天然氣分布式能源可望快速發(fā)展

1、天然氣分布式能源可望快速發(fā)展農(nóng)化服務中心 王 生分布式能源將快速發(fā)展分布式能源將快速發(fā)展，2020年裝機容量將從目前的500萬千瓦增加到5000萬千瓦。分布式能源系統(tǒng)是建在用戶端的能源供應方式（區(qū)別于傳統(tǒng)的集中式供電方式），向用戶同時提供電力、蒸汽、熱水和空調(diào)用冷水的綜合能源供應系統(tǒng)。它可聯(lián)網(wǎng)或獨立運行。與大型集中式發(fā)電站相比，分布式發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模較小，適用于醫(yī)院、大學、機關、賓館、飯店、商場、高檔寫字樓、社區(qū)和工廠等能源消費量大且集中的地區(qū)，以及對供電安全要求較高的單位。目前我國天然氣分布式能源裝機總?cè)萘?00萬千瓦左右，不到全國總裝機容量的1%，還處于起步階段。2010年4月國家能源局提出

2、，到2011年擬建設1000個天然氣分布式能源項目；到2020年，在大城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機容量達到5000萬千瓦，并擬建設10個左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域。按照發(fā)改委規(guī)劃，中國2020年總電力裝機容量將達到17億千瓦，天然氣分布式能源項目裝機容量將占3%。丹麥、芬蘭、德國等國家分布式能源得到了大規(guī)模推廣。根據(jù)國際分布式能源聯(lián)盟2006年的一份報告，分布式能源占電力市場的比例在丹麥已達到53%，在芬蘭、德國、荷蘭、捷克已達38%，日本和印度分別達到14%和18%。天然氣消費占一次能源比重有望快速提升。目前天然氣分布式系統(tǒng)裝機容量約500萬千瓦，按照年利用小時4000小時，每

3、度電消耗0.25立方米天然氣計算，預計年消耗天然氣50億立方米，占天然氣總消費的6%。假設2015年分布式裝機容量達到2500萬千瓦，相應的天然氣消費量將達到250億立方米，創(chuàng)造4%以上的年均復合增長，并幫助提升天然氣占一次能源消費比重，實現(xiàn)從目前4%到2015年8%的政府目標。在此期間，即便中國成功降低GDP一次能源消費強度10%以上，天然氣仍可望部分替代煤炭和石油，實現(xiàn)18-20%的較快復合增長。與此形成鮮明對比的是，目前占主導地位的煤炭和石油，年消費增速將可能分別下降到6%和4%的水平。考慮到國內(nèi)多種氣源的開發(fā)和國外進口渠道的拓寬，我們預計未來5年中國天然氣供應年均增速為21%，天然氣市

4、場將基本實現(xiàn)供需平衡。圖表1：中國能源消費增速及結構變化趨勢預測圖表2：中國天然氣供應增長預測不同于燃氣電廠：燃氣電廠主要與西氣東輸/LNG接收站配套，規(guī)模較大。目前中國的燃氣電廠目前總裝機容量2000-3000萬千瓦，占中國目前總裝機容量的2-3%，主要是為西氣東輸或LNG接收站配套建設。燃氣電廠規(guī)模較大，裝機容量一般為70-250萬千瓦，運行時間一般為2800-4000小時，能源轉(zhuǎn)換效率55-60%，單位投資4000元/千瓦。分布式能源系統(tǒng)規(guī)模較大的有10-30萬千瓦，很多規(guī)模在1萬千瓦以下，主要建在用戶端。運行時間5000-6000小時，能源轉(zhuǎn)換效率70-80%，單位投資3500-450

5、0元/千瓦，可節(jié)省電網(wǎng)投資，輸變電損耗很小。圖表3：天然氣分布式能源項目圖表4：燃氣電廠項目政府清除并網(wǎng)障礙和提供補貼將可能刺激天然氣分布式能源快速發(fā)展。分布式能源并網(wǎng)與售電障礙有望于2011-2013年間解決；地方政府可能出臺補貼等優(yōu)惠政策。如果分布式系統(tǒng)被允許從電網(wǎng)購電或向電網(wǎng)賣電，其經(jīng)濟性可能得到進一步提升。但目前國家法律不允許用戶自備電源擅自并網(wǎng)購電和上網(wǎng)售電。國家電網(wǎng)最近擬定了分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定初稿，已上報國家能源局待審批，可能將會于2011-2013年頒布。同時，地方政府的補貼也在推動分布式系統(tǒng)的發(fā)展。例如，目前上海市政府對單機1萬千瓦及以下的分布式供能系統(tǒng)設備按1000元

6、/千瓦進行補貼。另外，政府還可以推出設備進口關稅減免和獎勵節(jié)能等優(yōu)惠政策。天然氣分布式能源優(yōu)勢：能源轉(zhuǎn)化效率高；為偏遠地區(qū)供電；可為電力系統(tǒng)調(diào)峰；提高供電可靠性。轉(zhuǎn)化效率高。大型集中式發(fā)電廠的發(fā)電效率為3555%，扣除廠用電和線損率，終端的能源利用效率只能達到3047%，而分布式發(fā)電系統(tǒng)將發(fā)電供熱制冷結合在一起，實現(xiàn)能量的梯級使用，采取就地轉(zhuǎn)化，就地供應的運行方式，沒有中間環(huán)節(jié)的損耗，使用戶端的能源利用率得以提高，能源利用率可從40%提高到80%左右。天然氣負荷與電力負荷可以互補。天然氣負荷的特點是冬季大、夏季小，這與夏季大、冬季小的電力負荷正好相補充。 提高供電可靠性。分布式發(fā)電系統(tǒng)中各電站

7、相互獨立，用戶由于可以自行控制，不會發(fā)生大規(guī)模停電事故，所以安全可靠性比較高，可以彌補大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性的不足。為偏遠地區(qū)供電。與太陽能發(fā)電和風力發(fā)電等供電方式相比，天然氣分布式發(fā)電系統(tǒng)不受自然條件限制，相對穩(wěn)定，可以避免較高成本的跨區(qū)域輸電，避免輸電損耗中的能耗浪費，也不需要土地來建設輸電走廊。圖表5：中國天然氣下游消費結構圖表6：美國天然氣發(fā)電和居民用氣可很好地互補設備制造商將受益于分布式能源的建設（規(guī)模1575億），服務提供商將受益于分布式能源項目的后續(xù)管理。若天然氣分布式能源投資達到2020年5000萬千瓦的目標，按照每千瓦需要3500元投資計算，預計未來十年需要發(fā)電設備總投資1575億

8、元，每年需要投資158億元。天然氣分布式能源投資相當于未來增量電廠建設投資的3.5%（預計所有增量電廠投資5000億元/年）。目前多數(shù)設備從國外進口，國際廠家有：美國康明斯（NYSE:CMI），美國索拉，美國卡特彼勒、芬蘭瓦錫蘭，德國MDE。中國廠家有：雙良節(jié)能（600481），擁有吸收式溴化鋰制冷機技術和高溫煙氣余熱利用方案；山東勝動集團（原勝利石油管理局勝利動力機械廠），生產(chǎn)燃氣發(fā)電設備，提供分布式能源技術服務；沈陽黎明航空發(fā)動機，生產(chǎn)微型燃氣輪機，發(fā)電功率95千瓦，為可移動的不并網(wǎng)獨立電源；大陸希望集團，分布式系統(tǒng)產(chǎn)品和服務提供商；遠大空調(diào)有限公司。分布式系統(tǒng)服務提供商有：上海申能能源服

9、務有限公司；北京恩耐特分布式能源工程公司，專業(yè)從事中小型分布式能源項目；新奧新能源服務有限公司；中國華電集團新能源發(fā)展有限公司。附分布式能源介紹工藝流程：通過冷、熱、電三聯(lián)供技術，利用先進的燃氣輪機或燃氣內(nèi)燃機燃燒潔凈的天然氣發(fā)電，再對做功后的余熱進一步回收，用來制冷、供暖和生活熱水，從而實現(xiàn)對能源的梯級利用，能夠提高能源利用效率至80%-90%。系統(tǒng)設備：1兆瓦級小型燃氣輪機，余熱鍋爐，蒸汽溴化鋰空調(diào)機組，余熱溴化鋰空調(diào)機組等。適用地區(qū)：醫(yī)院、大學、機關、賓館、飯店、商場、高檔寫字樓、社區(qū)和工廠等能源消費量大且集中的地區(qū)，以及對供電安全要求較高的單位。系統(tǒng)方案：燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)方案

10、（燃氣輪機-余熱鍋爐-蒸汽溴化鋰吸收式空調(diào)機方案），由燃氣輪機首先利用天然氣發(fā)電，將煙氣中的余熱通過余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換成蒸汽利用，冬季依靠熱交換器轉(zhuǎn)換熱水采暖，夏季依靠蒸汽溴化鋰吸收式空調(diào)機制冷，適合于大量需要蒸汽消毒的醫(yī)院項目和已經(jīng)使用蒸汽溴化鋰空調(diào)單位的技術改造；燃氣輪機-余熱/直燃溴化鋰吸收式空調(diào)機聯(lián)合循環(huán)方案，由燃氣輪機首先利用天然氣發(fā)電，不同的是將煙氣中的余熱直接通過余熱/直燃溴化鋰吸收式空調(diào)機收轉(zhuǎn)利用，冬季轉(zhuǎn)換熱水采暖，夏季轉(zhuǎn)換冷水制冷。節(jié)省了鍋爐系統(tǒng)和化學水系統(tǒng)等，安全性、經(jīng)濟性較好。圖表7：工藝流程容量范圍：l千瓦至10萬千瓦不等。目前上海分布式供能項目共有20多個，總?cè)萘窟_到1萬多千瓦，平均容量500千瓦。輻射范圍：最大的經(jīng)濟供應范圍為600-1200萬平方米。1兆瓦天然氣分布式系統(tǒng)可滿足5萬平方米左右（商店2.5-3萬平方米，節(jié)能建筑6.5萬平方米）的能源需求。投資回收期：天然氣調(diào)價前投資回收期在4-6年。假設天然氣價每立方米上調(diào)0.23元，調(diào)價后回收期增加到7年。若未來天然氣價格可能上漲0.1元/立方米，回收期則將增至8-9年。以上測算基于5600-6400的較高利用小時計算，實際運行小時很可能小于這個水平，實際回收周期可能更長。初始投資：1.2兆瓦的熱電冷系統(tǒng)總投資1300萬左右（燃氣輪機設備投資600萬元，關稅200萬元，余熱設備投資