区域型分布式冷热电联供能源系统的规划设计

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1、中外能源第3期SINO-GLOBALENERGY·13·区域型分布式冷热电联供能源系统的规划设计华贲(华南理工大学天然气利用研究中心，广东广州510640)摘要分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP)在经济效益、能效、碳减排三方面都是比较好的组合方案，因而必将成为我国工业和商住能源终端供应保障的主要模式，而中国必须从自身国情出发，在“楼宇型”和“区域型”两种DES类型中做出选择。中国目前正处于快速实现工业化和城市化的中期，未来将集中建设一大批新工业园区和新城区；居民主要集中居住于住宅小区内；城市规划多半是将工业和商住集成布置；与发达国家同时进入智能电

2、网时代，且由于DES技术的长足进步，中国能够发挥“后发优势”。鉴于上述基本国情，中国应及时规划建设一大批“区域型”DES/CCHP项目。DES/CCHP可实现“高能高用，低能低用，温度对口，梯级利用”的科学用能，效率可达80%以上。中国特色的区域型DES/CCHP的基本模式包括：挖掘发电用天然气提高能效的潜力、向居民供应热水、热泵+电站废热供暖、区域供冷(DCS)与天然气DES相结合。以往“以热定电”的原则已不再适用，应改为“以电为龙头”。适合于中国区域型DES/CCHP的基本模式和经济输送距离，能够把工业和商住用能集成在一起，实现冷、热、电、汽联供的区

3、域面积大致在10km2的量级，相应的DES机组规模可分为4类。推广发展区域型DES/CCHP，地方政府、各大电力集团及地方电力能源企业、国营电网公司、国有大型石油公司都有合作共赢的机会，同时也必须承担相应的责任。关键词DES/CCHP区域型智能电网能效经济输送距离以电为龙头规划建设1前言数几十兆瓦级的“区域型”DES项目主要建在能源分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP)是在密集的工业区或中央商务区(CBD)，而且也有一个20世纪70年代后期，伴随着“石油危机”后世界天逐步扩展的过程。例如美国最大的、位于Chicago市然气的快速发展而开发、应用并已

4、经趋于成熟的技中心的区域供冷系统(DCS)，就是在2×104US.RT(美术。它可以是“区域型”的，也可以是“楼宇型”或国冷吨，1US.RT=3.517kW，下同)规模的基础上，逐渐向周围用户拓展而达到10×104“用户型”的。当前，中国正在完成工业化和城市化US.RT规模的。进程，而此进程必须在提高能效、减排CO2的条件迄今在中国国内，不论在分析论述还是在工程下实现。DES在经济效益、能效、碳减排三方面都是实践上，大都是针对楼宇或用户的热电联产(CHP)比较好的组合方案，这就决定了DES/CCHP必将成和冷热电联供(CCHP)。典型的如医院和机场，建筑

5、为我国工业和商住能源终端供应保障的主要模式。面积不过几十万平方米，输送范围也不过几百米，在这个时刻，科学地认识和发展适当规模的DES用户都在同一个法人单位之内，不存在市场交易问系统十分重要，中国必须从自身的国情出发，在“楼题。“楼宇型”或“用户型”DES，由于其规模小(一般宇型”和“区域型”两种DES类型中做出选择。小于10MW)、终端负荷品种少、需求时间段较单一，2区域型与楼宇型分布式能源系统的发展回顾和导致单位投资高(常常超过1万元/kW)，设备和系适宜条件比较统的能效均较低、年运行时间较短，只有在特定的DES/CCHP是上世纪70年代末先在美国、随

6、后在欧洲和日本等自由市场经济国家发展起来的。当作者简介：华贲，华南理工大学教授，享受政府特殊津贴，1959时它们都已实现了工业化和城市化，城区布局已经年毕业于大连工学院化工系，曾担任国家重点基础研究(973)项定型，新建DES只能立足于已有条件“见缝插针”。目《高效节能的关键科学问题》首席科学家，现任华南理工大学所以从数量上看，绝大多数DES都是不涉及城市天然气利用研究中心主任，已发表论文300余篇，撰写及参与编中道路开挖、管线敷设的“楼宇型”或“用户型”。少写科技著作10部。E-mail：cehuaben@scut.edu.cn中外能源·14·SINO

7、-GLOBALENERGY2011年第16卷经济条件下才具有竞争力。但也正因为其“小”，不表1是被广泛引用的美国DES统计数据[1]。从涉及公共空间资源，经济关系单纯，易于决策。中可以看出，数量只占不到3%的平均规模78MW“区域型”DES则正好相反，投资少(一般4000~的“区域型”DES占到了总装机容量的近一半；而小6000元/kW)、能效高(70%~90%)、运行时间长(年运于10MW的“用户型”DES，数量占90%以上，装机行时间4500h以上)，因而经济上极富竞争力。但显却只占30%。“用户型”DES在美国能够得以发展，然，在上述已经发展成熟的

8、自由市场经济国家，能是因为其财务分析条件与中国完全不同，例如，占够找到一个建立几