[科普中国]-分布式能源科技园

分布式能源（decentralized energyresources 缩写为DE）是相对于传统的大型中心电厂（可缩写为CE）而言的概念，是指分布在用户端的能源综合利用系统。传统的大型电厂CE往往远离终端用户，向大机组、大电网、高电压方向发展，而分布式能源是把供能系统建在用户现场或邻近，利用当地的清洁能源（主要是天然气）、可再生能源或工业余热余压来发电及供热，首先满足当地用户的电、热、冷、蒸汽、生活热水各种负荷的需要。因此，分布式能源是一种在地域上分散的，相对独立的供能系统。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点，是天然气高效利用的重要方式。

起源发展分布式能源的起源可追索到十九世纪的80年代。早在1982年，美国纽约出现了以工厂余热发电满足自身及周边建筑电热负荷的需求，成为分布式能源最早的雏形。以后，热电联供（CHP）进一步发展起来，成为经历了长期历史验证的可靠的技术，主要应用于大型电厂和工业领域。后来，当热源驱动的吸收式制冷机发展起来，发电后余热除供热外还可用于建筑空调或工业制冷，冷热电三联供（CCHP）得到了发展，一次能源利用效率进一步最高可达到95%以上。近二、三十年来，随着世界范围经济可持续发展及能源环境的迫切需要，可再生能源的大规模开发利用促成了分布式能源（DE）成为一个全新的能源领域。冷热电联供已经融入了分布式能源的范畴，尤其天然气冷热电三联供已成为分布式能源中的核心技术。

分布分布式能源与公用电网或热网等基础设施是相互依存和支撑的关系。随着我国分布式能源数量的增多和总容量的逐步扩大，智能电网（或智能网络）将成为分布式能源与公用设施间必不可少的纽带1。

分布式能源技术与设备分布分布式能源包括三种类型的技术：高效燃气冷热电联产CCHP，现场可再生能源开发利用，工业余热余压利用。

高效燃气冷热电三联供CCHP发电机组包括燃气轮机、蒸汽轮机、燃气内燃机、微燃机、燃料电池、斯特林发动机。由于燃气三联供应用了能量梯级利用原理，充分利用了发电后的余热，可使系统能源利用效率比热电分供提高一倍。余热可用于当地建筑和工业的采暖、空调、生活热水、或工艺用热和制冷，工艺方法有极大的灵活性。

随着我国清洁能源天然气在能源结构中的比重不断增加，我国当前的冷热电三联供大部以天然气为燃料，根据用户负荷和项目规模的大小，主要采用燃气轮机、燃气内燃机、微燃机作为发电机的动力设备。

主要设备品牌：美国通用电气GE颜巴赫、卡特彼勒、德国MAN、瓦锡兰等。

分布式能源主要经营公司：华电、申能、新奥、佰融机械等。

分布式能源案例-上海浦东国际机场分布浦东国际机场能源中心通过燃气轮机热电联供系统采用了"汽电共生，冷、热、电三联供"。它在供冷、供热的同时，产生的多余电量通过机场35kY航飞变电站10kV母线与市电并网为机场其它用户供电，在技术上还可以向市网送电。燃气轮机通过发电机组供电，通过余热锅炉供热，产生的电和蒸汽通过YK离心式制冷机组和溴化锂吸收式制冷机组供冷，实现冷热电三联供。

分布在额定工况下其性能参数下：

分布发电功率: 4003KW供热量：11t/h (0.1MPa饱和蒸汽)；

分布热耗: 12607KJ/KWh；

分布燃料单耗：轻柴油1181kg/h或天然气1376NM3/h；

分布热电联供效率≧80.1%；

分布节能率：与电热分供相比(电由网供、汽由油锅炉供)节能30%左右。

分布式能源效益分析：

分布设计寿命为20~30年。天然气价格：1.90元/Nm3，电价： 0.75元/kWh。当大于2500kW/h时才能与市电并网。夏季和冬季: 16小时/天，3500kW/h左右。夏冬余热锅炉产生蒸汽。

经济分析表明每年可节约运行费用约550万左右。设备总投资为309万美元，机组投运后考虑折旧等各种费用约3.5年左右时间即可回收全部投资2。

分布式能源科技园区产生的背景政策背景分布式能源是一种崭新的能源利用方式和战略性新兴产业,已在世界各国得到高度重视和广泛应用。我国天然气分布式能源的发展空间和潜力巨大,从“十二五”开始进入规模化实施阶段和持续快速增长期。

2011年10月13日，发改委、财政部、住建部、国家能源局等4部委日前联合下发《关于发展天然气分布式能源的指导意见》。意见称，重点在能源负荷中心建设区域分布式能源系统和楼宇分布式能源系统。

《意见》指出，2015年前完成天然气分布式能源主要装备研制。通过示范工程应用，当装机规模达到500万千瓦，解决分布式能源系统集成，装备自主化率达到60%；当装机规模达到1000万千瓦，基本解决中小型、微型燃气轮机等核心装备自主制造，装备自主化率达到90%。到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到5000万千瓦，初步实现分布式能源装备产业化。

出台《意见》，旨在以提高能源综合利用效率为首要目标，以实现节能减排任务为工作抓手，重点在能源负荷中心建设区域分布式能源系统和楼宇分布式能源系统。包括城市工业园区、旅游集中服务区、生态园区、大型商业设施等，在条件具备的地方结合太阳能、风能、地源热泵等可再生能源进行综合利用。

《意见》还将采用先行试点的办法逐步推广。在经济发达、能源品质要求高的地区（包括国家规划设立的生态经济区等）或天然气资源地鼓励采用热电冷联产技术，建立示范工程，通过示范工程积累经验，为大规模推广奠定基础。同时创新天然气分布式能源政策环境和机制，鼓励多种主体参与；加强技术研发，推动产学研结合，推动技术进步和装备制备能力升级。国家能源局将会同住房城乡建设部推进和指导天然气分布式能源示范项目的实施，加大国家对示范项目的支持力度引导推动分布式能源装备产业化1。

市场背景国内已建和在建的分布式能源项目不到30个。建成运行项目装机容量不到200万千瓦，主要集中在特大城市,如：广州大学城,上海理工大学、中关村软件园等。中国的天然气储藏量足以支持中国文明发展150年，因此，按照2020年达到5000万千瓦装机容量测算，天然气分布式能源发展未来10年的市场规模超过2000亿元,其中各类燃机约1500亿元,余热锅炉约250亿元。

2011年1月26日入驻大邑县工业集中发展区将以热电联产的方式为园区内的用户集中供热，同时利用余热发电直供园区内的部分企业。这比原来分散在园区内的小锅炉各自发热能源利用率提高大约30%，是我国为数寥寥的、在工业园区试点分布式能源系统的项目。

而从推动产业发展角度来讲，上述园区只是分布式能源的一个试点应用，而集科研、检测、装备制造、市场应用、交易、教学研等于一体的分布式能源科技园区尚属市场空白，行业规范急待形成，市场需求前景广阔。

发展分布式能源科技园区的意义推动天然气分布式能源，具有重要的现实意义和战略意义。

当前，天然气分布式能源在国际上发展迅速，但我国天然气分布式能源尚处于起步阶段。我国天然气供应日趋增加，智能电网建设步伐加快，专业化服务公司方兴未艾，天然气分布式能源在我国已具备大规模发展的条件。

一是有利于经济增长和环境保护。

二是有利于提升园区当地高新技术产业比重，引领新能源产业发展，从而推动产业升级换代，同时带动相关产业发展、解决就业、贡献利税。

三是有利于增加电力供应,改善电源结构。缓解电力紧张、提高供电保障度,也能改善电源结构、削峰填谷。

四是促进全国示范性项目建设，加速推动市场培育和高端产业发展3。

国内外分布式能源应用情况美国：电力公司必须收购热电联产的电力产品，其电价和收购电量以长期合同形式固定。为热电联产系统提供税收减免和简化审批等优惠政策。截止2002年末，美国分布式能源站已近6000座。美国政府把进一步推进“分布式热电联产系统”的发展列为长远发展规划，并制定了明确的战略目标：力争在2010年，20%的新建商用或办公建筑使用“分布式热电联产”供能模式；5%现有的商用写字楼改建成“冷热电联产”的“分布式热电联产”模式。2020年在50%的新建办公楼或商用楼群中，采用“分布式热电联产”模式，将15%现有建筑的“供能系统”改建成“分布式热电联产”模式。有报道称，美国能源部计划在2010年削减460亿美元国家电力投资,采取的办法是加快分布式能源发展。美国能源部计划，2010年20%的新建商用建筑使用冷热电三联供发展计划，2020年50%的新建商用建筑使用冷热电三联供发展计划。

欧盟：据1997年资料统计，欧盟拥有9000多台分布式热电联产机组，占欧洲总装机容量的13%，其中工业系统中的分布式热电联产装机总容量超过了33GW，约占热电联产总装机容量的45%，欧盟决定到2010 年将其热电联产的比例增加1倍，提高到总发电比例的18%。

丹麦：热电上网；1MW以上燃煤燃油锅炉的天然气热电联产改造项目享受政府30%的补贴；对热电工程给予低利率优惠贷款；将环保所得税作为投资款返还工商业；对工商业的天然气热电联产项目发电价格补贴。

法国：对热电联产项目的初始投资给予15%的政府补贴。

英国：免除气候变化税、免除商务税、高质量的热电联产项目可申请政府关于采用节约能源技术项目的补贴金。

日本：重视节能工作，节能系统的研究程度很高，以天然气为基础的分布式冷热电联供项目发展最快，而且应用领域广泛。日本政府从立法、政府补助、建立示范工程、低利率融资以及给予建筑补助金等角度来促进能源开发及节能事业的发展。对热电联产项目给予诸多减免税。截止2000 年底，已建热电(冷)系统共1413个，平均容量477kW，主要是小型系统。

我国政府将天然气的开发和利用作为改善能源结构，提高环境质量的重要措施。西气东输、广东进口液化天然气、东海天然气开发等大型项目的全面实施，推动了全国天然气的建设。北京、上海等城市已经采取一些优惠政策鼓励冷热电三联供项目的发展。已建成上海浦东国际机场、北京燃气大楼、北京燃气集团次渠门站大楼等的项目3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学