從熱電聯(lián)產(chǎn)走向冷熱電聯(lián)產(chǎn)講解

1、從熱電聯(lián)產(chǎn)走向冷熱電聯(lián)產(chǎn)【摘要】 美國(guó)從 1978 年開始提倡發(fā)展小型熱電聯(lián)產(chǎn) （CHP）, 目前除繼續(xù)堅(jiān)持 發(fā)展小型熱電聯(lián)產(chǎn)之外，正研究高效利用能源資源的小型冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP 。CCHP 是將制冷、供熱（采暖和供熱水）及發(fā)電三者合而為一的設(shè)施。據(jù)美國(guó) 1995 年對(duì) 商用樓宇終端能源消費(fèi)的統(tǒng)計(jì)，采暖用能占22%，熱水供應(yīng)占 7%,制冷空調(diào)用能占18% CHP的供熱只能解決29%勺用能及提供電力，而 CCHP1同 制冷可提供 47%的用能及電力。1冷熱電聯(lián)產(chǎn)的意義 冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在大幅度提高能源利用率及降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力。有關(guān)專家做了這樣的估算，如果從2000 年起

2、每年有 4%的現(xiàn)有建筑的供電、供暖和供冷采用 CCHP 從 2005 年起 25%的新建建筑及從 2010 年起 50% 的新建建筑均采用 CCHP 勺話，至 V 2020 年的二氧化碳的排放量將 減少 1 9 %。如果將現(xiàn)有 建筑實(shí)施 CCHP 勺比例從 4%提高到 8%,至 V 2020 年二氧化碳的排放量將減少 30%。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與遠(yuǎn)程送電比較，可以大大提高能源利用效率。大型發(fā)電廠的發(fā)電效率為 35 %-55 %，扣除廠用電和線損率。終端的利用效率只能達(dá)到30-47 %，而 CCHP 勺效率可達(dá)到 90%，沒有輸電損耗。冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與大型 熱電聯(lián)產(chǎn)比較，大型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的效 率也沒

3、有CCHP K，而且大型熱電聯(lián)產(chǎn)還有輸電線路和供熱管網(wǎng)的損失。顯然 CCH 刖以減少輸配電系統(tǒng)和供熱管網(wǎng)的投 資，無論從 減少投資成本和減輕污染來講都是十分有利的。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的缺點(diǎn)有兩個(gè)一是冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)規(guī)模小，安裝在樓宇 里，只能使用 天然氣或油品；二是冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)雖然規(guī)模比大型發(fā)電廠和大 型熱電聯(lián)產(chǎn)小，但 CCHPf 能小到一家一戶安裝一臺(tái)，只能適應(yīng)一幢樓宇或一個(gè) 小區(qū)的冷熱電聯(lián)供，不象小型戶用空調(diào) 器、戶用熱水器或戶用電取暖器那樣靈 活機(jī)動(dòng)。2美國(guó)關(guān)于冷熱電聯(lián)產(chǎn)的研究美國(guó)關(guān)于 CCHP 作了許多研究，并本著開發(fā)和商業(yè)化的目的，在天然氣、電 力和暖通 空調(diào)等行業(yè)的制造業(yè)進(jìn)行了廣泛深入

4、的合作。工業(yè)界提出了“CCHP 創(chuàng)意”和“ CCHP202年綱領(lǐng)”，以支持美國(guó)能源部的總體商用建筑冷熱電聯(lián)供規(guī) 戈嘰規(guī)劃中倡導(dǎo)增加綜合利用多項(xiàng)技術(shù)，包括先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)、微型透平機(jī)、 先進(jìn)的內(nèi)燃 機(jī)、燃料電池、吸收式制冷機(jī)和熱泵、干燥及能源回收系統(tǒng)、引擎 驅(qū)動(dòng)及電驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮系 統(tǒng)，熱儲(chǔ)備和輸送系統(tǒng)以及控制及系統(tǒng)集成技術(shù)，不 僅滿足建筑物的熱和電力負(fù)荷的需求， 也從整體上提高了從礦物燃料到能源的 轉(zhuǎn)換效率。到 2020 年，在美國(guó) CCHP 各成為商用建筑高效使用礦物能源的典范，通過 能源系統(tǒng) 的調(diào)整，將極大地推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和提高居民生活質(zhì)量， 同時(shí)最大限度 地降低污染物的排放量。2.1 CCHP

5、 戰(zhàn)略實(shí)施目標(biāo)2000 年?制訂出技術(shù)與政策“引導(dǎo)圖”?開發(fā)設(shè)計(jì)工具、評(píng)估系統(tǒng)、軟件及事例分析，以減少設(shè)計(jì)團(tuán)體的風(fēng)險(xiǎn) ?通過事例分析、財(cái)務(wù)分析等對(duì)工業(yè)決策機(jī)構(gòu)進(jìn)行CCHP 選型和效益分析指導(dǎo)?消費(fèi)者的價(jià)值需求的認(rèn)知度達(dá)到目標(biāo)決策者所要求的25?每 3 年實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)占有率翻番?建立 CCHP 勺信息交流系統(tǒng)?建立建筑物資源效率計(jì)量體系2005 年?確保行業(yè)法規(guī)朝有利方向發(fā)展：- 稅收優(yōu)惠- 碳化物排放交易化- 合理的電力推出費(fèi)用?建立 200 個(gè)示范點(diǎn)2010 年?20的新建商用建筑使用 CCHP? 5 的現(xiàn)有商用建筑使用 CCHP? 25%的美國(guó)能源部熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP) 項(xiàng)目用戶使用 CCHP

6、2020 年? 50%新建商用建筑采用 CCHP? 15%現(xiàn)有商用建筑采用 CCHP2. 2 幾個(gè)問題的說明(1) CCHP 和 CHP 應(yīng)用領(lǐng)域的劃分CCH 系統(tǒng)可以向建筑物同時(shí)提供電力、制冷、供暖、衛(wèi)生熱水或其他用途 的熱能，故 CCHP 系統(tǒng)側(cè)重的領(lǐng)域是商用寫字樓及公寓樓宇。 CHP 只能提供電力 和熱能，側(cè)重于需要工藝用熱的工業(yè)企業(yè)。(2) 商用建筑物節(jié)能的設(shè)想建筑物的外墻和門窗的保溫和密封性改進(jìn)，達(dá)到15%的節(jié)能量；?美國(guó)空調(diào)及制冷協(xié)會(huì) (ARI)為暖通空調(diào)(HVAC設(shè)備制訂的目標(biāo)是使其能源 效率 改善 25%；?美國(guó) CCHP 勺首期目標(biāo)是在上述目標(biāo)基礎(chǔ)上，再增加40%的節(jié)能效率。

7、3) 采暖和空調(diào)將出現(xiàn)新的變化目前正醞釀 著新的變化。問題的重視，如關(guān)注減輕臭(溫室效應(yīng) ) ，以CCHP 寸環(huán)境保護(hù)20 世紀(jì)采暖和空調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)研究已經(jīng)取得了重大突破和進(jìn)展，主要是由于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)和發(fā)電技術(shù)有了重大變化，全球?qū)Νh(huán)境 氧層破壞，關(guān)注減緩地球氣候變暖及公用事業(yè)的重組等，成為當(dāng)今樓宇設(shè)計(jì)和建筑的決定因素。有巨大潛力市場(chǎng)。4) CCHP 發(fā)展中的關(guān)鍵因素CCHP? 在還不能將其劃分為一個(gè)行業(yè)，然而設(shè)備制造商、公用事業(yè)公司及 能源服務(wù)公 司將 CCHRr 作是下個(gè)世紀(jì)最具經(jīng)濟(jì)潛力的一種組合方式。新組建的 CCH 組織機(jī)構(gòu)認(rèn)為未 來 20 年決定商用、公用建筑及居民建筑設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵 因

8、素是：?政策及政治因素；?市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)及公共設(shè)施的重建；?氣候的變化；?室內(nèi)空氣質(zhì)量；?建筑設(shè)計(jì) / 設(shè)備選型過程；?能源使用效率；?顧客的期望值；?應(yīng)變能力；?技術(shù)的進(jìn)步 / 新技術(shù)；?滿足各方利益的建筑樓宇。3 CCHP 與中國(guó)目前從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和居民收入水平看，城鎮(zhèn)已進(jìn)入暖通空調(diào)大發(fā)展 時(shí)期，我國(guó) 在暖通空調(diào)方面有可能實(shí)現(xiàn)跨越，對(duì)于如何把握暖通空調(diào)發(fā)展方向 應(yīng)盡早研究。3. 1 小型電站是 21 世紀(jì)的新電源，最具經(jīng)濟(jì)潛力 用高科技武裝起來的小型電站、 CHP 以及 CCHP 耗能低、可靠性高、效率 高、低排 污，具有很大的優(yōu)越性，是提高能源利用效率、降低冷熱電成本和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要

9、措施。美國(guó)把小型電站看作是有助于美國(guó)在 21 世紀(jì)保持全球 競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)應(yīng)當(dāng)重視大電網(wǎng)與眾多小型分布式電站相結(jié)合的研究。3. 2 嚴(yán)格控制樓宇采暖用大型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和供熱網(wǎng)的建設(shè)世界上對(duì)于樓宇 （ 包括商用建筑、寫字樓、公寓和住宅小區(qū) ）采暖供熱有兩種模式，歐美國(guó)家大都采用分散式的采暖設(shè)施，現(xiàn)在正向小型冷熱電聯(lián)供（CCH P） 的方向發(fā)展。而原蘇聯(lián)、東歐等國(guó)家主要是學(xué)習(xí)原蘇聯(lián)模式采用大型熱電廠、 大中型鍋爐房 和大型熱網(wǎng)?，F(xiàn)在看來修建大型熱電廠、大中型鍋爐房和大型熱 網(wǎng)專門供商用、寫字樓、公 寓和住宅小區(qū)傳熱是極不經(jīng)濟(jì)的。今后大型熱電廠 主要應(yīng)用于有穩(wěn)定熱負(fù)荷的工業(yè)企業(yè)。樓 宇采暖應(yīng)當(dāng)因

10、地制宜采用多種方式解 決。3. 3 加快發(fā)展天然氣、煤層氣，積極引進(jìn)液化天然氣和管道天然我國(guó)長(zhǎng)期以來能源供應(yīng)以煤炭為主，煤炭最大消費(fèi)量曾達(dá)到13. 8-13 . 9億噸， 1998 年已下降到 12. 5 億噸，現(xiàn)在準(zhǔn)備降低到 9 億噸，這個(gè)變化說明能 源消費(fèi)優(yōu)質(zhì) 化已不可避免。有充足的燃?xì)夤?yīng)是發(fā)展分布式小型CHP CCHP 勺前提條件，在有天然氣供應(yīng)的地方應(yīng)當(dāng)優(yōu)先用于發(fā)展 CHF 和 CCHP 但是我們也 必須看到，中國(guó)各地情況復(fù)雜、 CHP CCH 不可能包打天下，有便宜電力供應(yīng) 的地方，可以 及時(shí)利用低谷的地方，可以發(fā)展蓄冰空調(diào)、蓄熱式電熱鍋爐；有 的地方可以發(fā)展電力空調(diào)、 電采暖器和電熱水器。 總之，要從節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán) 境保護(hù)的原則出發(fā)， 因地制宜，慎重研究， 認(rèn)真決策。3. 4 加強(qiáng)冷熱電聯(lián)產(chǎn) （CCHP 的研究和推廣工作 美國(guó)為發(fā)展冷熱電聯(lián)產(chǎn)采取了更新經(jīng)營(yíng)模式、聯(lián)合研究和政策扶植等措 施，并編制了 長(zhǎng)達(dá) 20 年的研究發(fā)展目標(biāo)。 我國(guó)如要發(fā)展小型 CHP CCHF 也應(yīng)組 織聯(lián)合攻關(guān)， 政府扶持。 現(xiàn)在看來冷熱電聯(lián)產(chǎn)比熱電聯(lián)供要先進(jìn)得多，能適應(yīng) 我國(guó)大部分地區(qū)的需要，特別是我國(guó)過 去采暖僅限制在黃河、秦嶺山脈以北的“三北”地區(qū)，現(xiàn)在黃河與長(zhǎng)江之間的中間地帶，為提高舒適度，也開始搞采暖工程。我國(guó)應(yīng)采取跨越發(fā)展手段，跳過 CHP 直接