分布式能源系統(tǒng)

1、分布式能源系統(tǒng)分布式能源系統(tǒng)傳統(tǒng)建筑能源傳統(tǒng)建筑能源 主要供能方式：主要供能方式：燃煤供暖：嚴(yán)重惡化環(huán)境燃煤供暖：嚴(yán)重惡化環(huán)境天然氣或電直接供熱（冷）：能源利用率低天然氣或電直接供熱（冷）：能源利用率低集中熱電并供：距離限制集中熱電并供：距離限制 結(jié)果：結(jié)果：電力與天然氣峰谷差加大電力與天然氣峰谷差加大發(fā)電設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間下降發(fā)電設(shè)備年運(yùn)行時(shí)間下降巨額固定資產(chǎn)浪費(fèi)巨額固定資產(chǎn)浪費(fèi) 結(jié)論結(jié)論: 未能達(dá)到能源梯級(jí)利用，造成能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上未能達(dá)到能源梯級(jí)利用，造成能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)上的被動(dòng)的被動(dòng)電網(wǎng)電網(wǎng)可靠嗎？可靠嗎？ 超大型電力系統(tǒng)面臨嚴(yán)超大型電力系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)峻挑戰(zhàn) 2003年年8月月14日日

2、 ，美、加，美、加大停電，每天損失大停電，每天損失300億億美元美元 2003年年8月月28日，英國(guó)倫日，英國(guó)倫敦大面積停電敦大面積停電 2003年年6月月11日，臺(tái)灣高日，臺(tái)灣高雄全市停電雄全市停電 2003年年2月月3日，阿爾及利日，阿爾及利亞全國(guó)停電數(shù)小時(shí)亞全國(guó)停電數(shù)小時(shí)停電時(shí)的紐約解決途徑：分布式能源系統(tǒng)解決途徑：分布式能源系統(tǒng) 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：建筑能源系統(tǒng)直接將高品位能用于低品位能的需求建筑能源系統(tǒng)直接將高品位能用于低品位能的需求又試圖將太陽(yáng)能等低密度能源艱難地轉(zhuǎn)換為高品位能又試圖將太陽(yáng)能等低密度能源艱難地轉(zhuǎn)換為高品位能 思路：思路： 系統(tǒng)集成、傳統(tǒng)與可再生能源互補(bǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)集成、傳統(tǒng)與可

3、再生能源互補(bǔ)系統(tǒng) 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì): 熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn) 冷熱電一體化冷熱電一體化 生態(tài)建筑生態(tài)建筑分布式能源系統(tǒng)概念：分布式能源系統(tǒng)概念：指各種集成或單獨(dú)使用、靠近小型用戶、容量在指各種集成或單獨(dú)使用、靠近小型用戶、容量在幾幾kW到到50MW的模塊化發(fā)電裝置，其與能源管理的模塊化發(fā)電裝置，其與能源管理和儲(chǔ)存系統(tǒng)和儲(chǔ)存系統(tǒng)(如超導(dǎo)儲(chǔ)能如超導(dǎo)儲(chǔ)能)相結(jié)合，用于改善輸電系相結(jié)合，用于改善輸電系統(tǒng)的運(yùn)行。統(tǒng)的運(yùn)行。可以位于終端用戶附近，建設(shè)在工業(yè)園區(qū)、樓宇、可以位于終端用戶附近，建設(shè)在工業(yè)園區(qū)、樓宇、社區(qū)里。社區(qū)里。分布式能源系統(tǒng)可為在不適宜建設(shè)集中電站的地分布式能源系統(tǒng)可為在不適宜建設(shè)集中電站的地區(qū)

4、和輸電網(wǎng)末端的用戶及輸配電系統(tǒng)提供能源，能區(qū)和輸電網(wǎng)末端的用戶及輸配電系統(tǒng)提供能源，能夠有效降低熱、電、冷等遠(yuǎn)離能量輸送損失和相應(yīng)夠有效降低熱、電、冷等遠(yuǎn)離能量輸送損失和相應(yīng)的輸配電系統(tǒng)投資，為用戶提供高品質(zhì)、高可靠性的輸配電系統(tǒng)投資，為用戶提供高品質(zhì)、高可靠性和清潔的能源服務(wù)。和清潔的能源服務(wù)。分布式能源系統(tǒng)分布式能源系統(tǒng)1978年由美國(guó)公共事業(yè)管理政策年由美國(guó)公共事業(yè)管理政策法提出并推廣。法提出并推廣。分布式能源系統(tǒng)特點(diǎn)分布式能源系統(tǒng)特點(diǎn) 節(jié)省輸變電投資 供電可靠性提高 滿足特殊場(chǎng)合的需求 具有良好的環(huán)保性能 為能源的綜合梯級(jí)利用提供了可能 為可再生能源的利用開(kāi)辟了新的途徑分布式能源系統(tǒng)的

5、主要形式分布式能源系統(tǒng)的主要形式 從動(dòng)力裝置來(lái)看：微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、從動(dòng)力裝置來(lái)看：微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、常規(guī)的柴油發(fā)電機(jī)、燃料電池。內(nèi)燃機(jī)、常規(guī)的柴油發(fā)電機(jī)、燃料電池。 從用戶需求不同來(lái)看：電力單供、熱電聯(lián)產(chǎn)方從用戶需求不同來(lái)看：電力單供、熱電聯(lián)產(chǎn)方式式(C H P)、熱電冷三聯(lián)產(chǎn)、熱電冷三聯(lián)產(chǎn)(CCHP)等方式。等方式。美國(guó)能源部美國(guó)能源部CCHP綱領(lǐng)綱領(lǐng) 美國(guó)能源部（美國(guó)能源部（DOE）1999年提出：年提出：“CCHP創(chuàng)意創(chuàng)意”、“CCHP2020年綱領(lǐng)年綱領(lǐng)” 2005年：年： 確保行業(yè)法規(guī)、稅收優(yōu)惠確保行業(yè)法規(guī)、稅收優(yōu)惠 建立建立200個(gè)示范工程個(gè)示范工程 2010

6、年：年： 20的新建商用建筑采用的新建商用建筑采用CCHP 5的已建商業(yè)的已建商業(yè)/學(xué)院采用學(xué)院采用CCHP 2020年：年： 50的新建商業(yè)的新建商業(yè)/學(xué)院采用學(xué)院采用CCHP 15的已建商業(yè)的已建商業(yè)/學(xué)院采用學(xué)院采用CCHP日本發(fā)展計(jì)劃日本發(fā)展計(jì)劃 1994年日本政府制定了年日本政府制定了“新能源計(jì)劃新能源計(jì)劃”，到，到2000年日年日本太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到本太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到400兆瓦，計(jì)劃兆瓦，計(jì)劃2010年達(dá)到年達(dá)到4600兆瓦。兆瓦。日本將太陽(yáng)能的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)放在低成本大規(guī)模生產(chǎn)日本將太陽(yáng)能的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)放在低成本大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)方面，以促進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電的實(shí)用化進(jìn)程。技術(shù)方面，以促進(jìn)太陽(yáng)能發(fā)電

7、的實(shí)用化進(jìn)程。 目前研究重點(diǎn)主要集中在大面積薄膜非晶硅、目前研究重點(diǎn)主要集中在大面積薄膜非晶硅、CdTe電電池、池、CIS電池的制造技術(shù)，電池的制造技術(shù)，V族化合物半導(dǎo)體高效族化合物半導(dǎo)體高效光電池，非晶硅及結(jié)晶硅混合型薄膜光電池，多晶硅光電池，非晶硅及結(jié)晶硅混合型薄膜光電池，多晶硅低成本精煉技術(shù)等方面。低成本精煉技術(shù)等方面。 風(fēng)力發(fā)電主要開(kāi)發(fā)單機(jī)容量為風(fēng)力發(fā)電主要開(kāi)發(fā)單機(jī)容量為500千瓦的三翼剛性構(gòu)造千瓦的三翼剛性構(gòu)造的風(fēng)力機(jī)組以及集合型風(fēng)力機(jī)組群有關(guān)技術(shù)。的風(fēng)力機(jī)組以及集合型風(fēng)力機(jī)組群有關(guān)技術(shù)。華盛頓水門(mén)飯店華盛頓水門(mén)飯店馬里蘭大學(xué)馬里蘭大學(xué)2001東京新宿區(qū)冷熱電系統(tǒng)東京新宿區(qū)冷熱電系統(tǒng)

8、大阪大阪京都京都國(guó)內(nèi)的冷熱電項(xiàng)目國(guó)內(nèi)的冷熱電項(xiàng)目單位單位: kW工程工程燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)余熱鍋爐余熱鍋爐吸收制冷吸收制冷壓縮制冷壓縮制冷鍋爐鍋爐黃埔中心醫(yī)院黃埔中心醫(yī)院1135230034802800浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)40007700212006440091000環(huán)球國(guó)際金融中心環(huán)球國(guó)際金融中心10002800120001530026600冷熱電系統(tǒng)現(xiàn)狀冷熱電系統(tǒng)現(xiàn)狀 發(fā)電發(fā)電動(dòng)力循環(huán)動(dòng)力循環(huán) 制冷制冷中溫排熱吸收機(jī)（蒸汽中溫排熱吸收機(jī)（蒸汽/煙氣）煙氣） 供熱供熱簡(jiǎn)單利用（余熱鍋爐供熱）簡(jiǎn)單利用（余熱鍋爐供熱） 生活熱水生活熱水取自余熱鍋爐取自余熱鍋爐 一般都需要補(bǔ)燃一般都需要補(bǔ)燃20

9、08年奧運(yùn)主場(chǎng)館分布式能源系統(tǒng)年奧運(yùn)主場(chǎng)館分布式能源系統(tǒng)研究目標(biāo)定位與方案總體思路研究目標(biāo)定位與方案總體思路 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源與可再生能源的聯(lián)合使用，形實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源與可再生能源的聯(lián)合使用，形成有機(jī)的成有機(jī)的整體整體 根據(jù)負(fù)荷變化和各能源品種的特點(diǎn)，靈活、根據(jù)負(fù)荷變化和各能源品種的特點(diǎn)，靈活、高效、合理地高效、合理地調(diào)配調(diào)配 多能源輸入與多能源輸出多能源輸入與多能源輸出 多功能的分布式能源系統(tǒng)多功能的分布式能源系統(tǒng) 方案設(shè)計(jì)目標(biāo)方案設(shè)計(jì)目標(biāo)方案定位：追求國(guó)際領(lǐng)先水平方案定位：追求國(guó)際領(lǐng)先水平 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)多種能源多種能源互補(bǔ)，充分利用互補(bǔ)，充分利用可再生能源可再生能源（包括太陽(yáng)能、水（包括太陽(yáng)能、水源、

10、地源、風(fēng)源）；源、地源、風(fēng)源）； 系統(tǒng)高度集成：能量系統(tǒng)高度集成：能量梯級(jí)利用梯級(jí)利用，特別是中低溫余熱的利用；，特別是中低溫余熱的利用； 冬季冬季熱泵方式熱泵方式供熱供熱 夏季吸收機(jī)回收排熱，提供生活熱水，同時(shí)提高機(jī)組效率夏季吸收機(jī)回收排熱，提供生活熱水，同時(shí)提高機(jī)組效率 低溫低溫余熱除濕余熱除濕（夏季）、采暖（冬季）（夏季）、采暖（冬季） 能源系統(tǒng)與能源系統(tǒng)與建筑建筑功能的有機(jī)結(jié)合。功能的有機(jī)結(jié)合?！皧W運(yùn)能源展示中心奧運(yùn)能源展示中心” （Energy Park） 目的：目的：采用國(guó)際上最新的分布式能源技術(shù)，采用國(guó)際上最新的分布式能源技術(shù)， 綜合利用綜合利用天然氣、太陽(yáng)能和地?zé)岬饶茉矗烊粴?/p>

11、、太陽(yáng)能和地?zé)岬饶茉矗?先進(jìn)、高效、智能、清潔、可靠的能源系統(tǒng)。先進(jìn)、高效、智能、清潔、可靠的能源系統(tǒng)。 任務(wù)：任務(wù)：國(guó)家體育場(chǎng)、游泳中心、信息大廈國(guó)家體育場(chǎng)、游泳中心、信息大廈 全部空調(diào)、采暖和生活熱水，部分電力。全部空調(diào)、采暖和生活熱水，部分電力。示范場(chǎng)館分布示范場(chǎng)館分布示意圖示意圖500m示范場(chǎng)館介紹示范場(chǎng)館介紹 國(guó)家體育場(chǎng)國(guó)家體育場(chǎng) 25萬(wàn)平方米（含地下）萬(wàn)平方米（含地下） 奧運(yùn)會(huì)期間奧運(yùn)會(huì)期間100，000人，會(huì)后人，會(huì)后80，000人人 國(guó)家游泳中心國(guó)家游泳中心 8萬(wàn)平方米（含地下）萬(wàn)平方米（含地下） 奧運(yùn)會(huì)期間奧運(yùn)會(huì)期間17，000人，會(huì)后人，會(huì)后6，000人人 奧運(yùn)信息大廈奧運(yùn)

12、信息大廈 8.8萬(wàn)平方米萬(wàn)平方米 主要功能：電話局、通信主機(jī)房、管理、辦公等主要功能：電話局、通信主機(jī)房、管理、辦公等 特點(diǎn)特點(diǎn)1：能源的梯級(jí)利用：能源的梯級(jí)利用電電驅(qū)動(dòng)熱泵驅(qū)動(dòng)熱泵驅(qū)動(dòng)制冷驅(qū)動(dòng)制冷除濕除濕生活熱水生活熱水采暖采暖品位品位排放排放燃料燃料高溫高溫中溫中溫低溫低溫環(huán)境環(huán)境特點(diǎn)特點(diǎn)2：中溫?zé)嵩蠢茫褐袦責(zé)嵩蠢?冬季：熱泵方式供熱冬季：熱泵方式供熱 傳統(tǒng)方案：傳統(tǒng)方案： 中溫余熱鍋爐（中溫余熱鍋爐（ 1.0 ） 設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)方案： 吸收式熱泵供熱（吸收式熱泵供熱（ 1.32.0 ） 夏季：吸收機(jī)冷凝器排熱回收（夏季：吸收機(jī)冷凝器排熱回收（5070%） 傳統(tǒng)方案：傳統(tǒng)方案： 環(huán)境排

13、放，冷卻水消耗環(huán)境排放，冷卻水消耗 設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)方案： 產(chǎn)生活熱水、泳池加溫、機(jī)組效率產(chǎn)生活熱水、泳池加溫、機(jī)組效率提高提高特點(diǎn)特點(diǎn)3：低溫?zé)嵩吹睦茫旱蜏責(zé)嵩吹睦?傳統(tǒng)方案：排棄（約傳統(tǒng)方案：排棄（約10%） 設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)方案： 夏季：游泳館除濕夏季：游泳館除濕 空調(diào)負(fù)荷下降約空調(diào)負(fù)荷下降約40 提高制冷機(jī)的制冷效率提高制冷機(jī)的制冷效率 冬季：采暖、生活熱水冬季：采暖、生活熱水特點(diǎn)特點(diǎn)4：天然氣與可再生能源、資：天然氣與可再生能源、資源互補(bǔ)的能源系統(tǒng)源互補(bǔ)的能源系統(tǒng)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)太陽(yáng)能光熱利用太陽(yáng)能光熱利用地源熱泵技術(shù)地源熱泵技術(shù)中水的利用中水的利用中溫?zé)嵩次諜C(jī)氨壓縮熱

14、泵中水風(fēng)源太陽(yáng)能地源采暖熱水電能中水資源的利用中水資源的利用高品質(zhì)中水高品質(zhì)中水1.2萬(wàn)噸/天7.5萬(wàn)噸萬(wàn)噸/天天中水8萬(wàn)噸/天北小河污水處理站清河污水處理站中水中水6萬(wàn)噸/天結(jié)論結(jié)論 提出了奧運(yùn)能源系統(tǒng)研究方案的總體思路及提出了奧運(yùn)能源系統(tǒng)研究方案的總體思路及追求國(guó)際領(lǐng)先的水平定位；追求國(guó)際領(lǐng)先的水平定位； 研究方案在節(jié)能率、環(huán)保、可靠性等方面充研究方案在節(jié)能率、環(huán)保、可靠性等方面充分體現(xiàn)分體現(xiàn)“科技奧運(yùn)科技奧運(yùn)”、“綠色奧運(yùn)綠色奧運(yùn)”的精神，的精神，并對(duì)我國(guó)城市能源建設(shè)和分布式能源系統(tǒng)本并對(duì)我國(guó)城市能源建設(shè)和分布式能源系統(tǒng)本身的發(fā)展，具有展示性和標(biāo)志性作用。身的發(fā)展，具有展示性和標(biāo)志性作用

15、。分布式能源系統(tǒng)特點(diǎn)分布式能源系統(tǒng)特點(diǎn)（1）能源綜合梯級(jí)利用，節(jié)能率）能源綜合梯級(jí)利用，節(jié)能率1040（2）環(huán)保性能好，）環(huán)保性能好，NOx排放低（可小于排放低（可小于10ppm）（3）彌補(bǔ)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性）彌補(bǔ)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性（4）特殊場(chǎng)合需求：醫(yī)院、銀行、軍用電源、渡假村等）特殊場(chǎng)合需求：醫(yī)院、銀行、軍用電源、渡假村等（5）移）移“電峰電峰”同時(shí)填同時(shí)填“氣谷氣谷”（6）網(wǎng)絡(luò)化；智能化控制和信息化管理）網(wǎng)絡(luò)化；智能化控制和信息化管理（7）投資低、效益大、）投資低、效益大、 經(jīng)濟(jì)性良好經(jīng)濟(jì)性良好問(wèn)題一：太陽(yáng)能與地源熱泵聯(lián)合供暖問(wèn)題一：太陽(yáng)能與地源熱泵聯(lián)合供暖太陽(yáng)能難以單獨(dú)用于供暖太陽(yáng)能難

16、以單獨(dú)用于供暖;地源熱泵可以用于單獨(dú)供暖，但需要埋管地源熱泵可以用于單獨(dú)供暖，但需要埋管面積面積 (埋管面積是建筑面積的埋管面積是建筑面積的1/41/5);太陽(yáng)能作為地源熱泵的調(diào)峰用于供暖太陽(yáng)能作為地源熱泵的調(diào)峰用于供暖;作業(yè)一：作業(yè)一： 建筑物供暖面積建筑物供暖面積200m2，熱負(fù)荷，熱負(fù)荷80w/m2，太陽(yáng)能用于供暖，太陽(yáng)能用于供暖，試計(jì)算太陽(yáng)能集熱板面積以及太陽(yáng)能集熱板造價(jià)？試計(jì)算太陽(yáng)能集熱板面積以及太陽(yáng)能集熱板造價(jià)？垂 直 式 埋 管 系 統(tǒng)水 泵環(huán) 境 溫 度 傳 感 器室 內(nèi) 溫 度 控 制 器地 板 采 暖 和 制 冷風(fēng) 機(jī) 盤(pán) 管 機(jī) 組換熱器儲(chǔ) 水 罐太 陽(yáng) 能 集 熱 系

17、統(tǒng)過(guò) 濾 器溫 度 探 頭補(bǔ) 水補(bǔ) 水控 制 器熱泵機(jī)組問(wèn)題二：太陽(yáng)能與風(fēng)冷熱泵聯(lián)合供暖問(wèn)題二：太陽(yáng)能與風(fēng)冷熱泵聯(lián)合供暖太陽(yáng)能難以單獨(dú)用于供暖太陽(yáng)能難以單獨(dú)用于供暖風(fēng)冷熱泵在嚴(yán)寒的三北地區(qū)難以單獨(dú)用風(fēng)冷熱泵在嚴(yán)寒的三北地區(qū)難以單獨(dú)用于供暖于供暖太陽(yáng)能與風(fēng)冷熱泵聯(lián)合可以完成供暖太陽(yáng)能與風(fēng)冷熱泵聯(lián)合可以完成供暖問(wèn)題三：熱泵技術(shù)生產(chǎn)生活熱水問(wèn)題三：熱泵技術(shù)生產(chǎn)生活熱水熱泵技術(shù)可以用于冬季供暖、夏季空調(diào)熱泵技術(shù)可以用于冬季供暖、夏季空調(diào)熱泵技術(shù)還可以用于生產(chǎn)生活熱水熱泵技術(shù)還可以用于生產(chǎn)生活熱水4 5 - 5 0 板 換 M 1 0 - B F M L板 換 M 1 0 - B F M L補(bǔ) 水 系 統(tǒng)熱 水 循