分布式供能技術(shù)簡介

1、1分布式供能技術(shù)簡介蘇州大學(xué)熱能與動力工程系蘇州大學(xué)熱能與動力工程系2 “十一五十一五”規(guī)劃綱要提出十大節(jié)能重點工程規(guī)劃綱要提出十大節(jié)能重點工程 1.1.低效燃煤工業(yè)鍋爐低效燃煤工業(yè)鍋爐( (窯爐窯爐) )改造改造2.2.區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)3.3.余熱余壓利用余熱余壓利用4.4.節(jié)約和替代石油節(jié)約和替代石油5.5.電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能6.6.能量系統(tǒng)優(yōu)化能量系統(tǒng)優(yōu)化7.7.建筑節(jié)能建筑節(jié)能8.8.綠色照明綠色照明9.9.政府機(jī)構(gòu)節(jié)能政府機(jī)構(gòu)節(jié)能10.10.節(jié)能監(jiān)測和技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)節(jié)能監(jiān)測和技術(shù)服務(wù)體系建設(shè) 分布式供能技術(shù)3什么叫分布式供能什么叫分布式供能 將能量按照能級高低不同，配

2、送到將能量按照能級高低不同，配送到對應(yīng)需要的耗能場合，這種供能方式稱對應(yīng)需要的耗能場合，這種供能方式稱之為分布式供能。之為分布式供能。分布式供能技術(shù)4 傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的“節(jié)能節(jié)能”概概念念跑、冒、滴、漏跑、冒、滴、漏 樹立科學(xué)用能、科學(xué)節(jié)能的理念樹立科學(xué)用能、科學(xué)節(jié)能的理念 按質(zhì)供能，按質(zhì)用能，按質(zhì)供能，按質(zhì)用能，能級匹配，綜合利用能級匹配，綜合利用分布式供能技術(shù)5 一個簡單而生動的案例一個簡單而生動的案例房間溫度房間溫度維持在維持在27電爐絲溫度電爐絲溫度維持在維持在927 按放熱按放熱1kw計，產(chǎn)生計，產(chǎn)生 0.75kw做功能力損失。有做功能力損失。有悖于科學(xué)用能的原則。悖于科學(xué)用能的原則。分

3、布式供能技術(shù)1.1.高品位的電能直接轉(zhuǎn)換高品位的電能直接轉(zhuǎn)換成低品位的熱能成低品位的熱能電能（電能（1kW）2.2.大溫差傳熱過程大溫差傳熱過程6 消耗電能的制冷（供暖）系統(tǒng)消耗電能的制冷（供暖）系統(tǒng)分布式供能技術(shù)消耗電能的制冷（供暖）系統(tǒng)消耗電能的制冷（供暖）系統(tǒng) 如果系統(tǒng)的如果系統(tǒng)的供暖系數(shù)為供暖系數(shù)為2，若壓縮機(jī)消耗若壓縮機(jī)消耗1kW電能，系統(tǒng)電能，系統(tǒng)向房間供熱向房間供熱2kW熱量。熱量。7分布式供能技術(shù) 消耗熱能的制冷（供暖）系統(tǒng)消耗熱能的制冷（供暖）系統(tǒng) 吸收式制吸收式制冷（供暖）系冷（供暖）系統(tǒng)消耗低品位統(tǒng)消耗低品位的熱能，加上的熱能，加上從室外環(huán)境吸從室外環(huán)境吸收的熱量，一收的

4、熱量，一起提供給室內(nèi)起提供給室內(nèi)供暖。供暖。8 分布式供能的概念分布式供能的概念 分布式供能相對于傳統(tǒng)的集中式供能方式而言。分布式供能相對于傳統(tǒng)的集中式供能方式而言。是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模、分散式的方式布置在用戶是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模、分散式的方式布置在用戶附近，可獨立地輸出電、熱或附近，可獨立地輸出電、熱或( (和和) )冷能的系統(tǒng)。冷能的系統(tǒng)。 19781978年美國在公共事業(yè)管理政策法中提出此概念年美國在公共事業(yè)管理政策法中提出此概念并予公布，至今已被國際社會認(rèn)同。并予公布，至今已被國際社會認(rèn)同。分布式供能方式主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)分布式供能方式主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)燃機(jī)、微

5、型燃?xì)廨啓C(jī)和各種工程用的燃料電池。燃機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)和各種工程用的燃料電池。 分布式供能技術(shù)9分布式供能技術(shù) 分布式供能具有以下優(yōu)勢 1. 沒有或有很低輸配電損耗，無需建設(shè)配電站；沒有或有很低輸配電損耗，無需建設(shè)配電站； 2. 可根據(jù)熱或電的需求進(jìn)行熱電比的變化調(diào)節(jié)從而增可根據(jù)熱或電的需求進(jìn)行熱電比的變化調(diào)節(jié)從而增加年設(shè)備的利用小時；加年設(shè)備的利用小時； 3. 土建和安裝成本低；土建和安裝成本低； 4. 各電站相互獨立，不受大規(guī)模停電事故影響；各電站相互獨立，不受大規(guī)模停電事故影響； 5. 可進(jìn)行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質(zhì)量和性能可進(jìn)行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質(zhì)量和性能,適合對鄉(xiāng)適合對鄉(xiāng)村、牧區(qū)、山區(qū)、村

6、、牧區(qū)、山區(qū)、,及商業(yè)區(qū)和居民區(qū)提供電力；及商業(yè)區(qū)和居民區(qū)提供電力； 6. 大量減少了環(huán)保壓力。大量減少了環(huán)保壓力。 10冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的概念冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的概念冷熱電聯(lián)供冷熱電聯(lián)供(combined cooling heating (combined cooling heating and power, and power, CCHP) )是一種建立在能的梯級是一種建立在能的梯級利用概念基礎(chǔ)上，將制冷、供熱及發(fā)電集成利用概念基礎(chǔ)上，將制冷、供熱及發(fā)電集成的多聯(lián)供總能系統(tǒng)，目的在于提高能源利用的多聯(lián)供總能系統(tǒng)，目的在于提高能源利用效率，減少碳化物及有害氣體的排放。效率，減少碳化物及有害氣體的排

7、放。 分布式供能技術(shù)11 冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)點冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)點 能源利用率高能源利用率高, ,可達(dá)可達(dá)80%80%90%90% 經(jīng)濟(jì)性好，一般投資回收期在經(jīng)濟(jì)性好，一般投資回收期在4 46 6年年 環(huán)境友好，系統(tǒng)環(huán)境友好，系統(tǒng)COCO2 2排放僅為傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的排放僅為傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的30%30%50%50% 緩解電力高峰負(fù)荷緩解電力高峰負(fù)荷 提高供電安全性提高供電安全性分布式供能技術(shù)12燃料高溫?zé)煔夤╇姼滋姿疅崴峤o水供熱（蒸汽或熱水）煙氣1234圖例1 內(nèi)燃機(jī)2 煙氣余熱回收裝置3 發(fā)電機(jī)4 熱交換器注：根據(jù)需要煙氣 回收余熱與缸 套水回收余熱 可以串聯(lián)使用分布式供能技術(shù) 內(nèi)燃機(jī)作

8、為發(fā)動機(jī)的分布式供能系統(tǒng)原理圖內(nèi)燃機(jī)作為發(fā)動機(jī)的分布式供能系統(tǒng)原理圖 13 冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)能量利用率分析冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)能量利用率分析分布式供能技術(shù)熱電總效率發(fā)電效率余熱回收效率煙氣余熱損失7.5%輻射熱損失5%發(fā)電機(jī)損 失1.5%熱能機(jī)械能煙氣余熱缸套冷卻水 余 熱24.5%25.0%36.5%86%49.5%36.5%62%38%100%熱電總效率發(fā)電效率余熱回收效率煙氣余熱損失7.5%輻射熱損失5%發(fā)電機(jī)損 失1.5%熱能機(jī)械能煙氣余熱24.5%25.0%36.5%86%49.5%36.5%62%38%100%14與固體燃料不同，天然氣不但可以直接提供熱能，還可以與固體燃料不同，天然氣不但

9、可以直接提供熱能，還可以直接產(chǎn)生動力。如果僅作為提供熱能而使用，因為冬夏季直接產(chǎn)生動力。如果僅作為提供熱能而使用，因為冬夏季熱負(fù)荷差可達(dá)熱負(fù)荷差可達(dá)4-54-5倍，這會導(dǎo)致季節(jié)用氣不平衡，由此會倍，這會導(dǎo)致季節(jié)用氣不平衡，由此會引起天然氣價格波動。引起天然氣價格波動。如果大力推廣如果大力推廣CCHPCCHP系統(tǒng)，夏季雖然熱負(fù)荷大大降低，但將系統(tǒng)，夏季雖然熱負(fù)荷大大降低，但將天然氣轉(zhuǎn)為動力利用，可使效率大大提高，天然氣價格也天然氣轉(zhuǎn)為動力利用，可使效率大大提高，天然氣價格也會下降。會下降。 西氣東輸為冷熱電聯(lián)供提供了契機(jī)西氣東輸為冷熱電聯(lián)供提供了契機(jī)分布式供能技術(shù)15來自用戶來自用戶的低溫水的低

10、溫水空氣空氣天然氣天然氣潤滑油冷潤滑油冷卻器卻器缸套水冷缸套水冷卻器卻器發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)用電用電負(fù)荷負(fù)荷余熱鍋爐余熱鍋爐排煙消排煙消音器音器進(jìn)入蓄熱進(jìn)入蓄熱水箱水箱排煙管排煙管內(nèi)燃機(jī)余熱回收分布示意圖內(nèi)燃機(jī)余熱回收分布示意圖分布式供能技術(shù)16內(nèi)燃機(jī)的能源分布形式內(nèi)燃機(jī)的能源分布形式分布式供能技術(shù)17分布式供能技術(shù)燃?xì)廨啓C(jī)作為發(fā)動機(jī)的分布式供能系統(tǒng)原理圖燃?xì)廨啓C(jī)作為發(fā)動機(jī)的分布式供能系統(tǒng)原理圖 123454 發(fā)電機(jī)3 燃?xì)馔钙? 燃燒室1 壓氣透平圖例5 熱交換器供電燃料給水煙氣供熱蒸汽高溫?zé)煔饪諝庾ⅲ焊鶕?jù)需要 余熱回收 裝置可以 增加補(bǔ)燃 系統(tǒng)18分布式供能技術(shù) 系統(tǒng)集成系統(tǒng)集成蒸汽系

11、統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)19分布式供能技術(shù)排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)20分布式供能技術(shù)一次能源利用率一次能源利用率PER (primary energy rate)冷熱電分產(chǎn)系統(tǒng)冷熱電分產(chǎn)系統(tǒng)21分布式供能技術(shù)一次能源消耗量一次能源消耗量22分布式供能技術(shù)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)一次能源利用率一次能源利用率PER一次能源節(jié)約率一次能源節(jié)約率23分布式供能技術(shù)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在國外的發(fā)展冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在國外的發(fā)展國外國外英、美、日等發(fā)英、美、日等發(fā)達(dá)國家都起步較達(dá)國家都起步較早，尤其在美國早，尤其在美國目前正在運行的目前正在運行的聯(lián)供系統(tǒng)多達(dá)聯(lián)供系統(tǒng)多達(dá)30003000多個多個 歐盟歐盟15國聯(lián)供系統(tǒng)在電力市場中占有

12、的百分比國聯(lián)供系統(tǒng)在電力市場中占有的百分比 24分布式供能技術(shù)美國馬里蘭大學(xué)小型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)示意圖美國馬里蘭大學(xué)小型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)示意圖 25分布式供能技術(shù)東京居民區(qū)東京居民區(qū)CCHPCCHP系統(tǒng)系統(tǒng) 國外應(yīng)用實例：大型系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：大型系統(tǒng)26德國德國MalteserMalteser醫(yī)院的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)醫(yī)院的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：大型系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：大型系統(tǒng)分布式供能技術(shù)27英國曼徹斯特機(jī)場英國曼徹斯特機(jī)場CCHPCCHP系統(tǒng)系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：大型系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：大型系統(tǒng)分布式供能技術(shù)28日本已經(jīng)商業(yè)化使用的燃料電池聯(lián)供系統(tǒng)日本已經(jīng)商業(yè)化使用的燃料電池聯(lián)供系統(tǒng) 國外應(yīng)用實例：

13、小型系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：小型系統(tǒng)分布式供能技術(shù)29意大利家庭用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)意大利家庭用冷熱電聯(lián)供系統(tǒng) 國外應(yīng)用實例：小型系統(tǒng)國外應(yīng)用實例：小型系統(tǒng)分布式供能技術(shù)30中華人民共和國節(jié)約能源法中華人民共和國節(jié)約能源法第三十九條第三十九條規(guī)定：規(guī)定：“國家鼓勵發(fā)展冷、熱、電聯(lián)供，提國家鼓勵發(fā)展冷、熱、電聯(lián)供，提高熱能綜合利用率。高熱能綜合利用率?！眹野l(fā)改委、經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)總國家發(fā)改委、經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)總局局20002000年年12681268號決議第十四條規(guī)定：號決議第十四條規(guī)定：“積極積極發(fā)展適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場、發(fā)展適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場、醫(yī)院、銀行

14、、學(xué)校等公用建筑的冷熱電聯(lián)供醫(yī)院、銀行、學(xué)校等公用建筑的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)。系統(tǒng)?！?1 11月月2424日，國務(wù)院副總理曾培炎在北京調(diào)研，日，國務(wù)院副總理曾培炎在北京調(diào)研，強(qiáng)調(diào)大力發(fā)展冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，保障城市用強(qiáng)調(diào)大力發(fā)展冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，保障城市用能安全。能安全。國家政策的支持國家政策的支持分布式供能技術(shù)31十一五規(guī)劃十一五規(guī)劃十一五規(guī)劃提出建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友十一五規(guī)劃提出建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會好型社會十一五期間在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要指標(biāo)共十一五期間在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要指標(biāo)共分四類分四類22個。其中約束性指標(biāo)個。其中約束性指標(biāo)8個，資個，資源環(huán)境類占了源環(huán)境類占了5個。個。分布式供能技

15、術(shù)32十一五規(guī)劃提出指標(biāo)：單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消十一五規(guī)劃提出指標(biāo)：單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低耗降低20%分布式供能技術(shù)在能源節(jié)約方面提出在能源節(jié)約方面提出1.1.結(jié)構(gòu)節(jié)能結(jié)構(gòu)節(jié)能2.2.技術(shù)節(jié)能技術(shù)節(jié)能3.3.管理節(jié)能管理節(jié)能 分布式供能33 約束性指標(biāo)約束性指標(biāo) 約束性指標(biāo)是在預(yù)期性基礎(chǔ)上進(jìn)一約束性指標(biāo)是在預(yù)期性基礎(chǔ)上進(jìn)一步明確并強(qiáng)化了政府責(zé)任的指標(biāo)，是中步明確并強(qiáng)化了政府責(zé)任的指標(biāo)，是中央政府在公共服務(wù)和涉及公眾利益領(lǐng)域央政府在公共服務(wù)和涉及公眾利益領(lǐng)域?qū)Φ胤秸椭醒胝嘘P(guān)部門提出的對地方政府和中央政府有關(guān)部門提出的工作要求。政府要通過合理配置公共資工作要求。政府要通過合理配置公共

16、資源和有效運行行政力量，確保實現(xiàn)。源和有效運行行政力量，確保實現(xiàn)。分布式供能技術(shù)34經(jīng)濟(jì)條件：包括上海、江蘇和浙江，是中國經(jīng)濟(jì)最具經(jīng)濟(jì)條件：包括上海、江蘇和浙江，是中國經(jīng)濟(jì)最具活力的地區(qū)。長三角地區(qū)正走向活力的地區(qū)。長三角地區(qū)正走向“生態(tài)經(jīng)濟(jì)生態(tài)經(jīng)濟(jì)”，用，用“綠色長三角綠色長三角”指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 氣源：西氣東輸?shù)闹饕袌?，氣源充足，?yīng)用潛力很氣源：西氣東輸?shù)闹饕袌?，氣源充足，?yīng)用潛力很大。大。市場潛力：長江沿線的上海、蘇州、無錫、常州、南市場潛力：長江沿線的上海、蘇州、無錫、常州、南通、揚州、鎮(zhèn)江、南京、杭州和寧波等城市擁有大量通、揚州、鎮(zhèn)江、南京、杭州和寧波等城市擁有大量小

17、型工業(yè)項目，以及眾多的賓館、寫字樓、大學(xué)城、小型工業(yè)項目，以及眾多的賓館、寫字樓、大學(xué)城、住宅群，有很大的潛在市場。住宅群，有很大的潛在市場。 長三角地帶長三角地帶分布式供能技術(shù)35無錫天靈賓館無錫天靈賓館無錫首個天然氣冷無錫首個天然氣冷熱電聯(lián)供項目熱電聯(lián)供項目n無錫天靈賓館無錫天靈賓館n投資投資250250萬萬n發(fā)電裝機(jī)發(fā)電裝機(jī)135135千瓦千瓦n西氣東輸?shù)奶烊粴庾鳛槿嘉鳉鈻|輸?shù)奶烊粴庾鳛槿剂狭蟦能源利用率在能源利用率在8080以上以上分布式供能技術(shù)36區(qū)位優(yōu)勢：受上海輻射最近，經(jīng)濟(jì)增長速度快區(qū)位優(yōu)勢：受上海輻射最近，經(jīng)濟(jì)增長速度快經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式：循環(huán)經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式：循環(huán)經(jīng)濟(jì) 20052005年年1111月月1010日新華社電，蘇州高新區(qū)日前被國家發(fā)改委、日新華社電，蘇州高新區(qū)日前被國家發(fā)改委、環(huán)?？偩?/p>