分布式能源冷热电联供集成技术概述

一、概述

常规模式冷、热、电的供应由大型电厂通过燃煤实现，目前我国发电量的供电标煤消耗为326g/kWh，供电效率39%。电能通过高压线路远距离输送至各用能建筑，建筑内夏季冷需求通过电制冷机制冷，冬天通过锅炉采暖。远距离电力输送浪费严重电能损失超过总发电量的6%，极大影响电厂总的发电效率。热电冷三联产系统可以实现现有冷、热、电供应模式的改变，其综合能效可达到甚至超过75%。该技术在不同应用领域其配置有所不同，配置方案主要取决于当地的能源需求结构，而主要设备无论那种模式都包括原动、制冷及供热等装置。目前应用该技术可实现节能量9万tce/a，CO2减排约24万t/a。

二、技术内容

1.技术原理

用能建筑就近建设能源站，采用一次能源天燃气作为主要能源发电，发电机产生的尾气用来制冷与采暖，能源梯级利用，能源利用率可高达85%。同时直接在需能单位就近建设，避免输送浪费。

2.关键技术

(1)溴化锂吸收式余热设备：远大自主研发可应用于冷热电联供系统的余热设备，利用发电机尾气或余热，进行制冷或制热或提供卫生热水，一机三用，共计拥有50余项吸收式技术专利，稳定可靠。

(2)多能源组合模式：远大针对冷热电联供系统的特点，开发出了热水制冷机组、蒸汽制冷机组、烟气制冷制热机组、混合能源型制冷制热机组，与各类发电机组无缝对接。

(3)精确冷热电配比：远大通过多年项目经验，总结出冷热电设计项目规范，自主开发了冷热电配比软件，针对不同用户采用软件精确分析冷、热、电需求，并根据需求设计最节能环保的冷热电系统。远大设计的冷热电系统已经在多个项目上得到验证。

(4)冷热电自动控制系统：远大通过多个项目的运营管理经验，自主研发，开发了冷热电自动化控制系统与能耗监测系统，实现对各个设备自动控制，实时监测设备能耗，绘出能流图，通过软件分析能耗情况，自动调整运行策略，保障经济运行。

3.工艺流程

工艺流程见图1所示。

图1 工艺流程图

三、主要技术指标

年平均标煤节能量：12.86kg/m2;

年平均CO2减排量：37.7kg/m2;

年综合能源利用率：70%以上。

传统用能的能耗及碳排放现在，根据国家统计数据：每kWh发电量的供电标煤消耗325g，供电效率38%。

制冷：电制冷机的能耗，根据运行COP值折算成每kWh冷量消耗的相应电量，并换算成对应的标煤消耗，社会平均电制冷机运行COP为4.5。锅炉的能耗：根据全国平均水平的燃气锅炉效率，社会平均锅炉效率为85%。

四、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术于2013年被评为北京市高新技术成果转化项目，并获得多项专利。该技术在美国、欧洲、日本等许多国家被广泛的推广应用。而在我国从上个世纪开始探索并应用，目前在北京、上海、江苏等地应用较为普遍。

五、典型应用案例

典型案例1

案例应用单位：航天五院1期

技术提供单位：远大能源利用管理有限公司

建设规模：航天五院总面积70余万平米，1期面积17.6万平米，机房配置2台1160kW发电机组，1台800万大卡余热机组，1台800万大卡燃气机组，1台500万大卡燃气机组，为整个园区供冷，供热以及部分电力。建设条件：有较为稳定的冷热负荷及电负荷;有稳定可靠的天燃气供应;有相应的场地可供建设。主要技改内容：突破传统建筑供能模式，直接在建筑附近建设能源站;主要输入能源只有天燃气，发电自发自用;利用发电机尾气余热制冷采暖利用天燃气对余热制冷进行补充，保障系统的稳定性。主要设备：发电机、余热制冷机组、天燃气制冷机组、水泵若干、散热设备若干。节能技改投资额对比传统模式，增加投资1516万元。建设期1年，年节能量1302吨标煤/年，节能经济效益130万/年，投资回收期11年。

典型案例2

案例应用单位：黄花机场

技术提供单位：远大能源利用管理有限公司

建设规模：黄花机场总面积15.4万平方米，机房配置2台1163发电机，1台余热机组。建设条件：有较为稳定的冷热负荷及电负荷;有稳定可靠的天燃气供应;有相应的场地可供建设。主要技改内容：突破传统建筑供能模式，直接在建筑附近建设能源站;主要输入能源只有天燃气，发电自发自用;利用发电机尾气余热制冷采暖;利用天燃气对余热制冷进行补充，保障系统的稳定性。主要设备：发电机、余热制冷机组、天燃气制冷机组、水泵若干、散热设备若干。节能技改投资额8200万元。建设期1年，年节能量3300吨标煤/年，节能经济效益1020万/年，投资回收期10.5年。

六、推广前景及节能减排潜力

分布式能源作为一种新型的能源利用方式，与传统电力系统相比具有节省投资、降低损耗、提高系统可靠性、能源种类多样化、减少污染等诸多优点，在美国、欧洲、日本等许多国家被广泛的推广应用。我国从上个世纪开始探索并应用分布式能源，经过多年的经验积累，分布式能源在我国有了很大的发展。预计未来五年，该技术在行业内的推广比例可达到10%，，总投入15亿元，节能能力90万tce/a，减排能力238万tCO2/a。