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英国皇室青睐的新能源技术

2009年07月18日 22:25中国机床商务网点击:2524

       许多人也许并不知道,小小的分布式能源利用系统居然能获得英国皇室的青睐。英国女王的白金汉宫、首相的唐宁街10号官邸,都采用的是燃气轮机分布式能源站。

  所谓“分布式能源”是指分布在用户端的能源综合利用系统,以热电冷联产技术为基础,与大电网和天然气管网组网运行,向一定区域内的用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调冷水(或风)等能源服务系统。分布式能源以靠近用户、能源梯级利用、一次能源利用效率高、有利于能源供应安全和环保等特点,已经受到各国政府、企业界、能源科技工作者的广泛关注。

  分布式能源系统能源综合利用效率在75%~90%之间,并且由于其贴近用户进行能量转换,避免了远距离送电带来的输变电损失以及输热损失。从上个世纪70年代末期开始发展到现在,美国已经有6000多座分布式能源站。英国只有5000多万人口,但是分布式能源站就有1000多座。丹麦20多年来国民生产总值翻了一番,但能源消耗却未增加,环境污染也未加剧。其奥妙之一就在于丹麦积极发展冷、热、电联产,提倡科学用能,扶植分布式能源,靠提高能源利用效率支持国民经济的发展。目前丹麦没有一个火电厂不供热,也没有一个供热锅炉房不发电,将冷、热、电产品的分别生产,变为高科技的冷、热、电联产。

  用智能电网支撑分布式能源

  在近日召开的“2009第五届中国分布式能源国际研讨会”上,国家发改委能源研究所副所长、可再生能源学会副理事长李俊峰在演讲时表示,分布式能源技术是能源系统技术进步的客观要求,而发展分布式能源则需要强大的电网支撑。

  李俊峰说,中国能源系统的特点可以由“大、强、新”来概括。中国拥有世界第一大的能源生产系统和第二大的能源消费系统,其中钢铁和水泥的生产居世界第一位,电力消费系统和汽车消费市场均位于世界第二。其次,中国的电网系统非常强大,两大电网公司就覆盖了13亿的用户。再有我们能源的基数很大,现在总量已经超过了28亿吨,发电装机超过了8亿千瓦,但是每年的增长速度还是非常快的。我们第一个10亿吨能源消费量大概是从1949年到1990年,差不多用了40年的时间。第二个10亿吨用了14年的时间,第三个可能就只需5年了,去年是28.6亿吨,如果今年增加1.4亿吨的话就是30亿吨。

  李俊峰认为,分布式能源技术是能源系统技术进步的客观要求。第一,发展分布式能源是提高能源利用效率的必然选择。第二,推广分布式能源是改善能源结构的必然选择,增加天然气发电、煤层气发电都需要分布式发电技术,提高可再生能源比例也需要分布式发电技术。第三,发展分布式能源是能源安全的必要保障,去年冰雪灾害造成的郴州停电事件,就是由于没有分布式能源系统的支持,造成了电力供应持续15天的中断。

  李俊峰表示,智能电网的发展对分布式能源是相当重要的,比如说我们的太阳能屋顶系统、分散的风力发电、生物质发电,都必须建立一些小的系统,并把电网纳入其中。另外,可再生能源由于其本身的间歇性、分散性、大部分远离负荷中心等特点,也都需要强大电网的支持。

  李俊峰还从辩证的角度分析了智能电网与分布式能源的关系。他说,坚强的电网等能源体系是支持分布式能源发展的基础,而分布式能源是强大能源体系的组成部分。过去只是单方面强调分布式能源,却不强调强大电网,如果没有强大电网的支持是不可能做好分布式系统的。比如说,德国的太阳能屋顶系统,有电自己用,不用电就送到电网去,这需要安装智能电表,引进双向计量方式。更重要的是电网能接纳这样的分布式能源系统。目前中国的风电装机不足2%,发电量还不到1%,这样的情况下暂时没有太多问题。如果真正像美国说的到2030年风力发电占25%,欧洲说的到2050年可再生能源占50%以上的时候,没有储能电网、储能系统来调节就不可能做到,所以必须要考虑智能电网与分布式能源协调的关系问题。从这个意义来讲,强大的电网是支持能源体系发展的基础,没有强大的电网单说分布式是不现实的。强大的电网又是分布式能源的重要组成部分,必须要认识到这一点,这是一种必然趋势。

  李俊峰认为,中国已经具备了发展智能电网的条件。中国的电力计量体系、远程控制、互联网技术都居于世界领先地位。同时我们也必须认识到,智能电网和分布式能源是必然的发展趋势,不以我们主观的意识为转移,明智的选择就是愉快地接受它、适应它、发展它。

  节能减排看得见

  中国电机工程学会热电专业委员会秘书长王振铭算了一笔账:传统的火力发电厂发电的利用率是35%左右;用煤做燃料发电并供热的热电厂,能源利用率在45%左右;而改用天然气做燃料来提供发电、供热和供冷三方面服务,能源利用率则能达到80%。从经济效益上来说,工业、商业用电单位向供电局买电的价格平时为0.7元左右,但在高峰期则达到1.3元左右,而分布式能源电站自己发电的成本也只有0.4元~0.5元左右,如果再算上同时供热和制冷所带来的经济效益,以及环保效益,就远远超过传统的供电供热模式了。

  现实的情况也是如此,上海舒雅健康休闲中心的分布式能源站,每千瓦时比从大电网上购电节省0.04元;北京中关村科技开发区数码大厦的分布式能源站,其每平方米供暖价格才18.4元,比集中供热采暖的每平方米30元便宜了11.57元;四川成都花园酒店热、电、冷三联供分布式能源站,每年为酒店节省费用420万元人民币。

  中国钢铁工业协会发展与科技环保部处长黄导在发言中也指出,分布式发电方式能效高、损耗小、运行灵活经济性好,对于高耗能行业在节约能源、二次能源利用方面是梦寐以求的事情。

  以钢铁行业为例,钢铁企业所消耗能源的主要功能是为冶金生产的化学反应和物理形变创造一个高温条件,大量能源以过程余热余能的形式耗散。而余热余能资源因为载体多样、分布分散、衰变快、不可储存、稳定性差、数量和质量差别大等特点,集中回收利用难度大,造成能源利用效率较低。

  黄导认为,将不同种类的余热余能转化为统一形式的电能,就近回收、就近输送、就近使用,是钢铁企业提高能源利用效率的有效方式。从能源利用的有效和经济性考虑,利用余热发电或作为动力直接拖动机械是最为有效的余热利用。利用烧结机冷却机烟气余热进行蒸汽动力发电,将烟气余热转变为电能,可以最大限度地利用余热。余热余压及副产煤气等二次能源的热利用,则包括了分布式能源和梯级能源利用。

  此外,分布式能源多为性能先进的中小型和微型机组,开停机方便,负荷调节灵活,用户可独立操控,一般的商业中心、居民小区、写字楼、商场等建筑物地下室均可设置,不会发生大规模大范围供应事故。而且,燃料多用天然气、轻质油或可再生清洁能源。与燃煤火电机组相比,其二氧化硫和固体废弃物排放几乎为零,二氧化碳排放量减少50%以上。

  未来潜力带来发展机遇

  在能源短缺地区采用太阳能光伏发电、小型风力发电和生物质能发电的独立发电系统,可以说是最经济有效的方法。

  美国陆军工程兵团曾于2007年在伊拉克中部地区阳光充足的费卢杰市安装了1000多个太阳能街灯,太阳能电池在白天吸收储存的阳光能确保太阳能街灯从黄昏亮到黎明。在过去几年中,伊拉克尽管多数时间处于电力供应中断状态,而如今,费卢杰市的街道每晚都可以灯火通明。

  对于经济发达的地区,停电的代价非常昂贵。美国硅谷地区LarryOwens电力公司估计,一次停电事故将使SunMicrosystems公司每分钟损失100万美元。据惠普公司估计,一次20分钟的停电事故将导致一家电路制造工厂损失3000万美元。

  有关专家指出,全球计算机领域的高科技企业和靠近沙漠的费卢杰市在享受太阳能的同时,都必须解决一个问题,就是利用分布式能源站大幅降低对集中能源供应系统的依赖。在分布式能源系统中,需求回馈、消费方调控和能源储存等其他相关技术预计将发挥同等重要的作用。分布式能源系统的主要功能是“智能测量”,这项功能可以使电力实现双向传输。由于可以提高能源利用率和供电安全性,实现按需供能以及为用户提供更多选择,分布式能源系统已成为全球电力行业和能源产业的重要发展方向。

  华南理工大学天然气利用研究中心教授华贲预测说,在今后的十几年内,在中国将需要兴建成千上万个分布式能源站,这是前所未有的机遇。《中华人民共和国节约能源法》和《中华人民共和国大气污染防治法》也都把热电联产作为节能和环保的有效措施,制定了热电联产的专项规定,这些政策驱动了中国热电联产行业向更加有利的方向发展。

  也有专家指出,分布式能源作为第二代的能源技术,不能只依靠补贴或强制性措施过日子,而要靠高科技、高能源利用效率、低环境污染来赢得市场;靠减少大电网的输送、调峰费用,从而取得多赢的效果。

  此外,分布式能源要依靠多种投资主体进入市场领域,改变只依赖政府来发展分布式能源的观念。要通过建立体系和市场运作,用逐步回收的资金再来扩大建设和经营的范围,形成滚动式的发展。中国三峡电站已经成功地实行了这一机制。发达国家已经形成了很好的运营体制,取得了很充分的经验。这些都是发展分布式能源需要借鉴的。

(来源:中国经济导报)

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