天然气分布式能源可望快速发展

1、天然气分布式能源可望快速发展农化服务中心 王 生分布式能源将快速发展分布式能源将快速发展，2020年装机容量将从目前的500万千瓦增加到5000万千瓦。分布式能源系统是建在用户端的能源供应方式（区别于传统的集中式供电方式），向用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调用冷水的综合能源供应系统。它可联网或独立运行。与大型集中式发电站相比，分布式发电系统的规模较小，适用于医院、大学、机关、宾馆、饭店、商场、高档写字楼、社区和工厂等能源消费量大且集中的地区，以及对供电安全要求较高的单位。目前我国天然气分布式能源装机总容量500万千瓦左右，不到全国总装机容量的1%，还处于起步阶段。2010年4月国家能源局提出

2、，到2011年拟建设1000个天然气分布式能源项目；到2020年，在大城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万千瓦，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。按照发改委规划，中国2020年总电力装机容量将达到17亿千瓦，天然气分布式能源项目装机容量将占3%。丹麦、芬兰、德国等国家分布式能源得到了大规模推广。根据国际分布式能源联盟2006年的一份报告，分布式能源占电力市场的比例在丹麦已达到53%，在芬兰、德国、荷兰、捷克已达38%，日本和印度分别达到14%和18%。天然气消费占一次能源比重有望快速提升。目前天然气分布式系统装机容量约500万千瓦，按照年利用小时4000小时，每

3、度电消耗0.25立方米天然气计算，预计年消耗天然气50亿立方米，占天然气总消费的6%。假设2015年分布式装机容量达到2500万千瓦，相应的天然气消费量将达到250亿立方米，创造4%以上的年均复合增长，并帮助提升天然气占一次能源消费比重，实现从目前4%到2015年8%的政府目标。在此期间，即便中国成功降低GDP一次能源消费强度10%以上，天然气仍可望部分替代煤炭和石油，实现18-20%的较快复合增长。与此形成鲜明对比的是，目前占主导地位的煤炭和石油，年消费增速将可能分别下降到6%和4%的水平。考虑到国内多种气源的开发和国外进口渠道的拓宽，我们预计未来5年中国天然气供应年均增速为21%，天然气市

4、场将基本实现供需平衡。图表1：中国能源消费增速及结构变化趋势预测图表2：中国天然气供应增长预测不同于燃气电厂：燃气电厂主要与西气东输/LNG接收站配套，规模较大。目前中国的燃气电厂目前总装机容量2000-3000万千瓦，占中国目前总装机容量的2-3%，主要是为西气东输或LNG接收站配套建设。燃气电厂规模较大，装机容量一般为70-250万千瓦，运行时间一般为2800-4000小时，能源转换效率55-60%，单位投资4000元/千瓦。分布式能源系统规模较大的有10-30万千瓦，很多规模在1万千瓦以下，主要建在用户端。运行时间5000-6000小时，能源转换效率70-80%，单位投资3500-450

5、0元/千瓦，可节省电网投资，输变电损耗很小。图表3：天然气分布式能源项目图表4：燃气电厂项目政府清除并网障碍和提供补贴将可能刺激天然气分布式能源快速发展。分布式能源并网与售电障碍有望于2011-2013年间解决；地方政府可能出台补贴等优惠政策。如果分布式系统被允许从电网购电或向电网卖电，其经济性可能得到进一步提升。但目前国家法律不允许用户自备电源擅自并网购电和上网售电。国家电网最近拟定了分布式电源接入电网技术规定初稿，已上报国家能源局待审批，可能将会于2011-2013年颁布。同时，地方政府的补贴也在推动分布式系统的发展。例如，目前上海市政府对单机1万千瓦及以下的分布式供能系统设备按1000元

6、/千瓦进行补贴。另外，政府还可以推出设备进口关税减免和奖励节能等优惠政策。天然气分布式能源优势：能源转化效率高；为偏远地区供电；可为电力系统调峰；提高供电可靠性。转化效率高。大型集中式发电厂的发电效率为3555%，扣除厂用电和线损率，终端的能源利用效率只能达到3047%，而分布式发电系统将发电供热制冷结合在一起，实现能量的梯级使用，采取就地转化，就地供应的运行方式，没有中间环节的损耗，使用户端的能源利用率得以提高，能源利用率可从40%提高到80%左右。天然气负荷与电力负荷可以互补。天然气负荷的特点是冬季大、夏季小，这与夏季大、冬季小的电力负荷正好相补充。 提高供电可靠性。分布式发电系统中各电站

7、相互独立，用户由于可以自行控制，不会发生大规模停电事故，所以安全可靠性比较高，可以弥补大电网安全稳定性的不足。为偏远地区供电。与太阳能发电和风力发电等供电方式相比，天然气分布式发电系统不受自然条件限制，相对稳定，可以避免较高成本的跨区域输电，避免输电损耗中的能耗浪费，也不需要土地来建设输电走廊。图表5：中国天然气下游消费结构图表6：美国天然气发电和居民用气可很好地互补设备制造商将受益于分布式能源的建设（规模1575亿），服务提供商将受益于分布式能源项目的后续管理。若天然气分布式能源投资达到2020年5000万千瓦的目标，按照每千瓦需要3500元投资计算，预计未来十年需要发电设备总投资1575亿

8、元，每年需要投资158亿元。天然气分布式能源投资相当于未来增量电厂建设投资的3.5%（预计所有增量电厂投资5000亿元/年）。目前多数设备从国外进口，国际厂家有：美国康明斯（NYSE:CMI），美国索拉，美国卡特彼勒、芬兰瓦锡兰，德国MDE。中国厂家有：双良节能（600481），拥有吸收式溴化锂制冷机技术和高温烟气余热利用方案；山东胜动集团（原胜利石油管理局胜利动力机械厂），生产燃气发电设备，提供分布式能源技术服务；沈阳黎明航空发动机，生产微型燃气轮机，发电功率95千瓦，为可移动的不并网独立电源；大陆希望集团，分布式系统产品和服务提供商；远大空调有限公司。分布式系统服务提供商有：上海申能能源服

9、务有限公司；北京恩耐特分布式能源工程公司，专业从事中小型分布式能源项目；新奥新能源服务有限公司；中国华电集团新能源发展有限公司。附分布式能源介绍工艺流程：通过冷、热、电三联供技术，利用先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电，再对做功后的余热进一步回收，用来制冷、供暖和生活热水，从而实现对能源的梯级利用，能够提高能源利用效率至80%-90%。系统设备：1兆瓦级小型燃气轮机，余热锅炉，蒸汽溴化锂空调机组，余热溴化锂空调机组等。适用地区：医院、大学、机关、宾馆、饭店、商场、高档写字楼、社区和工厂等能源消费量大且集中的地区，以及对供电安全要求较高的单位。系统方案：燃气-蒸汽联合循环热电联产方案

10、（燃气轮机-余热锅炉-蒸汽溴化锂吸收式空调机方案），由燃气轮机首先利用天然气发电，将烟气中的余热通过余热锅炉回收转换成蒸汽利用，冬季依靠热交换器转换热水采暖，夏季依靠蒸汽溴化锂吸收式空调机制冷，适合于大量需要蒸汽消毒的医院项目和已经使用蒸汽溴化锂空调单位的技术改造；燃气轮机-余热/直燃溴化锂吸收式空调机联合循环方案，由燃气轮机首先利用天然气发电，不同的是将烟气中的余热直接通过余热/直燃溴化锂吸收式空调机收转利用，冬季转换热水采暖，夏季转换冷水制冷。节省了锅炉系统和化学水系统等，安全性、经济性较好。图表7：工艺流程容量范围：l千瓦至10万千瓦不等。目前上海分布式供能项目共有20多个，总容量达到1万多千瓦，平均容量500千瓦。辐射范围：最大的经济供应范围为600-1200万平方米。1兆瓦天然气分布式系统可满足5万平方米左右（商店2.5-3万平方米，节能建筑6.5万平方米）的能源需求。投资回收期：天然气调价前投资回收期在4-6年。假设天然气价每立方米上调0.23元，调价后回收期增加到7年。若未来天然气价格可能上涨0.1元/立方米，回收期则将增至8-9年。以上测算基于5600-6400的较高利用小时计算，实际运行小时很可能小于这个水平，实际回收周期可能更长。初始投资：1.2兆瓦的热电冷系统总投资1300万左右（燃气轮机设备投资600万元，关税200万元，余热设备投资