天然气分布式能源简介

目前峰谷差超过8:1,管网利用率约为35%,广泛采用三 联供系统可将管网利用率提高到75%
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三 国内外发展状况
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日本仅2000年一年， 燃气冷热电三联产 项目装机容量就达
到478MW
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日本东京地区CCHP系统
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燃气分布式 风 电 热泵技术 光热技术 光电技术 蓄能技术 燃料电池
多能互补 —智能电网
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全球第一个直接利用发电尾气制冷的项目
2001 美国马里兰大学CCHP项目
110℃ 烟气 除湿 33 kW
C60 燃气轮机
BDE6N310 烟气单效冷温水机
用
燃料
等级
高温段1000OC以上
电能 驱动热泵
中温段300~500OC
驱动吸收式制冷机
低温段200OC以下 环境
除湿 供热 生活热水
排放 废热
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分布式能源的能量梯级利用
燃烧温度
H
1400℃
G
1200℃ F E
高温热能
1700℃(?) 1500℃(G) 1430℃(H) 1350℃(F) 1150℃(E)
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美国基于天然气和分布式能源的新能源战略
2000:美国商业、公共建筑CCHP为980座，总装机490万千瓦，工业CHP 1016座，总装机4550万千瓦，合计超过5000万千瓦 2003年，CCHP总装机5600万千瓦，占全美电力装机7%，发电量占9％ 2010年装机达9200万千瓦，占全国发电量14％ 2010～2020再新增9500万千瓦，占全国发电装机容量29％ 在天然气分布式能源的基础上发展微电网，将微电网连接发展成为智能电网 在智能电网的平台上解决各种可再生能源的自由接入问题，增加清洁电力供 应，消纳可再生能源不稳定对电网的影响 在智能电网的平台上发展智能电动汽车，实现电网的及插及拔和自由互动 为物联网创造连接平台，为云计算提供空间，实现信息技术的再发展 调动全社会的资金投入新能源技术，创造新的经济增长浪潮和就业机会
制冷用冷水 采暖用热水
生活热水
综合能源效率:70%~90%
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❖扩大燃气使用量，平衡燃气峰谷差,提高燃 气管网使用率
以软件园CCHP项目为例
项目
燃气锅炉＋ 电制冷
冷热电联产
冬季天然气 耗量
142.2
204.3
夏季天然气 耗量
0
130.5
总耗量
142.2 334.8
万m3
峰谷差
1.57:1
天然气冷热电联产分布式 能源的发展
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一 当前能源形势
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❖存在严重能源危机
➢我国一次能源可开采期限约为： 煤炭 90年 石油 22年 天然气 52年
❖能源利用效率低下
➢我国每公斤标准煤能源产生的国内生产总值 仅为世界平均值的1/5
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❖大电网供电存在的问题
➢燃气冷热电三联供系统是对大电网有益的补 充,是一种环保节能的能源供应方式
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➢以三联供为核心的分布式能源系统将成 为城市能源供应的重要组成部分。
电
冷
热
能
高效节能
能
环保安全
能
燃气冷热电联产
热泵 技术
蓄能 技术
太阳 能
风电 技术
燃料 电池
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其它 技术
二 燃气冷热电三联供简介
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分布式能源简介
“分布式能源”是指分布在用户端的 能源综合利用系统。它将能源系统以小 规模(数千瓦至50MW)、模块化、分散 式的方式布置在用户附近，可独立地输 出冷、热、电三种形式的能源。
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分布能源技术
蓄能装置
内燃机 冷热电联产
光电
燃料电池
风能天然气分布式能源简介
微燃机
燃气冷热电三联供技术简介
燃气冷热电三联供，也叫CCHP(Combined Cooling, Heating &Power)，它主要是利用 燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电， 对作功后的余热进一步回收，用来制冷、供热 和生活热水。
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三联供系统基本原理-----能源的梯级利
➢燃煤发电效率低下
▪ 火电厂能源利用效率 30－55％
▪ 远输线损 7％
➢存在安全隐患
纽约大停电以后造成城市瘫痪
▪ 据有关专家论证，为保证城市供电安全
北京外埠供电量应小于40％（目前大于40％）
上海要求小于20％
▪ 纽约大电网故障导致城市瘫痪
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❖拓展能源供应方式
➢提倡各种高效能源利用技术，开发可再生能 源，发展分布式能源系统
500℃
中温热能
450℃
180℃ 30℃
低温热能 环境温度
燃气
燃烧室
高温火焰
燃机轮机透平
高温烟气
余热锅炉
高温蒸汽
蒸汽轮机透平
中温蒸汽
吸收制冷机组
中温热水
余热回收换热器
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分配得当， 各得所需， 温度对口， 梯级利用。
空气
发电机
电能
90℃
供电 排烟 系统
发电机
水蓄 能
电能 工业蒸汽
制冷 采暖
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日本1985-2006年CHP/CCHP累计装机容量
（单位：兆瓦MWe） 资料来源：国际分布式能源联盟
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美国能源部制订的CCHP发展目标
2005年： —— 100个示范工程； —— 10％的联邦建筑物采用CCHP 2010年： —— 25％的新建商业/学院采用CCHP —— 4％的已建商业/学院采用CCHP —— 20％的联邦建筑物采用CCHP 2020年： —— 50％的新建商业/学院采用CCHP —— 10％的已建商业/学院采用CCHP
卫生热水
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发电设备
Baidu Nhomakorabea燃气轮机
燃气内燃机
余热利用设备
余热锅炉
北京恩耐特分布能源技术有限公司
微燃机
余热驱动热泵
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发展三联供系统的意义
❖通过能源的梯级利用，提高能源利用效率
电力(30~50%)
天然气 (100%)
损失（10~20%） 锅炉
排出高温烟 气(30~60%)
（或进直 燃机）
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分布式能源发展趋势
以分布式多联供技术为核心，结合可再生能源构建区域“小型化区域能 源网络”，形成多能互补的智能电网（微电网）与智能冷热气网相融合；
区域型能源系统的优势在于可以引进高效热电机组，实现燃气、电、热、 冷的最优匹配，提高能源利用率；
实现建筑物之间、企业之间的连接和能源共享，有效融入太阳能发电、 太阳热利用、生物质发电、地热利用等，从而有效减低二氧化碳排放