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谈燃气——蒸汽联合循环热电厂与分布式热电冷联产

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/11 13:59:36   

  所属频道:  火力发电    关键词:  热电冷联产 分布式 热电厂

一、节约能源是应考虑的主题

热电联产能够有效的节约能源,从国内外工程实践来看,已是不争事实,据《2001年

电力工业统计资料汇编》数据:2001年我国单机6000千瓦及以上电厂热效率仅为35.09%,

电厂供热效率85.13%,能源转换总效率40.55,我国的热电厂热效率均能超过常规火电厂

的热效率10个百分点。实现热电联产的小型供热机组,其热效率超过大型高参数常规火电

机组。

1、能源形势不容乐观

我国自然资源总量排名世界第7位,能源资源总量居世界第3位。我国是产煤大国,煤

炭储量达1万亿吨,但精查保有剩余储量只有900亿吨,储采比不足百年。我国又是人口大

国,我国人口占世界总人口20。

煤炭储量占世界储量的11,人均煤炭仅为世界平均值42.5

原油储量占世界储量的2.4,人均石油仅为世界平均值17.1

天然气储量占世界储量1.2,人均天然气为世界平均值13.2

天然气因而应是我国宝贵的资源,更应合理有效利用。

1998年我国人均能源消费量1.165吨标煤,居世界第89位。仅是世界人均能源消费水平

的2.4吨标煤的一半,是发达国家的1/5--1/10。

我国石油储量不多,从1993年开始又成为能源净进口国,据予测未来缺口将越来越大。

2000年我国已进口石油7000多万吨,花掉200亿美元,预计我国石油进口依存度(净

进口量与消费量之比)

由1995年的6.6上升为2000年的20

2010年的30

2020年的50

天然气进口依存度2000年6

2010年20

我国已成为仅次于美国和日本的石油进口大国。由于石油需大量进口,因而能源安全性

的问题,提到重要的议事日程。目前国家将建立战略储油,希望在2010年前屯储1500万吨

石油。因而事实告诉我们,我国能源形势不容乐观,缺口越来越大。

在过去的20年里,我国经济保持快速增长,年增长9.7,而能源消费增长速度仅为

4.6,得益于国家制订的“能源开发与节约并重,近期把节能工作放在优先地位”的总方

针发挥作用。据专家测算,我国在过去的20年中,国民经济发展所需的新增能源,一半靠

开发,一半靠节约,而今后则要3/4左右要靠提高能效了,到2040年之后,新增能源就全

部要靠提高能效来解决了。

因而我们可以说,积极发展热电联产是节约能源需要。

2、合理利用天然气资源

最近几年我国天然气的生产和消费均呈快速增长态势,但到2000年天然气的生产量也

只占全国能源生产量的3.4,而消费量也仅占全国能源消费量的2.5。而我国天然气的储

量仅占世界储量的1.2,人口则占世界总人口的20,人均天然气仅为世界平均值的13.2。




最近报纸和电视上宣传“西气东输”工程,天然气进京第二条管线的建设和天然气勘探

开发的新消息增多,可能有人认为我们的天然气多的很,其实和需要量相比还差的远。我们

西气东输工程的年输送能力为120亿立方米。莫斯科一个城市一年用天然气360亿立米,平

均一天1亿立米,等于我们全国商品气的120。因而我们要保持冷静的头脑,把有限的资

源加以有效合理的利用,绝不能一听天然气比煤清洁,天然气多了,到处上天然气项目。西

气东输工程也是沿线的十个省市区可以利用。就是十个省、市区也要有重点有计划的合理利

用,每个城市能分到多少气量?主要用在哪方面?要统盘考虑,再不能头脑发热。

如何合理利用天然气,也是我们供电工作者应认真研究的大问题。

据2002年7月5日《北京日报》报导:西气东输工程建成后,天然气价格平均为1.29

元/立米,具体价格会随用户距离远近而不同。天然气到上海的价格为1.35元/立米,低于目

前上海使用东海天然气上岸价格1.45元/立米和进口液化天然气交气点价格1.6元/立米。具

体到市区内还要经过市燃气集团的输配管网,税收、利润加价则气价还要提升。

另据消息报导:上海工业与民用天然气价为2.1~2.4元/立米,优惠发展热、电、冷联

产工程,气价为1.9元/立米。

从国际市场的能源价格来看,国际煤炭价格约为1.8美元/MMBtu,美国市场天然气价

格约为2美元/MMBtu,欧洲市场天然气价格约为2.3美元/MMBtu,日本市场LNG价格约

为3.5美元/MMBtu,气化后的天然气价格约为4.3美元/MMBtu。我国煤炭价格相对较低,

华北京津唐地区标煤价约为260元/吨,折合1.1美元/MMBtu,华东地区标煤价约为350元/

吨,折合1.5美元/MMBtu,我国进口LNG价格及气化后的天然气价格与日本大体相当(可

能会略低于日本),西气东输到上海的气价按中油总提供的数据为1.30元/立方米,折合4.6

美元/MMBtu,陕甘宁天然气到北京的价格在1.00~1.30元/立方米之间。折合3.6~4.1美元

/MMBta,从以上数据看,按同发热量计算,天然气与煤炭的比价欧美为1.2~1.5,日本为2.

5,而我国华东地区为3,华北地区为3.2~4.1。过

高的比价将限制我国利用天然气发电的规模,并将使天然气发电在承担电网基荷时缺乏竞争

力。

煤价与天然气价格的比值

国家电力公司动力经济研究中心在编制《全国天然气发电规划》(2001-2010年)中提

出:

在气价为1.1元/立米,天然气电厂竞争力较差;在气价为1.0元/立米时,在不同运行

位置下(3000,4000,5000小时)天然气电站上网电价仅比进口66万千瓦脱硫机组和进口

35万千瓦机组的电价低;在气价为0.90元/立米时,在利用小时小于4000的运行位置,天

然气电站上网电价仅比国产60万千瓦不脱硫机组高,与其他机组相比具有明显优势。

上述资料提出:气价1.0元/立米时,上网电价为:

设备利用:3000小时平均电价0.46元/千瓦·时

4000小时平均电价0.389元/千瓦·时

5000小时平均电价0.347元/千瓦·时

燃煤电厂如作为电力系统的调峰电厂则年设备利用小时将更低,平均电价将更高。如

为热电厂理应全年运行,冬季供采暖,夏季供制冷用热,利用小时数高,平均电价可降低,

但又取决于天然气的气价。北京几个燃气--蒸汽联合循环热电厂,天然气的气价均为1.4

元/立米,因而上网电价均较高。

二、燃气--蒸汽联合循环与分布式热、电、冷联产

1、燃气--蒸汽联合循环

自1939年瑞士BBC公司制造世界上第一台工业燃气轮机以来,经过60多年的发展,

燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得广泛应用。

80年代以后,燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。由于其热效率高,污染低,工程

总投资低,建设周期短,占地和用水量少,启动灵活,自动化程度高等优点,逐步成为主要

的动力装置。

由于世界天然气供应充足,价格低廉,所以最近几年世界上新增的发电机组中,燃气

机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数,亚洲平均也已达36。世界市场已出现了

燃气轮机供不应求的局面。

我国重型燃气轮机制造业始于五十年代末,六十年代至七十年代初,上海汽轮机厂、

哈尔滨汽轮机厂、东方汽轮机厂和南京汽轮电机厂都曾以厂校联合的方式,自行设计和生产

过燃气轮机。透平进气初温700度,典型机型为1MW、1.5MW、3MW、5MW。八十年代

南汽厂在原机械工业部主持下,与美国GE公司合作生产透平进气初温1100度等级的

MS6001B型燃气机,单机功率40MW,效率32,是世界上该功率等级的主力机型,国产

比率50~70,该产品于1988年通过国家鉴定。目前已生产20多套,其中出口占一半。

根据原国家电力公司战略规划部编制《2001年电力工业统计资料汇编》。我国2001年

底单机6000千瓦及以上燃气轮机和柴油机组共538台1098.18万千瓦。其中

燃气轮机组141台576.84万千瓦

柴油机组497台521.342万千瓦

2001年我国单机6000千瓦及以上火电机组共4381台,24115.09万千瓦。因而可知我

国2001年底的燃机比重为:

台数占3.218

容量占2.392

2001年我国单机6000千瓦及以上机组总容量30360.392万千瓦,燃机容量仅占总容量

的1.9。

因而可知燃机的比重仍很低。

目前世界上燃气机及其联合循环技术突飞猛进,其单机容量已分别为334MW和

498MW供电效率可达38~41.5和58.7。既能用于调峰机组,又可做为带中间负荷和基

本负荷,其投资又低于代有脱硫装置的燃煤机组,由于其自身的一系列优点,因而已成为国

外火力发电行业的主要发展方向。

我国近几年由于天然气资源的开发,“西气东输”工程建设,陕甘宁天然气进京和从澳

大利亚与印尼引进液化天然气,为我国燃料结构调整提供资源。国家决定发展燃气--蒸汽

联合循环发电。据有关资料报导:在2007年前后,在“西气东输”管道沿线和广东地区,

将建设10座燃气--蒸汽联合循环电站,拟采用23台以9FA和M701F型先进燃气轮机为

基础的联合循环机组,其总功率近于8000MW。其后还拟建一批燃用天然气的以9FA和E

型燃气轮机为基础的联合循环电站,其台数大约有20台左右。因而可以认为我国燃机的比

重将上升。

根据国外电力系统的实践经验,为确保电力系统的安全性,燃气轮机的总装机容量应

占全电力系统的总装机容量的8~12,而我国到2001年底,燃机容量仅为1.9,因而应积

极发展。

2、分布式热、电、冷联产

由小型燃气轮机(内燃机)、余热锅炉、溴化锂制冷机组成的小型全能量系统(也称第

二代能源系统或分布式电源)可以统一解决电、热、冷供应,在国外得到迅速发展。由于小

型燃机或内燃机供电效率为24~35,联合循环供电效率可达45~50,远高于常规火力

发展,否定了人们头脑中固有的“机组小就不经济”的传统观念。

在燃煤的时代,火力发电厂确是机组越大经济效益越好,机组越小就不经济。但在燃

料结构改变的今天,情况不同,人们的思维方式也要改变。燃油燃天然气的燃气轮机、内燃

机由于大机组与小机组的效率差别不大,而且小机组又有占地小,机动灵活的特点,因而在

发展国家大量采用。不但1000~10000kW燃机市场需求量大,连1000kW以下的小燃机,

甚至100kW以下的微型燃机也是销路看好。燃料结构改变了,各类中小型机组,只要经济

效益好,有生命力,就有发展前途。中科院工程热物理所徐建中院士在“分布式供电和冷热

电联产的前景”一文中曾指出:

“纵观西方发达国家的能源产业的发展过程,可以发现:它经历了从分布式供电到集

中式供电,又到分布式供电方式的演变”。

1999年世界科学大会,“科学与能源”专题讨论会的专家们指出,为了实现可持续发展

的目标,世界各国应面向未来制定新的能源发展战略。

专家们同时指出,对传统能源利用方工进行重新审视,也应成为未来能源发展战略的

重要组成部分。法国科学家拉菲德在读者讨论会上举例说,近年来一些研究表明,一种分散

式的电力管理新概念可能比目前很多国家采用的电力供应系统更有利于环保。这种分散式模

式通过建立若干小型发电站代替少数大型发电站,从而尽可能缩短发电站和电力用户间的平

均距离,这样可以减少能源损耗。目前中央式供电系统的能源利用效率最高约55,而测

试表明,分散式电力供应模式效率至少可达到85。

我国目前正处在大发展大集中的过程。大机组、大电厂、大电网是主导方向,但分布

式电源的发展,将不以人们的意志为转移,必将迅速发展。

通常100MW以上的燃气轮为大型燃机,20~100MW为中型,20MW以下为小型,小

于300MW的为微型燃机。小型燃机,具有高效、清洁、经济、占地少、自动化水平高,适

用分散建设和可靠等优势,因而发展很快。

鉴于国际上小型全能量系统迅速发展的事实和其本身的优势,因而在急计基础(2000)

1268号文中,明确提出:……在有条件的地区应逐步推广。

中国电机工程学会热电专业委员会1999年的济南年会、2000年的宁波年会、2001年

的重庆年会、2002年昆明年会和2003年海口年会中均有一些学术论文积极宣传、推广小型

全能量系统,实现小型热、电、冷联产。2002年9月份热电专委会还专门在南京召开“天

然气在热电联产应用专题研讨会。”2001年在北京人民大会堂召开的“绿色能源科技”高级

论坛,由四位中国科学院、中国工程院的院士做学术报告,其中徐建中院士报告的题目就是

“分布式能源CCHP”。倪维斗院士在“能源的发展前景”报告中也特别提出应积极鼓励和

扶持燃气天然气的热、电、冷联供技术。北京石油学会于2000年和2001年召开的“北京天

然气合理利用座谈会”上均提出:“燃气--蒸汽联合循环热、电、冷联产,实现了一次能

源的合理梯级利用,提高了能源利用率,带来了经济效益。由于燃机具有低NOx燃烧技术,

使NOx大力减少,可提高环境效益。北京地区冬季供热,夏季大部分地区需供冷、因而联

合循环热、电、冷联产有广阔市场,北京应适度发展中、小型燃机热电联产机组。”美国9


·11

事件之后和北京申办奥运会成功,更多的专家学者从分散电源建设,确保奥运用电安全角度

出发,积极提出北京应积极发展小型全能量系统。中国能源学会、中国动力工程学会、北京

动力工程学会等学术团体也均提出上述的合理建议。英国、荷兰在北京召开热电联产学术研

讨会和索拉公司、宝曼公司、惠普公司、瓦锡兰公司等也召开同类型宣传推广会。他们看准

中国大陆发展小型全能量系统的无限商机,积极抢占市场。

目前我国北京、上海、广州已有一批分布式热、电、冷工程投入运行,取得明显的经

济效益、环保效益和社会效益。

表一上海和广州分布式(楼宇式)三联供系统的发展情况





序号项目地点设备情况备注



1上海黄浦中心医院1台1000KWSolar土星20柴油燃气轮机1台3.5t/h余热蒸汽锅炉

已投入运行

2上海浦东机场1台4000KWSolar天然气燃气轮机1台5t/h余热蒸汽锅炉

已投入运行

3上海闵行医院1台400KW坚泰燃气内燃气机1台350kg/h余热蒸汽锅炉

已投入运行

4上海理工大学1台60KWCapstone燃气微燃机1台15万大卡余热直燃机

正在进行施工图设计

5上海舒雅健康休闲中心2台往复式内燃机HIW-260型168KW和余热锅炉2

台供65℃热水已投入运行

6广东东菀鞋厂11台102KW柴油内燃机11台0.5t/h蒸汽锅炉已投入运行

7广东铝业集团1台725KW重油内燃机1台bz200型余热直燃气已投入运行



表二北京市分布式(楼宇式)三联供系统的发展情况:

序号项目地点设备情况备注

1北京市燃气集团监控中心1台480KW 1台725KW燃气内燃机1台BZ100型 1台BZ200型余热直燃机2003年三季度投产

2北京次渠站综合楼1台80KW宝曼燃气微燃机1台20万大卡余热直燃机2003年三季度投产

3软件广场1台1200KWSolar燃气轮机1台250万大卡余热直燃机

4北京国际贸易中心三期工程2台4000KWSolar人马40燃气轮机 2台20T/H再燃余热锅炉

5国际商城2台4000KWSolar人马40燃气轮机 2台20T/H再燃余热锅炉

6北京高碑店污水处理厂沼气热电站一期:4台6GTLB型沼气内燃机513kW二期:3台JMS316GS-B、L沼气内燃机710KW均已投产







三、电力系统情况

1、华北及京津唐电网现状

华北电网由京津唐电网、河北南部电网、山西电网、蒙西电网组成。供电区域包括北

京、天津两市和河北、山西及内蒙古西部。其中京津唐电网供电区包括京、津两市和河北省

北部的张家口、廊坊、唐山、承德和秦皇岛等区、市。

到2001年底,华北地区总装机容量46422.9MW,其中火电装机43473.7MW(约占华

北电网总装机容量的93.6)水电装机2894.14MW(约占华北电网总装机容量的5.4)风

电55.13MW(约占华北电网总装机容量的0.119),从华北电网水电与火电的比重,我们

可知华北电网调峰能力差,火电机组将承担大部分的调峰任务。

2、北京电网现状

北京地区电网是京津唐电网的重要组成部分,除承担为首都供电任务外,还向附近的

河北省部分地区转送电力,到2001年底,北京电网共有装机4437.54MW。

2001年北京地区最大供电负荷6994MMW

2002年北京地区最大供电负荷8140MW

3、电力负荷预测

2001年京津唐地区供电负荷为14460MW,其中北京地区最大供电负荷6994MW,占京

津唐地区总负荷的48.37左右。

根据近十年来京津唐及北京地区负荷发展速度及对今后的发展预测,情况为:

2005年京津唐电网最高负荷18800MW其中北京9500MW

2010年京津唐电网最高负荷25160MW其中北京12700MW

北京电网电力平衡见下表

表三2001年--2010年北京电网电力平衡(MW)



序号项目2001年2002年2003年2004年2005年2006年

2007年2008年2009年2010年

1最高供电负荷6994772782758867950010068106701

13081198412700

2最高发电负荷839989959638103261094311598

122911302613804

3需要发电装机(20备用)10079107931156512391131321391

7147491563116565

4新增装机容量003001024362000250

其中:水电、蓄能00000000250

火电0030010243620000

5年末装机容量4437443744374737576161236123612

361236373

6受阻容量486486486486486486486486486

7年末可用装机容量395139514251527556375637563

756375887

8装机盈亏-6128-6842-7315-7116-7495-8280-9112

-9994-10678

9电力盈亏-4698-5246-5608-5456-5746-6348-6986

-7662-8187

注:1、系统备用容量按20考虑。

摘自:《华能北京热电厂二期扩建工程燃气--蒸汽联合循环的热电联产机组初步可研报告》

上表新增装机系指:〖ZK(〗北京第三热电厂,2004年、2005年各上一台300MW燃机。

华能北京热电厂二期,2005年上二台300MW2006年上一台300MW燃机〖ZK)〗。

4、北京应增强电网稳定性、可靠性、优化电力结构,提高电网的应急和调峰能力

由电力平衡可以看出,对于北京电网,由于建设发电厂受燃料运输、水资源及环境条

件制约,北京地区规划电源增加有限,需从外网受电。目前主要接受山西、内蒙、河北、东

北的电力供应。

北京电网是华北电网的一个重要的负荷中心,根据北京地区人口状况、负荷密度情况,

预计远景年份北京地区供电负荷将达到20000-25000MW,为确保北京电网安全稳定运行,

受电比例不宜过大。以上海电网为例,2000年和2005年的受电比例分别为14.6,20.9,

2010年受电比例下降为13.5,且到2010年,上海电网的电源86.5分布在上海负荷中心

50公里的范围内。日本东京电网负荷中心附近装机48.8,对于受端电网是很好的支撑,

约93的电源在距负荷中心200-250公里的供电范围内,送电距离短,比较有利。而北京电

网如华能北京热电厂二期工程不投产,2005年受电比例约63.3,2006年受电比例约

65.34;如华能北京热电厂二期工程投产,2005年受电比例约57.4,2006年受电比例约

57.1。

为满足北京电网的安全稳定供电的要求,在北京地区建设一定容量的支撑电厂是十分

必要的。北京电网内部电源支撑严重不足,在夏季大负荷期间更为突出。万一因意外事故造

成北京地区大功率缺额,停电事故就必然发生。因此,在增加西电东送容量的同时,应相应

增加北京电网的大电源支撑,增加电网稳定储备。可有效地增加正常及事故情况下的受电能

力,防止发生电压崩溃和频率崩溃,造成严重事故。

北京电网的特点是负荷增长较快,主要是空调负荷增长较快,约占高温天气时高峰负

荷的1/3(另有资料介绍占40),空调负荷的特点是同时性且受气候影响大,上升陡度很

大。如果系统发电出力不能及时同步增加,就将给电网安全稳定运行带来严重影响,燃气-

蒸汽联合循环机组能够快速启动,可提供紧急及事故备用容量。

另外,京津唐电网由于一次能源结构限制,电源的结构不够合理,电网基本为燃煤的

火电机组,从今后一段时期内优化电力结构的方针考虑,建设一些调峰性能好的发电机组,

对减轻京津唐电网的调峰压力,改善京津唐电网运行质量是十分必要的。同时在北京地区发

展燃气机组为申办奥运,改善北京环境质量是十分必要的。

四、北京拟建燃机电站的简况和问题

1、北京计划建设燃机的情况

表三仅列入北京第三热电厂和华能北京热电厂二期扩建燃机的情况,据我们了解北京

还有一批燃机工程计划建设,其情况为:

表四北京计划建设燃机电站的项目



项目名称总容量(MW)

1华能北京热电厂二期724

2北京第三热电厂600

3北京太阳宫热电厂786

4北京亦庄开发区热电厂150

5北京电子城热电厂100

6北京上地热电厂100

7清华大学热电厂100

8高井电厂燃机改造600

9北京草桥热电厂600

合计3760MW





上述工程中除北京第三热电厂为调峰用燃气--蒸汽联合循环发电机组外,其余均为

热电厂,可以实现热电冷联产。

2、几个燃机电站工程的简况

表五三个燃机电站工程简况



序号工程名称装机容量万千瓦

单价含税含税

元/千瓦电价元/千瓦时热价元/GJ总投资亿元



1北京经济技术开发区天然气联合循环热电厂2×FT81550260.52934


.197.58

2华能北京热电厂二期扩建2×PG9351FA72.436810.41825


39.95

3北京太阳宫热电厂78.639650.4692531.16



上述数据均取自可研报告中的数据。

上述三个工程的天然气价均为1.4元/立米



3、天然气价与上网电价的矛盾

目前北京市确定用于热电联产的天然气价格为1.4元/立米。几个工程可研报告计算的

上网电价均在0.4~0.5元/千瓦时,而电力系统均认为不好接受,目前北京接受外地的电价

均较低,其电价为:



高峰平峰低谷

内蒙古363元/MWh275元/MWh137.5元/MWh

山西333252126

东北355200135

河北300269.3100





京津唐电网全口经售电平均价格,2002年1~7月为447.7元/MW(含税)所以电力系

统认为燃机电站的上网电价不好接受。电力公司内部不好消化,应由北京市补贴。

根据表四估算北京计划建设的九个燃机工程共3760MW,如按设备利用小时为4500小

时计算,则年发电量将达1692000万度(169亿度),如果北京市按0.15元/度补贴,北京市

政府每年将支出补贴电费25亿元。

4、燃机电站用天然气与燃气供应的矛盾

陕甘宁天然气进京的第二条管线建成后管线的总输气能力为50亿立米/年。如按每立米

天然气可发电5度计算,上述燃机电站发电设备年利用小时按4500小时计,年发电量将达

1692000万度,年耗天然气将达33.8亿立米,也就是说送到北京的天然气将有67.6用来发

电。看来比重太大了,因热电厂有电、热两种产品,用气量更大,仅华能北京热电厂二期扩

建全年用气量将达9.6亿立米。

据资料报导:国外一般天然气产量的20用来发电。我国也有计划把天然气产量的40

用来发电,但北京将67.6的天然气用来发电则是太高了。

67.6的天然气用来发电说法不确切,因为热电厂有两种产品,供热也耗用天然气。如

果北京拟建的九个工程全投产,北京年供气50亿立米,尚不够这些热电厂的用量,老百姓

做饭都无气了。因而很多同志就提出:北京应多用山西、内蒙的煤电,发挥我国是产煤大国

的优势,提供北京低价的电力,北京的天然气应以供热为主,发电为辅。

北京天然气集团有限公司已注意到燃气供应与燃机发电可能产生矛盾,因而在给予华

能北京热电厂二期扩建的批文:燃计字(2002)360号文,明确提出:

2006年可向电厂供9.6亿立米/年

天然气调峰原则上由我集团公司负责,但前提是必须首先保证城市民用高峰用气,并

且华能电厂在使用天然气时服从天然气管网统一调度。

在北京冬季的夜晚,天气寒冷,很可能出现用电、用热、用气均为高峰,因而势必迫

使电厂自建储气库或另建油库,搞双燃料系统增加基建投资。

五、几点看法

1、节约能源,合理利用天然气

近几年我国能源工业取得很大进展,但我们是人口大国,人均能源占有量远低于世界

平均水平,能源缺口将越来越大,因而节约能源是永恒的主题。天然气人均占有量更低,是

宝贵的清洁能源,应科学的合理利用。

2、适度发展燃气--蒸汽联合循环热电厂

北京是首都,为申办奥运,改善城市环境质量,调整燃料结构,充分利用清洁能源是完

全正确的。北京电力供应,大量依靠外省市,自己发电比重太低,不安全,也不利电网的稳

定,因而适度发展燃气--蒸汽联合循环热电厂统一考虑电热供应是合理的。

考虑到天然气的供应量,建议北京地区建设燃气--蒸汽联合循环热电厂容量以

1000MW为宜。

3、积极发展小型分布式电源,实现热、电、冷联产

由于小型分布式热电冷联产,实现优质能源的梯级利用,效率又高于热电联产,调度

灵活,占地小,自动化水平高,应对突发事件能力强,因而在工业发达国家迅速发展。

对比大型燃气--蒸汽联合循环热电厂还有四个突出的优势。

优势之一:

分布式热电冷联产,由于占地小,一般的写字楼、商场、宾馆、学校等建筑在地下室

均可。没有大型热电厂厂址选择的诸多限制因素。也可以认为发展分布式热电冷联产并不增

加城市建设用地,这对北京来讲是难得的机遇。

优势之二:

由于分布式热、电、冷联产,是各单位筹建,因为工程小,造价低,建设资金自筹易

解决,市政府只要出台支持发展的政策,其他如资金、设备和管理等问题都会自行解决。

优势之三:

由于分布式热、电、冷联产实现自备电源,减少电力网的供电压力。发电、输电、配

电的基建投资大量减少。电力系统不用投资,增加了发供电能力,提高了北京市自发电的比

重,增强了应急突发事件的能力。对电力系统有利。

优势之四:

由于分布式热电冷联产实现电力自给,减少从电力系统的购电量,因而尽管天然气价

格高,发电成本高,但远比电力系统的售电价低,因而有明显的效益。

大型燃气--蒸汽联合循环热电厂的发电量要全部上网,因而上网电价不能太高,电

力系统要考虑山西、内蒙的低价电。而分布式热、电、冷联产是减少从电力系统的购电量,

因而问题变成优势。

4、天然气发电要考虑“环境价值”

与燃煤电厂相比,天然气发电对环境的影响要小得多,其SO2和固体废弃物排放几乎

为零,温室气体(CO2)减少50以上,NOx减少80,TSP减少95。另外从生态效益

看,其占地面积与耗水量均减少60以上。这些数据充分表明,在日益严峻的环保形势下,

天然气发电对生态环境的贡献是极其显著的。合理的上网电价应将环境成本(效益)货币化

计入,则可体现出天然气发电的环境价值,在参考中国排污总量收费标准(PCS)和美国环

境价值标准的基础上,“天然气发电的环境价值”资料中,评估出目前中国电力行业各种污

染物减排的环境价值标准。

中国电力行业污染物环境价值标准单位:元/kg



污染物SO2NOXCOCO2TSP粉煤灰炉渣废水

环境价值6.008.001.000.0230.200.120.100.0008



该资料以此作为衡量天然气环境价值的标尺,根据污染物的减排量,计算了500MW天然气

电厂相对于同容量燃煤电厂的环境价值,结果见下表。



天然气发电的环境价值

项目SO2NOXCO2COTSP灰渣合计

单位环境价值(10-2元/kWh)5.13222.05010.96780.01240.03140

.62740.14268.9639

年环境价值(万元/a)15396.66150.42903.537.194.11882.34

27.829957

可见,相对于常规煤电而言,天然气发电的环境价值是8.9639分/kWh,这还不包括减

少占地和耗水所产生的生态价值。

因而在北京建设燃气--蒸汽联合循环热电厂,其上网电价应考虑清洁能源的环境价

值。不能硬性与山西、内蒙燃煤电厂的低价电来对比。

5、应积极发展沼气热电冷联产

为彻底改善首都环境,北京将建设一批污水处理厂和垃圾处理厂。该两类企业均可产

生沼气,可以利用沼气发电供热,实现热电冷联产。北京高碑店污水处理厂沼气热电站已有

成功的经验,应积极宣传推广。

6、北京市应出台支持发展分布式热、电、冷联产的政策

上海市一些院士、专家、学者提出了“天然气经济”的理论,例如上海市原经委某负

责人认为:如果从煤置换到天然气,若没有相应的技术和产业政策支持,向北京一样拿天然

气烧锅炉,将会使上海的制造业面临严重问题,必然会导致大量企业倒闭或外流,造成失业

等问题,致使出现“城市空心化”,削弱城市的国内、国际竞争力。并提出:应积极发展天

然气热电冷联技术,合理利用资源。这样不仅不会增加能源代价,还会大大降低企业的能源

和环境成本,使企业和整个竞争力得到极大的增强。

专家们的观点,已经引起上海市政府的高度重视。

上海市政府极为重视发展分布热电冷联产,已内部制订了一系列优惠政策,以促进该

事业在上海的发展,为“西气东输”做好准备。其主要优惠政策如下:

1、由政府协调热、电、冷联产项目上网:如闵行中心医院建设了一套400KW燃气内

燃机系统,经上海市经委协调,已经同意并网发电,及自备发电设备与电网同时向用户自身

用电系统进行供电,但设备不向电网售电。

2、进口设备减免进口税和增值税:根据国家有关规定,环境污染治理项目设备进口可

以减免进口税和增值税。因此,上海市政府根据国家有关法律,将节能和环境保护效益明显

的热电冷联产项目作为上海的“环境污染治理项目”对待,坚决落实国家的法律政策,对此

类项目在严格考核论证后,予以免税。这次闵行中心医院项目中,进口英国坚泰克公司的燃

气内燃机就享受了免税优惠。

3、由政府间接出面协助企业进行热电冷联产项目的可研、立项、组织和审批:上海工

业技术发展中心是经委所属的事业单位,主要任务是推动上海地区的节能工作,根据政府的

安排,该中心可为企业承担热电冷联产项目进行可研、立项、组织论证和审批等服务,减少

了企业在前期工作中困难和项目实施的难度。

4、为企业应用热电冷联产技术提供直接资金支持:上海市今后几年计划拿出数亿人民

币资金支持企业和事业单位应用热电冷联产技术,2001年已经提供了1000万元的额度,但未能全部使用完。

5、为热电冷联产项目提供贴息贷款:上海经委利用自己掌握的国家节能贴息贷款额度来

扶持热电冷联产技术的推广应用和实施。

6、政府为研究院校提供有关发展热电冷联产技术的研究经费:据悉上海理工大学能源

环境学院透露,该院已经得到了这一研究经费,正在联络采购分布热电冷联产设备事宜。

7、提供优惠天然气气价:上海工业和居民用天然气价格为2.1-2.4元/立方米,热电冷

联产项目气价1.9元/立方米(浦东机场热电冷联产项目的气价更低)。目前,上海使用的东

海天然气,门站气价1.5元/立方米。今后西气东输站的气价为1.35元,气量达到40亿立方

米,预计热电联产的气价将会更低。按照使用宝曼TG80机组计算,发电效率28,每立方

米可以发电2.7kWh,并同时产生4-5kWh的热、冷或热水,上海居民电价0.61元/kWh,商

业用电价格更高,所以大多数用户都能够通过使用热电冷联产技术,得到节约能源支出的实

际好处。

8、减免天然气资源配套费:为热电冷联产用户减免其天然气的配套费用,天然气公司

可以免费将气送抵热电冷联产用户。

9、积极推动示范工程:据悉,上海今后每年将重点扶持三个具有示范意义的热电冷联

产项目。

10、积极组织学习研究国际先进经验:去年5月,受英国政府邀请,上海市经委主管

主任带队,组织全市个主管部门领导,包括电力公司总工程师在内的10余人前往英国和欧

洲调研国外发展热电冷联产的措施、法规、政策的技术发展方向。

北京应向上海那样,尽快出台相应的政策,促进天然气的合理利用,积极发展分布式

热电冷联产。可以同时收到增加北京自有发电的比重;提高调峰和应对突发事件的能力;提

高城市居民采暖的集中供热热化率;改善城市环境质量;提高北京先进城市化水平等综合效

益。

参考资料:

1、北京经济技术开发区天然气联合循环热电厂工程可研报告,2002,3

2、北京太阳宫热电厂工程初步可行性研究报告,2003/11/14

3、华能北京热电厂二期扩建工程燃气--蒸汽联合循环热电联产机组初步可行性研究报告

4、“在我国发展天然气联合循环发电的障碍与建议”。王铭忠,《中国能源》,2003,8期

5、“热电联产发展的新思路新突破”--积极发展小型热、电、冷联产,热电专委会王振铭

来源:中国电力网
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