分布式能源技术发展现状及应用分析

1、天然气天然气分布式能源技术发展现状分布式能源技术发展现状及应用分析及应用分析上海航天能源股份有限公司上海航天能源股份有限公司 分布式能源与动力装置事业部 3/6/2022上海航天能源股份有限公司简介上海航天能源股份有限公司简介v 上海航天能源股份有限公司上海航天能源股份有限公司（SAESAE）的主要股东：的主要股东： 中国航天科技集团公司（中国航天科技集团公司（67%67%） 上海燃气集团有限公司（上海燃气集团有限公司（10%10%）等）等v 上海航天能源股份有限公司主要业务部门：上海航天能源股份有限公司主要业务部门： 信息化集成系统事业部信息化集成系统事业部 工程项目营销部工程项目营销部 分

2、布式能源与动力装置事业部分布式能源与动力装置事业部 美国美国CapstoneCapstone微燃机中国区代理微燃机中国区代理 德国德国MWMMWM燃气内燃机合作伙伴燃气内燃机合作伙伴 中国城市燃气协会分布式能源专委会常务副主任单位中国城市燃气协会分布式能源专委会常务副主任单位 上海市天然气供应保障与高效利用工程技术中心上海市天然气供应保障与高效利用工程技术中心上海航天能源股份有限公司简介上海航天能源股份有限公司简介v 上海航天能源股份有限公司投资的主要子公司：上海航天能源股份有限公司投资的主要子公司： 上海飞奥燃气设备有限公司（SAE 60%、Italy Fiorentini 40%） 上海皆

3、科管道系统有限公司（SAE 51%、Italy GECO 49%） 常熟上海飞奥压力容器制造有限公司 上海舜华新能源系统有限公司v 重要生产基地：重要生产基地： 江苏盛伟压力容器制造有限公司 辽宁汇中能源科技有限公司上海航天能源股份有限公司简介上海航天能源股份有限公司简介v 上海航天能源股份有限公司的主营业务：上海航天能源股份有限公司的主营业务：快开盲板清管装置调压站站控系统LNG气化站控制系统燃气管网地理信息系统气体压力调节系统天然气增压站燃气管网监控和数据采集系统燃气管网输配调度管理系统燃气电厂处理系统天然气分布式能源系统天然气分布式能源系统CNG汽车加气站智能流量调节系统分布式能源技术发

4、展现状及应用分析分布式能源技术发展现状及应用分析v分布式分布式能源技术能源技术发展发展现状现状v分布式分布式能源技术能源技术政策及规划政策及规划v分布式能源技术组成分布式能源技术组成v分布式能源技术装备及分布式能源技术装备及选用选用v分布式分布式能源技术能源技术应用评估分析应用评估分析v分布式能源技术的应用案例介绍（宾馆酒店、医分布式能源技术的应用案例介绍（宾馆酒店、医院、办公楼、院、办公楼、工业等工业等）天然气分布式能源发展天然气分布式能源发展现状现状分布式能源在我国提出已有30多年，项目研究和示范也已有10多年。比较典型的早期项目就是上海浦东国际机场项目。 国务院研究室在2011年初分布在

5、北京、上海、重庆和广东召开座谈会，并于4月向国家最高领导机关提交“关于加快天然气冷热电联供能源发展的建议”。2011年10月四部委发布关于发展天然气分布式能源的指导意见；2012年3月温总理在政府工作报告中提出：“加强用能管理，发展智能电网和分布式能源，等有效的管理方式。优化能源结构，推动传统能源清洁高效利用，”。上海浦东机场上海浦东机场4000kW4000kW燃气轮机和余热蒸汽锅燃气轮机和余热蒸汽锅炉组成的炉组成的CHPCHP系统系统分布式能源系统组成分布式能源系统组成v 2011年10月，国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部和国家能源局联合发文关于发展天然气分布式能源的指导意见（发改能源

6、20112196号）：天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。分布式能源技术政策、规划及规范分布式能源技术政策、规划及规范v （一）国家发改委“十二五十二五”新能源产业发展规划纲要新能源产业发展规划纲要明确提出“促进分布式能源系统的推广应用”。同时，国家能源局委托中国城市燃气协会组织开展 “十二五”天然气分布式能源发展形式、国内外市场和技术示范、相关

7、标准规范、与智能电网关系等问题的专题研究。v （二）国家出台了关于发展天然气分布式能源的指导意见关于发展天然气分布式能源的指导意见。2011年10月，国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局联合下发的关于发展天然气分布式能源的指导意见提出：“十二五”初期启动一批天然气分布式能源示范项目，“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。分布式能源技术政策、规划及规范分布式能源技术政策、规划及规范v （三）分布式能源发电上网的相关技术规范正在审定之中。2011年6月21日，由中国电科院牵头承担的国家电网公司分布分布式电源接入配电网

8、测试技术规范式电源接入配电网测试技术规范企业标准评审会在北京召开。目前该规范通过评审并已上报国家能源局待审批，该规范发布后将成为国家标准指导分布式能源行业发展。v （四）国家即将出台分布式发电管理办法分布式发电管理办法。该办法提出“通过资金补贴、多余电量向电网出售、赋予投资方电网设施产权等措施大力刺激分布式能源发展”。“多余电量向电网销售”不仅可以增加分布式能源投资方的收入，鼓励其提高发电量，而且有利于增加电力供应，缓解电力紧张。赋予投资方并网接入点用户侧系统设施产权的规定保障了投资者利益，激发了投资者积极性和主体意识，为分布式能源的发展注入了活力。同时，在税收方面实行“两免三减”优惠政策，优

9、先实施并网和上网，并提出了天然气发电上网电价补贴和天然气供气价格上的优惠标准。分布式能源技术政策、规划及规范分布式能源技术政策、规划及规范v（五五）国务院关于大力实施促进中部地区崛起国务院关于大力实施促进中部地区崛起战略的若干意见战略的若干意见2012.8.312012.8.31 因地制宜推广分布式新能源发电； 扎实推进江西南昌国家低碳城市试点，适当扩大中部地区低碳省份和低碳城市试点范围； 加大工业、建筑、交通等领域节能工作力度，推进重点节能工程建设。加大惩罚性电价、差别电价实施力度和范围。加快推行合同能源管理，大力发展节能环保产业。v分布式能源技术是分布式能源技术是一项系统技术一项系统技术，

10、跨，跨专业多学科，项目可专业多学科，项目可复制性差复制性差v包含包含：v发电发电技术技术v制冷制冷、供热技术、供热技术v配电技术配电技术v并网并网上网技术上网技术v建筑节能建筑节能技术技术v燃气燃气供应、给排水供应、给排水v运营运营与系统与系统控制等控制等分布式能源系统组成分布式能源系统组成分布式能源系统组成分布式能源系统组成v关于发展天然气分布式能源的指导意见关于发展天然气分布式能源的指导意见提出：提出：重点重点在能源负荷中心建设在能源负荷中心建设区域分布式能源系统区域分布式能源系统和和楼宇分布式能源系统楼宇分布式能源系统，包括城市工业园区、旅游，包括城市工业园区、旅游集中服务区、生态园区、

11、大型商业设施等。集中服务区、生态园区、大型商业设施等。分布式能源系统应用类型分布式能源系统应用类型 v楼宇楼宇分布式能源系统分布式能源系统 多用于医院、宾馆、商场等单栋或数栋建筑，装机容量为MWMW级，多采用小型燃气内燃机及微型燃气轮机等小型动力装置作为原动机。 v区域区域分布式能源系统分布式能源系统 多用于CBDCBD、工厂、混合型社区等多栋建筑构成的区域，装机容量为10MW10MW级，多采用大型燃气内燃机、燃气轮机或燃气蒸汽联合循环为原动机。 主设备主设备是否具有连续运行能力，可靠性如何？是否具有连续运行能力，可靠性如何？发电效率、余热的品质发电效率、余热的品质考虑实施现场的安装条件、环境

12、条件（振动、考虑实施现场的安装条件、环境条件（振动、噪声、排放）噪声、排放）机组的维护保养、全寿命周期费用机组的维护保养、全寿命周期费用自动控制要求自动控制要求设备选用关注点设备选用关注点燃气轮机燃气内燃机微燃机动力设备动力设备余热利用设备余热利用设备余热回收器余热吸收式冷温水机组 供能设备及其选用供能设备及其选用项目项目燃气燃气发动机发动机小型小型燃气轮机燃气轮机微型微型燃气轮机燃气轮机单机功率322000kW50020000kW30200kW发电效率3046.8%2541%2433%NOx排放小于100ppm小于25ppm小于9ppm热电比热电比较小热电比大热电比大余热品质余热品质佳，50

13、0度烟气余热品质佳，500度烟气余热佳，烟气300度体积重量较重、体积较大重、体积大体积小、重量轻噪声噪声大，通常大于100dB噪声大，通常大于100dB噪声小于75dB（1m）其他余热回收复杂天然气进气压力一般不小于1.6MPa，需要增压设备可多台组合，灵活可靠，可直接接溴化锂直燃空调系统外围设备多、基础投资大，一般需要独立的厂房需要独立的厂房数字化控制，可远程管理；无外围系统、无需专用厂房动力设备比较动力设备比较 供能设备及其选用供能设备及其选用燃气发动机一览燃气发动机一览国外日本洋马5350西班牙高斯科尔3041204美国康明斯9952000奥地利颜巴赫2944029德国MWM40043

14、00三菱重工3155750德国曼853817076德国TES1002000芬兰瓦锡兰434318759美国瓦克夏2203234美国卡特彼勒1253860德国MTU 1162145国内广柴（中速）7501000济柴5580河柴1601100胜动24600小型小型燃气轮机燃气轮机日本川崎日本川崎6106101737017370德国西门子德国西门子540054001910019100美国索拉美国索拉121012101500015000小型燃气轮机一览小型燃气轮机一览美国Capstone301000意大利Turbec100600美国FlexEnergy250宝曼Bowman80英格索兰Ingersol

15、l-Rand70250微型燃气轮机一览微型燃气轮机一览v 航空发动机技术v 30kW、65kW、200kW 600kW、800kW、1000kWv 适用多种燃料v 超低排放量 (9 ppm NOx)v 室内、室外或楼顶均可简易安装v 维护管理简单、便捷v 可并网或孤网运行v 可靠性高CapstoneCapstone微型燃气轮机微型燃气轮机 Capstone Capstone 微型燃气轮机微型燃气轮机 往复式内燃机往复式内燃机 21压缩机叶轮永磁铁透平叶轮成百上千个运动部件涡轮机仅此一个运动部件比较比较无油系统无油系统 Capstone 燃气轮机燃气轮机 往复式内燃机往复式内燃机 无油系统 无润

16、滑剂/润滑系统 无过滤器 无分离器 无泵 无风扇 无储油罐 无散热器 22 以下情况内燃机可能会出现拉缸机油温度过高，润滑油黏度降低；润滑油位过低；润滑油脏或主油道有异物润滑油中进水；润滑油泵故障；设备安装简单方便设备安装简单方便可以室外布置可以室外布置微燃机集成度高，无需外部辅助设备微燃机集成度高，无需外部辅助设备可以实现模块化分布式供能系统可以实现模块化分布式供能系统可构建具有可构建具有UPSUPS功能的分布式供能系统功能的分布式供能系统微燃机日常维护工作量极少，基本免维护微燃机日常维护工作量极少，基本免维护微微燃燃机机特特点点比较比较基本免维护基本免维护 Capstone 燃气轮机燃气轮

17、机 往复式内燃机保养周期表往复式内燃机保养周期表 （以（以Caterpillar为例）为例）没有按此所述进行正确的保养将会导致发动机性能下降和没有按此所述进行正确的保养将会导致发动机性能下降和/或加速发动机部件的磨损。或加速发动机部件的磨损。 40,000小时大修，无小修，无需保小时大修，无小修，无需保养养 20年设计寿命年设计寿命 平均每年计划维护时间不超过平均每年计划维护时间不超过4小时，小时， 大修计算在内大修计算在内 大部分部件可以在运行中更换大部分部件可以在运行中更换8000 8000 小时小时更换燃料过滤器更换燃料过滤器更换空气过滤器更换空气过滤器更换点火器更换点火器20,000

18、20,000 小时小时更换喷嘴更换喷嘴更换热电偶更换热电偶更换电池板更换电池板40,000 40,000 小时小时发动机维修发动机维修需要时保养需要时保养轴承（滚珠轴承）轴承（滚珠轴承） 润滑润滑冷却系统冷却液液样（冷却系统冷却液液样（2 级）级） 取样取样发动机空气滤清器滤芯发动机空气滤清器滤芯 更换更换燃料计量阀燃料计量阀 检查检查发电机发电机 干燥处理干燥处理发电机组发电机组 测试测试绝缘材料绝缘材料 测试测试大修考虑事项大修考虑事项旋转整流器旋转整流器 测试测试空间加热器空间加热器 检查检查节气控制阀（油门）节气控制阀（油门） 检查检查气门杆凸出量气门杆凸出量 测量测量/记录记录变阻器

19、变阻器 测试测试绕组绕组 测试测试每日保养每日保养空气启动马达润滑器油位空气启动马达润滑器油位 检查检查空气罐中的水气和沉积物空气罐中的水气和沉积物 排放排放轴承温度轴承温度 测量测量/记录记录冷却系统冷却液液位冷却系统冷却液液位 检查检查发动机空气滤清器保养指示器发动机空气滤清器保养指示器 检查检查发动机机油油位发动机机油油位 检查检查燃料系统燃料滤清器压差燃料系统燃料滤清器压差 检查检查除烟滤清器压差除烟滤清器压差 检查检查发电机发电机 检测检测发电机负载发电机负载 检查检查功率因数功率因数 检查检查定子绕组温度定子绕组温度 测量测量/记录记录电压和频率电压和频率 检查检查围绕发动机检查围

20、绕发动机检查每周每周备用发电机组保养建议备用发电机组保养建议最初的最初的250 个工作小时个工作小时曲轴箱窜气曲轴箱窜气 测量测量/记录记录气缸压力气缸压力 测量测量/记录记录气门杆凸出量气门杆凸出量 测量测量/记录记录 每每250 个工作小时个工作小时蓄电池电解液液位蓄电池电解液液位 检查检查发动机机油油样发动机机油油样 取样取样除烟滤清器除烟滤清器 排放排放最初的最初的1000 个工作小时个工作小时冷却系统冷却液液样（冷却系统冷却液液样（1 级）级） 取样取样冷却系统补充用冷却液添加剂（冷却系统补充用冷却液添加剂（SCA） 测试测试/添加添加发动机转速发动机转速/正时传感器正时传感器 清洁

21、清洁/检验检验每每1000 个工作小时个工作小时后冷器冷凝器后冷器冷凝器 排空排空交流发电机交流发电机 检查检查皮带皮带 检查检查/调整调整/更换更换曲轴箱压力曲轴箱压力 测量测量曲轴减振器曲轴减振器 检查检查发动机曲轴箱呼吸器发动机曲轴箱呼吸器 清洗清洗发动机机油发动机机油 更换更换发动机机油滤清器发动机机油滤清器 更换更换发动机气门间隙和桥臂发动机气门间隙和桥臂 调整调整燃气压力调节器冷凝水燃气压力调节器冷凝水 排放排放软管和卡箍软管和卡箍 检查检查/更换更换点火系统正时点火系统正时 检查检查/调整调整空气进气系统空气进气系统 检验检验水箱水箱 清洁清洁水泵水泵 检查检查每每2000 个工

22、作小时个工作小时冷却系统冷却液液样（冷却系统冷却液液样（1 级）级） 取样取样冷却系统补充用冷却液添加剂（冷却系统补充用冷却液添加剂（SCA） 测试测试/添加添加发动机转速发动机转速/正时传感器正时传感器 清洁清洁/检验检验发电机组振动发电机组振动 检验检验定子引线定子引线 检查检查每每3000 个工作小时个工作小时点火系统火花塞点火系统火花塞 更换更换每每4000 个工作小时个工作小时空气启动马达润滑器油杯空气启动马达润滑器油杯 清洗清洗压缩机旁路压缩机旁路 检查检查曲轴箱窜气曲轴箱窜气 测量测量/记录记录气缸压力气缸压力 测量测量/记录记录发动机的固定发动机的固定 检查检查发动机保护装置发

23、动机保护装置 检查检查启动马达启动马达 检查检查每每8000 个工作小时个工作小时冷却系统冷却液液样（冷却系统冷却液液样（2 级）级） 取样取样除烟滤清器滤芯除烟滤清器滤芯 更换更换旋转整流器旋转整流器 检查检查涡轮增压器涡轮增压器 检查检查水温调节器水温调节器 更换更换在在10000 至至20000 个工作小时之间个工作小时之间大修（发动机上部）大修（发动机上部）每每24000 个工作小时或每个工作小时或每3 年年冷却系统冷却液（冷却系统冷却液（DEAC） 更换更换在在30000 至至60000 个工作小时之间个工作小时之间大修（在机架上）大修（在机架上） 在在50000 至至100000

24、个工作小时之间个工作小时之间轴承检查。轴承检查。 大修（主要件）大修（主要件）23比较比较p建设分布式能源系统会增加成本吗？建设分布式能源系统会增加成本吗？v 初投资相对较大初投资相对较大v 节省了部分电力增容的固定投资节省了部分电力增容的固定投资v 节省了占地面积节省了占地面积v 节省了运行人员和维护费用节省了运行人员和维护费用v 节省了备用燃油储罐许可和投资节省了备用燃油储罐许可和投资v 节省了锅炉和空调机投资（部分项目中）节省了锅炉和空调机投资（部分项目中）v 运行支出仅为燃料费用运行支出仅为燃料费用v 电、热、冷综合收益电、热、冷综合收益v 整个运行寿命的节支收益整个运行寿命的节支收益

25、项目评估分析项目评估分析项目评估分析项目评估分析分布式能源项目分布式能源项目投资分析投资分析v 项目项目直接成本的构成：直接成本的构成：v 设备采购成本设备采购成本v 设备成本相对设备成本相对固定固定v 工程建设成本工程建设成本v 工程建设成本的弹性比较大，可以比设备小也工程建设成本的弹性比较大，可以比设备小也可比设备大很多可比设备大很多，受，受设计理念、建设理念的影设计理念、建设理念的影响，尤其是新建项目响，尤其是新建项目。分布式能源分布式能源项目收益分析项目收益分析收益收益= =发电收益发电收益供热（冷）收益供热（冷）收益 天然气消耗费用天然气消耗费用运运行维护费用行维护费用气价、电价决定

26、了分布式供能项目的基本经济效益走向；气价、电价决定了分布式供能项目的基本经济效益走向；由于各地的气价差别较大，因此一个完全一样的项目就可由于各地的气价差别较大，因此一个完全一样的项目就可以有不一样的结果；因此，具体项目需要具体分析。以有不一样的结果；因此，具体项目需要具体分析。项目评估分析项目评估分析分布式能源分布式能源项目收益分析项目收益分析( (楼供楼供) )项目评估分析项目评估分析项目地上海天然气价格（元/NM3)2.43电价(元/kW.h)0.9热价(元/kW.h)0.55项目地南昌天然气价格（元/NM3)3.68电价(元/kW.h)1.0584热价(元/kW.h)0.5项目地上海年运

27、行时间(h)年收益(万元)简单投资回收期(年)300098 6.0 4000131 4.5 5000163 3.6 项目地南昌年运行时间(h)年收益(万元)简单投资回收期(年)300062 9.5 400083 7.1 5000103 5.7 说明： 1.总投资仅含分布式能源系统机电部分，不包括土建费用； 2.收益已扣除设备维护费用，但未扣人工管理； 3.投资回收未计设备折旧、贷款利息等 分布式能源分布式能源项目收益分析项目收益分析( (区供区供) )项目评估分析项目评估分析项目地上海天然气价格（元/NM3)2.43电价(元/kW.h)0.6热价(元/kW.h)0.55项目地南昌天然气价格（元

28、/NM3)3.68电价(元/kW.h)1.0584热价(元/kW.h)0.5项目地上海年运行时间(h) 年收益(万元) 简单投资回收期(年)30002813 5.3 40003750 4.0 50004688 3.2 项目地南昌年运行时间(h) 年收益(万元) 简单投资回收期(年)30003333 4.5 40004444 3.4 50005555 2.7 说明： 1.总投资仅含分布式能源系统机电部分，不包括土建费用； 2.收益已扣除设备维护费用，但未扣人工管理; 3.投资回收未计设备折旧、贷款利息等 分布式能源分布式能源项目收益分析项目收益分析( (气价因素气价因素) )项目评估分析项目评估

29、分析区供楼供4.5 3.7 3.3 3.4 2.8 2.5 2.7 2.2 2.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 3.68元/m33元/m32.5元/m3简单回收期（年）简单回收期（年）3000400050009.5 8.2 6.7 7.1 6.2 5.0 5.7 4.9 4.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 3.68元/m33元/m32.5元/m3简单回收期（年）简单回收期（年）300040005000已实施的具体项目实例已实施的具体项目实例 据不完全统计，目前全国已完成分布

30、式能源据不完全统计，目前全国已完成分布式能源项目近项目近5050个；航天能源已完成分布式能源项目个；航天能源已完成分布式能源项目1717个，在建项目个，在建项目3 3个，审批项目个，审批项目5 5个，可研项目近个，可研项目近2020个。个。深圳燃气集团总部办公深圳燃气集团总部办公大楼大楼系统配置：4台C200微燃机1台C65微燃机1台溴化锂制冷机智能控制管理系统供能能力：发电：865kW制冷：1163kW生活热水：2t/h 已实施的具体项目实例（办公）已实施的具体项目实例（办公）建筑概况：建筑面积约6万平方米，分布式能源系统供能能力约占建筑最大设计负荷的1415%。上海航天上海航天宾馆宾馆 该

31、系统装有2台Capstone公司生产的C65ICHP微燃机，每台容量为65kW，热水产量为5t/h（15-60）。 该系统于2012年2月投运，微燃机产生的热水完全满足宾馆（建筑面积13741 平方米，客房总数186间、350个床位）的洗浴需求。 该系统总投资320万元，相比原系统，年收益约60万元，静态回收期约5.3年。已实施的具体项目实例（酒店）已实施的具体项目实例（酒店）已实施的具体项目实例（医院）已实施的具体项目实例（医院） 系统采用3台美国Capstone公司生产的C65ICHP微型燃气轮机一体机，发电195kW，生活热水6-8t/h， 产生的热水全部满足医院病人的洗浴需求和手术室的

32、热水需求。 分布式能源系统由发电机组、热交换器、泵、阀、蓄热水箱和热水管道及进口关税、并网费等组成，系统设备的投资估算为550万元左右。上海第一人民医院上海第一人民医院 发电量130kW，供热量220kW； 实现了分布式供能系统与原有烘干设备的完美匹配； 改变传统烘干直接燃烧气、油、电等高品位能源供热现状； 预计年经济收益可达35万，节约标煤 90t，减排210t。已实施的具体项目实例（工业）已实施的具体项目实例（工业）玉柴联合玉柴联合动力动力 发电容量600kW，余热量638kW； 发电机产生烟气余热用于预加热工业用导热油； 产生的缸套水余热用于驱动温水补燃吸收式制冷机，工艺制冷； 年预计节省费用260万，节约标煤440t，减排CO21069t。已实施的具体项目实例（工业）已实施的具体项目实例（工业）昆山福伊特纸业昆山福伊特纸业申能大厦申能大厦CCH