的燃气轮机热电联产或热电冷联产,将其作为西气东输的主要市场来定.目前,中国各城市均大搞城市化建设,新建建筑猛增,城乡现有建筑总面积约400 亿m2 ,在使用中其采暖、空调、通风、照明等方面消耗的能量已占全国总能耗的30 %左右,因此,开展节能工作大有可为. 另外,每年竣工的建筑面积约为20 亿m2 ,其中公共建筑约有4 亿m2 ,在公共建筑中,尤以办公建筑、大中型商场以及高档旅馆饭店为主,这就为发展分布式能源提供了极好的机遇. 尤其是北京申办2008 奥运会成功后,大量的体育场馆和公用建筑都加快了施工进度,再加上城市燃料结构调整和市内工业企业外迁,城市周边开发区的建设加速等,均为发展分布式能源提供了极好的机遇. 北京市现有公共建筑11587 亿m2 ,占全部现有建筑的4115 % ,但其总耗电量却占到7812 % ,其中大型公共建筑仅占现有建筑面积的514 % ,总耗电量却占到3315 %. 调查显示,大型公共建筑每m2 耗电量是普通公共建筑的5 倍,是住宅的17 倍. 另据报道,北京目前共有星级酒店613 家,床位1615 万张,而到2008 年,北京将有800 家星级酒店,床位23万张. 由此可见,大城市的公共建筑是发展分布式能源,实现热、电、冷联产的大市场.由以上分析可以看出,常规热电联产和燃用天然气的楼宇式热电冷联产在中国都将有很大的发展空间. 设计单位和供热设备制造企业以及相关的成套设备公司和能源服务公司与金融投资公司渴望的大市场就在脚下,由衷的希望海内外的有识之士尽快参与中国热电领域的大开发,共同繁荣发展.参考文献：∙龚琪卢军《节能技术》2005 第2期- 维普资讯网∙陈和平《节能技术》2000 第2期- 万方数据∙王慧颖黎九安《煤气与热力》1999 第5期- 维普资讯网∙陈和平《节能技术》2000 第2期- 万方数据。