分布式能源项目开发要求和流程.ppt
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1、目 录,1. 天然气分布式能源的基本概念 天然气分布式能源的相关政策 分布式能源应用模式及其设备 分布式能源投资策略开发流程 分布式能源项目的支持性文件,分布式能源概念,分布式能源没有统一的定义,发展处于探索阶段,相关配套政策、技术、设备等都正在逐步出台。 世界分布式能源联盟的定义 分布式能源是分布在用户端的独立各种产品和技术,包括: 1、高效的热电联产系统,功率在3KW400MW的燃气轮机、蒸汽轮机、内燃机、燃料电池、微型燃气轮机等; 2、分布式可再生能源,包括光伏发电系统,小水电、生物能发电以及风力发电。 国家发改委的定义 分布式能源是利用小型设备向用户提供能源供应的新型能源利用方式。与传
2、统的集中式能源相比,分布式能源接近负荷,不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输送,可大大减少线损,节省输配电建设投资和运行费用;由于兼备发电、供热等多种能源服务功能,分布式能源可以有效的实现能源的梯级利用,达到更高的能源综合利用率。 中国行业标准定义 天然气分布式能源,是指利用天然气为燃料,通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用,综合能源利用效率达到70%以上,并在负荷中心就近实现能源供应及现代能源供应方式 ,是天然气高效利用的重要方式。,Copyright 2011 Peoples Group. All Rights Reserved.,分布式能源的优点,1峰谷差调节作用。燃气负荷与电力
3、负荷在季节上大致呈互补关系,运行期间用气量稳定,减少了两方面各自的季节峰谷差。 2能源利用总效率高,冷、热、电成本互摊,较为经济。 3可作备用电源,提高供电安全性。设备能快速启动,冷态启动仅40min ,能起到可靠的备用电源作用,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,可维持重要用户的供电。 4无输配电损耗,节约了变电设备和电网建设费用。减少了输热损失和热网费用。就近供电减少了大容量远距离高压输电线的建设, 不仅减少了高压输电线的电磁污染, 也减少了高压输电线的征地面积和线路走廊及线路上树木的砍伐, 利于环保。 5资金密度低,建设周期短,正常情况下投资回收快。微型冷热电
4、联供系统应用于宾馆、商业区及住宅区的保值回收期为36年间。系统具有较好的经济可行性。 6可以满足特殊场合的需求,例如在电网覆盖率不高的地区、分散的用户、安全要求高的场合等。 7可带动燃气轮机、余热锅炉、制冷机等制造业的发展,每年创造GDP上百亿元。 8使用灵活,可根据实际负荷需要自由启停。发电机组和空调机组均可单独运行,满足冷、热、电负荷需要。 9燃气轮机可使用多种燃料,燃料消耗率低,排放低,尤其是使用天然气。,天然气分布式能源的特点,天然气分布式能源与传统集中式供能方式相比,具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。 燃煤电厂发电利用效率一般在35%,热电联产机组的利用效率
5、一般在45% 以上。燃气蒸汽联合机组效率在55%以上,天然气分布式冷热电三联利用效率可达70-90% 天然气分布式能源投资敏感性程度从大到小依次为气价、投资、热价、电量;气价是最敏感因素。,能源的梯级利用图 典型的燃气冷热电联供循环,天然气分布式能源的适用区域,天然气冷热电三联供要求的用能特点为:天然气供应充足,用电、用热、用冷负荷都非常集中。夏季以空调制冷为主、伴有部分蒸汽和生活热水需求,供冷时间长,单位面积负荷大,同时冬季供暖时间较长。应用对象组织性强,机构统一,便于集中控制和管理。 在工业园区和城市商业(住宅)区可发展50100MW 左右规模的分布式能源系统(Distributed En
6、ergy System,DES/冷热电三联供(Combined Cooling heating and power,CCHP) ; 在一些单独的商业建筑或工厂可以建立数百到数千KW 的DES/ CCHP。 典型的应用场合有: 1用于人口稠密的城市商业中心、住宅小区、酒店商厦、快餐店、医院等需要洗澡和生活热水、除湿热源的场合。机场、大学、机关等公用事业单位。 2用于原有的区域小型柴油机和燃气轮机站的改造、小锅炉煤改气改造。如果用户原有柴油发电机,只要进行改造,就能满足使用天然气作为燃料的要求。还可用于现有的城区内工业燃煤热电联供机组的替代。 3用于有冷热负荷要求的工业园区,工业用户装机容量约是民
7、用4倍,潜力极大。 4用于集合、庆典、运动会等须保证供电安全的场合(固定或车载),以及医院、银行等须保证供电安全的单位。 5新开发的城区和房地产小区。出于能源结构调整的要求,新开发的城镇过程不应当走烧煤污染或低效率单烧液化天然气的老路,也不应当采用分体式空调或窗式空调。,大型国有企业开始抢占分布式能源市场-1,华电集团成立了新能源发展公司大力发展分布式能源 华电在中石油管线途经的我国经济相对发达的地区(天津、上海、南昌、沈阳、长春等)开展了25个分布式能源站的前期工作,包括广州大学城、湖南湘潭九化示范围区、潍坊经济开发区、天津风电产业园、厦门集美、南宁华南城等 继广州大学城项目,华电集团新能源
8、发展有限公司在天津成立的华电天津北辰分布式能源项目筹备处作为建设主体拟投资64153万元,在天津市北辰区天津风电产业园内建设华电天津北辰风电园分布式能源站项目。 该项目总用地面积11.6万m2,新建2套60MW等级燃气蒸汽联合循环机组,燃用天然气,每套联合循环机组(PG6581B或同类型)装备1台燃气轮机、1台燃气轮发电机、1台蒸汽轮机、1台蒸汽轮发电机、1台余热锅炉。项目建成后,按以热定电的原则,为天津风电产业园内的工业区、商业区及居住区提供热(汽)、电、冷联供。 华电新能源发展有限公司2010年9月29日与南宁市政府签订了总投资额为105亿元人民币的清洁能源项目投资开发协议 项目将建设3套
9、60兆瓦级燃气-蒸汽循环机组,总投资约为8.5亿元,计划2012年底之前与西气东输二线衔接,同步投产。项目建成后,将利用燃气轮机燃烧天然气发电,通过能源的梯级利用,向华南城及江南工业园富士康等企业集中供冷、供热,实现更低的能源成本和更高的能源利用率。 2011年10月18日项目正式开工建设。,大型国有企业开始抢占分布式能源市场-2,国电集团已经分别在广东深圳、浙江舟山规划建设分布式能源站。 华能在惠州东江高新科技开发区签订4*39万千瓦冷热电联合分布式能源项目 中国海洋石油总公司设立全资新能源公司-中海油新能源投资有限责任公司(以下简称“新能源公司”),注册资本37.5亿元人民币,新能源公司是
10、中国海油新能源战略的组织者和实施者,归口管理中国海油新能源业务,同时也是中国海油新能源产业的孵化器。以煤基清洁能源、风能、动力电池为主,生物质能、太阳能、CO2综合利、分布式能源及节能减排技术的开发与利用等。 龙源电力内蒙古达茂旗高腰海小型风电场接入35千伏农网的分布式示范项目也已于2010年年底并网发电,在吐鲁番示范区的屋顶光伏与微电网示范项目也正在建设之中。 中电投在上海高培中心成功运作了“分布式供能系统项目”,广东省发改委已核准了中电投珠海“横琴冷热电联供能源站”项目,项目被列入2010年横琴新区四大重点建设项目之一。 大唐集团四川分公司将在广元市纺织服装科技产业园投建天然气分布式能源,
11、目前正开展前期工作。 南方电网投资数千万元在佛山市供电局大院建成一套燃气式分布式能源站,供三座办公楼用电和制冷,内装三台美国Capstone产200千瓦微型燃气轮机和远大公司生产的双效溴化锂制冷机已投产,据计算该站能源利用率为75%左右。,华电与通用的联姻 “率先抢占中国分布式能源设备市场”,2011年8月23日,中国五大发电集团之一的华电集团公司与美国通用电气公司在上海宣布成立一家合资公司,共同生产分布式能源的核心设备航改型燃气轮机。 GE将通过此次合作“把合适的技术引入到中国市场” 中美双方共同出资1亿美元,中方控股,公司董事长由中方担任,总经理则由美方委派。 该合作的签署是中国国家主席胡
12、锦涛2011年1月访美双方签署合作意向书后,所迈出的“具有里程碑意义”的一步。该合资公司的成立,响应了中国政府提出的到2020年在全国规模以上城市推广使用“分布式能源系统”、装机容量达到5000万千瓦的目标。,分布式能源案例一-北京燃气集团指挥调度中心大楼项目-1,位置:北京西直门南小街 建筑面积: 32000m2,高42m,地上10层,地下2层 大楼负荷预测:用电: 1001000kW,平均: 400800kW; 冷负荷: 50030OOkW; 采暖: 550-2700kW 项目中使用了两台Caterpillar公司生产的燃气内燃发电机组和两台远大公司生产的余热型直燃溴化锂冷温水机组。,分布
13、式能源案例一-北京燃气集团指挥调度中心大楼项目-2,机组主要技术参数如下表 燃气内燃发电机组供电系统的主要配套设备包括控制柜、并机柜、ATS转换开关控制柜等。系统除了具备各种发动机和发电机的控制保护功能外,还具备以下功能:自动负载跟踪功能、自动同步并网功能、逆功率保护功能。 设计中,北燃大楼由市电高压10千伏双路电源供电。两台1250千伏安变压器, 一用一备, 0.4千伏低压系统为单母线分段。,发电机组 额定发电 电压(v) 转数(rim) 冷却水 热烟气热量 型号 11 量(kW)111111111111111111111量(kW) 111(kW) G35081 1111480111 400
14、 1111500 111111460111111208 G3512 11111725111 400111115001111111630 11111415,Copyright 2011 Peoples Group. All Rights Reserved.,分布式能源案例一-北京燃气集团指挥调度中心大楼项目-3,供电系统的运行模式有二种,可以根据实际用电情况和市电供应情况应作 (1)发电机组与市电并网,两台燃气内燃发电机(725千瓦和480千瓦)的电电压 为O. 4千伏,两机组并联后与市电一段母线并联。发电机可长期与1号变器并网运行。 DE机组不向电网逆送功率,发电机发电量始终低于大楼的用电负荷
15、,不足部分由市电补充。 发电机组独立运行。发电量跟随负荷变化,经济性较差 发电机组与市电不间断切换。 并网连接方式 运行中的问题: 可行性研究中的负荷预测与实际有差距,造成整个项目运行不经济。发电容量为1200KW,实际电热负荷偏小,而实际白天的最大负荷不足500KW.发电量近一半闲置,导致系统实际电热比例偏低,满负荷运行的时间不足,致使系统经济性有所降低。 由于机组主要以孤岛模式运行,以电定热,优先利用可回收的烟气和缸套水中具有的热量满足燃气大楼冷、热负荷的需要,能力不够时就采用直燃方式补充。该系统在2004年8月投运至今,经过多个采暖、制冷季节的考验。实现了长期稳定运行,是我国实际应用最早
16、、最具有代表性的建筑分布式能源示范工程。 根据多个制冷、采暖季的实际测试,全系统的能源利用效率平均大于70%。其中,在办公时段全系统的能源利用效率平均大于75%,在非办公时段全系统的能源利用效率平均大于65%。年平均节能率约为16%,年节约费用近100万元。,Copyright 2011 Peoples Group. All Rights Reserved.,分布式能源案例二-上海浦东国际机场项目-1,浦东国际机场能源中心是机场规划设计时“大集中,小分散”供冷供热方案中最为关键的“集中”供冷供热主站,通过燃气轮机热电联供系统,采用“汽电共生,冷、热、电三联供”系统。 能源中心“三联供”的设备配
17、置 能源中心配置了一台centuar50燃气轮机发电机组,一台Deltak不带补燃的余热锅炉,一台辅助燃气燃油锅炉,两台YK机组和两台溴化锂机组。 发电机组产生的电力通过机场35千伏航飞变电站、10千伏母线与市电并网,供机场内部使用; 燃汽轮机组尾气通过余热锅炉产生0.9兆帕的蒸汽分送用户,用以供热或作为除氧器生产用汽,同时输送至蒸汽制冷的溴化锂吸收式制冷机组作为动力供冷,不足的热量由辅助燃油燃气锅炉承担,不足的冷量由电力制冷机负责供应。 燃气轮机热电联供装置,为机场提供约1/4的电力和1/10的冷暖空调、生活用汽的热源。 能源中心“三联供”的工作流程 燃气轮机发电机组运行时产生4000KW
18、的10.5KV电能一路送到机场35KV航飞变电站,在其10.5KV I段母线与市电并网,向10.5KV I段、段母线所带的用户供电,另一路向能源中心10.5KV 段母线所带设备供电,还通过能源中心10.5KV主变向.400V 段的设备供电。 余热锅炉产生9.7t/h的o.9MPa饱和蒸汽(与燃气燃油锅炉的品质相同),通过分汽缸向蒸汽用户输送用以供热,还可以输送至溴化锂吸收式制冷机组作为动力供冷,不足的蒸汽量由燃气燃油锅炉补充。由燃气轮机发电机组供电的YK离心式制冷机组和由余热锅炉、燃气燃油锅炉供汽的溴化锂吸收式制冷机组产生冷量通过分水器向用户供冷。,Copyright 2011 Peoples
19、 Group. All Rights Reserved.,分布式能源案例二-上海浦东国际机场项目-2,浦东国际机场“热、电、冷联供”装置于1998年订购。1999年4-5月安装,2000年正式投入使用,共投资3600万元。 设计寿命30年,天然气价格1.9元,电价0.75 按经济性分析,发电负荷等于2500kW,才能与电网用电、辅助锅炉产蒸汽的总成本持衡;当发电负荷达到4000kW时,发电成本为0.468元/kwh,其综合经济效果才能体现。 项目运行基本成功。目前已能够进行7080的负荷率运行。但是在非供冷季节,热负荷量相对不足,造成了该“分布式供能系统”经济性没有得到充分的发挥。 运行中的主
20、要问题: 上网问题。上海市政府同意并网,不同意上网。通过电网购电,自发备用,不购时买电。 天然气压力问题。设计要求保证25kg/cm2 ,而用气高峰时实际压力仅为-87kg/cm2 ,不符合燃气轮机的要求,整个机组的经济性差。 天然气价格问题。1.9元/m3, 经济性受到一定影响 环保高效性得不到体现。因为只有夏冬季才使用余热锅炉,春秋季不产生蒸汽,经济性变差,若有一个稳定的热负荷会更经济、,分布式能源案例二-上海浦东国际机场项目-3,Copyright 2011 Peoples Group. All Rights Reserved.,14,上海浦东国际机场-5千千瓦热电联产项目为机场提供经济
21、可靠的能源,Copyright 2011 Peoples Group. All Rights Reserved.,分布式能源案例三-广州大学城项目-1,广州大学城是集学、研、产一体化发展的大学园区,总规划用地面积43平方公里,含10所大学及中央商务区,总人口约30万,总投资300亿人民币。 广州大学城分布式能源站位于番禺区,是目前全国最大的分布式能源站。广州大学城二期,占地面积11万平方米,是广州大学城配套建设项目,为广州大学城一期18平方公里区域内的10所大学提供冷、热、电能三联供,是目前全国最大的分布式能源站。广州大学城能源系统由分布式能源站、区域供冷系统和集中生活热水系统三部分组成,总投
22、资30亿人民币 由华电新能源公司投资建设,规划建设4台78MW燃气-蒸汽联合循环机组,一期工程建设规模为278MW,于2008年7月28日正式开工建设,两套机组分别于2009年10月13日和2009年10月20日通过72小时和“72+24”小时试运行,满足并网运行条件,正式投入商业运营,这也是目前国内投产发电的最大的分布式能源项目。荣获“中国分布式能源十年标志性项目”称号。 能源站采用高效的燃气一蒸汽联合循环发电,以溴化锂蒸汽制冷,利用烟气余热制备生活热水,设计能源梯级利用效率为80%。项目投产后,可替代同等容量的小火电机组,每年可减少温室气体二氧化碳的排放 24 万吨,减少二氧化硫排放 60
23、00 吨。 燃气轮机发电机组为美国普惠公司的FT8-3 Swift Pac双联机组(60MW);余热锅炉为中国船舶重工集团公司第七三研究所生产的两台中压和低压蒸汽带自除氧、尾部制热水、卧式自然循环、无补燃型、露天布置的余热锅炉;蒸汽轮机发电机组供货商为中国长江动力公司(集团),分别选用一套带调整抽汽的抽汽凝汽式蒸汽轮机发电机组和一套双压补汽式蒸汽轮机发电机组,配套18MW 和25MW 发电机各一台。 锅炉补给水采用RO膜+EDI(电去离子)系统制水,无强酸性、强碱性废水产生,生产、生活产生的废水经过处理后用于厂区内清洗、浇灌等,实现废水零排放。 华电广州大学城分布式能源站CDM项目成功获得联合
24、国EB批准注册,开辟了国内分布式能源项目成功注册CDM的先河。,Copyright 2011 Peoples Group. All Rights Reserved.,分布式能源案例三-广州大学城项目-2,广州大学城分布式能源项目作为试点得到了时任广东省委书记张德江的专门批示和省经贸委的大力支持,剩余电量不仅可以上网,而且上网电价考虑了环保效益和社会效益,给予了一定的补贴。项目享受减免税政策,用地由政府划拨,有关冷、热管网由市政投资等一系列优惠政策。 国家主席胡锦涛、国家发改委副主任、能源局局长张国宝都曾实地调研过该项目。 广州大学城能源站由广东天联工程有限公司和广东省电力设计研究院联合设计,目
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