分布式能量系统的主要优势

日期:2013/12/15 1:36:12

3  分布式能量系统的主要优势
    供热问题极为重要。其实一次能源的利用无非是热利用、电利用、动力利用和物质转换方面的
利用，其呻，近2／3的一次能源在终端利用中是以热能的形式被消耗的。热能属于低品位能量，又
常以高品位的化石燃料来供应，由于品位的严重失配，不可逆性极高，是社会能源利用效率低下使
环境不堪重负的主要根源。其实，改变这种局面的潜力是巨大的，措施也不是不可思议的，它只是
要求在用热的场合要充分运用总能系统的概念，全面把握能源利用效率，但推行不推行这一概念是
大不一样的。
    没热用户仅需要满足供暖，则用户要求的室温不过20℃。由图2得知，这时燃料单耗的理论
最低极限不过2．68kg标推煤／GJ(热)，但用常规煤炉供热总烟效率值约为州，相应的供热燃料单
耗为67kBc e／rJJ，为了降低供热的燃料单耗就要设置如上节所述的子系统，同时力使这些子系统
的烟效率尽量局。具体的技术措施通常就是引入热电联产和与之配套的技术方案。然而，热电联产
的实施在大型能量系统中受到了制约。热和电这两种能量形式在输配特性上有极大的差异。电的个
性要求电网尽量地大，要求地区联网和全国联网；而热的输配距离以小于5—10km为合理，否则
会使固定费和运行费急剧地上升。供热的规模也不适于太大，规模大了，热负荷难以预测落实，即
使预测的准确，也很难保证生产、输配和耗用间的谐时性。经验反复证明，热电联产的不成功多由
于设计的生产容量和输配容量与实际负荷严重地不匹配所致。把热和电放在一起实施热电联产，顾
此失被难以两全。系统越大，这个问题越突出。
    分布式能量系统则不然。这种系统规模小，本身就是个总朗系统，要求能量的梯级利用，热电
联产就是梯级利用的理想方式之一。在这种能量系统中很容易实现小型的热电联产。仍以上述供暖
系统为例，小型热电联产的引入可把总烟效率从通常锅炉的4％提高到8．州，相应的供热燃料单
耗可从67kgc e／GJ降到32kgc e／GJ的水平。傅进一步，在分布式能量系统中便于施行需求侧管
理，把用户端的改进也纳入到节能降耗的考虑范围中，可设法把用户的散热器的烟效率提高。同
时，由于分布式能量系统是在负荷中心，便于使用直接式热网供热。这种形式的热网不分一次网和
二次网，在外网中没有连接主网和文网的换热器，热输配烟效率要高得多。上述两措施的同时运用
可以使供／g水温度由loo／70℃降为55／35℃后仍能保证供热量，从而可使供热总能系统的朋效率
从8．5％提升至20％，相应的供热的燃料单耗可从32kxcc／〔JJ进一步降到Dk8G e／GJ。此外，分
布式能量系统也是高效地利用天然气的最佳形式之一，若利用天然气把6Mw蒸汽轮机循环改造成
燃气蒸汽联合循环热电联产，则最后的总烟效率可高达55％，而供热燃料单耗仅为5kBc．e／GJ。
    可以看出，基于分布式能量系统的特点，仅仅使用当前的热电联产先进技术，就有可能把
同样终端供热量下的一次能源消耗量如此大幅度地降下来，这是对可持续发展战略不可估量的
贡献。在全球变暖的今天，实施总能系统概念的重大意义pJ见一班。化石燃料终究是一种合限
资源，从本质上讲是不可持续的，将来用可持续能源替代是不可避免的。坚持不懈地研究和探
索可持续能源在技术和经济上的可行性，应是新世纪能源战略的重要组成部分。水能、生物质
能、太阳能、地热能、风能、海洋能等都是当代技术可行的可持续能源，这些可再生能源是未
来能源的希望。分布式能量系统也是小水电和可再生能源的合理利用形式。
    分布式能量系统最早出现于20世纪70年代的发达国家，在这些国家中，集中式大型电力系统
已达到了相当成熟的程度，有的达到了一定意义上的饱和。在可持续发展战略这个大背景下，加—L
能源转化与利用技术的进步，如微型汽轮机械的出现，燃料电池等技术的进步，使得人们在分布式
能量系统中有可能达到了这样一种指标，既使机组和系统不够大，技术—L仍具有可行性，经济上也
具有合理性，而且有相当优越的环境相容性。此外，能源与电力市场的出现，也是促使分布式能量
系统出现的一个推动因素。由于能源行业由国家的集中垄断走向自由化和对它们的放松管制，使得
人们不仅仅是从能源的生产方考虑问题，而是把能源的转换、生产、输配与能源的终端利用看成一
个整体，把能源技术与能源的经营管理结合起来，从总能系统的观点考虑问题，从而出现了谙如储
能、蓄冷、需求侧管理等能量系统方面的重大变革。
    可见，分布式能量系统为体现能量系统总体件的物理本质提供了条件，方便丁诸如能量的梯级
利用、储能和需求侧管理等技术性与管理性措施等总能系统概念的实施，从而使能量系统更好地适
应可持续发展战略。