关于天然气热电联产的再思考

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1、关于天然气热电联产的再思考李宇红清华大学热能工程系摘要：本文结合在北京建设天然气热电联产工程项目的具体实践，就我国城市是否应该发展天然气热电联产，是否适合发展热电联产，特别是建设燃气热电（冷）联供项目的条件、目前发展热电联产所面临的共性问題等热点问題进行了探讨，希望借此加深对天然气热电联产的认识，并为有关方面提供參考。一、为实现天然气的高效梯级利用，应发展热电联产众所周知，天然气是优质清洁的一次能源，被世界各国广为使用。有资料显示，目前世界范围内天然气的消耗量已占到总能耗的20%以上，并且在今后大约20年的时间里，将以2.7%以上的速度增长，该增长的主要驱动力是能源动力⑴

2、。!1!近年来，我国的天然气工业获得了高速发展。到2000年，累计探明天然气地质储量20606亿立方米，并形成了陆地与海上共同开发的局面。目前已形成了以陕甘宁、川渝、青海、新疆和南海西部为主的五大气田。2000年我国天然气产量为272亿立方米，约占全国能源消费总量的2.5%。预计到2005年，天然气的需求量将达500亿立方米，约占全国能源消费总量的4.5%左右⑵。预计到2010年，陆上天然气的生产能力可达600-800亿卅，再加上海上和从周边国家进口的约250-300亿N*的管道和液化天然气，届时可有大约1000亿Nm3天然气提供使用。面对快速増长的天然气可用量，需要快速

3、发展天然气的用户。同时，还必须清醒地看到，我国的天然气可用量占整个能源结构中的比例还很低，目前仅为2%多，估计到2010年也只能达到6%左右，与世界20強以上的水平相差甚远。也就是说，中国利用天然气的时代已经到来，但其数量远远到不了大规模替代煤炭的地步。因此，必须慎重规划中国夭然气的开发与利用，一方面，“好钢用在刀刃上”，取得最大的环保效益；另一方面，“梯级利用”，取得最大的能源利用效益。应该说，从能源利用角度讲，天然气单纯用于供热或发电均未发挥出一次能源的最大效益。从供热角度讲，直接燃烧天然气加热水后供热或制冷，能量的火用损失太大。因为，天然气是具有较高品位的一次能源，

4、其燃烧的最高温度可达2000°C以上，而通常供热所需的热能均在200-300°C以下，甚至70-50°Co悬殊的温差，带来极大的火用损失。从纯发电角度讲，目前国际上效率最高的发电装置是燃气轮机发电机组，但其排烟温度通席在500°C以上，将这么高温的烟气排入大气，是一项不小的热损失。若采用燃气蒸汽联合循环可有效的提髙发电效率，但就目前水平，联合循环系统的最高发电效率近58%,通常在50%左右,其余热锅炉排烟和蒸汽轮机排汽冷凝亦造成50%左右的热损失。若热电联产，便可有效地避免天然气单纯供热或发电造成的火用损失和热损失，大大提高能源的利用率和利用效益。因此，为实现天然气的高校

5、梯级利用，应发展热电联产。三■■LbJ■1=1际上，电价通常均比热价高许多，例如，0.5元/kWh的电价相当热电联产不仅提高了天然气的能源利用效率与效益，而且也是提高天然气利用经济性的一条途径。我国的天然气价格比较昂贵，按同比热值计算，天然气的价格是煤炭价格的4倍以上。只有提高天然气的利用率，同时产生高附加值的产品，才可能提高天然气利用的经济效益。不论是中国，于138.9元/GJ的热价，高出通常燃气热价的2~3倍以上。因此，只要在合适的条件下，天然气热电联产应具有比分产更好的经济效益。这些条件包括政策、技术和具体项目的客观条件尊。二、城市对热电冷的需求，适合发展热电联产.

6、热电冷联供如上所述，热电联产是利用天然气的合理途径。但其实现的前提是存在热和电的需求。毫无疑义，具有常年稳定热（冷）和电负荷的工业企业，非常适合建设天然气热电（冷）联供装置。由于这类热电厂一般均可有相当多的年利用小时，所以，通常会取得很好的经济效益。但是，由于我国的天然气价格远高于煤炭的价格，若采用天然气供能，势必大大提高工业产品的能源成本，进而提高产品的价格或降低产品的市场竞争力，这是大多数工业企业，特别是传统王业企业所难以承受的。而且，鉴于我国的天然气相对于能源需求并不多，不可能也不应该大量用于工业。我国的天然气利用应以改善环境，特别是城市的环境质畳为最主要的目标。因

7、此，这些宝贵的优质能源应该以满足城市的民用能源为其主要的利用方向。我国城镇中的民用能约占全国总能耗的20%以上，而且这一比例还在快速增长。天然气以其清洁与方便的特性成为优化城市能源结构的最佳选择。城镇生活能源最主要的用途在于炊事燃料和供暖（冷）用能。近年来，天然气在所到城市中的普及速度较快，例如，北京市的居民炊事和餐饮业中天然气的普及程度已高达95%以上，并取得了显著的环境效益。不过，居民炊事和餐饮业的用气总量毕竟十分有限，在整个城市能源消耗结构中所占的比例较小，“以气代煤”后的环境效益也有限。城市能源消耗中的相当一部分是建筑