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分布式能源進行時 發布時間: 2014-12-10

正是由于小而靈活的特性,分布式能源系統的優點也較為突出

上海迪士尼樂園的電力、冷、熱就是通過分布式能源系統提供

11月12日,中美雙方在北京發布了應對氣候變化的聯合聲明,宣布兩國各自2020年后應對氣候變化行動目標。中國首次正式提出2030年中國碳排放達到峰值并努力早日達峰,并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。

中美氣候協定的出臺,為中國設定了一個較高的非化石能源發展目標,給新一輪能源結構轉型帶來了極大的挑戰。

事實上,中國能源消費結構正在朝著低碳化的方向發展。2013年,中國煤炭和石油消費量雙雙創出新低,能源結構在進一步改善。2013年,煤炭在中國一次能源消費結構中的比重僅為67.5%,創歷史新低;石油比重為17.8%,創造了1991年以來的最低值。而在過去十年間,天然氣占中國能源消費結構的比重翻了一番,達到5.1%。在未來的一段時間內,天然氣將作為我國調整能源結構最為倚重的能源形式之一。

天然氣已經開始在我國能源消費結構中大展拳腳,其需求量正以每年8%的速度增長。2025年中國的天然氣市場將是當前規模的2.5倍。

天然氣從區域性和邊緣燃料轉變為全球能源版圖的焦點。 伴隨著跨國天然氣管道的落地、海上LNG進口拓展以及中國頁巖氣開發不斷取得的進展,未來天然氣在中國供應將會得到可靠地保障,而怎么高效利用這種清潔能源成為了目前業內最為關注的話題。

為何是分布式?

天然氣分布式技術將成為興起的天然氣時代最突出的受益者。據中國科學院工程熱物理研究所院士徐建中介紹,我國能源效率低下,有驚人的浪費?!澳茉葱始s為36%,比發達國家低約10%,產品能耗與國際先進水平有較大差距。因而,科學用能非常必要,而科學用能的典范和重要途徑——就是將供能系統建在用戶附近,就地消納。分布式能源系統的應用正符合科學用能要求。

在GE發布的《分布式能源白皮書》中做了這樣的描述,分布式能源是指在使用點或附近發電。分布式能源技術可以是固定式(一般指電氣應用)或移動式(海上和機車應用)??捎民R力(hp)或發電容量(kW或 MW)來測量分布式能源系統的潛在輸出。

正是由于小而靈活的特性,分布式能源系統的優點也較為突出。首先,它們可快速安裝,最快可在幾天或幾個月內完成,而傳統大型電站的建設時間則要長得多。當有未滿足的能源需求而且必須快速增加供應時,這種快速部署特性變得尤為適用。在發生自然災害需要恢復電力供應,或處于能源系統不穩定的情況下,分布式能源的快速構建特性也變得非常重要。

其次,分布式能源技術體積小巧,能夠按需而建,并可以隨著需求的增加而逐漸增加供應。因此對于一次性采購、建設以及運營成本的要求較低。相比之下,大型電站的建設則需要大規模資金投入,并且建成之后,規模也不能隨意調整。在一些缺乏支持大型項目資金的發展中國家,如果使用分布式能源技術,則不需要為基礎設施的建設投入大筆資金。 

第三,分布式能源系統通常都部署在用戶附近,可獨立地輸出電、熱和冷等能量形式。各電站之間相互聯網,使電、熱和冷等在整個大區域內靈活調配,使能源利用率達到最高。同時各電站獨立運行,供電的可靠性大大地提高,減少發生大規模供電事故的可能性。這些都是傳統輸配電方式無法實現的。

區別于由大規模電力系統發電、遠距離輸送的用電方式,分布式能源系統主要是適用于以下三類用戶:一是同時需要電與熱的終端用戶(例如酒店、大型商業綜合體等)。分布式發電能夠大幅提高能源利用效率80%以上,遠遠高于我國目前的能源效率。并且相比較于傳統燃煤發電,利用天然氣這種清潔能源,可以減少環境污染。二是需要可靠電力的終端用戶(大型數據中心,醫院,機場等)。獨立電源保證電力供應,而GE航改型燃機從啟動到滿負荷僅需要10分鐘,而這種靈活啟停的發電設備也是城市調峰的選擇之一。此外,在偏遠地區(如山區,獨立海島),分布式能源系統可以利用生物質氣和沼氣等其他氣源,保證基礎電網沒有覆蓋的區域正常、高效供電。

縱觀電力系統發展史,分散化的發展潮流勢不可擋。自從托馬斯愛迪生于 1882 年建立第一座電廠以來,今天越來越多地使用分布式能源技術,以在使用點或附近提供電力和機械能源。分布式能源技術可以創建一個分散的能源系統,通過分布式發電機滿足整個網絡中的就地能源需求。

這一高效的用能方式也受到政策的強力支持。在國家出臺的“十二五”規劃中明確提出“優先發展大中城市、工業園區熱電聯產機組”及“促進分布式能源系統的推廣應用”等戰略目標?!秶夷茉淳株P于對〈發展天然氣分布式能源的指導意見〉征求意見的函》中指出,“十二五”初期我國擬建設1000個天然氣分布式能源項目等。

在政策的推動下以及天然氣氣源不斷拓展下,分布式能源系統的應用已經成為不可忽視的一種用能方式。

GE的機會

在即將建成的中國內地第一個迪斯尼樂園——上海迪斯尼度假區。不論是美輪美奐的燈光還是驚險刺激的游玩項目,所需要的電力、冷、熱甚至壓縮空氣都是由一個集中的分布式能源系統來提供,這個系統也被稱為“綠色動力芯”。該分布式能源中心的一期工程將采用五臺GE 4.4兆瓦J624顏巴赫機組,提供冷、熱、電和壓縮空氣,整體能源效率高達85%,實現度假區運營的環保高效。同時,富余的電力將并入地區電網。

而類似迪斯尼這樣的由分布式能源系統高效率供能的項目正在中國遍地開花。特別是對一些關鍵部門,可靠的電力供應更為迫切。目前,國內某些地區尤其是東南沿海城市的數據中心產業,夏季往往會面臨電力短缺的情況。受供電局“讓電于民”政策的影響,一些數據中心在用電高峰時段可能需要拉閘限電,這極大影響了數據中心的持續運營,并給數據中心帶來了成本上的壓力。

據GE分布式能源亞太區市場拓展總監沈祺俊介紹,除了限電的情況,數據中心在擴容的過程中也可能遭遇電力瓶頸問題?!爱數刈冸娬就梢詽M足數據中心一期、二期的供電需求,然而當建設到三期、四期的時候,變電站可能就無法滿足電力需求?!?/FONT>

正是遭遇上述瓶頸,分布式能源系統在數據中心的應用也愈加廣泛。

在北京昌平的中石油數據中心,也是由分布式能源提供100%的電與冷,雙回路市電作為備用電力使用,替代了柴油機組備電的功能。這是中國唯一已經建成的完全采用分布式能源供電、供冷的數據中心,也是GE分布式能源解決方案應用到國內數據中心的一個典型案例。

在我國,典型的分布式能源應用以航改型、工業輕型燃機驅動的聯合循環、熱電聯供為主,輻射鄰近的工業園區、新區,提供電和工業、采暖用蒸汽,或者以樓宇綜合體為供應單元,用燃氣內燃機和吸收式制冷機組驅動的冷熱電三聯供形式,供應樓宇綜合體需要的電、生活熱水和空調冷卻水。

相對于分布式能源市場的其他競爭對手,通用電氣的一個突出競爭優勢就在于能夠提供最完整的產品線。GE不但可以提供從200千瓦到100兆瓦的發電設備,如內燃機、航改機等,還可以根據客戶的用電量和日常運作情況,為客戶量身定制分布式能源解決方案。

而為了加快設備的本地化以及成本的進一步降低,GE還在中國找到了最好的合作伙伴——中國華電集團公司。作為中國最大的發電集團的之一,華電在分布式能源領域涉獵很早,在國內投資多個分布式能源項目。

2011年8月,中國華電集團與GE公司針對于分布式能源行業成立合資公司——華電通用輕型燃機設備有限公司。10月24日,合資公司組裝生產的首臺航改型燃氣輪機發電機組順利下線,標志著中國分布式能源產業在技術和產品領域取得了重要進展。

伴隨著越來越多的項目落地,分布式能源的市場也將迎來新的爆發。根據GE《分布式能源白皮書》,2012 年,分布式能源技術的投資達到1500億美元,包括在全球電氣、電力、機械傳動和推進應用領域的燃氣輪機、往復式發動機和太陽能光伏產品。到2020年,分布式能源技術的投資將從 1500 億美元增加到 2060 億美元。這也就是意味著分布式的“黃金時代”即將到來。編輯/劉葉

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