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【摘 要】 燃气内燃发电机组是以燃气为燃料，包括天然气、煤层气、沼气及其它气体燃料。分布式能源系统是指通过冷、热、电三联供技术，利用先进的燃气内燃发电机组发电，再对做功后的余热进一步回收，用来发电、制冷、供暖或提供生活热水，从而实现对能源的梯级利用，能够将能源利用效率提高至80%-90%。本文主要介绍了燃气内燃发电机组在分布式能源系统中的应用及发展前景，分布式供能机组的特点以及发展分布式能源利用系统存在的难题等方面的内容。
【关键词】 分布式能源；燃气内燃发电机组；冷热电联供
引言：
分布式能源利用系统是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模、小容量（数百瓦至15MW）、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热和冷能的系统。国家发改委能源局在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中的官方定义认为，分布式能源是近年兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式，目前分布式能源多数以天然气为主。
1 国内外分布式能源利用系统的发展与现状
1.1国外利用与发展现状
近年来，為缓解全球气候变化对人类生存的影响，世界各国都将提高能源利用效率及促进清洁能源的发展上升为国家战略。分布式能源作为21世纪科学用能的最佳方式蓬勃兴起，已得到世界各国的广泛重视和应用。美国现在有6000多座区域能源站，日本区域能源站总装机容量达920万千瓦，英国区域能源站总装机容量已有500万千瓦，丹麦分布式能源占其能源总量的一半。目前分布式能源利用系统50%以上是以天然气作为燃料[1]。
1.2国内政策导向
我国于2000年由国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部和国家环保总局联合下发了《关于发展热电冷联产的规定》，这是贯彻《中华人民共和国节能法》、实施可持续发展战略、落实环保基本国策和提高资源综合利用效率的重要行政规章。热电冷联产已经被列入国家“十五”规划节能重点投资领域。同时，国家计委已在“十五”计划实施方案中确定在北京、上海积极抓好试点工程。上海市在2004—2007年，对纳入本市燃气空调和分布式供能系统推进计划的燃气空调和单机规模10MW及以下的分布式供能系统项目，由市政府给予一定的设备投资补贴，标准为：燃气空调按100元/kW制冷量补贴，分布式供能系统按700元/kW装机容量补贴[2]。
2 热电冷联产分布式供能机组的特点
2.1能源利用效率高
分布式供能系统将高品质的电与低品质的冷和热这3种能量需求有效地统一，实现能源的梯级利用，使能源综合利用率进一步提高，可达到80%-90%，为能源需求较为多样化的用户，同时解决了电能、热能及冷能的供应。
2.2机组启停灵活、自动化程度高
2008年我国的低温雨雪冰冻灾害和近年来美国、东南亚地区发生的大面积停电事故，不断提醒人们能源安全的重要性。燃气内燃发电机组由于其启动灵活，直接面对能源用户，在出现突发事件时可以确保安全供电，减缓了电力供应对集中供能系统的过分依赖，同时对大电网的削峰填谷和安全稳定也有积极意义。且随着燃气内燃发电机组的发展，模块化设计及自动化程度越来越高，配套设备的集成控制发展迅速，大大提高了内燃机发电站的安全性和可控性。
2.3污染程度轻
燃气内燃发电机组使用的一次能源为气体燃料，污染物的排放可减少3/4或更低。因其能源综合利用效率高，同集中供能相比，产生额定的热量只需较少的燃料，在降低燃料燃烧排放的污染物方面具有很大的潜力。据计算，如果将现有建筑采用分布式供能系统的比例由4%提高到8%，到2020年，CO2的排放量将减少30%，NOx排放值为21-35mg/m3，大大低于锅炉直接供热或其他动力系统的排放值280-1400mg/m3；SO2的排放量几乎为零[3]。另外，热、电、冷联产分布式供能系统应用溴化锂或氨水吸收式制冷技术，不会对臭氧层造成破坏。
2.4厂用电率低
以燃气内燃发电机组为主机的分布式供能系统采用烟气或热水作为工质，整个系统不需要大量的软化水以及循环冷却水，因此分布式供能系统的厂用电率低于2%；而我国火电厂的厂用电率平均为7%左右。
2.5燃料利用效率高
伴随着西气东输工程的逐步建设，许多大中城市引入了发热量高、污染物生成量极少的天然气，但很大一部分天然气得不到高效合理的利用。在一些地方，为了完成用气量任务，很大一部分天然气被效率低下的供热或制冷的工业锅炉所消耗，优质能源得不到有效利用。如果采用高效率的分布式供能系统，在满足用户热、电、冷需求的基础上，上述问题也会得到解决。
2.6节省投资
分布式供能系统靠近用户，可广泛用于城区商业中心、工业园区、新开发的城区和房地产小区等，不需要建设远距离高电压或超高电压输电的大电网，可大大减少网损，节省电网建设投资和运行费用，同时节省了城市热力管网，减少市政投资以及长距离热力管网带来的热量损失。（见下图2.1、图2.2）
图2.1 分布式能源系统典型流程图
图2.2 分布式能源利用系统布置示意图
3 目前发展分布式能源利用系统存在的难题及风险
（1）分布式供能系统的集成经验不足。以目前的技术，分布式能源在电网连接、电网安全、供电质量、能量储备、燃料供应等方面确实存在不少的问题，这也成为拖延乃至反对分布式能源发展的主要因素。
（2）分布式能源系统与大电网的安全并网技术有待研究和开发。
（3）缺乏相关的政策导向和支持，地方政府对分布式能源的支持力度和补贴力度不同，也影响到项目的投资回报。
（4）电价、气价、供热价格由地方政府调控，存在不确定性。
（5）在体制上，我国的发电行业几乎由几家大的电力集团所主导。出于利益考虑，某些地方政府或者一些垄断性集团也许并不热衷于分布式能源的发展，甚至可能借用技术、规范、标准等理由人为地拖延或者不作为，从而客观上阻碍了分布式能源系统的发展。
4 结论
燃气发电内燃机组利用清洁的燃气作为一次能源，有助于降低因空调用电而引起的电网“峰谷”差，减少燃气季节用量的不平衡性。燃气内燃发电机组的推广应用有助于提高天然气在我国能源结构中所占的比例，改善我国的能源结构和环境，符合我国的能源和环境保护政策，确保经济的可持续发展。我们应该认真学习国家关于分布式能源发展的相关政策，积极跟踪国家产业导向和行业发展信息，做好研究和项目储备工作。
参考文献：
[1]俞建洪.论燃气轮机热电冷联产分布式电源系统[J].福建能源开发与节约，2003，（3）.
[2]晏洪浩.燃气冷热电联产系统的研究与探讨[J].平顶山工学院学报，2006，（9）.
[3]付林等，楼宇式燃气热电冷联产系统评价方法的研究，第五届国际热电联产分布式能源联盟年会，2004.10.北京
【关键词】 分布式能源；燃气内燃发电机组；冷热电联供
引言：
分布式能源利用系统是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模、小容量（数百瓦至15MW）、模块化、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热和冷能的系统。国家发改委能源局在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中的官方定义认为，分布式能源是近年兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式，目前分布式能源多数以天然气为主。
1 国内外分布式能源利用系统的发展与现状
1.1国外利用与发展现状
近年来，為缓解全球气候变化对人类生存的影响，世界各国都将提高能源利用效率及促进清洁能源的发展上升为国家战略。分布式能源作为21世纪科学用能的最佳方式蓬勃兴起，已得到世界各国的广泛重视和应用。美国现在有6000多座区域能源站，日本区域能源站总装机容量达920万千瓦，英国区域能源站总装机容量已有500万千瓦，丹麦分布式能源占其能源总量的一半。目前分布式能源利用系统50%以上是以天然气作为燃料[1]。
1.2国内政策导向
我国于2000年由国家发展计划委员会、国家经济贸易委员会、建设部和国家环保总局联合下发了《关于发展热电冷联产的规定》，这是贯彻《中华人民共和国节能法》、实施可持续发展战略、落实环保基本国策和提高资源综合利用效率的重要行政规章。热电冷联产已经被列入国家“十五”规划节能重点投资领域。同时，国家计委已在“十五”计划实施方案中确定在北京、上海积极抓好试点工程。上海市在2004—2007年，对纳入本市燃气空调和分布式供能系统推进计划的燃气空调和单机规模10MW及以下的分布式供能系统项目，由市政府给予一定的设备投资补贴，标准为：燃气空调按100元/kW制冷量补贴，分布式供能系统按700元/kW装机容量补贴[2]。
2 热电冷联产分布式供能机组的特点
2.1能源利用效率高
分布式供能系统将高品质的电与低品质的冷和热这3种能量需求有效地统一，实现能源的梯级利用，使能源综合利用率进一步提高，可达到80%-90%，为能源需求较为多样化的用户，同时解决了电能、热能及冷能的供应。
2.2机组启停灵活、自动化程度高
2008年我国的低温雨雪冰冻灾害和近年来美国、东南亚地区发生的大面积停电事故，不断提醒人们能源安全的重要性。燃气内燃发电机组由于其启动灵活，直接面对能源用户，在出现突发事件时可以确保安全供电，减缓了电力供应对集中供能系统的过分依赖，同时对大电网的削峰填谷和安全稳定也有积极意义。且随着燃气内燃发电机组的发展，模块化设计及自动化程度越来越高，配套设备的集成控制发展迅速，大大提高了内燃机发电站的安全性和可控性。
2.3污染程度轻
燃气内燃发电机组使用的一次能源为气体燃料，污染物的排放可减少3/4或更低。因其能源综合利用效率高，同集中供能相比，产生额定的热量只需较少的燃料，在降低燃料燃烧排放的污染物方面具有很大的潜力。据计算，如果将现有建筑采用分布式供能系统的比例由4%提高到8%，到2020年，CO2的排放量将减少30%，NOx排放值为21-35mg/m3，大大低于锅炉直接供热或其他动力系统的排放值280-1400mg/m3；SO2的排放量几乎为零[3]。另外，热、电、冷联产分布式供能系统应用溴化锂或氨水吸收式制冷技术，不会对臭氧层造成破坏。
2.4厂用电率低
以燃气内燃发电机组为主机的分布式供能系统采用烟气或热水作为工质，整个系统不需要大量的软化水以及循环冷却水，因此分布式供能系统的厂用电率低于2%；而我国火电厂的厂用电率平均为7%左右。
2.5燃料利用效率高
伴随着西气东输工程的逐步建设，许多大中城市引入了发热量高、污染物生成量极少的天然气，但很大一部分天然气得不到高效合理的利用。在一些地方，为了完成用气量任务，很大一部分天然气被效率低下的供热或制冷的工业锅炉所消耗，优质能源得不到有效利用。如果采用高效率的分布式供能系统，在满足用户热、电、冷需求的基础上，上述问题也会得到解决。
2.6节省投资
分布式供能系统靠近用户，可广泛用于城区商业中心、工业园区、新开发的城区和房地产小区等，不需要建设远距离高电压或超高电压输电的大电网，可大大减少网损，节省电网建设投资和运行费用，同时节省了城市热力管网，减少市政投资以及长距离热力管网带来的热量损失。（见下图2.1、图2.2）
图2.1 分布式能源系统典型流程图
图2.2 分布式能源利用系统布置示意图
3 目前发展分布式能源利用系统存在的难题及风险
（1）分布式供能系统的集成经验不足。以目前的技术，分布式能源在电网连接、电网安全、供电质量、能量储备、燃料供应等方面确实存在不少的问题，这也成为拖延乃至反对分布式能源发展的主要因素。
（2）分布式能源系统与大电网的安全并网技术有待研究和开发。
（3）缺乏相关的政策导向和支持，地方政府对分布式能源的支持力度和补贴力度不同，也影响到项目的投资回报。
（4）电价、气价、供热价格由地方政府调控，存在不确定性。
（5）在体制上，我国的发电行业几乎由几家大的电力集团所主导。出于利益考虑，某些地方政府或者一些垄断性集团也许并不热衷于分布式能源的发展，甚至可能借用技术、规范、标准等理由人为地拖延或者不作为，从而客观上阻碍了分布式能源系统的发展。
4 结论
燃气发电内燃机组利用清洁的燃气作为一次能源，有助于降低因空调用电而引起的电网“峰谷”差，减少燃气季节用量的不平衡性。燃气内燃发电机组的推广应用有助于提高天然气在我国能源结构中所占的比例，改善我国的能源结构和环境，符合我国的能源和环境保护政策，确保经济的可持续发展。我们应该认真学习国家关于分布式能源发展的相关政策，积极跟踪国家产业导向和行业发展信息，做好研究和项目储备工作。
参考文献：
[1]俞建洪.论燃气轮机热电冷联产分布式电源系统[J].福建能源开发与节约，2003，（3）.
[2]晏洪浩.燃气冷热电联产系统的研究与探讨[J].平顶山工学院学报，2006，（9）.
[3]付林等，楼宇式燃气热电冷联产系统评价方法的研究，第五届国际热电联产分布式能源联盟年会，2004.10.北京