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分布式冷热电能源系统的节能与碳排放

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发表于 2015-7-19 10:20:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
   不少人认为,连续两年天然气价格上涨,导致了天然气分布式冷热电能源项目经济收益欠佳。可以说气价高是天然气分布式冷热电能源行业发展缓慢的原因之一,但这并非是全部原因。据了解实际运行的项目中,也存在不少由于系统配置不合理,运行管理不到位,不能并网上网等原因造成的系统处于低效运行的案例,类似这些因素也同样影响着项目的经济性。而系统的节能特性又与其碳排放特性紧密联系。在现有气价条件下,如何从项目本身入手寻找提高其经济性的途径和方法,以及探讨系统的节能减排问题,本刊就此问题专门采访了北京化工大学郑丹星教授。
       《分布式能源》:郑教授您好!据您多年对分布式冷热电能源系统的研究,从系统本身来说有哪些提高项目经济性的途径?
       郑丹星:近年来,天然气分布式冷热电能源系统的优势逐渐为大家了解,它的节能和环保的优势是最突出的特点,本来也应该体现出相应的优异经济性。现在有些项目遇到一些问题,因素是多方面的,其中之一是否是系统集成方面的考虑还不够到位?具体来说,我觉得应该在以下几方面下功夫:
       在项目规划和设计阶段,准确预测负荷需求,要考虑到各种负荷的变化情况。不能简单地按照满足最大负荷来设计,要考虑到发电上网的可能性。如果不能上网,要留出市电补缺的余地,也就是说在前期就要合理地配置系统。
       最重要的是做好能源的梯级利用。现在出现了为了提高项目的经济性或综合利用效率而大量供热,发电很少的案例。天然气是宝贵的资源不能浪费,分布式冷热电能源系统应该追求高品位的能源输出。1000℃以上的高温热能用来发电,所产生的300℃至500℃的中温热能用来制冷,200℃以下的则用来除湿、供热和供应生活热水,一定要严格按照梯级利用的原则使用天然气。另外,目前有很多机组用直燃机来制冷是很不合理的,应该利用动力系统的排烟余热来制冷才划算。应该想办法把系统余热吃干榨尽,除了供热还可以除湿,除湿在南方是非常好的。除湿也相当于制冷,在降低空气湿度的前提下再进一步降温,可以减轻制冷负荷,既充分利用余热也是提高空调效率的有效手段。与传统供能方式相比,冷热电能源系统经过能源的梯级利用,可以把能耗降到最低。与可再生能源等互补,可以减少天然气的消耗量,既可以降低成本也可以利用各种能源转化技术实现热、电、冷之间的自由转化,提高系统的适用范围。引入热泵就是与可再生能源等互补的一种方式,无论是压缩式的热泵还是吸收式热泵。此外,在运行调整的过程中尽量减少各种能量损失,采用先进的设备和技术。做好分布式冷热电系统的能量集成,还要考虑系统变负荷运行的问题,采用相应的有效措施提高系统的综合特性。例如,最近提出的采用“主动蓄能”的技术方法。
       《分布式能源》:您刚才提到有的项目虽然能源综合利用效率很高但是却浪费了天然气这种宝贵的资源,怎样解决这个问题呢?
       郑丹星:是的,当不追求燃料做功而把注意力放在供热上时,能源综合利用效率是很容易达到70%以上的,比如直接采用燃气锅炉供热效率可以达到85%,但系统是节能的吗?
       分布式冷热电能源系统的输入和输出是比较复杂的。通常,它输入的是可燃气体,输出的是电、热和冷。可从能量守恒上考查,冷对系统来说实际上是热的输入而不是输出,所以,造成一些用于分布式冷热电能源系统的“能源效率”指标会大于100%。为了能更直接地判断系统是否节能,“节能量”或“节能率”是近年来国内外推荐用于评价先进技术和节能改造项目的节能评价指标,目前已经被国家标准采纳。当然也适用于分布式冷热电能源系统。例如,同为200千瓦的两款内燃机,一台发电效率为33%,另一台只有14%。两台内燃机均采用回收烟气和缸套水余热供热,组成分布式冷热电能源系统。在综合能源利用率均为70%条件下,测算两者的节能率,前者可以达到23%,而后者只有0.84%。这个案例说明,只采用能源综合利用率,无法界定分布式冷热电能源系统的性能好坏,而节能率可以作为评价系统是否节能、是否先进的有效指标。当然,两者结合是非常有必要的。
       《分布式能源》:节能量或节能率怎样算得呢?
       郑丹星:节能量的通用算法是用校准能耗量减去报告期能耗量再加上调整量。其中,校准能耗量可以参考设计标准或设计规范的数据,甚至依据项目改造前或者是对比体系的数据来规定。但是,报告期的运行工况与基准期一般不完全相同,需要用能耗的调整量来修正,以剔除运行工况的差异等因素对节能量数值的影响。
       节能率是一个相对比较的指标,回避、简化了分布式冷热电能源系统评价上的复杂问题。可以给出“冷热电联产”与“冷热电分产”的差异,科学地、清晰地体现新型能源利用技术的节能效果。
       我是国家能源基础与管理标准化技术委员会的委员,据我所知建筑的节能量评价标准已经出台了,很快也将出台分布式冷热电能源系统的节能量评价标准。我认为将节能率与综合利用效率结合起来,将很快对分布式冷热电能源行业产生巨大影响。比如,节能效果好的项目可以获得国家节能减排专项资金或补贴等。当然,企业应该积极依靠技术进步,配置先进的节能设备和节能新工艺,最大限度地提高分布式冷热电能源系统的节能率,减少能源损失,降低系统能源成本。
       《分布式能源》:正如您所说,国家发改委、能源局、住建部在10月份联合发布的《天然气分布式能源示范项目实施细则》中已经将节能率连同综合能源利用效率的要求一并给到了行业。下面我们想请您详细阐述下天然气分布式冷热电能源系统的环保优势也可以弥补项目经济性的观点。
       郑丹星:好的,天然气分布式冷热电能源系统具有明显的减排优势,当我们说到某个项目采用了天然气分布式冷热电能源系统时,一定会提到相比同等规模的燃煤电厂该项目减排二氧化碳多少吨……我们知道APEC场馆采用的就是天然气分布式冷热电能源系统,以此来降低能耗和排放。目前国家正在组织做碳核查及低碳产品的认证和示范,其中包括单独针对分布式冷热电能源系统的碳核算。比如一个建筑物内的空调是用电的排放少还是用溴化锂制冷机的排放少呢?当把分布式冷热电能源系统看成一个产品来核算碳足迹的时候可以分成几个大的部件,如动力设备、制冷设备(包括除湿)、制热设备等。有的部件是消耗燃料的、有的部件是产生能源的,在计算碳排放之前需要先搞清整个系统的物料平衡和能量平衡,也就是进入系统多少燃料?产生多少电?多少热?排出多少烟等?系统总的排放既有直接的也有间接的,直接的就是由于使用天然气而直接排放的二氧化碳,间接的可以根据折算系数折算出二氧化碳,有了这些数据就可以绘制碳流图并计算出系统总的碳排放量。
       我们都知道碳交易,全国有7个碳交易试点省市,截止今年10月份,共完成交易1300多万吨二氧化碳,累计成交金额突破了5亿元人民币。据我所知,广州大学城分布式冷热电能源站首笔交易以每吨61元的价格出售了2万吨二氧化碳,可以说直接得到了“真金白银”的收益。国家定的目标是“十三五”期间建立全国碳交易市场,强化碳减排目标。对于天然气分布式冷热电能源来说无疑是一条可以直接平抑生产成本,弥补经济性的有利途径。
       《分布式能源》:非常感谢郑教授在百忙当中解答我们的问题。
       后记:与郑教授简短的交谈,使我们开阔了思路并提振了信心。虽然说天然气分布式能源节能环保,对于调整能源结构具有重要意义,是一件利国利民的好事。但是绣花要得手绵巧,打铁还需自身强,在现有气价等外部条件下,我们更应该把握住每一个项目机会,尽量做到完美,充分体现天然气分布式能源系统的价值所在。

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发表于 2019-1-12 15:08:09 | 显示全部楼层
我去看看 网络上的事 我不是很会 哎
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发表于 2017-6-5 09:19:28 | 显示全部楼层
原来是这样~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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