试述天然气分布式能源经济可行性

司亮

摘 要：天然气分布式能源在天然气能源原有的特点外，更加的清洁、节能、环保，并且可以通过降低传输线路损耗等方面来提高经济效益，因此不仅在我国，在世界范围内天然气分布式能源都是广受喜爱的一种新型能源。

关键词：分布式能源；经济可行性

天然气分布式发电技术相对于其他发电技术便捷之处总的来说可以分为以下三点（1）相比其他发电技术天然气分布式发电技术更加环保、高效、灵活。（2）天然气分布式发电技术所需土地面积较小，并且一般其设备都是在用户侧安装，这就为可再生能源发电的应用开辟了新的途径。（3）由于其清洁的特性，在使用的同时不会对全球气候产生不利影响。基于以上几点，现如今全球各地都在大力发展天然气分布式发电技术。

说回我国，我国目前也因为天然气分布式发电技术所特有的发电方式灵活、能源利用效率高、环境污染小等优点将其列为了传统电网的重要补充部分，从而替代一批效率低下、对环境污染严重的传统发电方式。目前，在我国国内，已经有许多学者针对DG（分布式发电，distributed generation，DG）的并网和调度技术等方面做了大量的研究，但在这些研究之中，专门针对DG经济效益的研究还相对较少。为此下面笔者将会针对天然气分布式发电所可以带来的效益进行系统化分析。

1 天然气分布式能源的概念

天然气分布式能源指的是以天然气为主要燃料，从而带动整个燃气轮机及内燃机等燃气发电设备运行的工作。具体就是通过设备所产生的电力能源去满足用户的用电需求，后将用户们通过用电器所产生出来的废气废热通过余热锅炉或者余热直燃机等余热回收利用设备向用户供热、供冷。因此我们可以说天然气分布式能源系统是一种集煤气、电力、供暖、降温为一体的多功能服务系统。并且燃气冷热电多联供系统在广泛意义上还有两层具体含义：一是比较方便快捷，人们所需的电能都是现场产生，现场供人们进行使用。二是冷热电联供，通过一种能源的输入，同时满足用户电、热、冷多种能量形式的需求，极大提高能源的利用效率，同时对人们的生存环境也起到了保护作用。

2 天然气分布式能源的经济可行性

2.1 应用范围

天然气分布式能源系统在我国发展已经有一段时间，现如今其使用范围比较广泛，主要可以分为以下几类（1）一些大型城市新建筑、一些中小城镇当中的新房地产（2）政府所在的一些工业园区、高新区以及技术开发区，（3）大中型公建项目：机场、铁路站、交通枢纽，（4）综合商业区或商务区，（5）单体或建筑群如医院、酒店、学校、写字楼、机关等。

2.2 发展天然气分布式能源的意义

2.2.1 节能方面

天然气分布式能源系统作为一种崭新的能源综合利用系统，它是在热电联产的基础上配制以热能为动力的吸收式制冷机。夏季利用多余的蒸汽或热水来制冷，使热电厂在生产供应电能和热能的同时，也生产供给冷水，用于空调及工艺冷却，充分利用了一次能源，系统综合能源利用可高达80%以上。节约了低位热能，更主要的是增加了夏季的热负荷，这对于燃机来说可增大机组的负荷率，使机组效率提高。在增加发电量的同时，也降低了燃料消耗量。靠近负荷中心，减少电厂的建设规模、输配电线损及管道热损。

2.2.2 环保方面

建设分布式能源系统将带来良好的节能减排效益，天然气分布式能源系统在实现能源综合利用的同时，具有良好的节能减排效益，相比传统的燃煤发电形式，天然气分布式能源系统可减少50%以上的CO2、几乎100%的SO2和70%的NOX排放，几乎没有固体废弃物和废水的排放。同时，由于分布式能源系统靠近用户侧的布置特点，可进一步减少电能在输送、配置过程中的损耗，提高能源终端利用效率。

2.3 DG的经济效益分析

分布式发电是指功率在几十千瓦到几十兆瓦范围内、分布在负荷附近的清洁环保发电设施，能够经济、高效、可靠地发电。分布式发电是区别于传统集中发电、远距离传输、大互联网络的发电形式。与集中式发电方式相比，分布式发电具有以下优势：（1）一般DG实行自发自用，电力就地消化，减少运输成本，降低集中输配网中的线路耗损。（2）污染物排放较少，部分DG实现零污染。

2.4 分布式能源的经济效益主要表现

2.4.1 降低线损

传统集中输配电模式，由于存在线路电阻等原因，不可避免的会发生线损，系统线损与输配线路长度与电阻等情况相关。DG分布在负荷端，不需要集中输配，可以有效降低线损。当负荷需求较大时，DG的运行能够减少系统线损，而当负荷需求较小时，运行DG反而会增加线损。

2.4.2 环境经济效益

DG的环境效益主要体现在排污量减少和资源的合理利用上。DG的燃料多为天然气、轻质油或可再生清洁能源，发电过程中SO2、NO2、CO2、粉尘、废水废渣的排放将明显减少。DG的电压等级较低，产生的电磁场较低，其电磁污染比传统的集中式发电要小得多。排污量的减少将大大降低电力企业以及全社会的环保支出，产生间接的经济效益。

2.5 DG的经济效益模型

2.5.1 线损效益模型

假设集中负荷端和电源端之间的配电网长度为L，单位为km，线路单位长度电阻为r，单位为Ω/km。令流入集中负荷端的电流为IF，单位为A。假设DG接入点距集中电源端距离为K，DG注入系统的电流为ID，单位为A。集中电源与DG电源接入点之间单相线路流过的电流为IS，IS=IL-IDG。

2.5.2 环境效益模型

系统接入DG之后，会给系统带来环境效益。计算环境效益主要考虑三种排放污染物：氮氧化合物、SO2和CO2。计算污染物排放量需要考虑两部分内容：（1）由于DG接入系统中，取代其他污染较为严重的机组出力，从而减少这部分机组带来的环境污染。（2）以天然气为燃料的DG和生物质发电出力时会产生一部分污染物。

3 分布式能源的发展前景

虽然分布式能源在国内的发展尚未普及，但已有成功的案例，如在北京、上海、广州、杭州等一线发达城市已有分布式能源应用的成功案例。今年来，国家重视分布式能源的推广应用，相关政策也在陆续出台，给发展分布式能源创造了良好的市场环境。发展分布式能源对我国提高能效、节能减排有重大的战略意义，是我国发展低碳经济的关键，也是未来能源技术发展的重要方向之一。天然气分布式能源的广泛应用是未来城市发展的必由之路。

参考文献

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[2] 林冬梅.浅谈天然气分布式能源经济可行性[J].福建建筑，2016（05）.

[3] 俞利锋，王伟.天然气分布式能源在浙江的发展前景分析[J].中外能源，2014（01）.