燃气分布式能源发展前景及经济性探讨

燃气分布式能源发展前景及经济性探讨三亚长丰海洋天然气工程建设有限公司文勇申评高级职称论文摘要分布式能源多位于用户所在地周围，能够生产电、热、冷，供用户使用，其余电力可输送至当地配电网发点系统、发电设施。

与传统发电系统比较而言，分布式能源具备损耗低、投资少、污染小、能源种类多样化等特征，且能够改善传统发电系统存在的不足，对于我国能源改善起到十分重要的作用。

现就燃气分布式能源发展趋势与存在的问题进行研究，并分析其经济性。

【关键词】：发展前景；经济性；燃气分布式能源；长丰能源集团把天然气作为燃料，借助冷热电三联等方式做到能源梯级利用，这被称之为燃气分布式能源，这种能源利用效率超过70%，是实现天然气高效利用的重要途径[1]。

在国外，燃气分布式能源具备较好的节能效果、使用效率高且技术成熟，然而，就我国燃气分布式能源来看，发展较为缓慢。

为了实现节约环保型社会建设目标，探究燃气分布式能源发展前景与经济性显得尤为重要。

一、燃气分布式能源整体发展趋势国外关于燃气分布式能源研究较早，燃气分布式能源应用取得显著成效。

在我国，分布式能源使用应用尚处于发展阶段，与国外相比，存在一定差异[2]。

但近几年来，大型企业、高校及部分科研单位加大对分布式能源系统研究，部分工程项目已经投入生产，并运行。

我国还在储能产品开发、分布式能源并网系统及分布式能源模型等方面加大研究。

因我国分布式能源并网运行规程及相关法律法规尚不健全，加之经济、资源、可用设备、技术、电价及电力市场化等多个方面的影响，分布式能源发展并不能达到预期效果。

但分布式能源能够产生较好的社会效益，且具备诸多优点，备受企业与政府的青睐。

国际中关于分布式能源发展研究逐渐增多，为我国分布式能源发展带来全新机遇。

从另一角度来看，世界各个国家均在提倡应用分布式能源，满足可持续发展，保护环境，节约能源要求，因此，这种能源是未来能源发展的主要趋势。

二、燃气分布式能源发展存在问题燃气分布式能源在发展过程中，受到以下几点因素的影响。

其一，体制与政策问题。

就目前来看，三联供分布式能源的相关法律法规与政策尚不健全，体制也尚不完善，这给三联供项目发展造成严重影响[3]。

其二，气源供应。

我国部分地区已经开始应用燃气三联供，然而，这些地区供气能力差、压力等级匹配不合理，管网密度不充足，导致使用存在局限，增加了接入难度与费用。

燃气价格影响着燃气分布式能源发展，从目前燃气价格优惠来看，以燃气空调、民用燃气作为标准，这种优惠存在一定缺陷，没有对市电峰平谷价与燃气季节价格比造成的影响进行充分考虑。

其三，市场因素。

燃气三联供系统在发展过程中，受到供需与市场方面的影响，主要表现在投资效益、设备供应、系统集成及运行管理等方面[4]。

在燃气三联供系统中包含了暖通、机械、控制、电力和燃气等能源存储、回收、转换技术与设备，使用、开发。

建设过程中，多种因素对燃气三联供系统产生一定影响，因此，需要掌握这些影响因素。

然而，在国内系统集成公司水平参差不齐，专业化系统集成公司缺乏。

就设备方面而言，与国外相比，我国大中型燃气轮机与内轮机在排放、效率、可靠性、功率方面较差，且微型燃气轮机尚未实现商业化，技术需要进一步提高、改进。

就运行管理而言，在国内专业的运营公司缺乏，尚未形成完善的服务能力。

与常规发电方式的前期投入相比，燃气三联供系统更高，而在后期该系统的受益被多种因素所干扰，存在较大的差异。

在价格方面，天然气较其他燃料价格高，价格给项目投资回收期与经济性造成一定影响。

其四，技术因素。

节能是燃气三联供系统的一个重要特征。

从现阶段我国使用、建设的燃气三联供项目来看，存在一个较为突出且常见的问题，也就是热电冷与系统能力间的需求不匹配。

多种因素可造成该问题，其中以技术问题为主，以专业化系统集成能力为主要表现，包含自动控制、能量平衡、指导观念、方案优化和负荷分析[5]。

其五，电力并网。

现阶段，原则性鼓励是能源三联供系统发电并网的主要特征，然而，该特征尚未有实际规定，存在较大的困难，且操作性较差，国家能源局尚未颁布全新的指导建议。

三、未来发展趋势国家能源局颁布了《国家能源局关于对<发展天然气分布式能源的指导意见>征求意见函》，函中指出我国要完成1000个燃气分布式能源项目建设[6]。

制定《分布式发电管理办法》过程中，国家能源局管广泛征求社会群众意见，并贯彻实施，借助多种措施，包括资金补贴、给予投资方电网设施产权等，促进分布式能源的发展。

这一行为宣示我国燃气分布式能源进入崭新的一个时期。

国家电网公司不仅加大电源接入电网技术研究，还制定、颁布了与分布式电源接入电网相关的技术规定，将该规定设置为国家标准向国家能源局上报。

国家能源研究院提出并完成了《分布式能源与电网协调发展研究》及《我国分布式能源政策法规问题》，指出电网与分布式能源间的关系，分布式能源给电网发展造成的影响，并对问题进行分析，这些举措给分布式能源系统发展带来全新机遇[7]。

国家能源局与国家住房城乡建设部、财政部与改革委联合出台了《关于发展天然气分布式能源的指导意见》，完善了上网运行与并网管理体制，完善财税扶持政策，这推动了我国分布式能源的发展[8]。

除国家积极倡导注重燃气分布式能源开发外，该项目还具备自身优点，主要包括以下两点：其一，实现节能减排目标。

加强燃气分布式能源开发，并在日常生活中推广、应用，能够降低不可再生能源消耗，加之燃气分布式能源无二氧化硫及烟尘排放，且排放少量的二氧化氮，不会给城市环境造成严重影响。

应用燃气分布式能源，能够提高年均热效率，使年均热效率超过70%。

其二，优化燃气分布式能源应用，促进能源供应安全性提升。

在全国范围内加大燃气分布式能源项目建设，可实现燃气分布式能源的充分利用，对当地产业结构与能源供应结构起到明显的调整与改善作用，促进能源供应安全性的提升。

除此之外，应用燃气分布式能源还可实现资源与经济优势间的转化，将燃气观望与电网的双重削峰填谷作用充分发挥出来，带动当地经济的发展。

四、经济性分析为了大力提升三亚低碳智慧城市建设，长丰能源集团与世界能源巨头——法国电力集团将联手共同打造海棠湾能源低碳示范区，2016年5月26日，在三亚市政府相关领导的见证下，长丰能源集团与法国电力集团在北京签署了《三亚市能源综合利用合作声明》。

根据初步计划显示，该项目主要倾向于优化建筑设计和减少城镇污染、实现多种能源与技术的合理搭配，后期将投资建立一套分布式能源系统，全面实现天然气的综合利用，降低二氧化碳的排放量，同时间接提高能源综合管理效率。

前期主要建立利用海水源（污水或河水）冷却方式冰蓄冷解决高峰问题、双工况热泵机组提供生活热水混合型光伏/太阳能热冷却系统经济性分析时，选取长丰能源集团与世界能源巨头-法国电力集团合作打造三亚市海棠湾片区构建能源综合利用项目，向海棠湾片区酒店群实施集中供热、供冷、供电。

一般而言，酒店对冷热的需求较多、较稳定，而且用电负荷也比较稳定，参照酒店冷热负荷与酒店蒸汽需求，该工程项目拟安装GE公司生产的型号为PG6111FA燃机，两台，配置汽轮机与余热锅炉各两台。

因供冷供热需求稳定，为了避免冷端损失，提高能源利用效率，发电机组采用背压式汽轮发电机组。

（1）技术经济指标以气价2.28元/立方米为标准，供热价格78元/GJ（含税）、财务内部收益率8%（投资方）、年利用小时数为5500h进行计算。

经济指标，见表1。

表1 经济指标汇总序号项目名称经济指标单位1 年发电量94.11 万MW·h2 机组总容量188.7 MW3 年供电量91.89 万MW·h4 单位造价5219 元/kW工程静态投资98552 万元5 单位造价5388 元/kW工程动态投资101748 万元6 含税平均上网电价555.27 元/（MW·h）7 不含税平均上网电价474.17 元/（MW·h）8 生产流动资金5666 万元9 含税供热价78 元/GJ10 不含税供热价69.90 元/GJ11（项目资本金）财务净现值9682.07 万元财务内部收益率9.87 % 投资回收期14.19 年12（项目投资）财务净现值5272 万元财务内部收益率7.67 % 投资回收期11.11 年13（投资方财务）财务净现值4003.54 万元内部收益率7 % 投资回收期17.32 年14 资本金净利润14.47 %率15 总投资收益率 6.36 %现阶段，我国尚未制定完善的分布式能源电价政策，对电价进行计算时，往往确保热价不变，财务内部收益率（投资方）为8%的状况下进行计算，经过计算，经营期平均含税上网电价为555.27元/（MW·h），本市上网指导电价为527元/（MW·h），与其相比，经营期平均上网电价较高，本市实施财政补贴后具体结算电价为643.9元/（MW·h），与之相比，经营期平均上网电价偏低。

低厂用电率与高综合效率是燃气冷热电三联供系统的主要特征，应用该系统可降低二氧化碳与二氧化硫的排放，实现电厂调峰运行，促进项目社会效益的提升[9]。

另外，国家倡导高效清洁发电技术，分布式能源在该方面具备独特优势，若在气价、上网电价及税收等诸多方面实施一定优惠政策，能够显著促进项目经济效益的提升[10]。

（2）供冷供热能力背压式汽轮机排气参数为250℃、0.8MPa，在冬季使用汽水换热器能够生成120℃热水，在夏季可实现直接制冷，另外，在余热锅炉尾部能够直接生成120℃热水。

除供应蒸汽85t/h之外，年均蒸汽产量为215t/h，制热水1588t/h，余热锅炉尾部能够制成热水740t/h，生产的热水能够直接送至城市热水管网中以用于制热、采暖。

在冬季，除供应蒸汽100t/h之外，蒸汽产量217t/h，制热水1418t/h，余热锅炉尾部制热水820t/h，生产的热水可直接送至城市热水管网中，以用于采暖。

在夏季，供应蒸汽70t/h，蒸汽产量212t/h，余热锅炉尾部可制热水680t/h，余热锅炉尾部热水及蒸汽可直接送出，热水型与蒸汽型溴化锂制冷机组安装于热网末端，以起到制冷作用。

参照《城市热力网设计规范》，对商业用途与民用用途进行充分考虑，在冬季，采暖热指标值设置为70W/m2，生产的2237t/h可用于冬季供暖，采暖面积范围达186万m2，在夏季，制冷指标值设置为100W/ m2，生产的680t/h及143t/h蒸汽，可用于夏季制冷，制冷面积达140万m2。

（3）敏感性多种因素均给分布式能源项目经济性造成一定影响，一旦主要因素变化，那么整体经济效益与成本也会随之发生变化[11]。

参照燃气分布式能源经济分析及燃气分布式能源项目特征，可以发现年利用小时、供热价格、燃气价格和总投资给燃气分布式能源项目经济性造成影响，这些因素为主要因素。