天然氣分布式能源的應用與發(fā)展

天然氣分布式能源是分布在用戶(hù)端的能源綜合利用系統。它以氣體燃料為主、可再生能源為輔，通過(guò)燃氣輪機或者內燃機發(fā)電，將其尾部煙氣通過(guò)能量轉換設備生產(chǎn)出用戶(hù)所需要的熱能利用形式，如蒸汽、生活熱水、采暖熱水或制冷用熱能等；按照“溫度對口、梯級利用”的用能原則，使得天然氣分布式能源的綜合利用率大于70%。發(fā)展天然氣分布式能源是降低能源成本、提升能源效率、改善大氣環(huán)境的一種有效技術(shù)途經(jīng)。天然氣分布式能源在國外許多國家已經(jīng)有了近40年的發(fā)展歷程，尤其是近幾年，由于制造水平和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及人類(lèi)環(huán)境保護意識的增強，天然氣分布式能源得到迅速的發(fā)展和應用。而我國的天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)發(fā)展了近20年的時(shí)間，但其發(fā)展速度緩慢，由于關(guān)鍵設備制造等原因，近50個(gè)已建成的天然氣分布式能源項目中只有不到一半在運行，而其余的項目由于效益不佳、電力并網(wǎng)審批，以及關(guān)鍵設備制造、維護等問(wèn)題基本處于停運狀態(tài)。所以，我國天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。目前，我國政府相關(guān)部門(mén)正在積極制定天然氣分布式能源的發(fā)展規劃，引導我國天然氣分布式能源的發(fā)展；同時(shí)，我國的一些能源企業(yè)也在制定分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰略。種種跡象表明，天然氣分布式能源已越來(lái)越受到廣泛重視。

一 天然氣分布式能源技術(shù)簡(jiǎn)介

（一）天然氣分布式能源的技術(shù)介紹

1.分布式能源的概念

分布式能源系統，是相對于傳統的集中式供能系統而言的，是指建設在用戶(hù)側的綜合供能系統。本系統一次能源以氣體燃料為主、可再生能源為輔，生產(chǎn)出用戶(hù)端所需要的熱、電、冷等二次能源，真正實(shí)現了能量梯級利用，完全滿(mǎn)足用戶(hù)對多種能源的需求。分布式能源系統是1978年由美國公共事業(yè)管理政策法提出并推廣應用的，分散化、小型化、多元化是其主要特征。

國外的分布式能源系統按照其與電網(wǎng)的關(guān)系、發(fā)電系統形式、是否含有儲能系統等內容加以區分，具體內容如表1所示。但是，這些內容通常在中文中是沒(méi)有區別的。

表1 國外分布式能源系統的區別

其中，任何能發(fā)電的系統主要是指發(fā)電原動(dòng)機為內燃機、燃氣輪機、微燃機、燃料電池、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等發(fā)電系統。

儲能設備主要是指蓄電池、飛輪、超導磁力儲存設備等系統。

國外分布式能源系統之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 DP、DG和DER的關(guān)系

世界分布式能源聯(lián)盟組織（World Alliance for Decentralized Energy，WADE）對分布式能源的概念做出了解釋?zhuān)悍植际侥茉醇夹g(shù)是在用戶(hù)當地或附近產(chǎn)生電能和熱能，它不受容量大小、燃料種類(lèi)以及電能生產(chǎn)方式的限制，它可以采用并網(wǎng)或者孤網(wǎng)運行。WADE進(jìn)一步指出，分布式能源（Decentralized Energy）包含三個(gè)主要部分：第一部分是高能源利用率的熱電聯(lián)產(chǎn)，它可以應用于個(gè)體家庭中，也可以應用到規模很大的冶煉廠(chǎng)中。熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)現已非常成熟、可靠，它利用了火力發(fā)電過(guò)程中排放的煙氣所攜帶的熱量，這一技術(shù)現已被廣泛地采用到人類(lèi)日常生活與生產(chǎn)過(guò)程當中。第二部分包含可再生能源，主要涉及太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源的發(fā)電技術(shù)。第三部分是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廢能的回收利用及發(fā)電技術(shù)。主要是指通過(guò)余熱鍋爐或者循環(huán)流化床鍋爐，對工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢熱或者可以燃燒的低熱值可燃物攜帶的低位熱能加以利用，生產(chǎn)出蒸汽并用以發(fā)電。

從以上定義可以看出，不同機構對分布式能源的定義不盡相同，但均以能源站分散布置，靠近用戶(hù)為定義核心，我國的分布式能源這一名稱(chēng)也是由此而來(lái)。

通過(guò)以上對分布式能源現有概念的分析理解，可以發(fā)現，它們均包含技術(shù)設備、建設位置和容量、是否并網(wǎng)以及所需二次能源種類(lèi)等內容，但是這樣的定義方式對分布式能源的理解存在以下不足之處。

第一，上述定義中，對其所涉及的系統技術(shù)和容量、建設位置、一次能源利用等內容的描述不盡相同，容易造成人們對分布式能源理解的混淆。

第二，上述定義中，僅僅描述了分布式能源的定義核心，并沒(méi)有揭示其能源系統概念的實(shí)質(zhì)。

目前在國內得到較廣泛認可的分布式能源定義為：位于或鄰近負荷中心，以規模小、近距離輸送能源、節能環(huán)保為特點(diǎn)的發(fā)電系統或者冷、熱、電多聯(lián)產(chǎn)系統^[1]被稱(chēng)為分布式能源系統。

2.天然氣分布式能源的概念

分布式能源系統是相對于傳統的集中式能源生產(chǎn)與供應模式（主要代表形式是“大電廠(chǎng)+大電網(wǎng)”）而言的，是靠近用戶(hù)端直接向用戶(hù)提供各種形式的能量的中小型終端供能系統。其便于實(shí)現能源綜合梯級利用，在具有更高能源利用率的同時(shí)，具有更高供能安全性以及更好的環(huán)保性能。

燃氣冷熱電多聯(lián)供是分布式能源系統最重要的形式之一，一般以天然氣作為燃料，以燃氣輪機或燃氣內燃機作為系統中的發(fā)電設備，利用其尾部排出的煙氣余熱生產(chǎn)冷熱等產(chǎn)品就近滿(mǎn)足用戶(hù)的冷熱負荷需求。

（二）分布式能源的優(yōu)勢

1.分布式能源系統具有較高的能源利用效率

根據當前傳統的供能方式，電能必須通過(guò)輸配電網(wǎng)，才能供到電力用戶(hù)；而熱能通過(guò)供熱管網(wǎng)輸配至熱用戶(hù)。由于輸配管網(wǎng)的存在，無(wú)法避免電力線(xiàn)損和熱網(wǎng)的沿程損失。所以，常規火力發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電效率一般為30%～40%，而采用燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的電廠(chǎng)，最終用戶(hù)端的能源利用率僅有30%～47%；而分布式能源系統恰恰避免了冷、熱、電的遠距離傳輸造成的能量損失，同時(shí)避免了建造能源輸配線(xiàn)路的成本，并且能量利用滿(mǎn)足梯級利用要求，故而分布式能源系統的能源利用率往往會(huì )達到70%以上。

2.分布式能源系統能延緩輸配電網(wǎng)的升級換代

隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程的加快，電力負荷和安全供電的要求均會(huì )提高，同時(shí)國家電網(wǎng)規模急速發(fā)展，這就需要對輸配電系統進(jìn)行升級甚至需要建設新的變電站，這往往需要巨額資金作為支持。而分布式能源系統的出現，能夠在滿(mǎn)足用戶(hù)的電力需求的同時(shí)，還滿(mǎn)足用戶(hù)的冷熱負荷的需求。分布式能源系統與大電網(wǎng)及熱網(wǎng)管線(xiàn)相輔相成，在為用戶(hù)的用能保駕護航的同時(shí)，延緩了輸配電網(wǎng)的升級換代，增加了電網(wǎng)運行穩定性，提高供電安全性。

3.分布式能源系統建設時(shí)間短、成本低

常規集中供能系統是由大容量的電廠(chǎng)和公共電網(wǎng)所組成的，大電廠(chǎng)和大電網(wǎng)的建設往往由于系統復雜、管線(xiàn)繁多等原因，需要投入大量的資金和建設時(shí)間。當今社會(huì )，工業(yè)進(jìn)程的發(fā)展速度明顯高于電廠(chǎng)及電網(wǎng)的建設速度，勢必造成能源的供應無(wú)法滿(mǎn)足能源需求，它們的發(fā)展速度始終無(wú)法同步。但是，分布式能源系統由于其系統簡(jiǎn)單，易于施工建設，針對各個(gè)獨立的能源用戶(hù)，所以不會(huì )出現能源供需不平衡的局面。另外，分布式能源系統是接近用戶(hù)側供能，大大減少了變電設備、供能管線(xiàn)、環(huán)熱站等的投資，節約了設備投資成本。

4.分布式能源系統合理進(jìn)行能源轉換，可提高能源利用率

供能形式單一是常規集中式供能的主要特點(diǎn)，用戶(hù)往往不能直接同時(shí)獲得熱、電、冷三種能量形式，需要通過(guò)空調等設備進(jìn)行相互轉化，這樣會(huì )造成一次產(chǎn)品（如電能）的大量浪費。分布式能源系統，通過(guò)采用不同的熱力學(xué)循環(huán)方式，將發(fā)電設備和余熱利用設備有機地結合起來(lái)，生產(chǎn)出能夠滿(mǎn)足用戶(hù)需要的能源負荷，這種方式還克服了冷能和熱能無(wú)法遠距離傳輸的困難。同時(shí)，這種方式真正實(shí)現了熱能的“溫度對口、梯級利用”，故而整個(gè)系統具有較高的能源利用率。

5.分布式能源系統可以滿(mǎn)足特殊場(chǎng)所的需求

針對不適宜鋪設電網(wǎng)的地區，如邊遠的海島等地區或散布的用戶(hù)，對供電安全穩定性要求較高的特殊用戶(hù)，如醫院、銀行等，能源需求較為多樣化的用戶(hù)等，分布式能源系統可按需要方便、靈活安置在各種用戶(hù)及特殊場(chǎng)所附近，滿(mǎn)足各種需求。

6.分布式能源系統具有良好的環(huán)保性能

由于分布式能源系統采用清潔燃料，相對于燃燒煤炭等燃料來(lái)說(shuō)，大量減少了二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等溫室氣體以及粉塵、廢水廢渣等有害成分的排放；同時(shí)，在能源供應系統中，由于配送線(xiàn)路和設備的減少，電磁污染和噪聲污染也會(huì )隨之減少，因而具有良好的環(huán)保性能。

7.分布式能源系統調峰性能好、操作簡(jiǎn)單

風(fēng)力、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電技術(shù)近年來(lái)得到了大力的發(fā)展，但是它們具有周期性和不穩定等特點(diǎn)，使得它們并網(wǎng)之后會(huì )對電網(wǎng)造成沖擊，對電網(wǎng)的穩定性有很大的影響?；鹆Πl(fā)電廠(chǎng)的調峰能力有限，調節范圍較窄，而分布式能源系統具有升、降負荷或啟停速度較快的特點(diǎn)，其與風(fēng)力、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電技術(shù)相互配合可以很好地解決它們對電網(wǎng)的沖擊，能夠解決它們的并網(wǎng)問(wèn)題，這為可再生能源的發(fā)展指明了新方向。將分布式能源與電網(wǎng)配合使用，對用戶(hù)來(lái)說(shuō)，具有優(yōu)良的調峰性能，可降低用戶(hù)的運行成本。

（三）發(fā)展分布式能源的必然性

第一，分布式能源可大大提高一次能源利用率，減少大氣污染，有效改善環(huán)境，是實(shí)現我國能源戰略、走可持續發(fā)展之路的必然選擇。

我國是以燃煤為主的能源消費結構，致使我國能源平均利用率僅為30%～40%，遠遠低于發(fā)達國家的水平，而我國人均能源占有量?jì)H為世界平均水平的一半。提高能源的開(kāi)采、轉換和利用水平的研究與實(shí)踐成為我國能源行業(yè)發(fā)展必不可少的環(huán)節，能效的提高也成為我國能源戰略可持續發(fā)展的重中之重。

與此同時(shí)，由于現有的能源結構，我國現已成為世界上污染最為嚴重的國家之一。燃煤電廠(chǎng)所排放的CO₂、NO_x、SO_x和微塵等污染物已成為我國大氣污染的主要來(lái)源。

天然氣分布式能源系統具有高效能、低能耗、低排放等特點(diǎn)，能夠與可再生能源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能等）聯(lián)合使用，有效地緩解了由電力能源結構所帶來(lái)的日益突出的社會(huì )矛盾。天然氣分布式能源能夠提高資源效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，對于實(shí)施可持續發(fā)展戰略具有重要意義。

第二，新型能源消費結構需要分布式能源系統。

圖2 中國與世界一次能源消費結構對比

從圖2可以看出，中國天然氣在一次能源消費結構中的比例只有7.23%，遠遠低于世界平均23.7%的水平，具有強勁的發(fā)展空間。近年來(lái)，我國有計劃地調整了能源消費結構，以及加重了對企事業(yè)節能減排的考核力度，作為清潔能源的優(yōu)秀代表——天然氣的利用越來(lái)越受到相關(guān)單位的重視。我國政府已經(jīng)加大了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)和利用天然氣的力度。根據當前一些發(fā)達國家的經(jīng)驗來(lái)看，采用燃氣輪機、燃氣內燃機、燃料電池等分布式能源系統是合理利用天然氣的最佳方案之一，并且分布式能源系統具有較高的一次能源利用率、較好的經(jīng)濟效益、建設資金相對較少等優(yōu)點(diǎn)，因此，分布式能源系統將成為適應世界能源消費結構變化的新型能量系統，天然氣分布式能源行業(yè)的發(fā)展能夠有效地促進(jìn)天然氣的消費市場(chǎng)。

第三，分布式能源系統是對現有電力系統的重要補充，是電力發(fā)展、電網(wǎng)調峰的需要，能夠提升電力系統的安全性。

近年來(lái)，由于中國工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展，電力的供應量已經(jīng)遠低于電力需求量，這導致經(jīng)濟發(fā)展較快的地區出現了電力供應短缺的現象。與此同時(shí)，用電高峰時(shí)段電力負荷的增長(cháng)量尤為集中，電力峰谷差也會(huì )隨之增大。為了解決這一問(wèn)題，國家實(shí)施了“西電東送”、加大供電設施建設力度等措施，但仍無(wú)法快速滿(mǎn)足現有電力的需求。天然氣分布式能源的出現，能夠實(shí)現電力的可中斷、可調節性能，還能夠實(shí)現多能源形式的供給，并結合儲能等先進(jìn)技術(shù)的利用，可緩解電力供應緊張的局面，調整了大電網(wǎng)用能的峰谷差。與此同時(shí)，分布式能源能夠有效緩解天然氣冬夏季峰谷差，提高夏季燃氣設施的利用率，增強供氣系統的安全性，減少了天然氣儲氣設施的投資。

集中式供能系統所面臨的最重要的問(wèn)題是供能的可靠性。而解決這一問(wèn)題的途徑除了維護供能網(wǎng)絡(luò )管線(xiàn)和設備的升級換代外，分布式能源的出現也對此做出了很好的解答。而且分布式能源站的建設比改造供能管線(xiàn)來(lái)增加其安全性更加方便快捷。

第四，技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)了分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)一大批相關(guān)戰略產(chǎn)業(yè)的興起，刺激了新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，并提供更多的就業(yè)機會(huì )。

材料科學(xué)、電子通信技術(shù)、電力控制技術(shù)和生產(chǎn)工藝等一系列新技術(shù)的出現為分布式能源系統的可靠性、高效性提供了保障。在“西氣東輸”等工程的帶動(dòng)下，分布式能源會(huì )有長(cháng)足的發(fā)展。與此同時(shí)，分布式能源站所必需的燃氣輪機、燃氣內燃機、余熱鍋爐、余熱溴化鋰機以及其他相關(guān)的設備、管道、控制系統會(huì )得到應用。這就會(huì )推動(dòng)關(guān)鍵設備機械制造業(yè)的興起，同時(shí)會(huì )向社會(huì )提供數以萬(wàn)計的就業(yè)機會(huì )，帶動(dòng)數以萬(wàn)億元的流動(dòng)資本金，這會(huì )成為新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。

第五，優(yōu)化能源供應格局，減少電力交易環(huán)節，降低用能成本，讓用戶(hù)得到實(shí)惠。

分布式能源的發(fā)展將會(huì )消耗大量的天然氣，促使天然氣在一次能源消耗結構中的比例增大，優(yōu)化了能源供應格局。分布式能源系統位于用戶(hù)側，其能源輸送線(xiàn)路的需求量很少，消除或減少能源輸配線(xiàn)路的建造及維護成本，節省了投資，也減少了能源交易環(huán)節。同時(shí)，分布式能源系統可采用模塊化設計的方式，根據用戶(hù)的用能要求，配置適當的能源系統，提高資金的利用率，降低能源成本。分布式能源系統在滿(mǎn)足用戶(hù)需求的同時(shí)，可起到削峰填谷的作用，有利于供能系統的安全、經(jīng)濟運行。

由于工業(yè)化進(jìn)程的提速，能源需求量的增長(cháng)速度遠遠大于能源供應管網(wǎng)的建設速度，許多地區出現了能源供應緊張的情況。另外，由于能源市場(chǎng)不斷增加的競爭壓力，能源公司為了降低成本，往往采取降低系統備用容量的辦法，這使某些能源供應系統的備用容量較低，停止供應能源的可能性必然增加。這會(huì )為用戶(hù)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失，用戶(hù)為了減少這一損失，提高用能的可靠性，降低企業(yè)經(jīng)營(yíng)對能源企業(yè)的依賴(lài)程度，在條件允許的情況下，均會(huì )建立自己的供能系統，減少能源成本，增加自己用能的可靠性和自主性。隨著(zhù)分布式能源系統設備成本的降低，這種用戶(hù)自己安裝分布式能源系統的發(fā)展趨勢將不斷加快。

總之，能源消費結構的調整，提高能源利用率的迫切要求，技術(shù)的進(jìn)步，以及能源產(chǎn)業(yè)面臨嚴峻的環(huán)保問(wèn)題推動(dòng)了分布式能源系統的發(fā)展。

（四）天然氣分布式能源理論體系

天然氣是一種高質(zhì)清潔能源，天然氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的溫室氣體遠低于其他化石燃料?！皽囟葘?、梯級利用”是分布式能源技術(shù)的核心理論。分布式能源技術(shù)的核心是科學(xué)用能，其主要包含三方面內容：一是能源使用的科學(xué)性；二是能源配置的科學(xué)性；三是能源管理的科學(xué)性?？茖W(xué)用能原理是分布式能源理論體系的精髓，采用各種先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)“分配得當、各得所需、溫度對口、梯級利用”的方式優(yōu)化配置資源，提高一次能源利用效率。天然氣分布式能源梯級利用原理如圖3所示。

圖3 分布式能源天然氣梯級利用原理

圖3中，燃料與空氣混合后，排入燃機中進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生電能。燃機排氣，進(jìn)入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽一部分用于供熱，一部分進(jìn)入汽輪發(fā)電機組中進(jìn)行發(fā)電，在汽輪機中，可抽出一部分蒸汽進(jìn)行供熱。汽輪機的排汽可以通過(guò)溴化鋰空調機組或其他調峰設備進(jìn)行余熱利用，對外供冷或供熱。這樣就真正實(shí)現了“溫度對口、梯級利用”。分布式能源可使天然氣充分得到梯級綜合利用，其綜合利用效率可以超過(guò)80%。

天然氣在燃燒過(guò)程中幾乎不排放煙塵與二氧化硫等有害物質(zhì)，二氧化碳的排放量約為石油的54%、煤的48%。建設天然氣分布式能源項目是天然氣的最佳使用途徑。由于實(shí)現了能量的梯級利用，分布式能源系統節能效果顯著(zhù)。與傳統的電、熱、冷分產(chǎn)系統相比，分布式能源系統的節能減排原理如圖4所示。

圖4 分布式能源系統節能減排原理

（五）天然氣分布式能源主要形式

燃氣分布式能源系統主要有燃氣輪機和內燃機兩種形式，關(guān)于這兩種技術(shù)的比較如表2所示。燃氣輪機分布式能源系統中，中小型燃氣輪機的發(fā)電效率較低，一般在35%左右，通常以聯(lián)合循環(huán)作為基礎進(jìn)行冷熱電系統擴展，其發(fā)電效率通常在45%左右。燃氣輪機自身發(fā)電效率較低，其排煙溫度通常在500℃左右，因此其供熱、制冷能力較強，以聯(lián)合循環(huán)為基底的燃氣輪機分布式能源系統的供冷（熱）/電在1.5～2.0范圍內。相比燃氣輪機分布式系統，內燃機分布式能源在簡(jiǎn)單循環(huán)發(fā)電效率、啟動(dòng)時(shí)間、安放位置和占地面積等方面具有優(yōu)勢，但內燃機分布式系統的容量規模較小，同時(shí)，其制冷供熱能力相對于燃氣輪機來(lái)說(shuō)處于較低的水平，其供冷（熱）/電比例為0.7～1.0。

典型的燃氣分布式能源主系統方案如下。

表2 燃氣分布式能源主要形式的比較

1.方案一

以燃氣輪機、余熱鍋爐、汽輪機、蒸汽溴化鋰吸收式制冷機等設備組成的天然氣分布式能源系統，其構成如圖5所示?？諝馔ㄟ^(guò)壓氣機后，與天然氣在燃燒室混合燃燒后，將高溫煙氣排入透平進(jìn)行膨脹做功，產(chǎn)生電能。從燃氣輪機排出的尾部煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，用其熱能加熱鍋爐的給水，從而產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，蒸汽通過(guò)汽輪機后，帶動(dòng)發(fā)電機轉動(dòng)，提供電能。夏季依靠蒸汽溴化鋰吸收式制冷機制冷；冬季可以從汽輪機中抽汽對外供熱。該方案適用于蒸汽需求量比較大，并且蒸汽品質(zhì)要求比較高的用戶(hù)，如醫院、洗浴中心等。

圖5 方案一系統

2.方案二

以小型燃氣輪機、余熱鍋爐、蒸汽溴化鋰吸收式制冷機等設備組成的天然氣分布式能源系統，其構成如圖6所示?？諝馔ㄟ^(guò)壓氣機后，與天然氣在燃燒室混合燃燒后，將高溫煙氣排入透平進(jìn)行膨脹做功，產(chǎn)生電能。從燃氣輪機排出的尾部煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，用其熱能加熱鍋爐的給水，從而產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽。蒸汽通過(guò)換熱器換熱，可以得到用戶(hù)所需的生活熱水以及冬季的采暖用水；夏季蒸汽通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機為用戶(hù)提供所需的冷量。另外，系統中還需要安裝一臺備用鍋爐。該方案適合蒸汽需求量較大、品質(zhì)要求比較高的用戶(hù)，還特別適用于熱電廠(chǎng)或自備電廠(chǎng)的升級改造。

圖6 方案二系統

3.方案三

以微型燃氣輪機、余熱/直燃型溴化鋰吸收式制冷機等設備組成的天然氣分布式能源系統，其構成如圖7所示。燃氣輪機燃燒天然氣發(fā)電后，將煙氣直接排入余熱/直燃溴化鋰吸收式制冷機，對其熱量進(jìn)行回收利用。余熱/直燃溴化鋰機在冬季產(chǎn)生熱水用于采暖；夏季通過(guò)溴化鋰制冷劑的作用產(chǎn)生冷水制冷。在燃氣輪機不運行時(shí)段，溴化鋰吸收式制冷機直接燃燒天然氣運行，起到了備用的作用，系統安全性較高。本方案適用于商業(yè)建筑、影院等無(wú)生活熱水需求的場(chǎng)所。若在溴化鋰機的高壓發(fā)生器內加裝換熱器，則可提供生活熱水，該方案可應用于寫(xiě)字樓及賓館等場(chǎng)所。此方案相對于傳統供能方式來(lái)說(shuō)，減少了鍋爐、換熱器、化學(xué)水系統等設備，減少了占地面積，節省了建造成本、運行和維護成本。

圖7 方案三系統

4.方案四

以?xún)热紮C、煙氣熱水型溴化鋰制冷機等設備組成的天然氣分布式能源系統，其構成如圖8所示。內燃機利用天然氣發(fā)電，將內燃機的尾部煙氣和缸套冷卻水中所攜帶的余熱，由煙氣熱水型溴化鋰吸收式空調機組回收利用，冬季供暖，夏季制冷。內燃機中的冷卻水通過(guò)換熱器為用戶(hù)提供生活用熱水。本方案與方案三相似，本方案沒(méi)有傳統產(chǎn)能方式中的鍋爐、化學(xué)水系統等設備，節約成本，減少占地，尤其適用于樓宇式的分布式能源項目，應用前景廣闊。

圖8 方案四系統

5.方案五

以?xún)热紮C、煙氣型溴化鋰制冷機、熱水型溴化鋰機等設備組成的天然氣分布式能源系統，其構成如圖9所示。內燃機燃燒天然氣發(fā)電，其尾部煙氣直接排入煙氣型溴化鋰機組中，冬季采暖，夏季制冷。而其缸套水系統與熱水型溴化鋰機組相連，用于夏季制冷。內燃機的中冷器的冷卻水通過(guò)換熱器為用戶(hù)提供生活熱水。

圖9 方案五系統

6.方案六

以?xún)热紮C、熱水余熱鍋爐、熱水型溴化鋰機等設備組成的天然氣分布式能源系統，其構成如圖10所示。內燃機利用天然氣燃燒產(chǎn)生電能，將其尾部煙氣排入熱水型余熱鍋爐中產(chǎn)生熱水，然后該熱水和內燃機的缸套冷卻水所攜帶的熱能，由熱水型溴化鋰吸收式空調機組回收利用，夏季為用戶(hù)提供所需冷量，內燃機中的冷卻水可為用戶(hù)提供生活熱水。

圖10 方案六系統

天然氣分布式能源系統方案的配置需要根據用戶(hù)的需求進(jìn)行，可以采用燃氣輪機、內燃機、余熱鍋爐、溴化鋰機組等設備進(jìn)行組合，從而產(chǎn)生不同的系統方案，故天然氣分布式能源系統方案不僅僅局限于以上六種。需要根據實(shí)際情況確定，以達到方案最優(yōu)化。

二 天然氣分布式能源的發(fā)展

（一）國外天然氣分布式能源發(fā)展現狀

1.美國分布式能源發(fā)展現狀

（1）分布式能源發(fā)展概況

美國的分布式能源系統是以天然氣為主要原料的熱電聯(lián)產(chǎn)系統，全年平均運行時(shí)間約5900小時(shí)，平均效率約66%。在美國，樓宇式分布式能源項目與區域性分布式能源項目的數量基本相同，但其裝機容量遠低于區域性分布式能源項目。區域性分布式能源項目主要由有政府背景的公司或者專(zhuān)業(yè)能源服務(wù)公司投資建設，而樓宇式分布式能源項目主要是業(yè)主自行投資。截至2000年，美國分布式能源站總裝機容量約為5000萬(wàn)千瓦（見(jiàn)圖11）。其中，樓宇式分布式能源站約為1000座，占總裝機容量的9.7%；工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)項目約1020座，占總裝機容量的90.3%。截至2003年，美國發(fā)電總裝機容量為800吉瓦，熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機為總量的7%，為5600萬(wàn)千瓦，但其提供了全美9%的消耗電能。截至2009年底，全美熱電聯(lián)產(chǎn)機組裝機總量增長(cháng)了2900萬(wàn)千瓦，裝機總量的比例增長(cháng)到9%，而熱電聯(lián)產(chǎn)系統所提供的發(fā)電量占全美電能產(chǎn)量的12%。2010年，美國的熱電聯(lián)產(chǎn)機組的裝機總量達到了9300萬(wàn)千瓦左右，其所提供的發(fā)電量占到了總量的14%。根據美國能源署的規劃，未來(lái)10年其裝機容量將新增9500萬(wàn)千瓦。

圖11 美國天然氣分布式能源分類(lèi)型累計裝機

根據美國能源部的數據，1998～2006年，美國熱電聯(lián)產(chǎn)規模增長(cháng)了一倍，為全美發(fā)電機總裝機容量的8%，冷熱電三聯(lián)供電站項目已建成6000多個(gè)，年發(fā)電量1600億千瓦時(shí)，占全美發(fā)電總量的4%。其中，天然氣分布式能源項目的裝機總量達到6200萬(wàn)千瓦，占熱電聯(lián)產(chǎn)項目發(fā)電機裝機總量的70%。

（2）美國對分布式能源的政策支持概況

20世紀70年代末，美國發(fā)布了《公用事業(yè)監管政策法案》，鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展并允許小型電站并網(wǎng)，各個(gè)地方政府以此法案為依據，制定了各地方不同種類(lèi)的電站所發(fā)電量上網(wǎng)標準，并且根據本州實(shí)際情況制定了分布式能源的補貼標準。例如，對于使用燃氣輪機的分布式能源項目，政府補貼為500美元/千瓦，而對于使用燃料電池的分布式能源項目，政府補貼為3000美元/千瓦。

美國政府為了維護分布式能源產(chǎn)業(yè)長(cháng)期可持續性的健康發(fā)展，頒布執行了一系列相關(guān)的政策和法規，從而為分布式能源產(chǎn)業(yè)建立起較為完備的政策體系。環(huán)保部門(mén)還會(huì )根據各個(gè)地方的污染物減排成果對其采取獎懲措施，為分布式能源項目能夠在各地方有序、長(cháng)久、可持續地發(fā)展下去奠定了基礎。

同時(shí)，政府與電力公司協(xié)商，積極收購分布式能源項目的電力產(chǎn)品，為分布式能源項目的并網(wǎng)做好協(xié)調工作，其電價(jià)和收購電量往往會(huì )采用長(cháng)期合同的形式進(jìn)行約束。各地方政府減免了熱電聯(lián)產(chǎn)項目的稅收，以及簡(jiǎn)化了項目立項建設等審批手續。美國能源部也積極推進(jìn)天然氣分布式能源系統發(fā)展為微電網(wǎng)，從而建立起以微電網(wǎng)為基礎的職能電網(wǎng)系統。

以美國某酒店分布式能源站項目為例，該項目為樓宇式分布式能源站。該能源站為酒店提供了70%的電負荷和80%的熱能負荷，該系統共裝配了11臺65千瓦的微燃機，系統的一次能源利用率達到了75%以上，二氧化碳排放量每年減少1700萬(wàn)噸，氮氧化物的排放量每年減少10萬(wàn)噸。每年向酒店提供的電量為580萬(wàn)千瓦時(shí)，每年節省購電和蒸汽費用約50萬(wàn)美元，6年即可收回成本。

2.歐盟分布式能源發(fā)展現狀

（1）歐盟分布式能源發(fā)展概況

歐盟分布式能源發(fā)展已達到了世界領(lǐng)先水平，其裝機量占整個(gè)歐盟發(fā)電裝機總量的10%，其中丹麥、荷蘭、芬蘭、捷克等國分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度最快。德國、荷蘭和捷克分布式能源裝機均已達38%，丹麥更高達53%。這是因為這幾個(gè)國家對分布式能源制定了許多優(yōu)惠政策，無(wú)論在建設、上網(wǎng)還是在運行調峰方面都有特殊政策扶持。

歐洲燃料種類(lèi)眾多，但仍以天然氣為主要燃料，并與可再生能源結合使用，建設成為多能源互補系統。天然氣的利用形式主要包括微型熱電冷聯(lián)供（mCHP）系統、工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統等。

德國的電力生產(chǎn)以燃煤機組和核能發(fā)電為主。但是，隨著(zhù)固體化石能源日益枯竭，在大氣環(huán)境日益惡化的壓力下，德國的能源方針發(fā)生了較大轉變——大力發(fā)展可再生能源及低碳能源，減少煤炭的消費。尤其是在2011年日本“3·11”大地震后，德國逐步減少核電在能源結構中的比重，計劃至2020年將全部停用德國境內核電站，天然氣分布式能源在德國得到了迅猛發(fā)展。

德國的四大能源巨頭RWE、EnBW、Vattenfall和E.ON是其電力生產(chǎn)的主要支柱，而其熱能的供應主要依賴(lài)地方的能源公司進(jìn)行。在德國經(jīng)濟發(fā)達的地區，地方能源公司會(huì )把天然氣分布式能源和集中供熱結合起來(lái)，以保證供能的安全性。截至2005年，德國的天然氣分布式能源項目大約有3000個(gè)，裝機容量增至21吉瓦，發(fā)電量占整個(gè)國家總發(fā)電量的13%左右，供熱量則占到了總量的15%。每個(gè)項目的裝機容量達到了7兆瓦。德國政府希望新的能源政策的出臺，能夠促進(jìn)天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，截至2020年，天然氣分布式能源項目的發(fā)電量翻一番，達到25%。而各個(gè)地方能源公司在新的能源政策的刺激下，已經(jīng)規劃新建的天然氣分布式能源項目的裝機容量達到2200兆瓦，并有近30個(gè)公司對現有電廠(chǎng)進(jìn)行了分布式能源項目的改造，改造項目的總容量達到了1250兆瓦。由于產(chǎn)業(yè)政策和經(jīng)濟效益的吸引，德國四大能源巨頭紛紛開(kāi)發(fā)并建設熱電聯(lián)產(chǎn)項目。E.ON和Vattenfall側重于將單一供能的電廠(chǎng)改造為熱電廠(chǎng)；而RWE、EnBW則側重于在工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)新的熱電聯(lián)產(chǎn)項目。相關(guān)研究機構評估了德國熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展潛力及其對環(huán)境的影響能力，并按照建筑類(lèi)型及工業(yè)類(lèi)型對能源的應用進(jìn)行了劃分。研究表明，德國的熱電聯(lián)產(chǎn)項目的發(fā)展空間巨大，每年的發(fā)電量可達到3000億～5000億千瓦時(shí)，占全德國用電量的37%，二氧化碳減排量可達8000萬(wàn)噸。按照用戶(hù)類(lèi)型，德國的供熱方式可分為以下三大類(lèi)。

第一，對于賓館、醫院和商業(yè)建筑，以及能耗較高的企業(yè)，如冶金、化工行業(yè)，一般采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，提高一次能源利用率。

第二，對于政府辦公樓以及博物館等公共建筑，一般采用集中供熱系統，很少應用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。

第三，對于一般家庭，開(kāi)發(fā)了微型熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。據統計，德國家庭用電量占總耗電量的30%左右，而家庭耗電的90%左右應用于采暖和生活熱水。針對這種情況，廠(chǎng)家設計了5千瓦的分布式能源系統，并已應用于數千個(gè)家庭中。

（2）歐盟各國對分布式能源的政策支持概況

德國的天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在整個(gè)歐洲處于領(lǐng)先地位。德國對mCHP政策的支持比較復雜，體現在多方面：在熱電聯(lián)供法案中規定，mCHP向公共電網(wǎng)售電實(shí)行“優(yōu)先價(jià)格法”：①發(fā)電裝機小于50千瓦的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統，在投運后的10年內，每度電均會(huì )享受5.26～5.66歐分的政府補貼；②出臺相關(guān)稅法，規定只要可以證明年總熱效率超過(guò)70%，并且是冷熱電多聯(lián)產(chǎn)系統的，均可享受每度電0.55歐分的退稅政策；③采取政府資助的方法，對于4千瓦以下的發(fā)電量，實(shí)行6200歐元的一次性補貼，而對于25～50千瓦的補貼金額為1250～2500歐元。另外，若氮氧化物和二氧化碳的排放指標達標的話(huà)，政府還會(huì )給予獎勵。

過(guò)去幾十年，幾家大型電力公司和輸送電網(wǎng)運營(yíng)商一直支配著(zhù)德國的電力市場(chǎng)，通過(guò)戰略定價(jià)，限制了分散式發(fā)電和市政發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。雖然迄今為止激勵政策和立法對工業(yè)CHP（熱電聯(lián)產(chǎn)）的影響不大，但是，為了實(shí)現應對氣候變化的承諾，必將引入新的激勵政策和立法措施。從技術(shù)方面看，未來(lái)德國分散式能源系統占發(fā)電市場(chǎng)的份額有可能超過(guò)50%，工業(yè)CHP將占較大的份額。

2002年德國議會(huì )通過(guò)了《熱電聯(lián)產(chǎn)法》。該法規明確保障了熱電聯(lián)產(chǎn)系統所發(fā)電量的電網(wǎng)接入，不僅對上網(wǎng)電量給予補貼，而且對于非上網(wǎng)電量給予同樣額度的補貼。該法規還規定，裝機容量在2000千瓦及以下的熱電聯(lián)產(chǎn)機組系統每發(fā)一度電最高會(huì )得到3.1歐分的節能補貼。

德國于2007年對《熱電聯(lián)產(chǎn)法》進(jìn)行了修改，該法規明確規定了電網(wǎng)運營(yíng)商有義務(wù)優(yōu)先收購熱電聯(lián)產(chǎn)系統所發(fā)電量。原有的補貼措施截止時(shí)間延后至2016年，并將熱電聯(lián)產(chǎn)機組的容量劃分為三檔：①小于50千瓦的熱電聯(lián)產(chǎn)機組；②小于2000千瓦的熱電聯(lián)產(chǎn)機組；③大于2000千瓦的熱電聯(lián)產(chǎn)機組。另外，德國對對于傳統供能系統進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)改造的工業(yè)企業(yè)，若負荷率達到70%以上，可以免除環(huán)保稅等。根據《可再生能源法》規定，德國新建大樓必須使用可再生能源進(jìn)行供能。若使用天然氣分布式能源項目，可以視同為可再生能源供能，并且享有《可再生能源法》中所規定的優(yōu)惠政策。

為了維護熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)健康、有序的發(fā)展以及對其加大支持力度，德國政府按照審核、監管等功能對其各個(gè)部門(mén)進(jìn)行了職責分工，分別由德國聯(lián)邦經(jīng)濟技術(shù)部、環(huán)境自然保育及核能安全部、經(jīng)濟與出口管制局及能源署等部門(mén)各司其職，相互協(xié)調配合，推進(jìn)熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

英國政府一手抓減排義務(wù)，一手抓補貼跟進(jìn)，雖然分布式能源系統所發(fā)電量占整個(gè)電力市場(chǎng)不足8%，但約有82000個(gè)微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統應用于英國的工業(yè)及民用領(lǐng)域中。英國業(yè)界和政府采取的推動(dòng)微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)設備發(fā)展的主要措施有：一是碳減排目標，英國政府明確要求所有的能源企業(yè)必須承擔碳減排義務(wù)，維護環(huán)境清潔，提高能源利用率，能源企業(yè)可以獲得部分補貼減少消費者的費用。二是開(kāi)發(fā)微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)效率測量程序，如果采用微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)后，系統節能率提高50%及以上，企業(yè)可以獲得政府信貸。三是對微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)設備的安裝費用有5%的稅收補貼。四是政府制定了智能計量的計劃，支持家庭采用微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統，多余電量可售賣(mài)給電力公司。

在英國，20世紀90年代初，政府就積極推廣工業(yè)分布式CHP技術(shù)，累計投資超過(guò)了20億英鎊。目前，英國CHP協(xié)會(huì )正與政府密切合作，研究確定新的舉措，以幫助工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)項目的發(fā)展。例如，免除氣候變化稅，免除商務(wù)稅，高質(zhì)量的熱電聯(lián)產(chǎn)項目可申請政府針對采用節約能源技術(shù)項目的補貼金。

荷蘭建立了熱電聯(lián)產(chǎn)促進(jìn)機構保證熱電聯(lián)產(chǎn)系統所發(fā)電量?jì)?yōu)先上網(wǎng)。政府通過(guò)Smart Gas能源公司推動(dòng)微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)項目的實(shí)施，該公司在2007年1月與政府簽訂了意向書(shū)，計劃安裝1萬(wàn)臺熱電聯(lián)供設備，并得到了政府提供的1000萬(wàn)歐元的資金。另外，荷蘭還開(kāi)展了與微型熱電冷聯(lián)產(chǎn)相關(guān)的其他活動(dòng)，如mCHP能源標簽（HRe標簽），大規模mCHP實(shí)地測試，確定mCHP電網(wǎng)效應等。

在意大利，政府推廣節能認證引導企業(yè)承擔節能環(huán)保的義務(wù)。意大利政府用白皮證書(shū)和綠皮證書(shū)來(lái)鼓勵mCHP和工業(yè)CHP的發(fā)展。綠皮證書(shū)是關(guān)于可再生能源設備的認證證書(shū)；白皮證書(shū)規定了意大利電力和天然氣企業(yè)每年的節能目標以及意大利分布式能源項目的發(fā)展計劃，旨在提高能源效率。通過(guò)白皮證書(shū)這種工具，對能源分配系統運營(yíng)商自身開(kāi)發(fā)的或能源服務(wù)公司開(kāi)發(fā)的項目，以及能源研究課題所實(shí)現的節能情況進(jìn)行核實(shí)、認證。白皮證書(shū)分為三種類(lèi)型：類(lèi)型1（節電）、類(lèi)型2（節氣）、類(lèi)型3（其他燃料節約）。每份證書(shū)代表節約1噸油當量的一次能源。相關(guān)主體可從市場(chǎng)上購買(mǎi)白皮證書(shū)，當順利履行義務(wù)之后，會(huì )得到獎勵。

意大利政府對分布式能源產(chǎn)業(yè)政策還包括：①分布式能源系統生產(chǎn)的電量，其上網(wǎng)電價(jià)為居民零售電價(jià)的1.5倍。②為分布式能源項目在稅收和資金信貸方面提供優(yōu)惠條件，并為微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統的用戶(hù)提供補貼。

法國對熱電聯(lián)產(chǎn)項目的初始投資給予15%的政府補貼。

3.日本分布式能源發(fā)展和政策支持概況

（1）日本分布式能源發(fā)展概況

日本分布式能源發(fā)展呈現波浪式。自1973年石油危機以來(lái)，日本逐步由依賴(lài)石油（由原來(lái)的80%減少到現在的50%）轉向天然氣、核能和煤的使用。20世紀70年代起，燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)開(kāi)始被使用，并在工業(yè)、民用兩個(gè)領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。據日本瓦斯（燃氣）協(xié)會(huì )統計，截至2003年初，日本燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目大約有2100項，發(fā)電裝機總量達到270萬(wàn)千瓦。日本天然氣應用中心調查顯示，到2010年3月末，日本分布式能源的裝機總量約有9500兆瓦，占全國發(fā)電裝機總量的4%左右。目前，日本政府鼓勵分布式能源產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，將熱電聯(lián)產(chǎn)與太陽(yáng)能、風(fēng)能一起列為未來(lái)“新能源”形式，加以大力推廣應用；在21世紀城市建設中大量應用分布式能源系統，為了支持該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，日本政府制定了相關(guān)的法律法規，并出臺了一系列的優(yōu)惠政策。

熱電聯(lián)產(chǎn)和太陽(yáng)能光伏發(fā)電是日本分布式發(fā)電的主要形式，總裝機容量約3600萬(wàn)千瓦，占全國發(fā)電總裝機容量的13.4%。其樓宇式分布式能源項目主要集中于商場(chǎng)、醫院、公共休閑娛樂(lè )設施等領(lǐng)域；區域性分布式能源項目則主要應用于化工、電力、鋼鐵、機械制造等行業(yè)，其項目數量多于樓宇式分布式能源項目。

近年來(lái)，分布式能源項目在日本得到了迅猛的發(fā)展，其中熱電聯(lián)產(chǎn)項目尤為突出。截至2006年，日本的熱電聯(lián)產(chǎn)裝機量占日本電力裝機總量的4%，達到了870萬(wàn)千瓦。其中，天然氣分布式能源裝機容量達到了450萬(wàn)千瓦，占熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機容量的51.2%，其在商業(yè)和工業(yè)中的應用如圖12所示。

圖12 日本分布式市場(chǎng)分布

（2）日本分布式能源政策

為了使分布式能源產(chǎn)業(yè)在日本更好地發(fā)展，日本政府出臺了有關(guān)的法律政策，并允許分布式能源系統所發(fā)電量有條件、有限度地上網(wǎng)，并給予該項目合理的環(huán)保節能補貼，以保證分布式能源項目的順利實(shí)施，具體政策如下。

第一，修訂《電力事業(yè)法》，出臺一系列鼓勵分布式能源發(fā)展的法律以及規定，打破電力公司對售電業(yè)務(wù)的壟斷，允許非電力公司的電力供應商對需求量大的用戶(hù)售電。規定必須采用分布式能源系統對新建和改建3萬(wàn)平方米以上的建筑物供能。

第二，日本政府鼓勵金融機構對分布式能源項目給予支持。實(shí)行通融資金、低利息等優(yōu)惠政策引導分布式能源的可持續發(fā)展。

第三，分布式能源項目會(huì )得到日本政府減免稅收的優(yōu)惠政策，具體做法為：①分布式能源項目在投運后的第一年內可以得到7%的稅收優(yōu)惠。②分布式能源項目最高可有70%的投資額可以享受低息貸款。③免除供熱設施占地的特別土地保有稅和與設施有關(guān)的事業(yè)所得稅。④區域供熱工程費用、供熱的固定資產(chǎn)稅、區域供熱用折舊資產(chǎn)稅等給予優(yōu)惠。

第四，日本政府對分布式能源的支持力度之大還體現在以下兩個(gè)方面：一是適用于項目業(yè)主。只要業(yè)主進(jìn)行分布式能源項目的建設，就可向政府申請享受退稅的優(yōu)惠政策。退稅金額最高由兩部分組成，即7%的設備購置成本加上30%的項目總投資成本。二是針對分布式能源項目的專(zhuān)項補貼。該補貼有三種形式，如表3所示。

表3 日本政府分布式能源專(zhuān)項補貼

（二）國內天然氣分布式能源發(fā)展

北京、上海、廣州在分布式能源建設方面走在了中國的前列。20世紀90年代，上海市建設了中國第一個(gè)天然氣分布式能源項目。近幾年來(lái)，由于霧霾天氣的持續出現，并且隨著(zhù)天然氣使用領(lǐng)域的擴展，北京市也已陸續建成了若干天然氣分布式能源項目。表4至表6是對上海、廣東、北京3個(gè)城市在最近十幾年所有分布式能源項目的統計匯總。

表4 上海地區天然氣分布式能源項目統計

表5 廣東地區天然氣分布式能源項目統計

續表

表6 北京地區天然氣分布式能源項目統計

續表

（三）關(guān)于鼓勵天然氣分布式能源發(fā)展的相關(guān)政策

1.國家相關(guān)政策

為推動(dòng)分布式能源的發(fā)展，我國政府及其相關(guān)部門(mén)制定并發(fā)布了一系列的政策文件，這為我國分布式能源的發(fā)展提供了適宜的環(huán)境和強有力的政治保障。

2000年8月，原國家計劃發(fā)展委員會(huì )、原國家經(jīng)濟貿易委員會(huì )、建設部、國家環(huán)境保護總局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)〈關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規定〉的通知》（計基礎〔2000〕1268號文）對熱電聯(lián)產(chǎn)和燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)進(jìn)行了詳細的規定，國家發(fā)展和改革委員會(huì )于2011年6月30日對其作了部分修改，為分布式能源的發(fā)展奠定了基礎。

2004年6月30日，國務(wù)院總理溫家寶主持召開(kāi)國務(wù)院常務(wù)會(huì )議，討論并原則通過(guò)《能源中長(cháng)期發(fā)展規劃綱要（2004～2020年）（草案）》；2004年11月，國家發(fā)改委發(fā)布了《節能中長(cháng)期專(zhuān)項規劃》。這都為發(fā)展分布式能源提供了法律保障。

2007年9月，國家發(fā)改委下發(fā)《天然氣利用政策》，將國內天然氣的利用分為優(yōu)先類(lèi)、允許類(lèi)、限制類(lèi)和禁止類(lèi)。其中，明確指出天然氣利用的優(yōu)先類(lèi)，包括分布式熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)用戶(hù)。

2011年10月9日，國家發(fā)展改革委、財政部、住房和城鄉建設部、國家能源局4部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導意見(jiàn)》）。

《指導意見(jiàn)》明確了相關(guān)主要任務(wù)：“十二五”初期啟動(dòng)一批天然氣分布式能源示范項目，“十二五”期間建設1000個(gè)左右天然氣分布式能源項目，并擬建設10個(gè)左右各類(lèi)典型特征的分布式能源示范區域。未來(lái)5～10年內在分布式能源裝備核心能力和產(chǎn)品研制應用方面取得實(shí)質(zhì)性突破。初步形成具有自主知識產(chǎn)權的分布式能源裝備產(chǎn)業(yè)體系。

《指導意見(jiàn)》還確定了中長(cháng)期目標：2015年前完成天然氣分布式能源主要裝備的研制。通過(guò)示范工程應用，當裝機規模達到500萬(wàn)千瓦，解決分布式能源系統集成，裝備自主化率達到60%；當裝機規模達到1000萬(wàn)千瓦，基本解決中小型、微型燃氣輪機等核心裝備自主制造，裝備自主化率達到90%。到2020年，在全國規模以上城市推廣使用分布式能源系統，裝機規模達到5000萬(wàn)千瓦，初步實(shí)現分布式能源裝備產(chǎn)業(yè)化。

《指導意見(jiàn)》還確定了主要的政策措施，具體內容如下。

（1）加強規劃指導

以能源總體規劃及電能輸送、供熱、供冷、供燃氣等專(zhuān)項規劃為基礎，由國家發(fā)改委、能源局、城建部門(mén)以及財政部門(mén)等單位共同研究制定國家的天然氣分布式能源專(zhuān)項規劃。各省市應從本地區實(shí)際情況出發(fā)，合理規劃城鎮燃氣、分布式能源、集中式供熱協(xié)調發(fā)展，構建本地區可靠、經(jīng)濟、清潔的供能系統網(wǎng)絡(luò )，統籌安排集中供熱、分布式能源、建筑工程等項目的建設進(jìn)展。

（2）建立健全財政稅收扶持等政策

天然氣價(jià)格以及分布式能源核心設備價(jià)格居高不下，致使天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)的投資和運營(yíng)成本過(guò)高。國家和地方的財政及稅收部門(mén)應根據本地區的經(jīng)濟狀況，對天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)出臺具體的扶持政策，并給予相關(guān)產(chǎn)業(yè)一定的補貼或稅收優(yōu)惠。

（3）完善并網(wǎng)及上網(wǎng)運行管理體系

電網(wǎng)公司已出臺相關(guān)文件，同意接納了分布式電源并網(wǎng)運行，并給出了并網(wǎng)所允許的電壓及系統發(fā)電裝機的容量。國家發(fā)改委、能源局及相關(guān)的能源企業(yè)共同研究制定天然氣分布式能源系統電網(wǎng)接入、并網(wǎng)運行、設計等技術(shù)標準和規范；而地方的財政、稅收、工商等部門(mén)應會(huì )同能源企業(yè)研究天然氣分布式能源上網(wǎng)電價(jià)、供熱、供冷價(jià)格等問(wèn)題。

（4）充分發(fā)揮示范項目帶動(dòng)作用，堅持自主創(chuàng )新

國家鼓勵建設一批天然氣分布式能源示范項目，從財政、審批程序、環(huán)保驗收等方面給予支持。依托天然氣分布式能源示范項目的建設，結合產(chǎn)、學(xué)、研等手段，實(shí)現核心裝備的國產(chǎn)化、自主化，并且加大示范項目的考核力度，推動(dòng)分布式能源核心設備的產(chǎn)業(yè)化。建立長(cháng)久有效的研發(fā)、生產(chǎn)機制，攻克天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵難題，掌握其核心科技，加大分布式能源產(chǎn)業(yè)基礎研究和應用研究的投入力度，并積極引導該產(chǎn)業(yè)采用新技術(shù)，提高產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。

（5）鼓勵專(zhuān)業(yè)化公司發(fā)展，加強科技創(chuàng )新和人才培養

鼓勵各能源企業(yè)成立專(zhuān)業(yè)從事天然氣分布式能源項目的開(kāi)發(fā)、設計、建設及運營(yíng)的公司，探索出適用于我國的天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)商業(yè)化運營(yíng)的產(chǎn)業(yè)模式。通過(guò)引進(jìn)、吸收、消化國外先進(jìn)的分布式能源行業(yè)的經(jīng)驗和技術(shù)，提高我國專(zhuān)業(yè)化人員的業(yè)務(wù)能力，并進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新，提高天然氣分布式能源行業(yè)的系統集成水平。

2012年2月10日，國家能源局發(fā)布《新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢研究報告》，指出以冷、熱、電聯(lián)合供應為主的天然氣分布式能源，將是我國當前分布式能源發(fā)展的重點(diǎn)。

2012年6月1日，國家發(fā)展改革委、財政部、住房和城鄉建設部、國家能源局4部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于下達首批國家天然氣分布式能源示范項目的通知》。指出：相關(guān)省市各單位應積極支持第一批天然氣分布式能源示范項目建設，協(xié)助項目單位辦理項目核準、審批、立項、建設、施工所需各文件，確保其在2012年內開(kāi)工建設。國家財政將會(huì )對第一批示范項目給予適合的補貼。項目業(yè)主和有關(guān)省市要加強示范項目的組織協(xié)調和監督管理，確保示范項目建設進(jìn)度、質(zhì)量和示范效果。

2014年10月23日，國家發(fā)改委、住房和城鄉建設部，國家能源局三部委聯(lián)合印發(fā)《天然氣分布式能源示范項目實(shí)施細則》，就天然氣分布式能源示范項目的申報、評選、實(shí)施驗收、后評估，以及激勵政策等做了一系列比較全面的規定，旨在完善天然氣分布式能源示范項目審核、申報等管理程序，推動(dòng)天然氣分布式能源快速、健康有序發(fā)展。

2012年7月19日，住房和城鄉建設部印發(fā)《全國城鎮燃氣發(fā)展“十二五”規劃的通知》，指出：到“十二五”期末，城市的燃氣普及率達到94%以上，縣城及小城鎮的燃氣普及率達到65%以上。

2013年1月1日，國務(wù)院印發(fā)《能源發(fā)展“十二五”規劃》，指出：根據常規天然氣、煤層氣、頁(yè)巖氣供應條件和用戶(hù)能量需求，重點(diǎn)在能源負荷中心，加快建設天然氣分布式能源系統。對開(kāi)發(fā)規模較小或尚未聯(lián)通管網(wǎng)的頁(yè)巖氣、煤層氣等非常規天然氣，優(yōu)先采用分布式利用方式。創(chuàng )新體制機制，研究制定分布式能源標準，完善分布式能源價(jià)格機制和產(chǎn)業(yè)政策，努力實(shí)現分布式發(fā)電直供及無(wú)歧視、無(wú)障礙接入電網(wǎng)。

《能源發(fā)展“十二五”規劃》還指出：“十二五”時(shí)期分布式能源發(fā)展重點(diǎn)和目標為推進(jìn)天然氣分布式能源示范項目建設，在城市工業(yè)園區、旅游集中服務(wù)區、生態(tài)園區、大型商業(yè)設施等能源負荷中心，建設區域分布式能源系統和樓宇式分布式能源系統；到2015年，建成1000個(gè)左右天然氣分布式能源項目、10個(gè)左右各具特色的天然氣分布式能源示范區；完成天然氣分布式能源主要裝備研制，初步形成具有自主知識產(chǎn)權的分布式能源裝備產(chǎn)業(yè)體系。

2.地方政府對分布式能源的相關(guān)政策

各地地方政府積極制定和開(kāi)展了一系列有關(guān)分布式能源的政策和能源規劃的編制工作。

2004年，上海市政府辦公廳轉發(fā)《關(guān)于本市鼓勵發(fā)展燃氣空調和分布式供能系統的意見(jiàn)》（滬府辦〔2004〕52號）。2005年，上海市發(fā)布了《分布式供能系統工程技術(shù)規程》。試行兩年后，對該規程進(jìn)行了修訂，新版于2008年開(kāi)始實(shí)行。該規程對分布式供能系統做了較為嚴格的限定，規定系統單機容量小于6兆瓦，系統總熱效率年均不應小于70%，熱電比年均不應小于75%，以系統運行情況來(lái)評價(jià)是否節能高效。該規程的制定為用戶(hù)和能源服務(wù)公司提供了法規依據，促進(jìn)了分布式供能系統的有序發(fā)展和推廣應用。2008年11月15日，上海市發(fā)改委、市建設交通委、市經(jīng)濟信息化委、市科委、市財政局制訂了《上海市分布式供能系統和燃氣空調發(fā)展專(zhuān)項扶持辦法》，從設備補貼、保障供應、優(yōu)先排管、政府優(yōu)先使用和支持電力并網(wǎng)5方面對建設分布式供能系統項目和燃氣空調項目的單位給予政策支持。

2012年9月10日，陜西省發(fā)改委組織編制的《陜西省天然氣分布式能源發(fā)展規劃》通過(guò)專(zhuān)家評審修改完善后，已上報國家能源局。據悉，陜西省將建設西安北客站、延安北新區等24個(gè)分布式能源項目，建成投產(chǎn)后，年發(fā)電量達67.4億千瓦時(shí)，實(shí)現供熱約3000萬(wàn)平方米。目前，西安北客站作為陜西省首個(gè)天然氣分布式能源項目已核準，正處于加快征地、設備招標等施工準備階段，已于2011年11月全面開(kāi)工建設。

2012年10月25日，重慶市發(fā)展和改革委員會(huì )擬開(kāi)展全市天然氣分布式發(fā)電規劃，并委托中船重工集團第七一一研究所下屬上海齊耀動(dòng)力技術(shù)有限公司和重慶市啟能科技有限公司開(kāi)展全市星級酒店系統用能情況調研，深入細致地了解和掌握全市酒店天然氣分布式發(fā)電資源的現狀和需求情況。

2012年10月31日，安徽省能源局對《安徽省天然氣分布式能源發(fā)展規劃》征求意見(jiàn)。

2013年1月24日，山西省發(fā)改委在太原召開(kāi)“山西省天然氣分布式能源規劃編制啟動(dòng)暨培訓會(huì )”，啟動(dòng)并開(kāi)展該省天然氣分布式能源專(zhuān)項規劃的編制工作。

長(cháng)沙市已根據本市實(shí)際情況編制了《長(cháng)沙市天然氣分布式能源中長(cháng)期發(fā)展規劃》，并制定了《長(cháng)沙市促進(jìn)天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施辦法》，已提交省發(fā)改委審批。

3.相關(guān)行業(yè)在分布式能源方面的政策和技術(shù)規范

相關(guān)行業(yè)也積極推動(dòng)我國的分布式能源的發(fā)展，紛紛推出有關(guān)政策。

第一，國家電網(wǎng)公司將促進(jìn)新能源、分布式電源發(fā)展作為公司的政治責任和社會(huì )責任，大力推進(jìn)分布式電源并網(wǎng)標準體系建設，先后編制了16項企業(yè)標準、8項行業(yè)標準、8項國家標準。2010年8月2日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》，為分布式電源發(fā)展提供了技術(shù)上的支持。該規定適用于國家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區域內以同步電機、感應電機、交流器等形式接入35千伏及以下電壓等級電網(wǎng)的分布式電源。

2013年2月27日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作意見(jiàn)》。把分布式電源界定為是位于用戶(hù)附近，所發(fā)電能就地利用，以10千伏及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機容量不超過(guò)6兆瓦的發(fā)電項目，包括太陽(yáng)能、天然氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地熱能、海洋能、資源綜合利用發(fā)電等類(lèi)型。2013年3月1日之后，單位和個(gè)人不但能用分布式電源給自家供電，還可將用不完的電賣(mài)給國家電網(wǎng)。國家電網(wǎng)表示，將全力做好并網(wǎng)服務(wù)，為分布式電源項目接入電網(wǎng)提供便利條件，為接入系統工程建設開(kāi)辟綠色通道。建于用戶(hù)內部場(chǎng)所的分布式電源項目，發(fā)電量可以全部上網(wǎng)、全部自用或自發(fā)自用余電上網(wǎng)，由用戶(hù)自行選擇，用戶(hù)不足電量由電網(wǎng)提供。上、下網(wǎng)電量分開(kāi)結算，電價(jià)執行國家相關(guān)政策。公司免費提供關(guān)口計量裝置和發(fā)電量計量用電能表。

第二，通過(guò)建設和運行廣州大學(xué)城分布式能源項目，華電集團率先捕捉到分布式能源這一新興能源產(chǎn)業(yè)的先機?！傲咙c(diǎn)工程”變?yōu)椤耙幠Ｐб妗?，華電集團加緊在北京、天津、上海、廣州等經(jīng)濟發(fā)達、能源品質(zhì)要求高的大中城市以及江西、四川等天然氣供應有保障的內陸地區積極布點(diǎn)，提升市場(chǎng)競爭力，為今后的發(fā)展奠定基礎。估計到2015年底，中國華電集團的天然氣分布式能源站發(fā)電總裝機容量將達到230萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量超過(guò)100億千瓦時(shí)，到2020年力爭建成1000萬(wàn)千瓦分布式能源。華電集團也積極參加一些相關(guān)規范的編制，這為分布式能源項目的設計和建設更加規范提供了有力的保障。

第三，在2012年7月4日，由中國城市燃氣協(xié)會(huì )倡導，中國華電新能源、中海油新能源、新奧燃氣控股、上海航天能源股份有限公司和北京恩耐特分布式能源技術(shù)有限公司共同發(fā)起的中國城市燃氣協(xié)會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )在北京召開(kāi)成立大會(huì )，標志著(zhù)籌備了兩年之久的分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )進(jìn)入正式運營(yíng)階段。專(zhuān)業(yè)委員會(huì )作為政府與企業(yè)之間聯(lián)系的紐帶、業(yè)界之間信息溝通的平臺、企業(yè)開(kāi)拓市場(chǎng)和創(chuàng )新技術(shù)的助手，將為推動(dòng)我國分布式能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、促進(jìn)能源利用模式的轉變發(fā)揮其重要作用。

第四，2013年2月22日，第三屆國際智能電網(wǎng)建設分布式能源及儲能技術(shù)設備展獲商務(wù)部批準。由商務(wù)部外貿發(fā)展事務(wù)局、中國電機工程學(xué)會(huì )電力系統專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、中國電機工程學(xué)會(huì )熱電專(zhuān)業(yè)委員會(huì )共同主辦的“第三屆國際智能電網(wǎng)建設分布式能源及儲能技術(shù)設備展覽會(huì )”將于2013年6月16～18日在國家會(huì )議中心舉行。這是迄今為止國內唯一獲得國家部委批準舉辦的大型國際智能電網(wǎng)、分布式能源及儲能領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)展覽會(huì )。

第五，上海燃氣（集團）有限公司2010年發(fā)布了《關(guān)于調整燃氣空調和分布式供能系統燃氣銷(xiāo)售價(jià)格的通知》。該通知指出：工業(yè)分布式供能系統用戶(hù)，氣量在0～80000立方米/月（含）以?xún)?，氣價(jià)為2.83元/立方米；氣量在80000立方米/月以上，氣價(jià)為2.73元/立方米。該通知特別指出：分布式供能系統用戶(hù)，在0～80000立方米/月（含）以?xún)?，氣價(jià)為2.43元/立方米；氣量在80000立方米/月以上，氣價(jià)為2.33元/立方米。

4.國內燃氣分布式能源的技術(shù)規范及標準

分布式能源逐步成為一個(gè)新興行業(yè)，關(guān)于分布式能源中國已陸續編制了多部技術(shù)規程、技術(shù)規范及標準，主要列舉如下。

（1）《分布式供能系統工程技術(shù)規程》

2008年7月1日，由上海市電力公司和上海燃氣集團公司主編，上海電力設計院有限公司、華東建筑設計研究院有限公司、上海燃氣工程設計研究有限公司、上海華藏建筑科技有限公司、上海久隆電力科技有限公司參編的《分布式供能系統工程技術(shù)規程》實(shí)施。

該規程適用于：以天然氣、沼氣、輕柴油為燃料的輸出電、熱（冷）能的分布式供能系統；單機容量6.0兆瓦（含）以下的分布式供能系統的設計、施工和驗收。該規程要求分布式能源系統總的年均一次能源利用率應高于70%，年均熱點(diǎn)比應高于75%。需要并入電網(wǎng)的分布式能源站的發(fā)電總裝機容量應以與其對應的電力接入點(diǎn)的上級變電站單臺主變容量的30%為限。分布式能源站的建筑形式應根據現場(chǎng)規劃才能確定，一般有露天布置和非露天布置兩種形式。非露天布置還可以分為獨立建筑布置和非獨立建筑布置。

（2）《燃氣冷熱電三聯(lián)供工程技術(shù)規程》

由城市設計研究院、北京市煤氣熱力設計有限公司主編，由中國華電工程（集團）有限公司、廣州市煤氣公司、深圳市燃氣設計有限公司、武漢市燃氣熱力集團有限公司、江蘇雙良空調設備股份有限公司、川崎重工咨詢(xún)（上海）有限公司參編的《燃氣冷熱電三聯(lián)供工程技術(shù)規程》于2010年8月發(fā)布，2012年3月實(shí)施。

該規程適用于以燃氣為一次能源，發(fā)電機總容量小于或者等于15兆瓦的燃氣分布式能源系統，給出了燃氣三聯(lián)供系統的定義：布置在用戶(hù)附近，以燃氣為一次能源發(fā)電，并利用發(fā)電余熱制冷、供熱，同時(shí)向用戶(hù)輸出電能、熱（冷）能的分布式能源供應系統。該規程要求分布式供能系統的總熱效率年均應大于70%，要求余熱鍋爐的煙氣溫度不高于120℃。

（3）《分布式供能站設計規范》

由中國華電工程（集團）有限公司、上海電力設計院有限公司主編，廣東省電力設計研究院、上海艾能電力工程有限公司、內蒙古電力勘測設計院、上海綠色環(huán)保能源有限公司參編的《分布式供能站設計規范》是在認真總結分布式供能系統的實(shí)踐經(jīng)驗，吸取相關(guān)科研成果，充分考慮我國分布式供能系統建設的實(shí)踐經(jīng)驗，并廣泛征求有關(guān)設計和設計管理單位意見(jiàn)的基礎上，最后經(jīng)專(zhuān)家審查并修改而定稿的。此規范由國家能源局負責管理，由電力規劃設計總院提出，由能源行業(yè)發(fā)電設計標準化技術(shù)委員會(huì )負責日常管理，由上海電力設計院有限公司和中國華電工程（集團）有限公司負責具體技術(shù)內容的解釋。

此規范從站址選擇、站區布置、冷熱負荷分析、水工設施及系統、電氣系統及設備、儀表及控制、環(huán)境保護、消防等18個(gè)方面詳細規定了分布式供能站設計應遵循的原則與要求，適用于新建、擴建和改建工程分布式供能站的設計。該規范適用于以天然氣、沼氣、煤層氣、輕柴油為燃料，原動(dòng)機單機發(fā)電容量≤50兆瓦且總發(fā)電容量≤200兆瓦的系統的分布式供能站。

（4）《天然氣分布式能源系統設計導則》

華電分布式能源工程技術(shù)有限公司、上海電力設計院有限公司、上海艾能電力工程有限公司于2012年10月編制了《天然氣分布式能源系統設計導則》。該導則包含站址選擇、站區布置、冷熱負荷分析、電氣系統及設備、消防等10個(gè)方面的內容，適用于華電集團公司新建或擴建的天然氣區域性分布式能源項目或樓宇式分布式能源項目。

該導則指出：對于樓宇式分布式供能系統，冷熱負荷分析以及預測的范圍為供能站所在單體建筑物或能源站所對應的一個(gè)單位。對于區域性分布式供能系統，冷熱負荷分析以及預測的范圍為供能站所對應的多個(gè)用戶(hù)，包括工業(yè)和民用用戶(hù)。冷熱負荷分析以及預測的目的是在科學(xué)分析冷熱負荷的基礎上確定分布式供能站的裝機規模以及各制冷、供熱設備容量的合理分配。冷熱負荷分析以及預測的意義是分布式供能站能夠高效、穩定、長(cháng)期運行。

5.燃氣分布式能源發(fā)展面臨的困難及解決方案

（1）定義與范疇尚不明確

雖然近些年各國都把發(fā)展分布式能源作為國家發(fā)展的一項重要內容，并且都相應地出臺了法律法規以及各種優(yōu)惠補貼政策，但各國對于分布式能源的定義并無(wú)統一標準，一定程度上限制了分布式能源的快速發(fā)展。只有明確了分布式能源的定義，統一分布式能源的范疇，將其與其他新能源區分開(kāi)來(lái)，才能充分發(fā)揮分布式能源的優(yōu)勢。

（2）分布式能源并網(wǎng)問(wèn)題

我國分布式能源項目的發(fā)展并不均衡，目前主要集中在經(jīng)濟發(fā)達的大中城市，以樓宇式分布式能源項目為主，多應用于醫院、賓館、商場(chǎng)及大學(xué)城等公共建筑，一般采用“孤網(wǎng)”或“并網(wǎng)不上網(wǎng)”的方式運行。分布式能源系統的發(fā)電量會(huì )受到用戶(hù)冷熱負荷的影響，這會(huì )造成其供電量的變化頻繁甚至是頻繁啟停，若并網(wǎng)，則局部電網(wǎng)有可能會(huì )受到較大的沖擊。

隨著(zhù)我國宏觀(guān)規劃的實(shí)施，國家電網(wǎng)對分布式能源所發(fā)電量的接入和并網(wǎng)都制定了專(zhuān)門(mén)的政策。國家電網(wǎng)將積極配合，全力做好分布式電源項目并網(wǎng)工作。國家電網(wǎng)允許分布式能源系統并網(wǎng)和售電，地方政府給予直接補貼。2013年2月27日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作意見(jiàn)》，明確提出了分布式能源所發(fā)電能接入電網(wǎng)的條件為10千伏及以下電壓等級，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機容量不超過(guò)6兆瓦的發(fā)電項目。

（3）天然氣資源不足及價(jià)格過(guò)高

據《2010～2015年中國燃氣行業(yè)現狀分析及市場(chǎng)發(fā)展趨勢調研報告》預測，2015年，全國天然氣需求量將增長(cháng)至1600億立方米，而我國僅能提供1200億立方米，存在400億立方米的天然氣的供應缺口。到2020年我國可能需進(jìn)口800億立方米的天然氣才能滿(mǎn)足需要。

上述數據說(shuō)明，隨著(zhù)我國工業(yè)進(jìn)程的加快，天然氣資源缺口也會(huì )隨之變大。天然氣分布式能源的發(fā)展，將會(huì )導致天然氣供需更為緊張。在這種情況下，天然氣價(jià)格必然上升，這會(huì )嚴重影響分布式能源項目的效益以及項目投資者對該項目的熱情。據業(yè)內人士分析，天然氣價(jià)格的高低是分布式能源項目是否可行的主要因素，若要大力發(fā)展該項目，應給予氣價(jià)5%～10%的優(yōu)惠。

國家應從國家能源安全的層面上合理有序地引進(jìn)境外氣源，對我國能源進(jìn)行補充。加大西氣東輸的力度也會(huì )對東部缺氣區域的氣價(jià)有很大的影響。同時(shí)，應加大頁(yè)巖氣等替代氣體燃料的開(kāi)發(fā)。

（4）核心設備依賴(lài)進(jìn)口

集生產(chǎn)冷、熱、電于一體的分布式能源站，設備種類(lèi)繁多。其中，燃氣內燃機、燃氣輪機等核心設備，幾乎完全依靠進(jìn)口，這必然導致該設備投資成本和維護費用高。應積極引導相關(guān)企業(yè)進(jìn)行核心設備的研發(fā)，對核心設備完成進(jìn)口、消化、吸收、生產(chǎn)等過(guò)程，提高設備的國產(chǎn)化水平，使得設備成本降低，提高項目的經(jīng)濟性和可行性。在此背景下，中國華電集團與GE集團合資成立了華電通用輕型燃機有限公司，致力于輕型航改機的國產(chǎn)化。

（5）電價(jià)及冷價(jià)、熱價(jià)較低

相對于燃煤電廠(chǎng)的發(fā)電成本，分布式能源要高很多，這就使得分布式能源電價(jià)在市場(chǎng)上沒(méi)有競爭優(yōu)勢。在一定的天然氣價(jià)格下，冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟性隨著(zhù)電價(jià)的升高而快速增加，所以，在合理的天然氣和電價(jià)比下，分布式能源會(huì )更加蓬勃地發(fā)展起來(lái)。另外，在我國很多城市還是采用燃煤鍋爐集中供熱，這不僅對環(huán)境污染有很大的影響，也直接導致整體的供熱價(jià)格與分布式能源項目的供熱成本不能合理匹配，使分布式能源項目的投資收益得不到保障。

（6）地方政府對天然氣分布式能源的支持力度不足

在我國，分布式能源仍處在起步階段。受到地域條件、對分布式的理解程度以及其他因素的影響，很多城市沒(méi)有對分布式能源給予足夠的重視，只有上海等少數幾個(gè)城市出臺了發(fā)展分布式能源的補貼政策。不過(guò)，隨著(zhù)國家發(fā)改委、財政部、住房和城鄉建設部、國家能源局下達的《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》的進(jìn)一步落實(shí)和其他國家宏觀(guān)政策的制定，各個(gè)省市逐步對分布式能源給予了更多的關(guān)注。

政府應該從制度上保證分布式能源的可持續健康發(fā)展。各級政府需要根據本地區的特點(diǎn)制定適合當地的天然氣分布式能源專(zhuān)項規劃，并與城鎮燃氣、供熱等部門(mén)多方協(xié)調；制定合理的申辦程序、科學(xué)合理的環(huán)保規定以及配套適用的消防條件，并給予優(yōu)惠的土地價(jià)格；政府應在上網(wǎng)、電價(jià)、氣價(jià)、供熱價(jià)格等方面給予優(yōu)惠；金融系統應大力支持積極貸款，保證資金供應，在利息上給予一定的優(yōu)惠政策等。所有利好措施都會(huì )促使分布式能源更快地發(fā)展。

三 典型案例研究

（一）內燃機分布式能源案例

1.北京燃氣大廈分布式能源站

（1）項目概況

北京燃氣集團指揮調度中心大樓建筑面積達3.2萬(wàn)平方米，建筑物高度42米，地上10層，地下2層。能源站主要滿(mǎn)足大樓的供電、采暖和制冷需求。工程設計用電負荷1640千瓦時(shí)；冷負荷3148.8千瓦；熱負荷2296千瓦。

（2）裝機方案

裝機方案：1×卡特彼勒G3508+1×BZHR100Ⅷ的余熱型直燃機；1×卡特彼勒G3512+1×BZHR200Ⅷ的余熱型直燃機，發(fā)電總裝機1205千瓦。

（3）占地面積

能源站建筑面積600平方米，地下布置，單位占地0.498平方米/千瓦。

（4）主要指標及效益

北京燃氣大樓三聯(lián)供系統為大樓提供電力10050.1千瓦時(shí)，供熱20058.9千瓦時(shí)，耗氣4286.7標準立方米，其中余熱供熱約占65%。與分供系統比較，年節約額99.8萬(wàn)元，年節能329.92噸標準煤。

（5）工程投資。

總投資約3000萬(wàn)元，單位投資2.490萬(wàn)元/千瓦。

2.長(cháng)沙黃花機場(chǎng)分布式能源站

（1）項目概況

分布式能源站主要為滿(mǎn)足長(cháng)沙黃花機場(chǎng)15.4萬(wàn)平方米的全年冷、熱以及部分電力供應。工程設計冷負荷27兆瓦；熱負荷18兆瓦。

（2）裝機方案

能源站一期配備2×1160千瓦美國康明斯燃氣內燃發(fā)電機組+2×4652千瓦的煙氣熱水型余熱直燃機+1×4652千瓦的燃氣直燃機+2×4571千瓦水冷離心式制冷機組+1×2.8兆瓦燃氣熱水鍋爐。二期根據增加建筑物供能可以考慮煙氣回收制備生活熱水和冰蓄冷（熱泵機組）。

（3）占地面積

能源站建筑面積3075平方米，長(cháng)90米，寬33米，地下負一層布置，單位占地1.325平方米/千瓦。

（4）主要指標及效益

年耗氣量為401萬(wàn)立方米；年發(fā)電量為1044萬(wàn)千瓦時(shí)；年發(fā)電收益為897.84萬(wàn)元；年節省能源費用為358.5萬(wàn)元。全系統節能率達46%，每年減少一次能源消耗折標煤約3314噸，減少CO₂排放約8153.21噸。

（4）工程投資

總投資8500萬(wàn)元，單位投資3.664萬(wàn)元/千瓦。

3.北京火車(chē)南站分布式能源站

（1）項目概況

北京南站主要建筑面積約為22萬(wàn)平方米，其中高架候車(chē)廳建筑面積約為4.8萬(wàn)平方米，地下1層轉乘廳建筑面積約為6萬(wàn)平方米，辦公樓建筑面積約為2.2萬(wàn)平方米，車(chē)庫建筑面積約為9萬(wàn)平方米。能源站主要滿(mǎn)足北京南站的采暖、制冷和部分電力負荷。工程最大冷、熱負荷分別為12.5兆瓦和12兆瓦。

（2）裝機方案

裝機方案：2×1570GQMB型美國康明斯內燃機+2×YRB510型煙氣熱水型溴化鋰制冷機組。

（3）占地面積

能源站建筑面積4000平方米，地面布置，單位占地1.274平方米/千瓦。

（4）主要指標及效益

能源站系統供電能力：3140千瓦，供冷能力：3240千瓦，供熱能力：4140千瓦。雙良設備每年能利用該系統中337957×1412660萬(wàn)千瓦煙氣余熱，相當于節約5633噸蒸汽，可節省電力0.13萬(wàn)千瓦時(shí)。與常規系統相比，將天然氣使用效率從50%提高到90%以上，北京南站每年可節約600萬(wàn)元運行費用，減少2000噸CO₂排放。

（4）工程投資

總投資8000萬(wàn)元，單位投資2.548萬(wàn)元/千瓦。

4.北京清河醫院分布式能源站

（1）項目概況

項目總建筑面積7.6萬(wàn)平方米，其中地上4.6萬(wàn)平方米，地下3萬(wàn)平方米。建筑高度23.80米，冷熱供應總面積約為6.4萬(wàn)平方米。能源站主要滿(mǎn)足清河醫院的采暖、制冷和部分電力需求。工程設計冷負荷6014千瓦；熱負荷4800千瓦；設計電負荷為4440千瓦；設計熱水負荷為2642千瓦。

（2）裝機方案

裝機方案：2×顏巴赫JMS316GS-N.L型內燃機（836千瓦）+2×煙氣熱水型直燃機+3×真空熱水鍋爐+2×離心式制冷劑。發(fā)電總裝機1672千瓦。

（3）占地規模

能源站面積1940平方米，地下布置，單位占地1.160平方米/千瓦。

（4）主要指標及效益

年供冷量約為32400吉焦，年供熱量約為28440吉焦，年耗氣量299.3萬(wàn)標準立方米。與傳統的供能方式（燃氣鍋爐+電空調）相比，每年大約減排5424噸CO₂、249噸SO₂、116噸NO_x和2258噸粉塵等污染物。

（5）工程投資

總投資4300萬(wàn)元，單位投資2.572萬(wàn)元/千瓦。

5.華電豐臺產(chǎn)業(yè)園分布式能源站

（1）項目概況

華電產(chǎn)業(yè)園包括商業(yè)辦公樓、商務(wù)酒店、精品商務(wù)設施等，建筑面積25萬(wàn)平方米。其中，地上建筑規模大約17萬(wàn)平方米，地下面積約8萬(wàn)平方米。能源站主要滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)園的采暖、制冷和部分電力需求。工程最大負荷設計為：供熱負荷為8.024兆瓦，常規供冷負荷為10.470兆瓦，常年供冷負荷為1.531兆瓦，用電負荷為6.951兆瓦，生活熱水負荷為1.069兆瓦。

（2）裝機方案

2×顏巴赫JMS620（2×3349千瓦）+2×BHEY262X160/390型煙氣熱水余熱型溴化鋰機+2×300萬(wàn)大卡直燃機+2×煙氣-熱水換熱器。

（3）占地面積

能源站建筑面積1400平方米，地下一層布置，局部三層，單位占地0.209平方米/千瓦。

（4）主要指標及效益

年發(fā)電量0.23847億千瓦時(shí)，年供熱量為38303吉焦，年供冷量為81436吉焦，年天然氣總用量約為646.236萬(wàn)標準立方米，補水量為92.80噸/小時(shí)。工程與常規供能相比，可減排CO₂排放量49.4%以上，可節約70%的水消耗以及60%左右的土地。

（5）工程投資

總投資9747萬(wàn)元，單位投資1.455萬(wàn)元/千瓦。

（二）燃氣輪機分布式能源站案例

1.廣州大學(xué)城分布式能源站

（1）項目概況

廣州大學(xué)城一期含十所大學(xué)及中央商務(wù)區，總建筑面積約800萬(wàn)平方米。能源站一期工程主要滿(mǎn)足大學(xué)城區的各種能源需求，包括：為大學(xué)城用戶(hù)提供電力；向集中熱水制備站提供生產(chǎn)生活熱水的高溫熱媒水和加熱用蒸汽熱源等；并為原市頭電廠(chǎng)的部分熱用戶(hù)提供工業(yè)供熱熱源。能源站設計最大熱負荷為310吉焦/小時(shí)，最小熱負荷為66吉焦/小時(shí)，平均熱負荷為146吉焦/小時(shí)。

（2）裝機方案

一期裝機方案：2套聯(lián)合循環(huán)熱電冷聯(lián)供機組，裝機配置為：2×FT8-3型燃氣輪機+2×臥式自然循環(huán)余熱鍋爐+2×CL18-3.43/0.5型抽凝式汽輪機+2×QFW/18/2型發(fā)電機。

（3）占地面積

項目一期用地面積為65748平方米。

（4）主要指標及效益

年發(fā)電量9.48億千瓦時(shí)，年供熱量69.2萬(wàn)吉焦，年天然氣耗量16.5萬(wàn)噸。與傳統供能方式相比，節省設備用房面積3.9萬(wàn)平方米，每年減排CO₂24萬(wàn)噸，減排SO₂6000噸，NO_x比燃煤電廠(chǎng)減少80%，比燃氣電廠(chǎng)減少36%。

（5）工程投資

工程靜態(tài)投資75034萬(wàn)元，單位投資4810元/千瓦。

2.廣西南寧華南城分布式能源站

（1）項目概況

廣西華電南寧華南城分布式能源工程廠(chǎng)址位于南寧市江南區沙井分區的東華南城規劃地塊內。主要為滿(mǎn)足南寧華南城、富士康的冷熱用能需求。該項目采用燃氣發(fā)電，機組具備啟停迅速的特點(diǎn)，可作為南寧市區電網(wǎng)的黑啟動(dòng)電源，滿(mǎn)足電網(wǎng)極端事故期間的應急需要。

（2）裝機方案

一期裝機方案：2臺美國GE公司LM6000PD＋SPRINT燃氣輪機+2臺格菱動(dòng)力設備（中國）有限公司供貨的雙壓余熱鍋爐+2臺南京汽輪電機（集團）有限責任公司供貨的抽汽凝汽式汽輪機+9臺9.1兆瓦蒸汽型溴化鋰制冷機。發(fā)電總裝機容量11.6萬(wàn)千瓦。

（3）占地面積

一期工程規劃用地面積4.75萬(wàn)平方米。

（4）主要指標及效益

本工程采用燃氣聯(lián)合循環(huán)熱電冷聯(lián)供，年發(fā)電量為110473萬(wàn)千瓦時(shí)，發(fā)電氣耗率為0.170標準立方米/千瓦時(shí)，年供熱量為1767884吉焦，供熱氣耗率29.04標準立方米/吉焦，因此，聯(lián)合循環(huán)機組發(fā)電供熱總耗氣量2.388億立方米，折合標準煤為28.06萬(wàn)噸，全廠(chǎng)年總熱效率為70%。比300兆瓦等級亞臨界燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組全年可節約標準煤約8.66萬(wàn)噸。

（5）工程投資

能源站靜態(tài)總投資12.38億元，靜態(tài)單位造價(jià)為7115元/千瓦。

3.上海莘莊分布式能源站

（1）項目概況

上海華電莘莊工業(yè)區燃氣分布式三聯(lián)供工程廠(chǎng)址位于莘莊工業(yè)區內六磊塘以南、北沙港以東、顓興路以北。該工程主要滿(mǎn)足莘莊工業(yè)園區及附近地區的工業(yè)用氣和采暖（制冷）的任務(wù)和環(huán)保等方面的要求。

（2）裝機方案

裝機方案：2臺燃氣輪機采用GE公司生產(chǎn)的LM6000PF Sprint航改型燃氣輪機+2臺用東方日雙壓余熱鍋爐+2臺南京汽輪電機（集團）有限責任公司生產(chǎn)的LC12-4.9/1.3型抽汽凝汽式汽輪機和發(fā)電機。發(fā)電總裝機容量11.27萬(wàn)千瓦。

（3）占地面積

項目用地面積為73333平方米。

（4）主要指標及效益

本項目全年平均發(fā)電量為5.363億千瓦時(shí)左右，以燃煤機組平均發(fā)電標準煤耗331.39克/千瓦時(shí)計算，常規燃煤發(fā)電機組需耗標準煤17.77萬(wàn)噸，而本項目所發(fā)電量?jì)H需耗標準煤14.63萬(wàn)噸，可節約標準煤3.14萬(wàn)噸。

（5）工程投資

工程靜態(tài)投資96058萬(wàn)元，單位投資8520元/千瓦。

4.江西九江分布式能源站

（1）項目概況

九江城東港區主要以石油化工、船舶制造、金屬冶煉、建筑材料、糧油加工為主導產(chǎn)業(yè)，規劃用地面積20.73平方公里。工程主要集中向落戶(hù)城東港區的產(chǎn)業(yè)項目提供工業(yè)生產(chǎn)蒸汽以及空調制冷蒸汽（或熱水）、采暖熱水和生活熱水。

工程設計工業(yè)熱負荷為：最大70噸/小時(shí)，最小34噸/小時(shí)，平均63噸/小時(shí)；設計冷負荷為5.9兆瓦，熱負荷為3.4兆瓦。

（2）裝機方案

工程采用“二拖一”形式，裝機配置：2×LM2500+G4型燃氣輪機+2×余熱鍋爐+1×抽凝式汽輪機。發(fā)電裝機8.67萬(wàn)千瓦。

（3）占地規模

工程總用地44505平方米，其中廠(chǎng)區用地35605平方米。

（4）主要指標及效益

年發(fā)電量5.544億千瓦時(shí)，年供熱量137.75萬(wàn)吉焦，年天然氣耗量1.19448億標準立方米，耗水率0.37立方米/吉焦。與采用熱電分產(chǎn)相比，采用熱電聯(lián)產(chǎn)每年節約天然氣耗量2676×10⁴標準立方米，折算成標準煤為3.04×10⁴噸。

（5）工程概算

發(fā)電工程靜態(tài)投資51463萬(wàn)元，單位投資5936元/千瓦。

5.廈門(mén)集美分布式能源站

（1）項目概況

廈門(mén)集美分布式能源站工程廠(chǎng)址擬選在集美后溪工業(yè)園區內，該工程的主要功能是為園區工業(yè)用戶(hù)提供冷、熱、電產(chǎn)品。其中，次中壓蒸汽負荷全年平均熱負荷35噸/小時(shí)，低壓熱負荷取正常運行日平均熱負荷10.53噸/小時(shí)；空調冷負荷1.35兆瓦。

（2）裝機方案

裝機方案：工程規劃容量為四套LM2500G4RD燃氣發(fā)電機組。一期建設1×LM2500G4RD+1×余熱鍋爐+1×背壓機。二期規劃建設1×LM2500G4RD+1×余熱鍋爐+1×抽凝機。三期規劃建設1×LM2500G4RD+1×余熱鍋爐+1×背壓機。四期規劃建設1×LM2500G4RD+1×余熱鍋爐+1×抽凝機。一期裝機規模為33.212兆瓦，二期擴建后的裝機容量70.424兆瓦，三期擴建后裝機容量為103.636兆瓦，四期擴建后最終裝機容量為140.848兆瓦。一期發(fā)電裝機3.32萬(wàn)千瓦。

（3）占地面積

一期用地30000平方米。

（4）主要指標及效益

年發(fā)電量2.325億千瓦時(shí)，年供蒸汽85.74萬(wàn)吉焦，年供冷量1.672萬(wàn)吉焦，年天然氣耗量4.33萬(wàn)噸，耗水率0.78立方米/吉焦，每年可實(shí)現減排6.4634×10⁴噸CO₂。

（5）工程投資

工程靜態(tài)投資26354萬(wàn)元，單位靜態(tài)投資7935元/千瓦。

（三）案例總結

1.內燃機案例

通過(guò)對上述內燃機案例的分析對比（見(jiàn)表7），可以發(fā)現，由于用戶(hù)具有不同的負荷特性且均需要集中供能，因此燃氣內燃機均適用。但是，由于分布式能源的建設條件不同、裝機形式不同，單位占地指標與單位投資區別很大，需要根據實(shí)際情況具體分析。

表7 內燃機案例對比

2.燃氣輪機案例

通過(guò)對不同負荷特性用戶(hù)的燃氣輪機案例的對比（見(jiàn)表8），可以發(fā)現：由于國內的天然氣價(jià)格較高，兆瓦級及以下級的燃氣輪機分發(fā)電效率多在30%以下，該級別的燃機煙氣量小，不適合匹配蒸汽輪機，采用簡(jiǎn)單循環(huán)時(shí)，發(fā)電輸出比例過(guò)低，項目的經(jīng)濟性較差。所以，在國內燃氣輪機項目多適合較大的分布式能源項目、較大區域的空調冷塔供應或者工業(yè)園區的工業(yè)企業(yè)的蒸汽供應。由于匹配的電制冷設備及汽輪機的形式不同，該種項目的單位投資及占地具有較大的差異，與常規火電廠(chǎng)不同。

表8 燃氣輪機案例對比