分布式供能技术简介

1、1分布式供能技术简介苏州大学热能与动力工程系苏州大学热能与动力工程系2 “十一五十一五”规划纲要提出十大节能重点工程规划纲要提出十大节能重点工程 1.1.低效燃煤工业锅炉低效燃煤工业锅炉( (窑炉窑炉) )改造改造2.2.区域热电联产区域热电联产3.3.余热余压利用余热余压利用4.4.节约和替代石油节约和替代石油5.5.电机系统节能电机系统节能6.6.能量系统优化能量系统优化7.7.建筑节能建筑节能8.8.绿色照明绿色照明9.9.政府机构节能政府机构节能10.10.节能监测和技术服务体系建设节能监测和技术服务体系建设 分布式供能技术3什么叫分布式供能什么叫分布式供能 将能量按照能级高低不同，配

2、送到将能量按照能级高低不同，配送到对应需要的耗能场合，这种供能方式称对应需要的耗能场合，这种供能方式称之为分布式供能。之为分布式供能。分布式供能技术4 传统的传统的“节能节能”概概念念跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏 树立科学用能、科学节能的理念树立科学用能、科学节能的理念 按质供能，按质用能，按质供能，按质用能，能级匹配，综合利用能级匹配，综合利用分布式供能技术5 一个简单而生动的案例一个简单而生动的案例房间温度房间温度维持在维持在27电炉丝温度电炉丝温度维持在维持在927 按放热按放热1kw计，产生计，产生 0.75kw做功能力损失。有做功能力损失。有悖于科学用能的原则。悖于科学用能的原则。分

3、布式供能技术1.1.高品位的电能直接转换高品位的电能直接转换成低品位的热能成低品位的热能电能（电能（1kW）2.2.大温差传热过程大温差传热过程6 消耗电能的制冷（供暖）系统消耗电能的制冷（供暖）系统分布式供能技术消耗电能的制冷（供暖）系统消耗电能的制冷（供暖）系统 如果系统的如果系统的供暖系数为供暖系数为2，若压缩机消耗若压缩机消耗1kW电能，系统电能，系统向房间供热向房间供热2kW热量。热量。7分布式供能技术 消耗热能的制冷（供暖）系统消耗热能的制冷（供暖）系统 吸收式制吸收式制冷（供暖）系冷（供暖）系统消耗低品位统消耗低品位的热能，加上的热能，加上从室外环境吸从室外环境吸收的热量，一收的

4、热量，一起提供给室内起提供给室内供暖。供暖。8 分布式供能的概念分布式供能的概念 分布式供能相对于传统的集中式供能方式而言。分布式供能相对于传统的集中式供能方式而言。是指将发电系统以小规模、分散式的方式布置在用户是指将发电系统以小规模、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或附近，可独立地输出电、热或( (和和) )冷能的系统。冷能的系统。 19781978年美国在公共事业管理政策法中提出此概念年美国在公共事业管理政策法中提出此概念并予公布，至今已被国际社会认同。并予公布，至今已被国际社会认同。分布式供能方式主要是指用液体或气体燃料的内分布式供能方式主要是指用液体或气体燃料的内燃机、微

5、型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。 分布式供能技术9分布式供能技术 分布式供能具有以下优势 1. 没有或有很低输配电损耗，无需建设配电站；没有或有很低输配电损耗，无需建设配电站； 2. 可根据热或电的需求进行热电比的变化调节从而增可根据热或电的需求进行热电比的变化调节从而增加年设备的利用小时；加年设备的利用小时； 3. 土建和安装成本低；土建和安装成本低； 4. 各电站相互独立，不受大规模停电事故影响；各电站相互独立，不受大规模停电事故影响； 5. 可进行遥控和监测区域电力质量和性能可进行遥控和监测区域电力质量和性能,适合对乡适合对乡村、牧区、山区、村

6、、牧区、山区、,及商业区和居民区提供电力；及商业区和居民区提供电力； 6. 大量减少了环保压力。大量减少了环保压力。 10冷热电联供系统的概念冷热电联供系统的概念冷热电联供冷热电联供(combined cooling heating (combined cooling heating and power, and power, CCHP) )是一种建立在能的梯级是一种建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热及发电集成利用概念基础上，将制冷、供热及发电集成的多联供总能系统，目的在于提高能源利用的多联供总能系统，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。效率，减少碳化物及有害气体的排

7、放。 分布式供能技术11 冷热电三联供系统的优点冷热电三联供系统的优点 能源利用率高能源利用率高, ,可达可达80%80%90%90% 经济性好，一般投资回收期在经济性好，一般投资回收期在4 46 6年年 环境友好，系统环境友好，系统COCO2 2排放仅为传统能源系统的排放仅为传统能源系统的30%30%50%50% 缓解电力高峰负荷缓解电力高峰负荷 提高供电安全性提高供电安全性分布式供能技术12燃料高温烟气供电缸套水热水供热给水供热（蒸汽或热水）烟气1234图例1 内燃机2 烟气余热回收装置3 发电机4 热交换器注：根据需要烟气 回收余热与缸 套水回收余热 可以串联使用分布式供能技术 内燃机作

8、为发动机的分布式供能系统原理图内燃机作为发动机的分布式供能系统原理图 13 冷热电联供系统能量利用率分析冷热电联供系统能量利用率分析分布式供能技术热电总效率发电效率余热回收效率烟气余热损失7.5%辐射热损失5%发电机损 失1.5%热能机械能烟气余热缸套冷却水 余 热24.5%25.0%36.5%86%49.5%36.5%62%38%100%热电总效率发电效率余热回收效率烟气余热损失7.5%辐射热损失5%发电机损 失1.5%热能机械能烟气余热24.5%25.0%36.5%86%49.5%36.5%62%38%100%14与固体燃料不同，天然气不但可以直接提供热能，还可以与固体燃料不同，天然气不但

9、可以直接提供热能，还可以直接产生动力。如果仅作为提供热能而使用，因为冬夏季直接产生动力。如果仅作为提供热能而使用，因为冬夏季热负荷差可达热负荷差可达4-54-5倍，这会导致季节用气不平衡，由此会倍，这会导致季节用气不平衡，由此会引起天然气价格波动。引起天然气价格波动。如果大力推广如果大力推广CCHPCCHP系统，夏季虽然热负荷大大降低，但将系统，夏季虽然热负荷大大降低，但将天然气转为动力利用，可使效率大大提高，天然气价格也天然气转为动力利用，可使效率大大提高，天然气价格也会下降。会下降。 西气东输为冷热电联供提供了契机西气东输为冷热电联供提供了契机分布式供能技术15来自用户来自用户的低温水的低

10、温水空气空气天然气天然气润滑油冷润滑油冷却器却器缸套水冷缸套水冷却器却器发动机发动机发电机发电机用电用电负荷负荷余热锅炉余热锅炉排烟消排烟消音器音器进入蓄热进入蓄热水箱水箱排烟管排烟管内燃机余热回收分布示意图内燃机余热回收分布示意图分布式供能技术16内燃机的能源分布形式内燃机的能源分布形式分布式供能技术17分布式供能技术燃气轮机作为发动机的分布式供能系统原理图燃气轮机作为发动机的分布式供能系统原理图 123454 发电机3 燃气透平2 燃烧室1 压气透平图例5 热交换器供电燃料给水烟气供热蒸汽高温烟气空气注：根据需要 余热回收 装置可以 增加补燃 系统18分布式供能技术 系统集成系统集成蒸汽系

11、统蒸汽系统19分布式供能技术排气系统排气系统20分布式供能技术一次能源利用率一次能源利用率PER (primary energy rate)冷热电分产系统冷热电分产系统21分布式供能技术一次能源消耗量一次能源消耗量22分布式供能技术冷热电联产系统冷热电联产系统一次能源利用率一次能源利用率PER一次能源节约率一次能源节约率23分布式供能技术冷热电联供系统在国外的发展冷热电联供系统在国外的发展国外国外英、美、日等发英、美、日等发达国家都起步较达国家都起步较早，尤其在美国早，尤其在美国目前正在运行的目前正在运行的联供系统多达联供系统多达30003000多个多个 欧盟欧盟15国联供系统在电力市场中占有

12、的百分比国联供系统在电力市场中占有的百分比 24分布式供能技术美国马里兰大学小型冷热电联供系统示意图美国马里兰大学小型冷热电联供系统示意图 25分布式供能技术东京居民区东京居民区CCHPCCHP系统系统 国外应用实例：大型系统国外应用实例：大型系统26德国德国MalteserMalteser医院的冷热电联供系统医院的冷热电联供系统国外应用实例：大型系统国外应用实例：大型系统分布式供能技术27英国曼彻斯特机场英国曼彻斯特机场CCHPCCHP系统系统国外应用实例：大型系统国外应用实例：大型系统分布式供能技术28日本已经商业化使用的燃料电池联供系统日本已经商业化使用的燃料电池联供系统 国外应用实例：

13、小型系统国外应用实例：小型系统分布式供能技术29意大利家庭用冷热电联供系统意大利家庭用冷热电联供系统 国外应用实例：小型系统国外应用实例：小型系统分布式供能技术30中华人民共和国节约能源法中华人民共和国节约能源法第三十九条第三十九条规定：规定：“国家鼓励发展冷、热、电联供，提国家鼓励发展冷、热、电联供，提高热能综合利用率。高热能综合利用率。”国家发改委、经贸委、建设部、环境保护总国家发改委、经贸委、建设部、环境保护总局局20002000年年12681268号决议第十四条规定：号决议第十四条规定：“积极积极发展适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、发展适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银行

14、、学校等公用建筑的冷热电联供医院、银行、学校等公用建筑的冷热电联供系统。系统。”11 11月月2424日，国务院副总理曾培炎在北京调研，日，国务院副总理曾培炎在北京调研，强调大力发展冷热电联供系统，保障城市用强调大力发展冷热电联供系统，保障城市用能安全。能安全。国家政策的支持国家政策的支持分布式供能技术31十一五规划十一五规划十一五规划提出建设资源节约型、环境友十一五规划提出建设资源节约型、环境友好型社会好型社会十一五期间在经济社会发展的主要指标共十一五期间在经济社会发展的主要指标共分四类分四类22个。其中约束性指标个。其中约束性指标8个，资个，资源环境类占了源环境类占了5个。个。分布式供能技

15、术32十一五规划提出指标：单位国内生产总值能源消十一五规划提出指标：单位国内生产总值能源消耗降低耗降低20%分布式供能技术在能源节约方面提出在能源节约方面提出1.1.结构节能结构节能2.2.技术节能技术节能3.3.管理节能管理节能 分布式供能33 约束性指标约束性指标 约束性指标是在预期性基础上进一约束性指标是在预期性基础上进一步明确并强化了政府责任的指标，是中步明确并强化了政府责任的指标，是中央政府在公共服务和涉及公众利益领域央政府在公共服务和涉及公众利益领域对地方政府和中央政府有关部门提出的对地方政府和中央政府有关部门提出的工作要求。政府要通过合理配置公共资工作要求。政府要通过合理配置公共

16、资源和有效运行行政力量，确保实现。源和有效运行行政力量，确保实现。分布式供能技术34经济条件：包括上海、江苏和浙江，是中国经济最具经济条件：包括上海、江苏和浙江，是中国经济最具活力的地区。长三角地区正走向活力的地区。长三角地区正走向“生态经济生态经济”，用，用“绿色长三角绿色长三角”指导经济发展。指导经济发展。 气源：西气东输的主要市场，气源充足，应用潜力很气源：西气东输的主要市场，气源充足，应用潜力很大。大。市场潜力：长江沿线的上海、苏州、无锡、常州、南市场潜力：长江沿线的上海、苏州、无锡、常州、南通、扬州、镇江、南京、杭州和宁波等城市拥有大量通、扬州、镇江、南京、杭州和宁波等城市拥有大量小

17、型工业项目，以及众多的宾馆、写字楼、大学城、小型工业项目，以及众多的宾馆、写字楼、大学城、住宅群，有很大的潜在市场。住宅群，有很大的潜在市场。 长三角地带长三角地带分布式供能技术35无锡天灵宾馆无锡天灵宾馆无锡首个天然气冷无锡首个天然气冷热电联供项目热电联供项目n无锡天灵宾馆无锡天灵宾馆n投资投资250250万万n发电装机发电装机135135千瓦千瓦n西气东输的天然气作为燃西气东输的天然气作为燃料料n能源利用率在能源利用率在8080以上以上分布式供能技术36区位优势：受上海辐射最近，经济增长速度快区位优势：受上海辐射最近，经济增长速度快经济发展模式：循环经济经济发展模式：循环经济 20052005年年1111月月1010日新华社电，苏州高新区日前被国家发改委、日新华社电，苏州高新区日前被国家发改委、环保总局