司亮

摘 要：天然氣分布式能源在天然氣能源原有的特點(diǎn)外，更加的清潔、節(jié)能、環(huán)保，并且可以通過降低傳輸線路損耗等方面來提高經(jīng)濟(jì)效益，因此不僅在我國(guó)，在世界范圍內(nèi)天然氣分布式能源都是廣受喜愛的一種新型能源。

關(guān)鍵詞：分布式能源；經(jīng)濟(jì)可行性

天然氣分布式發(fā)電技術(shù)相對(duì)于其他發(fā)電技術(shù)便捷之處總的來說可以分為以下三點(diǎn)（1）相比其他發(fā)電技術(shù)天然氣分布式發(fā)電技術(shù)更加環(huán)保、高效、靈活。（2）天然氣分布式發(fā)電技術(shù)所需土地面積較小，并且一般其設(shè)備都是在用戶側(cè)安裝，這就為可再生能源發(fā)電的應(yīng)用開辟了新的途徑。（3）由于其清潔的特性，在使用的同時(shí)不會(huì)對(duì)全球氣候產(chǎn)生不利影響?；谝陨蠋c(diǎn)，現(xiàn)如今全球各地都在大力發(fā)展天然氣分布式發(fā)電技術(shù)。

說回我國(guó)，我國(guó)目前也因?yàn)樘烊粴夥植际桨l(fā)電技術(shù)所特有的發(fā)電方式靈活、能源利用效率高、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)將其列為了傳統(tǒng)電網(wǎng)的重要補(bǔ)充部分，從而替代一批效率低下、對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的傳統(tǒng)發(fā)電方式。目前，在我國(guó)國(guó)內(nèi)，已經(jīng)有許多學(xué)者針對(duì)DG（分布式發(fā)電，distributed generation，DG）的并網(wǎng)和調(diào)度技術(shù)等方面做了大量的研究，但在這些研究之中，專門針對(duì)DG經(jīng)濟(jì)效益的研究還相對(duì)較少。為此下面筆者將會(huì)針對(duì)天然氣分布式發(fā)電所可以帶來的效益進(jìn)行系統(tǒng)化分析。

1 天然氣分布式能源的概念

天然氣分布式能源指的是以天然氣為主要燃料，從而帶動(dòng)整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)及內(nèi)燃機(jī)等燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備運(yùn)行的工作。具體就是通過設(shè)備所產(chǎn)生的電力能源去滿足用戶的用電需求，后將用戶們通過用電器所產(chǎn)生出來的廢氣廢熱通過余熱鍋爐或者余熱直燃機(jī)等余熱回收利用設(shè)備向用戶供熱、供冷。因此我們可以說天然氣分布式能源系統(tǒng)是一種集煤氣、電力、供暖、降溫為一體的多功能服務(wù)系統(tǒng)。并且燃?xì)饫錈犭姸嗦?lián)供系統(tǒng)在廣泛意義上還有兩層具體含義：一是比較方便快捷，人們所需的電能都是現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生，現(xiàn)場(chǎng)供人們進(jìn)行使用。二是冷熱電聯(lián)供，通過一種能源的輸入，同時(shí)滿足用戶電、熱、冷多種能量形式的需求，極大提高能源的利用效率，同時(shí)對(duì)人們的生存環(huán)境也起到了保護(hù)作用。

2 天然氣分布式能源的經(jīng)濟(jì)可行性

2.1 應(yīng)用范圍

天然氣分布式能源系統(tǒng)在我國(guó)發(fā)展已經(jīng)有一段時(shí)間，現(xiàn)如今其使用范圍比較廣泛，主要可以分為以下幾類（1）一些大型城市新建筑、一些中小城鎮(zhèn)當(dāng)中的新房地產(chǎn)（2）政府所在的一些工業(yè)園區(qū)、高新區(qū)以及技術(shù)開發(fā)區(qū)，（3）大中型公建項(xiàng)目：機(jī)場(chǎng)、鐵路站、交通樞紐，（4）綜合商業(yè)區(qū)或商務(wù)區(qū)，（5）單體或建筑群如醫(yī)院、酒店、學(xué)校、寫字樓、機(jī)關(guān)等。

2.2 發(fā)展天然氣分布式能源的意義

2.2.1 節(jié)能方面

天然氣分布式能源系統(tǒng)作為一種嶄新的能源綜合利用系統(tǒng)，它是在熱電聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上配制以熱能為動(dòng)力的吸收式制冷機(jī)。夏季利用多余的蒸汽或熱水來制冷，使熱電廠在生產(chǎn)供應(yīng)電能和熱能的同時(shí)，也生產(chǎn)供給冷水，用于空調(diào)及工藝?yán)鋮s，充分利用了一次能源，系統(tǒng)綜合能源利用可高達(dá)80%以上。節(jié)約了低位熱能，更主要的是增加了夏季的熱負(fù)荷，這對(duì)于燃機(jī)來說可增大機(jī)組的負(fù)荷率，使機(jī)組效率提高。在增加發(fā)電量的同時(shí)，也降低了燃料消耗量。靠近負(fù)荷中心，減少電廠的建設(shè)規(guī)模、輸配電線損及管道熱損。

2.2.2 環(huán)保方面

建設(shè)分布式能源系統(tǒng)將帶來良好的節(jié)能減排效益，天然氣分布式能源系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)能源綜合利用的同時(shí)，具有良好的節(jié)能減排效益，相比傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電形式，天然氣分布式能源系統(tǒng)可減少50%以上的CO2、幾乎100%的SO2和70%的NOX排放，幾乎沒有固體廢棄物和廢水的排放。同時(shí)，由于分布式能源系統(tǒng)靠近用戶側(cè)的布置特點(diǎn)，可進(jìn)一步減少電能在輸送、配置過程中的損耗，提高能源終端利用效率。

2.3 DG的經(jīng)濟(jì)效益分析

分布式發(fā)電是指功率在幾十千瓦到幾十兆瓦范圍內(nèi)、分布在負(fù)荷附近的清潔環(huán)保發(fā)電設(shè)施，能夠經(jīng)濟(jì)、高效、可靠地發(fā)電。分布式發(fā)電是區(qū)別于傳統(tǒng)集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離傳輸、大互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)電形式。與集中式發(fā)電方式相比，分布式發(fā)電具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）一般DG實(shí)行自發(fā)自用，電力就地消化，減少運(yùn)輸成本，降低集中輸配網(wǎng)中的線路耗損。（2）污染物排放較少，部分DG實(shí)現(xiàn)零污染。

2.4 分布式能源的經(jīng)濟(jì)效益主要表現(xiàn)

2.4.1 降低線損

傳統(tǒng)集中輸配電模式，由于存在線路電阻等原因，不可避免的會(huì)發(fā)生線損，系統(tǒng)線損與輸配線路長(zhǎng)度與電阻等情況相關(guān)。DG分布在負(fù)荷端，不需要集中輸配，可以有效降低線損。當(dāng)負(fù)荷需求較大時(shí)，DG的運(yùn)行能夠減少系統(tǒng)線損，而當(dāng)負(fù)荷需求較小時(shí)，運(yùn)行DG反而會(huì)增加線損。

2.4.2 環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益

DG的環(huán)境效益主要體現(xiàn)在排污量減少和資源的合理利用上。DG的燃料多為天然氣、輕質(zhì)油或可再生清潔能源，發(fā)電過程中SO2、NO2、CO2、粉塵、廢水廢渣的排放將明顯減少。DG的電壓等級(jí)較低，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)較低，其電磁污染比傳統(tǒng)的集中式發(fā)電要小得多。排污量的減少將大大降低電力企業(yè)以及全社會(huì)的環(huán)保支出，產(chǎn)生間接的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 DG的經(jīng)濟(jì)效益模型

2.5.1 線損效益模型

假設(shè)集中負(fù)荷端和電源端之間的配電網(wǎng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)，單位為km，線路單位長(zhǎng)度電阻為r，單位為Ω/km。令流入集中負(fù)荷端的電流為IF，單位為A。假設(shè)DG接入點(diǎn)距集中電源端距離為K，DG注入系統(tǒng)的電流為ID，單位為A。集中電源與DG電源接入點(diǎn)之間單相線路流過的電流為IS，IS=IL-IDG。

2.5.2 環(huán)境效益模型

系統(tǒng)接入DG之后，會(huì)給系統(tǒng)帶來環(huán)境效益。計(jì)算環(huán)境效益主要考慮三種排放污染物：氮氧化合物、SO2和CO2。計(jì)算污染物排放量需要考慮兩部分內(nèi)容：（1）由于DG接入系統(tǒng)中，取代其他污染較為嚴(yán)重的機(jī)組出力，從而減少這部分機(jī)組帶來的環(huán)境污染。（2）以天然氣為燃料的DG和生物質(zhì)發(fā)電出力時(shí)會(huì)產(chǎn)生一部分污染物。

3 分布式能源的發(fā)展前景

雖然分布式能源在國(guó)內(nèi)的發(fā)展尚未普及，但已有成功的案例，如在北京、上海、廣州、杭州等一線發(fā)達(dá)城市已有分布式能源應(yīng)用的成功案例。今年來，國(guó)家重視分布式能源的推廣應(yīng)用，相關(guān)政策也在陸續(xù)出臺(tái)，給發(fā)展分布式能源創(chuàng)造了良好的市場(chǎng)環(huán)境。發(fā)展分布式能源對(duì)我國(guó)提高能效、節(jié)能減排有重大的戰(zhàn)略意義，是我國(guó)發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵，也是未來能源技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。天然氣分布式能源的廣泛應(yīng)用是未來城市發(fā)展的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁小川，周宇昊，王思文.天然氣分布式能源經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)估方法研究[J].發(fā)電與空調(diào)，2015（01）.

[2] 林冬梅.淺談天然氣分布式能源經(jīng)濟(jì)可行性[J].福建建筑，2016（05）.

[3] 俞利鋒，王偉.天然氣分布式能源在浙江的發(fā)展前景分析[J].中外能源，2014（01）.