2022年分布式能源系统与地产的应用与前景 .pdf

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1、分布式能源系统与地产的应用与前景The application of distributed energy and prospects 摘要：一、传统能源与分布式能源的区别二、目前国内外对分布式能源的应用三、分布式能源的发展前景四、协鑫地产分布式能源研发的优势和展望分布式能源系统 因其灵活的变负荷，较低的初投资，供电的高可靠性，很小的输电损失和适合可再生能源应用等特点在世界能源领域越来越受到重视，世界各国都不同程度地关注分布式能源系统的建设，积极试点，认真进行立法准备，抓紧开发配套相关设备。分布式能源系统与集中发电、远距离输电和大电网供电的传统电力系统相比，克服了传统系统的一些弱点，成为其不可

2、缺少的有益补充，二者的有机结合，是新世纪电力工业和能源产业的重要发展方向。本文详细介绍了分布式供能技术的概念、特点及发展状况和前景展望。还通过对几种主要的分布式能源系统的技术特点、国内外发展状况及应用前景的介绍，进一步说明了分布式能源系统的发展状况及其发展优势。一、传统能源与分布式能源的区别传统能源的主要供能方式：燃煤供暖缺点是严重恶化环境；天然气或电直接供热（冷）则会能源利用率低；而集中热电并供受限于距离远近。所以传统能源的弊端是电力与天然气峰谷差加大；发电设备年运行时间下降；巨额固定资产浪费。后果是未能达到能源梯级利用，造成能源、环境和经济上的被动随着第一次世界能源危机后要求大幅度提高能效

3、和国际天然气贸易大规模开展，而从 20 世纪 70年代末最先在美国推广、 然后被其他发达国家所接受并逐渐发展起来的洁净高效、小型分散为主的第二代能源技术。分布式冷热电联供能源系统是以冷热电联产技术为基础，与大电网和天然气管网相连结的，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸气、热水和空调冷水等的能源服务系统。目前主要以天然气为燃料，通过燃气轮机或内燃机首先做功， 400600的排出烟气通过各种方式按照不同的温度逐名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - -

4、 - - - - - - 级利用，最终可以达到80%以上的利用效率。分布式能源系统1978 年美国公共事业管理政策法公布后先在美国推广，然后被其它先进国家接受。因其具有良好的环保性能，分布式能源系统与以往的“小机组”概念不同。与大电网配合，分布式能源系统可大大地提高供电可靠性，可在电网崩溃和意外灾害 (例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下，维持重要用户的供电。加拿大魁北克省 1997 年冰雪灾害对输配电线路造成灾难性破坏，引起大面积停电，许多重要用户长期不能恢复供电。如果能有与电网配合的分布式能源系统在运转，供电可靠性将会大大地提高，一些灾难性后果是可以避免的。分布式能源系统概念：指各种集

5、成或单独使用、靠近小型用户、容量在几 kW 到 50MW 的模块化发电装置，其与能源管理和储存系统(如超导储能 )相结合，用于改善输电系统的运行。可以位于终端用户附近，建设在工业园区、楼宇、社区里。分布式能源系统可为在不适宜建设集中电站的地区和输电网末端的用户及输配电系统提供能源，能够有效降低热、电、冷等远离能量输送损失和相应的输配电系统投资，为用户提供高品质、高可靠性和清洁的能源服务。二、目前国内外对分布式能源的应用随着能源市场放松管制，竞争机制的引入以及可持续发展战略的实施，分布式能源系统在欧美得到了迅速发展。1978 年，美国开始提倡发展小型热电联产， 目前除了继续坚持发展小型热电联产之

6、外，正在走向高效利用能源的小型冷热电联产。美国政府计划到2020 年时，有一半以上的新建办公或商用建筑采用冷热电联产。同时有 15%的现有建筑改用冷热电联名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 产。目前美国已有 6000 多座分布式能源站，仅大学校园就有200 多个采用了分布式能源系统，大多是以天然气为燃料，采用燃气轮机联合循环冷热电联供技术，主要解决校园的采暖、制冷、生活热水供应和部分电力供应，其中30 所冷热电厂装机

7、容量超过 10MW，生产的电力不仅满足学校，还将剩余电力出售给公共电网盈利。目前，美国政府鼓励分布式能源的主要办法是规范电力市场、政策激励和引导。 美国在 2001年颁布了“关于分布式电源与电力系统互联的标注草案”，并通过了有关的法令让分布式发电系统并网运行和向电网售电。 目前， 美国冷热电联产组织正在抓住各种机会，使冷热电联产技术在建筑业被广泛利用。以开发和盈利为目的，天然气公司、电力行业和暖通空调行业的制造者正在进行广泛的合作，提出了“分布式能源系统2020 纲领”，目的是到 2020 年使分布式能源系统成为商用建筑、写字楼、民用建筑高效使用矿物燃料的典范。美国研究、开发的是一系列先进的、

8、能够进行就地生产的、小规模、模块化设计的发电、储能技术，用于工业、商用和民用方面。这些技术包括先进的燃气轮机、微型燃气轮机、内燃机、燃料电池、热驱动技术和能量储存技术，同时也进行先进的材料、 电力电子、复合系统以及通信、控制系统等方面技术的开发。 美国加州大学、ELCOM 、西门子分布式自动化等机构，针对分布式能源系统制定了宏伟的研究计划。在欧盟，分布式能源系统的目标是“到2010 年使可再生能源能够提供22%的电能”。欧洲委员会正在进行“ SAVE II ”能效行动计划，包含许多不同的能效措施，来推动分布式能源系统的发展。尤其是英国、丹麦、荷兰、芬兰等国，分布式能源系统发展水平居世界领先水平

9、， 2000年时丹麦、荷兰和芬兰等国分布式发电量都已超过该国总发电量的50%，德国、葡萄牙和意大利等国分布式发电量也都占有较大的比例。二十几年来，丹麦国民生产总值翻了一番， 但能源消耗却未增加，环境污染也未加剧。原因就在于丹麦积极发展热电联产，提倡科学用能，扶植分布式能源系统，靠提高能源利用效率支持国民经济的发展。多年来，英国政府一直试图通过能源效率最佳方案计划促进分布式能源系统的发展。英国过去二十年中，已经建设了超过1000 个分布式能源系统，遍布英国的各大饭店、休闲中心、医院、综合性大学和学院、园艺、机名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -

10、 - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 场、公共建筑、商业建筑、购物商场及其他相应场所。澳大利亚联邦科学与工业研究机构正在纽卡斯尔建立能源中心，其目的就是提供能量方面最新的研究成果和开发设施，对 100多个研究课题组提供技术支持，展示新能源技术的应用案例。日本由于缺乏能源资源，较早地采用了分布式能源系统，政府高度重视提高能源效率。近年，由于世界资源供应紧张，成本增高，以及环境意识的空前加强，日本全国上下热衷于分布式能源，微型燃气轮机、燃料电池、太阳能发电等均得到了一定的发展。至 2004年底，日本分布式能源

11、系统装机容量达到36GW，占总装机容量的13.4% ，其中最有名的是东京新宿区的区域供热和制冷中心，为东京市政厅和 10 多座摩天大楼服务。国际能源机构正在进行包括33 个国家在内的国际性能源技术研发合作计划，积极推进能源生产、能源消费领域的技术发展与合作。分布式能源传入我国已有十多年的历史， 对于典型热电或冷热电联供分布式能源系统已经开始了试点工程建设。我国电力体制的改革，政府职能与企业职能的分离，发电与输配电网彻底分离，发电侧竞争市场机制的建立，为分布式能源系统的发展奠定了坚实的基础。西部大开发战略、西气东输工程的实施为分布式能源系统的发展提供了机遇。当前，对分布式能源系统的研究在国内已经

12、开始启动，一些科研机构已经开始进行分布式能源系统的研究。目前在国内，华电集团在分布式能源行业已经走在前列，中关村、广州大学城项目成为中国分布式能源的示范项目。目前华电新能源公司正加紧开展北京、天津、江名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 浙沿海等经济发达、能源品质要求高的大中城市以及江西、四川等天然气供应有保障的内陆地区的分布式能源项目前期工作， 与地方政府签订分布式能源项目开发协议10项，容量 138 万 KW。计划

13、到 2020 年，华电新能源公司将建成1000万 KW 分布式能源项目。我国各地根据各自的实际情况也积极探索、 发展分布式能源系统。目前我国北京、上海、广州已有一批以油、气为燃料的分布式能量系统投入运行，取得了明显的经济效益、环保效益和社会效益。北京地区分布式冷热电三联供项目运作借鉴国外的经营模式，成立了国内首家分布式能源技术公司北京恩耐特分布式能源技术有限公司，利用公司专利技术，为用户提供方案设计、建设管理、系统调试、运行管理等一条龙服务，分担业主的技术风险、确保三联供项目的成功实施。经过2 年的努力，开发运作了北京燃气集团指挥调度中心CCHP 项目等三联供项目。上海市很重视分布式能源系统的

14、发展。上海市公布了上海市人民政府办公厅转发发展改革委等五部门关于鼓励发展燃气空调和分布式能源系统意见的通知。2005年，上海市发布了分布式供能系统工程技术规程。另外，为适应经济发展、环保要求、减轻电网负担、降低能耗，广东省也兴建了广州大学城等分布式冷热电三联供系统。国内的冷热电项目目前，分布式能源在中国的发展还存在一些问题，但随着有关扶持政策的陆续推出，规模的扩大，很多问题都可以在发展中解决。我们有必要积极跟踪国家产业政策和行业发展信息，做好研究和项目储备工作。三、分布式能源的发展前景分布式能源系统的发展建立在常规电网己成规模的基础之上，和原有的中心电站工程燃气轮机余热锅炉吸收制冷压缩制冷锅炉

15、黄埔中心医院1135 2300 3480 2800 浦东国际机场4000 7700 21200 64400 91000 环球国际金融中心1000 2800 12000 15300 26600 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 互为补充，不存在根本的利益冲突。(1)我国幅员辽阔，但能源资源相对较贫乏，而且各地区经济发展不平衡。对于西部等边远、落后地区，分布式能源系统可以借助西部天然气资源丰富、可再生能源多种多样的优势

16、，在不长的时间内，以较小的投资，可得到较迅速的发展，为西部经济发展提供有力的支撑。对于东南沿海经济发达地区，由于生活水平的日益提高，已经出现了类似于西方发达国家对于能源多样化的需求趋势。与集中式供电相比，分布式供能显现了突出的优点，为解决上述问题提供了一个较圆满的方案。(2)随着经济建设的飞速发展， 集中式大电网规模的迅速发展所带来的安全性隐患不容忽视。为保证电网运行的安全性，就需要合理地调整电网结构，通过将分布式能源系统和集中式的中心电站有效地结合在一起，构架更加安全稳定的电力系统。(3)西方发达国家能源产业的发展过程，经历了从分布式供能到集中式供能，又到两者结合供能的演变。造成这种现象不仅

17、仅是由于生活水平提高的需求，而且也是集中式供能方式所存在的缺陷所改。随着社会的发展，预测我国能源产业也将面临类似的问题。因此，虽然从目前能源产业的发展情况来看，集中式供能是我国能源系统发展的主要方向，但从长远看，构造一个集中式供能与分布式供能相结合的合理能源系统，提高电网的质量和可靠性，将为我国能源产业的可持续发展打下坚实的基础。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 四、协鑫地产分布式能源研发的优势和展望中环工程的基础

18、优势是拥有成熟的技术研发平台。中环工程设立了专门的研发部。对包括化学、热能、环境等专业进行专业研发，其整体素质较高，并且富有团队精神。 同时又拥有工程实施平台，中环工程拥有工程项目管理采用国际工程公司最通行的矩阵式管理模式，围绕项目管理主线，完成内外部资源的统一调配与协调，实现项目团队与业主的及时充分的沟通，高效推进项目，安全如期地交付高质量的产品和服务。 最后先进的软件平台技术装备精良，拥有PDMS三维设计系统、工程项目管理系统 P3&Sure Trak、大型有限元分析软件ANSYS 、大型通用计算流体动力学软件FLUENT 等先进的设计研发软件。中环工程的行业平台则拥有“博士后科研工作站”

19、及“院士工作站”；经省部位批准成立各专业中心，通过高端研发平台建设与精英人才引进，开展环境治理新技术的探索性研究以及工程化过程中核心设备的开发。其合作研发平台以产学研为纽带，与中国科学院、清华大学、南京大学、哈尔滨工业大学、东南大学、南京理工大学、南京工业大学、河海大学、江苏省电力设计院、江苏省电力科学研究院等科研院所建立了全方位、多层次的合作关系。中环工程的研发目标：1. 分布式能源主要设备信息平台的建立2. 分布式冷热电联供能源系统能量转化与传递过程分析3. 分布式能源系统集成设计与模拟运行平台的开发4. 分布式冷热电联供能源系统的模拟试验平台5. 分布式冷热电联供能源系统设计与评价准则研

20、究6. 张家港低碳示范区分布式冷热电联供能源系统示范项目方案的规划、设计张家港项目概况名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 张家港中丹生态科技园区位于张家港市中心城区杨舍组团北部科技新城的东部拓展区，项目范围初步确定为4.6 平方公里，其中 2.4 平方公里的用地作为发展的核心地带。中丹生态科技园目前缺乏城市公共设施，有少量村级服务设施，其建设水平低，不能适应园区发展的需要。但周边有比较成熟的大市政如热电厂、 污水处理

21、厂等。基地内部有多条高压走廊对园区的发展有影响。目前张家港项目有充足的条件可以使用分布式能源，首先政府的支持力度大，周边拥有好的能源设施补给，还有丰富的地产业态支持商业、办公、酒店、住宅可以各取所需的分配能源， 这样的低碳才是真正意义上的既满足了舒适的生活又保护了自然的资源。分布式能源的技术开发、 市场销售、国家产业政策、科研经费和协鑫集团产业发展方向等方面进行了详细的分析和讨论。 分布式能源是一项综合性很强的系统集成业务，协鑫必须开发具有独立自主知识产权的系统。建议该项目的技术开发以中环工程为主，同时与清华、中科院、 GE等单位开 展技术合作，形成我们所独有的技术优势。 以协鑫地产公司在张家

22、港的中丹生态城项目作为实施载体，打造协鑫第一个分布式能源示范系统。同时，与华彬集团合作，在其拟建设的低碳示范区首先使用分布式能 源系统。由深圳协鑫智慧能源公司负责与华彬集团的商务谈判，由中环工程提名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 供技术和工程支持。集团建议多种渠道筹措研发和示范经费：根据谁出钱谁受益的原则，争取集团、板块、 政府和市场的资金支持。借助协鑫地产打造生态城的机会，将研发费用纳入地产开发成本。同时，为地产

23、集团提供核心竞争力的分布式能源技术。由科技办牵头，联合电力集团、中环公司，争取政府的政策支持，并在电网接入等方面，争取国家电网的介入和支持。会议要求，科技办周曙光副主任负责向政府争取资金的工作。由协鑫智慧能源公司协助分布式能源项目的市场开拓，争取通过一年的时间将该项目推入市场，并逐步建立集团的销售体系。电力集团负责分布式能源的运营管理，形成可持续发展的新型产业。由中环工程根据会议讨论的情况完善和细化方案，再按照集团流程，进一步推进该项目。 参考文献 Eli Himmel M E， Baker J 0 Glycosyl hydrolases for biomassconversion EM 0

24、xford University Press，20012 W Korbitz Renewable EnergyJ 1999，16：107810833 R E Binllings and M SanchezSolid polymer fuel cells ：analternative to batteries in electric vehiclesJJHydrogenEnergy，1995，20(7) ：5215394 Eison 八Ttcianelli，Charles R Derouin and SupramaniamSrinivassn- Localization of platium i

25、n low catalyst loadingetectrodes to attain High power densities in PES fue1 cellsJ JElectroana1 Chem ，1988，2575 Reginald M Pnner and Cherles R Martin Electronicallyconductive composite polym er membranes E J J E一1ectrochem So c1986，133(2) ：3103166 K ，Broka and P Ekdunge，Oxygen and hydrongen Perme ation properties and water uptake of Nation 1 1 7 mem brane and recast film for PEM fuel cellEJ Journal of Applied electrochemistryJ 1997，27：117123名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -