天然氣的分布式能源，可實現(xiàn)冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)，大幅度提高能源利用率，減少碳排放，改善城市環(huán)境，在工業(yè)發(fā)達國家得到迅速發(fā)展。分布式能源傳入我國已有10年的經(jīng)歷，但進展較慢，近年來在國家提倡的節(jié)能減排形勢下，分布式能源也將得到快速發(fā)展

　　1.我國天然氣分布式能源的現(xiàn)狀

　　分布式能源系統(tǒng)是相對于傳統(tǒng)的集中式供能的能源系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設備、集中生產(chǎn)，然后通過專門的輸送設施（大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)等）將各種能量輸送到較大范圍的眾多用戶；而分布式能源系統(tǒng)則是位于或臨近負荷中心的，能夠提供能源的生產(chǎn)、存儲、轉(zhuǎn)換及相關服務的小型系統(tǒng)。

　　近幾年來我國對環(huán)境問題越來越重視，節(jié)能減排力度越來越大，天然氣作為清潔能源的優(yōu)點日益突出。天然氣具有潔凈、高效、儲量豐富、價格穩(wěn)定等特點，但天然氣是不可再生能源，用一點少一點，如何合理利用是首要問題。我們認為以天然氣為一次能源，發(fā)展分布式能源實現(xiàn)熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)能源梯級利用是最佳方案。　　

　　天然氣分布式能源技術在優(yōu)化能源結(jié)構方面的作用是巨大的。發(fā)展天然氣分布式能源的意義不僅是對天然氣的高效利用，更由于它的燃料可管輸、可儲存，它本身又具有可調(diào)節(jié)和可中斷的特點，對水電、太陽能、風能、熱泵和核能等不可中斷或不可調(diào)節(jié)的能源可以起到重要的支持和調(diào)節(jié)作用。

　　十幾年來，我國已建成40多個天然氣分布式能源項目，如廣東大學城分布式能源站、北京中關村軟件園、上海浦東機場、北京奧運媒體村、上海環(huán)球國際金融中心、北京燃氣集團監(jiān)控中心等。廣州大學城分布式能源站建設兩期四臺機組，一期工程建設規(guī)模為2×78MW，于2008年7月28日正式開工建設，兩套機組分別于2009年10月13日和2009年10月20日通過72小時和“72+24”小時試運行，滿足并網(wǎng)運行條件，正式投入商業(yè)運營，能源梯級利用效率達到70%～80%，項目建成后使廣州大學城這座新型的現(xiàn)代化生態(tài)城在節(jié)能環(huán)保方面達到全國領先水平。這也是目前國內(nèi)投產(chǎn)發(fā)電的最大的分布式能源項目。正建或待建項目如深圳華電坪山分布式能源項目、廈門集美分布式能源站項目、珠海“橫琴冷熱電聯(lián)供能源站”等。

　　2.天然氣分布式能源系統(tǒng)工作原理

　　以天然氣為一次能源的分布式冷、熱和電(Combined Cooling Heat and Power)三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(簡稱CCHP系統(tǒng))是以能量的梯級利用為基礎，能同時為用戶提供冷、熱和電的一種分布式能源系統(tǒng)。天然氣CCHP系統(tǒng)的熱動力設備主要有燃氣內(nèi)燃機、燃氣輪機、微型燃氣輪機、燃料電池和燃氣外燃機等。

　　燃氣輪機裝置是一種以空氣及燃氣為工質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式熱力發(fā)動機，它的結(jié)構與飛機噴氣式發(fā)動機一致，也類似蒸汽輪機。主要結(jié)構有三部分：1、燃氣輪機（透平或動力渦輪）；2、壓氣機（空氣壓縮機）；3、燃燒室。其工作原理為：葉輪式壓縮機從外部吸收空氣，壓縮后送入燃燒室，同時燃料（氣體或液體燃料）也噴入燃燒室與高溫壓縮空氣混合，在定壓下進行燃燒。生成的高溫高壓煙氣進入燃氣輪機膨脹作工，推動動力葉片高速旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。乏氣被繼續(xù)利用。

　　我國天然氣分布式能源系統(tǒng)多為燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組聯(lián)合循環(huán)發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)：燃氣輪機及發(fā)電機與余熱鍋爐、蒸汽輪機或供熱式蒸汽輪機（抽汽式或背壓式）共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它將燃氣輪機排出的功后高溫乏煙氣通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換為蒸汽，再將蒸汽注入蒸汽輪機發(fā)電，或?qū)⒉糠职l(fā)電作功后的乏汽用于供熱。形式有燃氣輪機、蒸汽輪機同軸推動一臺發(fā)電機的單軸聯(lián)合循環(huán)，也有燃氣輪機、蒸汽輪機各自推動各自發(fā)電機的多軸聯(lián)合循環(huán)。系統(tǒng)中增加吸收式制冷裝置，使其成為冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，使能量達到更高的利用率。從余熱鍋爐出來的蒸汽按高溫蒸汽-發(fā)電、中溫蒸汽-制冷、低溫蒸汽-供熱、環(huán)境溫度蒸汽-排放的順序進行能量梯級利用，提高了整個系統(tǒng)的能源利用效率。天然氣分布式冷、熱、電聯(lián)供系統(tǒng)的能源利用效率可達70%~90%。

　　3.需要解決的問題

　　3.1觀念轉(zhuǎn)變

　　一方面，我國城市供能分散一集中一分散的過程，不是簡單的反復，而是一種基于先進的節(jié)能工藝、控制技術、環(huán)保理念和人性化設計基礎上的進步，不能以傳統(tǒng)的小機組或小火電的觀點看待分布式能源系統(tǒng)。另一方面，分布式能源技術與城市較大規(guī)模的燃煤集中供熱裝置并不矛盾，分布式能源與集中式能源系統(tǒng)有各自特點和定位，未來二者需要更加協(xié)調(diào)有序地發(fā)展，共同構成結(jié)構合理、運行高效、充滿活力的現(xiàn)代能源供應體系。

　　3.2政策支持

　　現(xiàn)行的電力體制是阻礙天然氣分布式能源發(fā)展的最主要的問題。輸電、配電沒有分開，電網(wǎng)公司既是電網(wǎng)的運營商又是電力銷售的受益者，本身不是一個中立的公共電力輸送平臺。根據(jù)我國電力法規(guī)定“一個供電營業(yè)區(qū)內(nèi)只設一個供電營業(yè)機構” 限制了分布式能源項目業(yè)主將多余電力出售給其他用戶，阻礙了分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展。

　　3.3成本分擔機制

　　我國天然氣資源分布不均。大量的天然氣通過長輸管道從資源地輸送到經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)，氣價往往較高，用它作分布式能源裝置的燃料，成本必然會高，在市場上缺乏競爭力。但是，應該看到，分布式能源裝置能源利用效率大大提高，輸送環(huán)節(jié)的損失少，可以部分彌補因燃料成本高所帶來的效益損失。此外，更為重要的是，雖然以煤為燃料的企業(yè)自身燃料成本低，生產(chǎn)經(jīng)營競爭力相對較強，但帶來的環(huán)境問題使國家和普通百姓無形之中被動地分擔了大量的社會成本，國家每年亦需花費大量的投資用于改善大氣質(zhì)量。

　　3.4配套工程

　　分布式能源裝置的配套工程主要包括市政輸氣管道和連接用戶的供熱、供冷管網(wǎng)，而供電系統(tǒng)則與現(xiàn)有系統(tǒng)沒有任何差異。在城市建設中，除大型寫字樓、商場外，很少考慮集中供冷問題。大量的社區(qū)、學校也基本沿用原有的冬季集中供暖、夏季分戶電空調(diào)制冷的模式。這將為以后推廣使用分布式能源帶來很大的難度。因此，新項目的建設應有一定遠見性，充分考慮建設節(jié)能環(huán)保的供能系統(tǒng)的需要。

　　3.5法律支持

　　除了制定專門法律法規(guī)對以中、小型燃氣輪機熱電聯(lián)產(chǎn)為普遍型式的分布式能源系統(tǒng)給予支持外，國家還應統(tǒng)籌修訂現(xiàn)行《電力法》、《節(jié)能法》，確保法律的統(tǒng)一性和有效性。美國《公共事業(yè)設施法》要求大型公共建筑必須安裝小型或微型燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)的做法值得我國效仿。2011年10月國家發(fā)改委<關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見>出臺，為天然氣分布式能源在我國大規(guī)模發(fā)展指明了方向。

　　4.結(jié)束語

　　分布式能源技術已成為世界能源技術的發(fā)展潮流，符合事物發(fā)展的客觀規(guī)律，當前，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，但發(fā)展過程中遇到的環(huán)保、電力緊缺及負荷峰谷差大的問題日益突出。傳統(tǒng)的大容量、大機組、高參數(shù)的集中式發(fā)電裝置的建設模式無法完全解決這一問題。在這種情況下，分布式能源必將發(fā)揮積極作用，重點解決該技術推廣應用過程中存在的政策障礙和法律環(huán)境不完善的問題，以使該技術早日服務于我國的能源工業(yè)，造福于人民生活。

　　參考文獻：

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              2.吳軍．我國利用天然氣發(fā)展分布式能源技術的探討．化工技術經(jīng)濟，2005，23卷4期