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柴油机配件-燃气冷热电三联供:能源发展新热点,助力能源消费结构优化内燃机的区别

来源:应急救援装备网  作者:蓝品汇优采云   2024-06-11 阅读:103

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0 前言

目前,我国能源环保问题空前严峻,碳排放进入总量控制阶段,优化能源消费结构尤为迫切。天然气作为清洁、高效、低碳能源,快速发展可有效改善环境、减少CO2排放、优化能源结构。尤其是燃气热电联产,可实现能源梯级利用,具有输配损耗低、能源效率高、能源供应安全可靠、节能环保、个性化强等优势,成为现阶段能源发展的热点。国家发改委发布的《关于加快推广天然气利用的意见》提出,大力发展天然气分布式能源,建立天然气分布式能源示范项目。燃气热电联产项目正处于我国油气电力体制改革的机遇期,可与生物质能、风能、太阳能、地热能、余压、余热、废气等能源形式耦合互补。 它们必将在未来得到迅速发展,成为能源利用的重要组成部分。

为打造清洁能源示范省,浙江省一方面控制煤炭消费总量,加快淘汰燃煤锅炉(窑),努力扩大电力、天然气消费,另一方面积极推进电力、油气体制改革。《浙江省天然气发展三年行动计划(2018-2020年)》提出,推动天然气供给、消费和体制革命,开展天然气分布式能源示范试点,并在此基础上推进天然气三联产核心设备科技攻关,为浙江省发展天然气三联产创造了良好的机遇和环境。

1. 燃气冷热电联产简介

1.1 燃气三联产原理及典型系统流程

燃气热电冷联产(CHP)是指以天然气为主要燃料,驱动燃气轮机或内燃机等燃气发电设备发电,满足用户的电力需求,同时利用系统排出的废热,通过余热锅炉或溴化锂等设备为用户提供供暖、制冷。热电冷联产系统实现了能源的梯级利用,其综合能源利用效率高达80%以上。典型的能源梯级利用如图1所示:

图 1 能量阶梯利用率

燃气三联产按供能对象可分为区域型和楼宇型。区域型一般适用于冷、热、电需求量大的工业园区、大型商业区等;楼宇型一般适用于二次能源需求量相近、用户相对集中的建筑(群),包括酒店、学校、医院等。按主发电机组不同可分为燃气轮机、燃气内燃机、微燃机三种类型,三类典型发电机组特性见表1。

燃气三联产系统主要由燃气供应系统、动力系统、供配电系统、余热利用系统、给排水系统、通风系统、消防系统等组成。其中动力系统和余热利用系统是三联产系统的核心部分。目前,国内最常用的三联产系统是以燃气内燃机加燃气轮机为发电机组的三联产系统,其典型流程如图2、图3所示。

图2 典型燃气内燃机三联产系统流程

图3 典型的燃气轮机三联产系统流程

1.2 燃气冷热电联产的优势

(1)提高能源供应的可靠性。当自然灾害或电网事故造成大面积停电时,燃气热电联产系统可以为建筑或工业区提供稳定、不间断的电力负荷、热负荷和冷负荷。

(2)节能减排,环境友好。天然气燃烧过程几乎不产生SOx和粉尘,产生的CO2和NOx也比其他化石燃料要少。燃气冷热电联产由于能源效率高,可比先进的火电厂节省约1/3的能源。

(3)经济性能好。虽然三联产系统的初期投资较高,但减少了接入市电的费用,而且由于废热的利用,可以节省用于加热和冷却的燃气量。据测算,当利用废热加热和冷却时,发电成本可降低到0.4~0.6元/千瓦时。

(4)有利于电力调峰。由于夏季电力负荷达到峰值,天然气用量通常处于最低点。在满足高峰用电需求的同时,燃气三联产系统还可以利用余热进行制冷,进一步缓解电制冷机对电力负荷的需求。同时,燃气三联产系统的燃气轮机或燃气内燃机负荷响应特性好,也有利于电网的瞬时调节。

(5)可与其他能源友好耦合。燃气三联产技术先进成熟,集成性强,可与生物质能、太阳能、地热能、余压、余热、废气等多种能源形式进行耦合互补,带动新能源的消纳。

2. 发展现状

2.1 国外发展现状

燃气三联产在国外已有30多年的发展历史,在美国、日本等国家都得到了大力发展和推广。目前燃气轮机和内燃机,欧盟各国几乎都在建立适合自身特点的天然气分布式能源系统和配套能源计划。美国燃气三联产装机容量发展趋势如图4所示,其在各行业中的占比如图5所示:

图4 美国燃气三联产发展趋势

图5:美国各行业燃气三联产占比

美国、日本等国家都出台了优惠、补贴政策推动气三联产的发展。一些国家的气三联产单位成本与我国相近,但由于政府的补贴和支持力度较大,因此得到了较好的发展。一些典型国家对气三联产的支持政策包括:

(1)美国在政策支持、简化审批、信息服务等方面提供法律法规支持和技术支持,支持分布式能源项目并网,并制定包括财政补贴、税收减免、低息贷款等激励政策。

(2)德国对小型热电联产(mCHP)电力销售实行如下政策:采用优先价格方式,对能源效率超过70%的小型热电联产设备,每台容量为50千瓦的设备享受退税,环境部在10年内提供400万欧元的资金支持。

(3)丹麦采取了激励措施,制定了《供热法》、《电力供应法》、《国家天然气供应法》等,在法律上明确了保护和支持地位,电网公司必须优先购买热电联产的电力。

(4)日本发布《电网连接技术-指南》,实现分布式能源发电合法并网,允许将多余的电力出售给电力公司,并提供税收减免和专项基金补贴。

国外在燃气三联产发展初期,政府制定了法规标准,给予一定的补贴,在气价、电价等方面完善了市场机制,使得燃气冷热电三联产在市场应用中能够盈利。同时,政府鼓励燃气三联产关键设备和技术的研发,有效降低了一次投资和运行维护成本,使企业在发展中探索出合理的商业模式,加速项目盈利,推动行业步入良性发展。

0 前言

目前,我国能源环保问题空前严峻燃气轮机和内燃机,碳排放进入总量控制阶段,优化能源消费结构尤为迫切。天然气作为清洁、高效、低碳能源,快速发展可有效改善环境、减少CO2排放、优化能源结构。尤其是燃气热电联产,可实现能源梯级利用,具有输配损耗低、能源效率高、能源供应安全可靠、节能环保、个性化强等优势,成为现阶段能源发展的热点。国家发改委发布的《关于加快推广天然气利用的意见》提出,大力发展天然气分布式能源,建立天然气分布式能源示范项目。燃气热电联产项目正处于我国油气电力体制改革的机遇期,可与生物质能、风能、太阳能、地热能、余压、余热、废气等能源形式耦合互补。 它们必将在未来得到迅速发展,成为能源利用的重要组成部分。

为打造清洁能源示范省,浙江省一方面控制煤炭消费总量,加快淘汰燃煤锅炉(窑),努力扩大电力、天然气消费,另一方面积极推进电力、油气体制改革。《浙江省天然气发展三年行动计划(2018-2020年)》提出,推动天然气供给、消费和体制革命,开展天然气分布式能源示范试点,并在此基础上推进天然气三联产核心设备科技攻关,为浙江省发展天然气三联产创造了良好的机遇和环境。

燃气轮机和内燃机

1. 燃气冷热电联产简介

1.1 燃气三联产原理及典型系统流程

燃气热电冷联产(CHP)是指以天然气为主要燃料,驱动燃气轮机或内燃机等燃气发电设备发电,满足用户的用电需求,同时利用系统排出的废热,通过余热锅炉或溴化锂等设备为用户提供供暖、制冷。热电冷联产系统实现了能源的梯级利用,其综合能源利用效率高达80%以上。典型的能源梯级利用如图1所示:

图 1 能量阶梯利用率

燃气三联产按供能对象可分为区域型和楼宇型。区域型一般适用于冷、热、电需求量大的工业园区、大型商业区等;楼宇型一般适用于二次能源需求量相近、用户相对集中的建筑(群),包括酒店、学校、医院等。按主发电机组不同可分为燃气轮机、燃气内燃机、微燃机三种类型,三类典型发电机组特性见表1。

燃气三联产系统主要由燃气供应系统、动力系统、供配电系统、余热利用系统、给排水系统、通风系统、消防系统等组成。其中动力系统和余热利用系统是三联产系统的核心部分。目前,国内最常用的三联产系统是以燃气内燃机加燃气轮机为发电机组的三联产系统,其典型流程如图2、图3所示。

图2 典型燃气内燃机三联产系统流程

图3 典型的燃气轮机三联产系统流程

1.2 燃气冷热电联产的优势

(1)提高能源供应的可靠性。当自然灾害或电网事故造成大面积停电时,燃气三联产系统可以为建筑或工业区提供稳定、不间断的电力负荷、热负荷和冷负荷。

(2)节能减排,环境友好。天然气燃烧过程几乎不产生SOx和粉尘,产生的CO2和NOx也比其他化石燃料要少。燃气冷热电联产由于能源效率高,可比先进的火电厂节省约1/3的能源。

(3)经济性能好。虽然三联产系统的初期投资较高,但减少了接入市电的费用,而且由于废热的利用,可以节省用于加热和冷却的燃气量。据测算,当利用废热加热和冷却时,发电成本可降低到0.4~0.6元/千瓦时。

(4)有利于电力调峰。由于夏季电力负荷达到峰值,天然气用量通常处于最低点。在满足高峰用电需求的同时,燃气三联产系统还可以利用余热进行制冷,进一步缓解电制冷机对电力负荷的需求。同时,燃气三联产系统的燃气轮机或燃气内燃机负荷响应特性好,也有利于电网的瞬时调节。

(5)可与其他能源友好耦合。燃气三联产技术先进成熟,集成性强,可与生物质能、太阳能、地热能、余压、余热、废气等多种能源形式进行耦合互补,带动新能源消纳。

2. 发展现状

2.1 国外发展现状

燃气三联产在国外已有30多年的发展历史,在美国、日本等国家都得到了大力发展和推广。目前,欧盟各国几乎都在建立适合自身特点的天然气分布式能源系统和配套能源计划。美国燃气三联产装机容量发展趋势如图4所示,其在各行业中的占比如图5所示:

图4 美国燃气三联产发展趋势

图5:美国各行业燃气三联产占比

美国、日本等国家都出台了优惠、补贴政策推动气三联产的发展。一些国家的气三联产单位成本与我国相近,但由于政府的补贴和支持力度较大,因此得到了较好的发展。一些典型国家对气三联产的支持政策包括:

(1)美国在政策支持、简化审批、信息服务等方面提供法律法规支持和技术支持,支持分布式能源项目并网,并制定包括财政补贴、税收减免、低息贷款等激励政策。

(2)德国对小型热电联产(mCHP)电力销售实行如下政策:采用优先价格方式,对能源效率超过70%的小型热电联产设备,每台容量为50千瓦的设备享受退税,环境部在10年内提供400万欧元的资金支持。

(3)丹麦采取了激励措施,制定了《供热法》、《电力供应法》、《国家天然气供应法》等,在法律上明确了保护和支持的地位,电网公司必须优先购买热电联产的电力。

(4)日本发布《电网连接技术-指南》,实现分布式能源发电合法并网,允许将多余的电力出售给电力公司,并提供税收减免和专项基金补贴。

国外在燃气三联产发展初期,政府制定了法规标准,给予一定的补贴,完善了气价、电价等方面的市场机制,使得燃气冷热电三联产在市场应用中能够盈利。同时,政府鼓励燃气三联产关键设备和技术的研发,有效降低了一次投资和运维成本,使企业在发展中探索出合理的商业模式,加速项目盈利,促进了行业的健康发展。

2.2 国内发展现状

国内对燃气冷热电联产的研究起步较晚,近年来随着煤电、水电的稳步发展,燃气发电装机容量大幅增加。《天然气分布式能源行业发展报告2016》指出,近年来我国燃气分布式发电装机容量及燃气分布式能源项目数量随时间变化情况,如图6、图7所示。

图6 我国天然气分布式发电装机容量变化

图7 我国在建天然气分布式能源项目数量

燃气轮机和内燃机

2015年以来,天然气分布式能源在我国进入实质性发展阶段。据统计,截至2015年底,我国已建和在建天然气分布式能源项目约288个,装机容量约1112万千瓦。从区域分布来看,长三角、川渝、京津冀鲁、珠三角等地区的装机容量占全国总装机容量的75.9%。从用户分布来看,主要用户为工业园区、生态园区、综合商业综合体、数据中心、学校、交通枢纽、写字楼等,其中工业园区装机容量占比76.3%。

目前,国内能源企业也相继成立了燃气热电联产专业服务公司,如华电集团国家能源分布式能源技术研发(实验)中心、中广核节能产业发展有限公司、南方电网综合能源有限公司、华能新能源有限公司等。其中,华电集团在分布式能源领域走在前列。截至2016年船舶配件,华电集团已投产燃气热电联产项目10个,累计装机容量94万千瓦,在建项目6个,总装机容量98万千瓦,规划项目7个,总装机容量78万千瓦。南方电网作为电力服务商,也开始规划和发展燃气热电联产项目。 仅2017年7月至2018年7月,就有6个区域性燃气热电联产项目规划签约。据不完全统计,2017年6月至10月,我国在建和签约的燃气热电联产项目就有18个,投资额超过100亿元。国家也在政策上支持天然气分布式能源产业的进一步发展。根据《天然气发展“十三五”规划》,到2020年,天然气分布式发电装机容量将达到4000万千瓦。此外,根据《天然气分布式能源发展指导意见》,我国将建设1000个左右的燃气分布式能源项目,并规划建设10个左右具有各类典型特征的分布式能源示范区。

2.3浙江省发展现状

目前,浙江省燃气热电联产发展较为落后,截至2017年,与浙江相邻的上海市共有约47个燃气热电联产项目投入运行,而相邻的江苏省则有约20个燃气热电联产项目投入运行及核准运行。据不完全统计,浙江省在建或运行的区域性燃气热电联产项目仅有2个,前期可研规划中的4个项目分别为浙江能源长兴和平镇城南工业园天然气分布式能源站、海正药业(杭州)有限公司天然气分布式能源、宁波科源塑料有限公司分布式能源、石浦钱塘工业区多能互补智慧能源。 浙江省楼宇式燃气热电联产项目有杭州燃气七宝天然气分布式能源站、宁波市委党校天然气分布式能源项目、杭州市能源小和山应急抢修中心、杭州滨江特讯大厦等。浙江省已投资燃气热电联产的企业有浙江能源兴源投资有限公司、龙游中基新奥智慧能源有限公司、华电集团等。表2为浙江省部分已投产或调试的燃气三联产项目。此外,湖州、杭州部分医院也积极开展燃气三联产规划。在国家电力体制改革下,允许企业自发电使用燃气冷热电项目电力,甚至剩余电力可与周边用户直接交易,这一趋势将有利于燃气三联产的发展。

3.发展趋势

3.1 与智能微电网整合

未来,燃气热电冷联产可融入智能微电网,通过智能微电网的智能化管理和协调控制,可以更好地发挥天然气热电冷联产个性化设计、运行灵活、能源利用率高等优势。通过微电网还可以融入风电、太阳能、生物质能、地源热泵、水源热泵、储热、储冷装置等构建的多能互补能源系统。能源供应耦合集成与互补利用是天然气分布式能源的重要发展方向之一。目前,华润电力拟投资的宁波市石浦区钱塘工业区多能互补智慧能源项目正处于规划可研阶段,项目拟以燃气热电冷联产为核心,配套屋顶光伏、储能系统、电动汽车充电桩、园区智能微电网改造等。 项目总投资约2.7亿元,预计园区全年用电将全部由该项目供应。

3.2 推动智能冷热网技术发展

燃气三联产的发展还将带动天然气管道、供冷/供热管道智能控制、储能技术的发展,形成以天然气分布式能源为基础的智能供能区。通过智能热(冷)网络,将分布式能源站、换热站、用户连接起来,形成三位一体的一体化智能供热(冷)系统,可实现少人力、远程监控,降低运行成本。采用气候补偿技术,根据室外温度的变化,及时调整热(冷)网的调度顺序。对换热站二次侧实施动态监控,实时控制能耗,对能耗数据进行统计分析船用柴油机,优化控制策略,通过调节阀门调节一次侧流量和温度,合理调节各用户供热(冷)温度,避免供热温度过高或过低。 结合推行供热计量,采用大数据和全智能控制策略,完善热源、热网系统对单个用户按照不同监测数据、用能时段、用能区域的需求响应和分级控制,实现自主控制和分时分区供能。

3.3 区域综合能源服务

燃气三联产项目大多服务于新建工业园区、公共建筑,具备开展增量配售电的有利条件。通过发展配售电业务,成立区域性电热冷售电综合能源服务公司,实现发配售一体化,实现区域性综合能源服务,从而更好地满足用户多样化、定制化需求,是燃气三联产项目未来的发展方向。例如上海迪士尼乐园天然气分布式供能,能源中心为乐园提供冷、热、电、生活热水等多种能源,实现迪士尼乐园一体化综合能源服务。

未来,燃气热电冷联产可融入智能微电网,通过智能微电网的智能化管理和协调控制,可以更好地发挥天然气热电冷联产个性化设计、运行灵活、能源利用率高等优势。通过微电网还可以融入风电、太阳能、生物质能、地源热泵、水源热泵、储热、储冷装置等构建的多能互补能源系统。能源供应耦合集成与互补利用是天然气分布式能源的重要发展方向之一。目前,华润电力拟投资的宁波市石浦区钱塘工业区多能互补智慧能源项目正处于规划可研阶段,项目拟以燃气热电冷联产为核心,配套屋顶光伏、储能系统、电动汽车充电桩、园区智能微电网改造等。 项目总投资约2.7亿元,预计园区全年用电将全部由该项目供应。

3.4 大用户自有能源站

对于具有供暖和冷却需求的高质量客户,政策支持和鼓励以及逐渐提高天然气燃气的旋转式经济效率的趋势,当他们具有一定的财务实力时,他们将主动投资于建立能源站以满足自己的电力和其他能源需求,并为公司带来更大的经济利益。

4.发展前景

4.1燃料安全

目前,我国家的天然气进口的策略渠道模式基本上已经形成了,西北战略渠道逐渐改善了,在天然气水合的发展中,已经取得了突破,国际天然气进口渠道的平稳流动的增长,以及在不可行的天然气中提供了良好的效果和良好的效果,天然气的五年计划还指出,我国的天然气供求将达到广泛平衡的状态。

4.2国内有关支持政策

为了促进气体燃烧的冷却,加热和动力的发展,国家和一些省份和城市已连续引入一系列能源支持,天然气优先和特殊的补贴策略。

(1)上海采用网格电价投资补贴的政策。为分布式能源供应项目提供了80%的总体效率,并提供了500元/千瓦的能源补贴。

(2)根据发电机的安装能力采用投资补贴政策,天然气分布式能源的特殊支持标准是2,000元/千克。

(3)对新建的天然气分配能源供暖项目的投资补贴政策,设备投资补贴为1,000 rmb 1,000/kW,如果每年的平均能源全面利用效率不得超过70%,则提供了每年的平均能源综合效率,并给出了1,000 kW的额外补贴。给予。

(4)江苏省采用了机网电力价格的政策,天然气发电的电力价格与天然气门站的价格相关,包括固定零件和天然气价格连锁店,用于建筑物式分布型单位,而单一单位容量不超过10MW,则是10mw yuan/kwh的价格。 0.771元/千瓦时。

(5)福建省采用了一项与网格相关的电力,福建省价格局已经为 Jimei Jimei Jimei jimei jimei 提供了强烈的策略,并赋予了范围内的相关性,并赋予了省份的省份。多年来,该州促进了电力改革和石油和天然气改革,为开发天然气的三角形创造了条件和机会。

4.3投资成本和天然气价格

近年来,随着越来越激烈的市场竞争和设备的本地化速度的提高,例如,核心设备的核心设备价格逐年下降。 /kw。基因。 我国家的工业天然气价格类似于住宅天然气价格,从美国典型的终端天然气价格进行比较,可以看出,我国的工业天然气价格有可能降低价格。

目前,智格省发电的价格约为每立方米2.2元。

4.4分析主要投资实体的优势和缺点

目前,汽油的主要投资者是石油和天然气公司,能源公司,投资公司和电力公司(中国南方电力电网综合服务公司)。另一方面,在电力系统改革和能源开发的变化的情况下,扩大天然气的消费并增加了公司的收入,对燃气的投资和冷却电源项目还可以通过电源,冷却,供暖和其他服务来获得大量的利润。未来的能源服务公司在相关的专业人才以及运营和管理经验方面具有一定的优势,但在天然气供应和电网连接方面处于不利地位。 但是,一些拥有天然气和发电业务的能源公司在投资这些项目(尤其是私人企业)方面具有很大的优势。 ER GRID连接和网格源协调也可以为能源站提供紧急和备份服务,减少能源站的冗余电力设施的投资,并减少能源站的投资成本,但是,电源公司在相关的专业供应群体和燃料公司中均可及其范围内的各个群体,并且是跨越的群体,并且高质量的服务客户,以便他们可以快速部署燃气的三角式项目。

4.5经济

目前,气体燃气的加热和功率的经济效率仍然相对较弱,这主要是由于核心设备的高价和维护成本,高昂的天然气价格以及联合热量和电力项目在电网电力价格上的讨价还价较弱,并且随着国家的速度和速度促进了一系列的供应量,促进了供暖和冷却的速度。 ,然后促进我所在国家 /地区的核心设备的技术进步和局部燃烧发动机,从而进一步降低设备成本,并增强汽油燃烧的加热和电力项目的讨价还价,并同时加热和冷却价格,并在我国家的天然天然气中加油,并在国际天然通道中提高了制造构成的策略。 Al天然气以及天然气定价机制的改善,人们认为天然气价格将来会受到调节。 总体而言,燃气综合热量和功率的经济效率将逐渐提高。

5 结论

It is to seize the of , win over high- with for , and , cater to the trend of , and on gas-fired , adopt forms, plan the of gas-fired , the of , , , , and paths.

考虑到当前的问题和开发趋势,建议专注于加强对相关关键技术的科学研究的投资,鼓励对机天然气式三角式的整合和互补性与微电流,多个新能源(风,光,光线,生物量,地理,地理,地理等),储能储备技术的发展范围开发和区域性开发的综合性和互补性这个领域。

由于我国家的燃气供暖和冷却功率部门开始相对较晚,因此建议所有投资实体都积极结合自己的优势,加强彼此的交流和合作,并取得相互利益,并取得双方奖励,并将政府改善相关的法律和法规。

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