天然氣分布式能源，星星之火可以燎原

　　今年5月，發(fā)改委、能源局、環(huán)保部3部委聯(lián)合下發(fā)《能源行業(yè)加強大氣污染防治工作方案》，中心思想即“調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)、控制能源消費總量”。其中，《方案》用了整整一個章節(jié)來講分布式能源的發(fā)展規(guī)劃，沒有任何其他的能源供應(yīng)和消費行業(yè)同享此“殊榮”。同期，從成立以來就備受矚目的中民投，高調(diào)宣布進軍光伏和天然氣分布式能源市場，計劃投資金額高達100億元。

　　分布式能源，尤其是天然氣分布式能源，究竟是怎樣的系統(tǒng)?它對于“調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)、控制能源消費總量”有著怎樣的重要作用?又為何引得眾多企業(yè)對其青睞有加，紛紛進軍此領(lǐng)域?

　　俗話說“順勢而為”，天然氣分布式能源“是否順應(yīng)形勢”?如果是，各類企業(yè)又具體“有哪些可為”?

　　天然氣分布式能源，“吃得少、跑得好”

　　分布式電源，指設(shè)在用戶附近、所發(fā)電能就地利用的發(fā)電項目，按其使用的一次能源類型，可分為太陽能、天然氣、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮?/strong>等分布式能源。

　　其中，“天然氣分布式能源”是指利用天然氣為燃料，通過冷、熱、電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)能源的梯級利用，在負荷中心就近實現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式，綜合能源利用效率在70%以上，是天然氣高效利用的重要方式。“翻譯”得更簡單易懂些，天然氣分布式能源系統(tǒng)利用燃氣發(fā)電以后產(chǎn)生的煙氣余熱，實現(xiàn)夏季供冷、冬季供熱、一年四季供應(yīng)生活熱水，能節(jié)約大量空調(diào)用電，并且所發(fā)電力除滿足自身需求外，還可就近上網(wǎng)，替代部分煤電。

　　天然氣分布式能源，不僅清潔、高效，而且能通過多種能源的靈活轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)電力和天然氣消費的削峰填谷，甚至最終還能節(jié)省整體能源成本，簡直可以稱其為“吃草吃得少，又能跑得好”的良駒。

　　更清潔的能源、更清潔的利用方式

　　眾所周知，天然氣是一種較為清潔的能源，其主要成分為甲烷，基本不含硫，燃燒后排放的廢氣污染物很少，廢氣中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、固定顆粒等，都較燃燒煤炭和石油大幅減少。而天然氣分布式能源，不僅利用這一清潔能源，其能源利用方式和廢氣排放形式本身也更為清潔。與傳統(tǒng)供能系統(tǒng)相比，分布式供能系統(tǒng)中每100萬千瓦的電力裝機容量，每年可節(jié)能約80萬噸標(biāo)煤以上，對應(yīng)每年減排CO2 200萬噸以上，減排SO2 2.4萬噸以上。此外，傳統(tǒng)燃煤鍋爐排煙溫度都在130-160度以上，而天然氣分布式的排煙溫度可以降到40度，對環(huán)境更為友好。

　　能源利用“吃干榨盡”，較傳統(tǒng)方式能效翻倍

　　傳統(tǒng)的供能模式是分產(chǎn)分供。終端需求的電力絕大多數(shù)是由煤和天然氣等化石能源的化學(xué)能燃燒轉(zhuǎn)換成熱能，再作功發(fā)電而產(chǎn)生，發(fā)電效率只有45%~60%，其余溫度稍低的熱能沒有利用，直接作為“廢熱”排放到環(huán)境中。而另一方面，工業(yè)用200℃左右的低壓蒸汽、商住用60~70℃左右的供暖和生活熱水等很低品位的熱，用天然氣在燃燒溫度高達1400℃的鍋爐中燃燒產(chǎn)生，又是典型的“高能低用”。天然氣分布式能源系統(tǒng)的冷熱電三聯(lián)供，就是把三者集成起來，燃料先發(fā)電，再用低品位余熱“聯(lián)供”蒸汽和熱水，并通過溴化鋰制冷等技術(shù)轉(zhuǎn)化為冷能，實現(xiàn)“高能高用，低能低用，溫度對口，梯級利用”的科學(xué)用能，效率可達80%以上。

　　有效緩解氣、電季節(jié)性供應(yīng)失衡，增加供電安全性

　　對于很多冬季集中供暖的城市而言，燃煤供暖污染太嚴重，大規(guī)?！懊焊臍狻眳s易引起天然氣季節(jié)性供應(yīng)失衡。而到了夏天，數(shù)量眾多的分散式空調(diào)又給電網(wǎng)造成了巨大的供電壓力。以北京為例，冬季5個月的用氣量占全年總量75%以上，而夏季用氣量最低月僅為冬季最高月的1/6-1/8，季節(jié)性供氣的峰谷差，使北京需要投資幾十億元為冬季用氣建設(shè)地下儲氣庫，而氣田、燃氣管道的利用效率在夏天又很低。此外，北京2013年夏季用電負荷超過了1700萬千瓦，其中電空調(diào)用電負荷超過40%，電網(wǎng)必須準備充足的容量，但相當(dāng)一部分只是用來保障短暫高溫天氣條件下的空調(diào)用電負荷，致使高額投資的華北電網(wǎng)的發(fā)電和輸電設(shè)備利用小時偏低，投資回報減少。若能有規(guī)劃、大規(guī)模地發(fā)展天然氣分布式能源，夏季在彌補電網(wǎng)供電缺口的同時，發(fā)電的余熱用于供冷，又進一步減少了空調(diào)用電。其在為電網(wǎng)削峰填谷的同時，又增加了夏季的天然氣用量，提高城市天然氣管網(wǎng)的利用率。

　　此外，分布式能源在安全供電方面也有積極作用。在“大電廠大電網(wǎng)”的政策下，地方電源支撐仍然有其必要性。尤其是分布式能源，平時常規(guī)供電，需要時可用作電力調(diào)峰，遇到重大停電事故時還能充當(dāng)應(yīng)急電源，減少損失。臺灣的兩次全島大停電事故中，分布式能源都發(fā)揮了重要作用。

　　優(yōu)點眾多，總能源成本支出反而減少

　　天然氣分布式能源系統(tǒng)通常采用小型或微型發(fā)電設(shè)備，并與供熱、制冷、除濕、生活熱水等裝置組成供能系統(tǒng)，通過提高能源綜合利用效率，減少能源費用支出，甚至從多聯(lián)供的蒸汽、熱水、制冷等方面尋找利潤空間。

　　同時，天然氣分布式能源系統(tǒng)一般靠近用戶側(cè)安裝就近供電、供熱及供冷，還可省去長途輸電設(shè)施、多層變電、配電系統(tǒng)的電網(wǎng)建設(shè)，降低輸變電損耗，也減少了配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的成本。

　　基于上述特點，天然氣分布式能源系統(tǒng)完美地契合了當(dāng)下中國“調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)、控制能源消費總量”的能源發(fā)展戰(zhàn)略。既能減少煤炭消費，增加天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中的消費占比，又能通過提高能源利用效率，在獲得相同能源產(chǎn)品的情況下，減少一次能源消費。

　　發(fā)展障礙逐步解除，光明前景在召喚

　　不過，天然氣分布式能源的發(fā)展過程也并非一路坦途。氣源、氣價、余電上網(wǎng)被稱為天然氣分布式能源發(fā)展進程中的“三座大山”，沿途還不乏“關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)依賴進口、發(fā)展受制于人”等諸多干擾。好在，這些大山并非無法翻越，我們也看到了越來越清晰的曙光。

　　天然氣供應(yīng)逐年增加，管網(wǎng)配套日趨發(fā)達

　　“若項目建成后氣源供應(yīng)不穩(wěn)定，一系列的供暖、供冷、供電都將受到影響”，前幾年業(yè)內(nèi)還不乏對此問題憂心忡忡的觀望者，畢竟每到冬天用氣高峰，各地的用氣緊張甚至“限氣令”讓人心有余悸。不過，隨著國家對天然氣供應(yīng)問題越來越重視，對外加大合作，對內(nèi)加強非常規(guī)氣發(fā)展，氣源問題將在未來幾年得到很大程度的改善。除了近幾年沿海各地如火如荼建設(shè)的LNG接收站，和頁巖氣等非常規(guī)天然氣的發(fā)展起勢，今年中俄天然氣合作大單的協(xié)議簽署，以及中亞天然氣合作的“擴容”，更讓大家對“氣源”前景充滿信心。而國內(nèi)天然氣管網(wǎng)的加速發(fā)展，除了讓國內(nèi)外的天然氣資源能送達更多的區(qū)域，也為各地天然氣應(yīng)用消費打好了基礎(chǔ)，這其中就包括天然氣分布式能源。

　　氣價上漲雖不可避免，推動系統(tǒng)設(shè)計“降本增效”

　　2013年7月，國家上調(diào)了非居民用天然氣價格，并將天然氣分為存量氣和增量氣，其中增量氣門站價格按可替代能源價格的85%確定，上漲幅度不小。業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測，存量氣價將在2015年底之前與增量氣價并軌，也就是說整體氣價還將進一步上漲。雖然氣價上漲趨勢不可避免，對燃氣發(fā)電等天然氣應(yīng)用的經(jīng)濟性將造成一定影響，不過對于天然氣分布式能源而言，影響尚不至于“扭盈為虧”，反而推動了分布式能源系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展，通過挖掘優(yōu)化潛力、提高利用效率來增加收益，從而減少甚至消除氣價上漲帶來的影響。

　　國家電網(wǎng)亮起綠燈，并網(wǎng)壁壘開始消除

　　天然氣分布式能源所生產(chǎn)的電力，最理想的狀態(tài)是能達到自發(fā)自用、多余上網(wǎng)、余缺網(wǎng)補。不過由于法律政策、體制、技術(shù)等各方面的問題，當(dāng)前分布式能源發(fā)電并網(wǎng)環(huán)節(jié)仍頻頻遭遇卡殼，即便并網(wǎng)了，也大多不能以“銷售電價”直接向用戶供電，只能以“上網(wǎng)電價”賣給電網(wǎng)。好在，這樣的局面在將來有望打破。今年5月27日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》(修訂版)，提出要“加大配套電網(wǎng)投資和建設(shè)力度，保障分布式電源接入電網(wǎng)，為各類社會資本投資分布式電源并網(wǎng)工程提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)”，甚至“積極支持社會資本投資分布式電源并網(wǎng)工程”?？梢哉f是從體制上放開了一道口子，引入社會資本“活水”，來共同解決分布式能源并網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備升級問題。

　　霧霾的肆虐，加大了國家對環(huán)境整治的決心，也加大了我國對發(fā)展清潔能源的需求。而障礙的逐步移除，既是上述決心和需求的結(jié)果，也是天然氣分布式能源將迎來重大發(fā)展契機的原因。雖然目前國內(nèi)天然氣分布式能源項目只有百來個，但《能源行業(yè)加強大氣污染防治工作方案》仍重申了“十二五”發(fā)展目標(biāo)：到2015年底，建設(shè)1000個左右天然氣分布式能源項目，并擬建設(shè)10個左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域。從中不難看出國家對發(fā)展天然氣分布式能源的態(tài)度，也預(yù)示著今明兩年天然氣分布式能源的發(fā)展速度。

　　多方看好齊布局，共創(chuàng)多贏局面

　　有發(fā)展需求，有國家鼓勵，還有經(jīng)濟和環(huán)境雙重利益，也難怪眾多企業(yè)對天然氣分布式能源競相關(guān)注，不管是天然氣行業(yè)內(nèi)還是行業(yè)外的公司，都開始紛紛涉足天然氣分布式能源。發(fā)展浪潮當(dāng)前，機會究竟在哪里?

　　項目方：提高能源利用效率，減少能源成本支出

　　要了解天然氣分布式能源項目，先要了解天然氣分布式能源適合應(yīng)用在哪些場合。

　　天然氣分布式能源可分為樓宇型和區(qū)域型。樓宇型分布式能源一般小于10兆瓦(MW)，建筑面積不過幾十萬平方米，輸送范圍幾百米。其用戶高度集中，甚至在同一個法人單位之內(nèi)，雖然因此較少存在市場交易問題，但也容易產(chǎn)生終端負荷品種少、需求時間段較單一的現(xiàn)象。再加上規(guī)模小，單位投資往往較高，每兆瓦(MW)可達1000萬元左右。相比于區(qū)域型，其設(shè)備和系統(tǒng)的能效稍低、年運行時間較短，需針對各類能源需求估算衡量并作適當(dāng)預(yù)測，以確保項目經(jīng)濟性。不過，也正因樓宇型分布式能源的“小”，不涉及公共空間資源，經(jīng)濟關(guān)系單純，易于決策。

　　區(qū)域型分布式能源，通常要達到幾十兆瓦級，其涉及的用戶較廣，往往有終端負荷品種多、運行時間長的特點，因此能源利用率能高達70%~90%。由于規(guī)模大，折合下來的單位投資少，每兆瓦(MW)在400~600萬元左右，因而經(jīng)濟上極富競爭力。不過，由于其涉及的群體較廣，項目開展也就需要更多的協(xié)調(diào)和規(guī)劃。

　　基于以上特點，樓宇型天然氣分布式能源通常應(yīng)用在機場、火車站等公共建筑，以及醫(yī)院、酒店、商場、寫字樓及大型企業(yè)內(nèi)部。而區(qū)域型分布式能源則可應(yīng)用在大學(xué)、CBD(中央商務(wù)區(qū))、度假村、工業(yè)園區(qū)等地，甚至新城區(qū)、偏遠城鎮(zhèn)和農(nóng)村等超大型區(qū)域。

　　目前，已有不少樓宇型的天然氣分布式項目在規(guī)劃和建設(shè)中，有業(yè)主直接參與投資的，也有采取合同能源管理模式、全權(quán)交給第三方建設(shè)和運營的。鑒于我國建筑能耗占總能耗27%以上，并以每年1個百分點的速度在增加，因此，降低建筑能耗，是我國節(jié)能減排的重要發(fā)展方向之一。而整體建筑能耗中，采暖空調(diào)占了65%、熱水占15%、電力占14%、炊事用燃氣占6%，可見樓宇型天然氣分布式項目，是能有效降低相當(dāng)一部分建筑能耗的重要技術(shù)手段。

　　而區(qū)域型天然氣分布式能源，在中國的發(fā)展空間將更為廣闊。首先，我國當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域和集中供熱(及供冷)現(xiàn)狀，為改用天然氣分布式能源提供了廣闊的市場。多年以來，為滿足自身需要，工業(yè)企業(yè)建設(shè)了大批的自備熱電廠或分散的供熱鍋爐，大多為燃煤系統(tǒng)，不僅污染空氣，而且約85%的燃煤熱效率不到70%。在我國逐步淘汰小型燃煤鍋爐的趨勢下，若將高耗能工業(yè)企業(yè)較多的工業(yè)園區(qū)改造為分布式能源系統(tǒng)，不僅可通過多聯(lián)產(chǎn)提高能源效率，還可幫助園區(qū)及地方政府提高招商引資的實力。

　　此外，中國正處于快速實現(xiàn)工業(yè)化和城市化的中期，未來十幾年內(nèi)將集中建設(shè)一大批新工業(yè)園區(qū)和新城區(qū)，其總量甚至可能超過現(xiàn)有存量，這又為新建天然氣分布式能源提供了巨大的空間。例如在我國需要冬季供暖的中部和北方地區(qū)，可以發(fā)展以超大城市中心區(qū)集中供暖、公共建筑空調(diào)、居民生活熱水三類負荷為主的分布式能源。又例如我國許多遠離大電網(wǎng)的邊遠及農(nóng)村地區(qū)，難以從大電網(wǎng)向其供電，因此天然氣分布式能源系統(tǒng)就非常適合對鄉(xiāng)村、牧區(qū)、山區(qū)、發(fā)展中區(qū)域向居民區(qū)提供電力，以及熱水和其他冷熱能。上海迪士尼這樣新建的游樂及度假村項目，選擇采用天然氣分布式能源，也預(yù)示了未來同類項目的一種趨勢。

　　基于各類對天然氣分布式能源看好的原因，眾多地方政府和各類企業(yè)蜂擁跨入此領(lǐng)域。國內(nèi)省、市、地方各類型開發(fā)區(qū)紛紛制定分布式能源發(fā)展規(guī)劃，樓宇型項目計劃新聞迭出，工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、綜合商務(wù)區(qū)大型項目的比例亦不斷增加。大型國企民企集團紛紛成立新能源公司進軍分布式能源領(lǐng)域，電力系統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)公司、科研院所加快開發(fā)項目搶占市場，整個行業(yè)熱鬧非凡。

　　第三方服務(wù)：迎接市場盛宴，期待跨越式發(fā)展

　　除了項目方，第三方的市場也開始活躍起來。天然氣分布式能源項目從系統(tǒng)設(shè)計到設(shè)備選擇，從項目建造到后期運營，涉及的第三方服務(wù)環(huán)節(jié)眾多。天然氣分布式能源行業(yè)的發(fā)展，也必將成為第三方市場的盛宴。

　　首先是天然氣分布式能源相關(guān)的高新技術(shù)設(shè)備，集燃氣輪機、燃氣內(nèi)燃機、吸收式冷熱水機、壓縮式冷熱水機、熱泵、吸收式除濕機以及能源綜合控制系統(tǒng)于一體。其中，天然氣余熱鍋爐是燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)已開始瞄準這塊市場，搶先布局。早在2011年8月，國內(nèi)天然氣分布式能源發(fā)展的排頭兵中國華電集團，就與美國通用電氣公司(GE)成立了合資企業(yè)，生產(chǎn)航改型燃氣輪機。2014年1月，三菱重工與日立成立合資公司，除了繼續(xù)開展三菱重工發(fā)動機業(yè)務(wù)之外，更重要的是在中國合作開展天然氣分布式能源系統(tǒng)業(yè)務(wù)。

　　對于天然氣分布式能源項目而言，設(shè)備重要，系統(tǒng)設(shè)計更重要。尤其是區(qū)域型分布式能源系統(tǒng)，涉及到的多能協(xié)同需求更復(fù)雜，畢竟在不同的季節(jié)和晝夜環(huán)境下，冷、熱、電、汽負荷的生產(chǎn)和需求不可能總是相互匹配。這就需要進行優(yōu)化設(shè)計，構(gòu)建一個柔性的、對負荷變化適應(yīng)性很強的冷、熱、電聯(lián)供系統(tǒng)，能夠在各種負荷條件下盡可能保持高效，可以說，系統(tǒng)設(shè)計對提高能源效率和項目經(jīng)濟性有著至關(guān)重要的影響。2014年6月，新奧集團和施耐德電氣組建合資公司，劍指“多能源管控集成方案”、“供用能一體化能效管控技術(shù)”、“互聯(lián)網(wǎng)能源”等市場。

　　除此之外，其他第三方服務(wù)和配套技術(shù)，類似項目建設(shè)總承包(EPC)、微網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)等等，也都將迎來發(fā)展機遇。

　　人人共享：藍天白云，能源安全

　　發(fā)展天然氣分布式能源，不僅僅是用上高效能源的項目方和產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)第三方的共贏。

　　正如文中介紹，天然氣分布式能源“清潔、高效”的特點，將有效地推動我國“調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)、控制能源消費總量”外加“保障能源供應(yīng)安全”等能源戰(zhàn)略的實施。也許在未來幾年，中國會再次迎來藍天白云的常態(tài)，這將是整個社會的多贏。