小型燃气轮机在我国分布式能源系统中应用的市场前景分析.doc

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1、2013 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 版权所有上海电气电站集团 SHANGHAI ELECTRIC POWER GENERATION GROUP 2013-8-29 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 目 录 CONTENTS 第一章 小型燃气轮机的发展现状和行业规模概述 第一节 小型燃气轮机介绍 第二节 小型燃气轮机国外现状 第三节 小型燃气轮机国内现状 第二章 分布式能源系统的发展现状和规模概述 第一节 分布式能源系统介绍 第二节 分布式能源系统优缺点 第三节 国外分布式能源系统发展情况介绍 第四节 国内相关政策介绍 第五节 分布式能源

2、系统国内发版展分权析所有 第三章 小型燃气轮机在分布式能源系统的应用现状概述 第一节 小型燃气轮机在分布式能源中的应用介绍 第二节 国外热电冷联产发展现状及相关政策 第三节 国内热电冷联产发展现状 第四章 国际小型燃气轮机行业产品和技术分析 第一节 国际小型燃气轮机产品和技术概述 第二节 国外主要小型燃气轮机公司及产品介绍 第三节 史上知名燃气轮机的研发和技术分析 第五章 国内（外）小型燃气轮机在分布式能源系统的应用实例分析 第一节 国内热电冷联产项目案例分析之上海浦东国际机场热电冷联?钅?2 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 第二节 国外热电冷联产项目案例分析之

3、美国GE -颜巴赫产品项目 第六章 分布式能源系统的小型燃气轮机行业市场前景与预测分析 第一节 国内小型燃气轮机分布式能源主要市场分布 第二节 国内相关政策分析 第三节 国内天然气对市场的影响 第四节 国内小型燃气分布式能源前景分析 第七章 分布式能源系统的小型燃气轮机技术发展前景与展望分析 第一节 国际小型燃气轮机整体技术水平 第二节 历史上国内外相关技术发展项目介绍 第三节 基于中国现阶段科学技术水平的新技术展望 版权所有3 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 第一章 小型燃气轮机的发展现状和行业规模概述 第一节 小型燃气轮机介绍 定义 小型燃气轮机是一类新近发

4、展起来的小型热力发动机，其单机功率范围20MW以下，基本技术特征是采用径流式叶轮机械（向心式透平和离心式压气机）以及回热循环。据认为，小型燃气轮机发电技术有可能掀起?电源小型分散化?的技术革新热潮，从而成为21世纪能源技术的主流。 版权所有 先进小型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控和诊断等一系列先进技术特征，除了分布式发电外，还可用于备用电站、热电联产、并网发电、尖峰负荷发电等，是提供清洁、可靠、高质量、多用途、小型分布式发电及热电联供的最佳方式，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用。此外，小型燃气轮机在民用交通运输（混合动力汽

5、车）以?熬狄约奥胶叻婪矫婢哂杏攀疲艿矫馈淼染麓蠊墓刈虼耍庸野踩捶剐腿计只彩欠浅匾摹?发展历史 小型燃气轮机的雏形可追溯到60年代，但作为一种新型的小型分布式能源系统和电源装臵的发展历史则较短。1995年在美国动力年会上，AlliedSignal、Capstone4 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 与Elliott公司展示了2575kW小型燃气轮机样机。其后发展迅速，每年（包括其它公司，如NREC等）均有样机推出。 为此，美国能源部（DOE）于1998年12月主持召开了小型燃气轮机技术高峰会（Micro turbine Technology Summit），专门讨

6、论有关小型燃气轮机技术研发以及与政策和市场相关的问题，为制订小型燃气轮机研发计划提供思路和建议。 会议明确指出：小型燃气轮机市场很大，工业应用竞争激烈，其中未来电力市场结构将是影响小型燃气轮机发展因素之一；小型燃气轮机的廉价高效，性能可靠对其发展十分重要，同时，燃料处理。燃气压缩，回热系统以及电力电子技术对提高小型燃气轮机的可靠性及降低造价也很重要，并且，廉价耐用可靠的高温材料将是小型燃气轮机在热效率和环保方面取得进展的关键；小型燃气轮机分布式发电的联网是其特殊技术问题。 美国ASME副主席LeeLangston在1999年度和2000年度燃气轮机工业综述回顾中，专门对小型燃气轮机的发版展进权

7、行评所述和预有测。Langston预计，电力系统放松控制的深入和加速，小型燃气轮机的潜在市场将达到每年80100亿美元。为了对照，给出关于全球燃气轮机市场的一组数据：1997年为240亿美元；1998年为280亿美元，比1997年增长17；1999年达350亿美元，比1998年增长21。 由此可见，小型燃气轮机的发展潜力和市场份额都很大，有专家曾指出：小型燃气轮机在未来电力工业中的地位犹如微机（PC）在曾以大型机为主的计算机工业中的地位。尽管这种比喻不很妥当，但确确实实深刻反映出了小型燃气轮机在未来电力工业中的重要作用和地位。 2000年5月ASMEIGTI（美国机械工程师协会国际燃气轮机研究

8、院）在德国慕尼黑召开的ASME第45届国际燃气轮机和航空发动机大会，展览及用户会议上，首次设立了关于小型燃气轮机的分组会议（SessionM-04：Micro-turbine Operational 5 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 Experiences），其中美国的Capstone Turbine，Elliott Energy Systems，Honeywell Power Systems，Northern Research & Engineering Corp.，Southern California Edison，Oak Ridge Natio

9、nal Laboratory，加拿大的CANMET Energy Technology Centre，以及瑞典的Turbec报告了各自的研发结果和运行经验。IGTI的车用和小型燃气轮机分会主席Mary Gerstner撰写报告指出：1999年小型燃气轮机市场有很大发展，数家公司开始进行商业生产和销售。Capstone的一台客户机组运行已达6000小时的记录。其它公司宣布在2000年开始生产小型燃气轮机。先期产品功率范围在25100kW，近期热电联产机组发展具有代表性，系统总效率可达80%以上。 总之，近年来小型燃气轮机进展显著，特别是美国小型燃气轮机的发展达到高潮，Capstone公司在200

10、0年11月已推出第1000台小型燃气轮机装臵。 主要技术 下图给出了Capstone小型燃版气轮权机发所电装臵有的部件示意图，其主要部件包括离心式压气机，单筒形燃烧室、向心式透平、回热器以及发电机。小型燃气轮机动力部件设计构造衍生于涡轮增压器和辅助动力装臵，概括来说，它是以径流式叶轮机械为技术特征的。通过采用径流式叶轮机械，即向心式透平与离心式压气机，可使装臵结构简单、紧凑，便于移动。这一类叶轮机械的特点是流量小，功率低，转速高，效率限制因素较多。因此必须采用回热循环才有竞争力。当透平叶轮采用金属材料且非冷却时，透平的进气温度大致为840930，此时装臵效率稍低于或等同于同等功率的柴油机。 6

11、 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 在新一代小型燃气轮饥中，期望通过引人高新技术如陶瓷材料部件（陶瓷叶轮等），以大大提高效率。研究表明进气温版度为权1350所的有小型陶瓷燃气轮机的效率可达40。如：日本通产省于1990年启动的?100kW车用陶瓷燃气轮机?的七年研发计划，透平进口燃气温度为13001400，设计热效率40（100，000r/min），实测试验结果35.6（90，000r/min）。 小型燃气轮机装臵的洁净，可靠，高质量源于以下技术：通过采用贫燃料预混合技术，可使排放降低，通常NOx排放低于12ppm（燃用天然气或丙烷燃料时为9ppm），噪声低于70

12、dB；通过采用空气轴承，不需维修或维修性好，设计大修周期为40，00050，000小时甚至更高；通过采用数字式遥控的联网离网发电变换装臵，可以确保发电质量和电网安全。同时，小型燃气轮机也具有较好的技术经济性，目前售价为250350美元/kW。 进一步，小型燃气轮机可以直接与未来的先进发电方式-燃料电池实现联合发电，7 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 例如采用固体氧化物燃料电池（SOFC）与小型燃气轮机（MGT）结合，其联合装臵效率可达60以上，而NOx排放低于1ppm。这也是目前世界上最为先进的高效洁净发电方式6。1997年以来，美国的Siemens，Westi

13、nghouse，Power Corporation的技术中心进行了有关试验。 2000年1月，至今最为雄心勃勃的SOFC-MGT计划通过初步评审。新型SOFC系统的工作压力为3bar，与一台NREC的50kW小型燃气轮机联合运行，功率可达250kW。由美国能源部和南加州Edison资助，这一系统将于2000年在加州大学的国家燃料电池研究中心进行广泛的试验。据报道，另一座320kW的SOFC-GMT联合电厂将在2001年在德国投运。此外，小型燃气轮机用于混合车辆动力（为电动车提供动力以及为蓄电池补充电力），已成为21世纪?混合动力汽车?的新模式。2001年2月，Capstone宣布该公司生产的用

14、于混合动力汽车的小型燃气轮机刚刚获得CARB（The Cal版权所有ifornia Air Resource Board）颁发的国际第一个证书。据报道，其30kw小型燃气轮机燃天然气时的排放仅为新一轮重型汽车的最低排放标准的80%。 第二节 小型燃气轮机国外现状 目前美国和日本都有多家企业在积极开发制造相应的设备。在美国，卡普斯顿公司已经制造出65千瓦级小型燃气轮机发电装臵，发电效率达到26%，年产量1万台；霍尼威尔公司开发成功了75千瓦级的发电设备，发电效率为28.5%。日本的多家企业，如东京电力、丰田汽车、三菱重工、出光兴产、东京瓦斯和大阪瓦斯等公司，都在使用美国卡普斯顿公司的技术开发热电

15、并用型系统。为促进该技术的发展，日本通产省已计划在明年春减小对小型自用发电业的限制。 目前，开发小型透平的厂商主要集中在北美，欧洲有瑞典和英国。Capstone-Capstone公司90年代初开始开发小型透平发电机元件，1994年研制成8 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 24kW样机，1996年生产了37台样机供现场试验。该发动机为单轴结构，空气轴承支撑，转速为96000转分。整个发动机安臵在一个圆柱形的排气壳内，10米外的噪音60dB，用天然气燃料时，氧化氮排放为9ppm，一氧化碳排放为25ppm。1997年30kW样机进行现场试验，此后又推出60kW发电机组

16、和45kW车用机组，几年后将生产125250kw机组。Capstone估计小型透平安装成本不超过15000美元（每kW500美元）。发电成本每kWh4.55美分。 Capstone公司宣称，它已与Meidensha和Sumitomo两家日本公司达成协议，在日本销售Capstone的小型透平，并成套为电热联产装臵。两家日本公司还负责售后服务，在日本建立一个维修网。Capstone还将许可证转让给日本的Takuma公司，Takuma除了进行系统集成和分销外，还将Capstone330小型透平成套为电热联产装臵，名为TakumaTCP30，用燃气轮机排气生产热水。 美国丹佛附近的一个油田，正版准备权

17、安装一所套能有源回收装臵，利用Capstone小型透平将未经处理的井口废气转化为电。 Ingersoll-Rand能源系统公司现在独立生产和销售Power Works系列小型透平。 Power Works系列的功率范围是30200kW。这一项目始于80年代初，是由NREC的能源系统业务部主持开发的，并得到南加州煤气公司、纽约煤气集团及煤气研究所（GRI）的支持和合作。他们以增压器元件为基础，使燃气轮机的价格能与活塞发动机相匹敌。他们采用纯径流、双轴结构，动力透平轴与燃气发生器轴互相垂直布臵。压气机压比3：1。动力透平驱动发电机（通过减速器）或Rl34a制冷剂压缩机，后者用于制冷系统。燃烧室为单

18、管、贫预混结构，用天然气作燃料时NO。排放低于5ppm，满足南加州苛刻的排放标准。Power Works装臵配备NREC逆流、板翅式回热器，以提高效率。燃烧室与回热器是NREC的专利设计。NREC在回热器技术方面有新的突9 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 破，应用于20kW20MW的燃气轮机发动机上，回热度可达90。常规板翅式回热器上出现的疲劳问题已经克服，初成本和寿命周期成本都具有相当的竞争力。据称，他们是唯一解决了回热器泄漏问题的公司。1999年投入小批量生产。Power Works可加装余热锅炉组成电热联产机组，提供200（的热水或蒸汽。机组电效率超过30

19、，热电总效率超过80。 Power Works应用于住宅发电、采暖、通风、空调、制冷等领域。NREC将市场瞄准煤气与电力部门、分布式电热联产用户，并将与能源服务公司（ESCOs）分享市场。空调与制冷方面的市场将通过与美国、日本及欧洲的HVACOEMs达成销售与配套协议来开拓。 Allied Signal公司1998年底开始生产75kW小型透平发电机。叫做Turbine Generator，1999年开始批量生产，成本预计在22500到30000美元之间（每kw300400美元）。他们力求开版发三权种类型所的小有型透平发电机，分别应用于家庭、商业和工业。 General Electric Pow

20、er Systems与DlionttC0签署了一项备忘录，为Elliott Energy Systems燃机开拓市场，起先为30200kW，最大功率计划为500kW。 Bowman Power Systems Ltd是1994年建立的一家英国公司，公司地址在南安普顿，专门从事小型透平发电机开发，他们将Elliott的小型透平发电机成套后销售欧洲市场。高速发电机与调节控制系统由Bowman公司设计和制造。1999年开始投放45、60、80和200kW机组。下一步将功率范围扩展到500kW。 瑞典的小型透平Turbec是1998年在瑞典成立的一家生产小型透平的公司，ABB和Volvo各拥有50的股

21、份。Volvo70年代开始开发车用燃气轮机。1992年研制成功的40kw小型透平装在Volvo的概念车上，此后又研制了用于货车和大轿车上的10 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 100kW机组。1997年Volvo通过市场调查发现了小型透平发电机组在分布式发电和电热联产的应用前景，但Volvo对这一市场并不熟悉，所以它选择ABB作为合作伙伴。 Turbec的第一个产品是100kW机组（VT100），其原始样机是已经试验过的车用燃气轮机。该机组有9000小时的运行记录，首台产品计划2000年内提供给用户。正在开发的下一个机型是40kw机组。 瑞典开发高速发电（HSG

22、）始于1986年。1993年，HSGI作由发展走向商业化，成立了HSG发展公司，Vattenfal1、ABB和Volvo均拥有该公司的股份。 后来在瑞典的高神伯格建立了一个MTG示范工厂，该工厂1997年开始运行。将进行5年（1997-2002）的评估。在5年内，希望积累2500030000小时的运行经验。 该工厂在供热几季节（9月至4月）每年连续运行5000小时。燃料为北海油田供应的天然气。第一阶段的运行表明版，机权组的所性能比有预期的要好。 全负荷工况污染物排放测量值： 一氧化碳：8mgMJ燃料 氧化氮：14mgNO2MJ燃料 碳氢化合物4.5myMJ燃料Canada（加拿大普惠）的市场研

23、究表明，未来510年内分布式发电的市场将有增长。于是提出了一个发展新一代燃气轮机发动机族ST5的技术验证计划，用于分布式发电。新一代发动机吸取加拿大普惠最新航空发动机PW6XX的技术，执行这一计划的目的是降低运行成本，同时保持具有加拿大普惠同类发动机的可靠性和耐久性。ST5发动机族的功率范围是250600kw，公司将其归于小型透平一类，但比目前小型透平制造商提供的小型透平功率略大。 对加拿大普惠来说这是一个新的起点，通常加拿大普惠先开发航空用的发动机，一11 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 旦发动机通过验证，然后发展其工业用的衍生型。 这一次，加拿大普惠研发的发

24、动机同时考虑航空及工业两方面的应用前景。新发动机有简单循环与回热循环两种类型，既可用于尖端负荷，也可用于基本负荷。发动机将吸取普惠早先高性能小型燃气轮机的试验。 第三节 小型燃气轮机国内现状 众所周知，先进燃气轮机技术是21世纪能源动力系统中的核心关键技术，对于我国相关领域如能源、电力、航空、航天、舰船、车辆、军事等国民经济和国防建设中的高新技术发展和移植有着重大作用，同时也是目前世界上一个国家工业基础先进程度的重要标志，燃气轮机发电技术在我国兴起才十余年，但相对于燃煤发电技术，在热效率和环境保护等方面均具有明显的技术经济效益和社会效益，小型燃气轮机轮机作为小型分布式发电技术或动力装臵，具有更

25、为灵活、安全、洁净、廉价的发电和热电版联供权方式所，符有合对能源供给多样化的发展需求;而且由于不需要水，可以应用于我国严重缺水地区，所有这些都特别符合我国21世纪可持续发展的战略思想。 我国小型燃气轮机的市场需求也很大，特别是随着西部大开发及其?西气东输?工程的实施以及能源供给的多样化发展趋势的日益明显，一方面电力和动力作为基础设施，在我国需求规模很大(特别是西部大开发);另一方面我国具有比较丰富的天然气资源(近期内蒙古大气田的探明)，因此，小型燃气轮机在我国具有广泛的应用前景。 此外，从国家安全和国防应用看，小型燃气轮机也是十分重要的，无论是飞机、舰船辅助动力，还是军用车辆动力，甚至武器(导

26、弹)发电设备，或国家重要公共设施如机场、车站、邮电、银行、医院、军营。重要住宅区等常规机组或紧12 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 急备用机组等等，都需要应用小型燃气轮机这样一类新型的小型分布式发电和动力装臵。我国燃气轮机技术研发由于历史原因，与国外相比差距很大。对于小型燃气轮机的研发，总体上比较系统的研究和研发尚未深人进行，但已有相对较好的技术储备和工作基础，对于径?魇揭堵只担谖靼步煌笱鹊唤昀唇辛吮冉舷低车难蟹鳎沽艘徽咨杓评砺酆头椒岢隽诵滦偷纳杓疲司哂惺澜缦冉降氖笛楹图庸璞福昧撕芎玫难芯恳导哂泻芎玫募际醮负脱蟹厣诖嘶暇耆锌赡茉谛腿计只南冉读魇揭堵只笛蟹矫娲锏焦

27、仕健诟呶虏牧虾透呶赂咚僦岢蟹矫妫谝灿蟹浅錾难芯抗骰褪笛樘跫缥靼步煌笱谌蠡砺奂盎岢屑际跹芯糠矫婢庸诹煜鹊匚弧杂诘臀廴救忌帐液透咝舸栈厝绕鞯难芯亢脱蟹谏忻挥锌股钊氲墓鳎乇鹗歉咝舸帐交厝绕鳎噬显谡庖涣煊虻木赫旨遥泄匕嫜芯咳浪钟猩偌壳拔靼步煌笱诖邮抡夥矫娴脑泄鳎诙唐谀诠擞泄丶际酢?综上所述，我国开展小型燃气轮机的研发和研制已具备较好工作基础和条件。首先，已有了相对较好的技术储备和研究积累;其次，小型燃气轮机部件少，尺寸小，耗材少，试验台建设等研发费用投入相对较低，而且研发周期短(相对大型燃气轮机而言)。第三，小型燃气轮机的研发队伍规模相对较小，人员相对集中，便于进行组织集中攻关。 13 小型燃气轮机在

28、中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 第二章 分布式能源系统的发展现状和规模概述 第一节 分布式能源系统介绍 分布式能源系统概念 至今为止，分布式能源系统尚没有一个世界共同认可的定义。 中国能源网定义：分布式能源是指分布在用户侧的能源梯级利用和可再生能源及资源综合利用设施，通过在现场对能源实现温度对口梯级利用，尽量减少中间输送环节的损耗，实现对资源利用的最大化和系统与投资的最优化的能源系统。 分布式能源系统的主要形式 从动力装臵来看：微型燃气轮机、燃气轮机、内燃机、常规的柴油发电机、燃料电池。从用户需求不同来看：电力单供、热电联产方式(C H P)、热电冷三联产(CCHP)等方式。

29、 历史起源和发展版权所有 分布式能源系统的概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布后，在美国开始推广，然后被其他发达国家所接受，分布式能源系统是位于或临近电负荷中心、生产的电能不是以大规模、远距离输送为目的的电能生产系统，或建立在其基础上的冷热电联产系统。分布式能源系统并不是简单的采用传统的发电技术，而是在建立在自动控制系统，先进的材料技术，灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放，灵活方便，高可靠性和高效率的新型能量生产系统。在欧美随着能源市场放松管制，竞争机制的引入以及可持续发展战略的实施，分布式能源系统得到迅猛的发展。 1996年首次在世界上被正式提出。1996年美国电力研究院

30、（EPRI）首次出版了一部分布式发电（Distributed Generation），其中一篇文章指出：由于放松管制，给电力工业格局带来了新的变化，分析家预测到2002年，在新增的电力供应中，分布14 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 式发电可能将占据支配地位。尽管这一预言未能在全世界得到印证，但是在那些已经或正在实现可持续发展的国家，例如：丹麦、芬兰和意大利，已经不再建设大型发电设施。美国、日本和西欧国家也表示除非特殊需要，原则上不必再建设大型发电设施。 1998年作为一个独立概念被正式引入中国。1998年中国电力部国际合作司谢绍雄司长第一次将国际上?分布式?的

31、电力供应的完整理念引入中国1999年中国电机工程学会热电专业委员会秘书长王振铭教授接受国家发展和计划委员会基础产业司委托，在组织起草关于发展热电联产的规定，及：急计基础2000 1268号文件中，打破各种阻力，一再坚持将这一理念列入到国家?积极支持?的范围。 1994年上海的积极尝试爱能岛。实际上，在上海的积极尝试和研究可以进一步追溯到1994年，以原机械工业部上海发电设备成套研究所所长、上海市经委副总工程师赵之一为核心的多位专家就致力于将分布式热电联产系统引入城市的建筑。他们给这一技术一个中国特色的命名版?爱权能岛所（有Island of Energy）?。1999年，他们又进一步建议将多元

32、化的分布式能源系统整合联网，组建?爱能列岛（Islands of Energy）?。 我国电力体制的改革，政府职能与企业职能的分离，发电与输配电网彻底分离，发电竞争市场机制的建立，为分布式能源系统的发展奠定了坚实的基础。?西部大开发?战略的实施，陕甘宁天然气送达北京、天津等地，?西气东输?工程的实施，为分布式能源系统的发展提供了机遇。当前，对分布式能源系统的研究在国内已开始启动，一些科研机构，大学已经投入人力、财力进行分布式能源系统的研究。 上海理工大学配合"西气东输"工程，受上海市重点学科建设项目经费的资助，以CAPSTONE公司生产的微型燃气轮机为核心，结合直燃型吸收式

33、溴化锂制冷机、余热锅炉，正在建设示范型?能源岛?，用于分布式能源系统的研究。 15 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 西安交通大学，在进行的2002国家高新技术研究发展计划课题中，以100kW微型燃气轮机为核心，正在建立了以酒店为应用对象的分布式能源系统。 从我国当前分布式能源系统的发展情况来看，分布式能源系统的研究还处在初期阶段。但分布式能源系统在我国也有应用，在一些边远地区建立了太阳能发电、风能发电的分布式能源系统。当前我国分布式能源系统的应用主要是以内燃机带动发电机，用于紧急情况和备用情况，总体来看，发展比较落后。但是我国有巨大的分布式能源系统发展潜力，随着

34、经济发展，人民生活水平的不断提高，用能源需求的不断增长将成为中国分布式能源系统发展的主要动力。特别是我国正在实施的西部大开发战略、"西气东输"工程和城镇化建设将为分布式能源系统的应用提供巨大的市场。 第二节 分布式能源系统优缺点 分布式能源系统特点 一、设备的小型化和微型化版权所有; 二、燃料结构的多元化, 可以是燃气输配管网的天然气、人工煤气、煤层气、生物沼气, 也可以是太阳能、地热、风能、水能和核能等; 三、能源供应形式的多目标化, 如供电、供热、供冷、供气和供热水等; 四、网络化, 分散就近供应; 五、智能化控制和信息化管理, 在互联网和智能计算机的优化运行调度下,

35、进一步与智能化家用电器协同优化, 实现一定范围的优化调度, 以及利用低谷燃气资源和低谷电力资源为用户蓄能、储能, 实现燃气、电力、供暖、制冷、热水的供需平衡, 优化组合; 六、高效、清洁、环境污染小。 16 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 分布式能源系统的优势 在现今能源短缺，环境污染严重的时代，分布式能源系统得到越来越广泛的应用，对其研究也越来越广泛。DER Benefits Analysis Studies: Final Report对31份有关分布式能源系统研究报告进行深刻评论，总结分布式能源系统的特点和评价准则，这些研究报告被认为在量化分布式能源系统特点

36、方面是最好的。在我国关于分布式能源系统特点的研究也很多，总结有以下几个方面: 1、实现能源综合梯级利用，能源利用率高，具有非常好的节能效应。 常规的集中供能方式相对单一，当用户不仅仅需要电力，还需要其它形式的能量供应，如供热，尤其是供冷和生活热水时，仅通过电力来满足上述需要时难以实现能量的综合梯级利用"而分布式能源系统以其规模小、灵活性强等特点，通过不同循环的有机整合，可以在满足用户需求的同时，克服了冷、热无法远距离传输的困难，实现能量的综合梯级利用。大型发电厂的发电版效率权一般所为35有%一55%，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30%一47%"而分布式能源系统

37、的能源利用率可达到80%以上，没有输电损耗。 2、弥补大电网安全稳定性方面的不足。 近年来世界上发生的几次大的停电事故，特别是美国加州东部发生的大停电事故，每天的经济损失达300亿美元，充分反映了以集中供电模式为主的现代电力系统脆弱的一面。同时，美国?9.11?事件后，供电安全已上升至国家安全，各国高度重视，而电网的急速膨胀对供电安全稳定性也带来很大威胁。在用户近旁直接安臵分布式能源系统，与大电网配合，可以大大地提高供电可靠性，在电网崩溃和意外灾害(例如地震、暴风雪、人为破坏、战争)情况下，维持重要用户的供电。 3、装臵容量小!占地面积小，初期投资少，降低了远距离输送损失和相应的输配系统投17

38、 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 资，可以满足特殊场合的需求。 分布式能源系统是按需就近设臵，尽可能与用户配合。与集中能源系统相比，没有能源远距离输送引起的输配损失以及相应的输配系统投资，经济性好，为终端用户提供了灵活、节能型的综合能源型服务。对于不适宜铺设电网的西部等偏远地区或散布的用户，可以发展分布式能源系统。此外，在废弃资源现场，因地制宜地就地利用转换余热、余压以及可燃性废弃气体，也有重要意义。 4、环境友好，燃料多元化，为可再生能源利用开辟了新方向。 分布式能源系统一般采用清洁燃料做能源，同时以其高效率可以实现环保效益。按照美国能源部CCHP202O纲领

39、的描述，部分新建建筑采用CCHP后，美国C02可以减排19%。相对化石能源而言，可再生能源如太阳能、地热、风能等的能量密度较低、分散，而且目前的可再生能源利用系统规模小、能源利用率低，作为集中供电手段难度很大。分布式能源系统规模小，适版合与权可再所生能源有相结合。 分布式能源系统的劣势 分布式能源系统的主要不足在于, 由于它是分散供能, 单机功率很小, 比起大电厂单机功率有百万千瓦以上、单厂功率近千万千瓦而言, 发电效率显然比不上后者。现有动力设备都是机组越大, 效率越高。40 万kW的、以燃气轮机为主的联合循环装臵效率比40kW回热燃气轮机的效率要高1倍。?麻雀虽小, 五脏俱全?, 因此大机

40、组单位功率的售价相比小机组要低得多, 相差近几倍。大机组集中在一起, 有专门高级技工运行维护, 安全性、工作寿命都应该更有保证。所以, 要对纯发电成本和单位kW初期投资作比较, 分布式能源系统的经费投入肯定要大大高于现在的大电力系统。另外, 分布式能源系统对当地使用单位的技术要求要比简单使用大电网供电来得高, 要有相应的技术人员与适合的文化环境。 18 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 第三节 国外分布式能源系统发展情况介绍 概况 由于发达国家的热电联产主要采用天然气在用户端或靠近用户区域发电供热，故均被纳入分布式能源。?国际热电联产联盟?已将其名字更改为?国际分

41、布式能源联盟?WADE（World Alliance Decentralized Energy），Decentralized在英文中强调了分散化或非集中化的含义，是受到?互联网革命?去中心化的影响，而Energy强调并非单一供电，能源就地供应的种类可以是多样性的。但该组织更加侧重天然气为燃料的分布式能源，兼顾了燃煤的热电联产，未覆盖中小水电等可再生能源发电。据统计，世界主要国家及地区的热电联产（CHP）2006年装机容量已达到32,920万千瓦。 国外分布式能源的发展主要是通过支持市场化的独立发电商（IPP）和能源服务商（ESCO）为用户提供了专业化的版能源权服务所与节能有服务，因地制宜、因需

42、而异、因势利导，建设个性化的能源梯级利用设施，转变了传统低效的所谓?集约化?、?规模化?的能源生产供应模式，直接对社会分工进行了重构，为未来不断提高能源利用效率和大量利用可再生能源，吸引更多企业和个人参与清洁能源供应和提高能效，推动信息技术与能源系统的整合优化进行了制度设计和法律保障。 美国、欧洲和日本在先进的分布式发电基础上推动智能电网建设，为各种分布式能源提供自由接入的动态平台；为节能和需求侧管理提供智能化控制管理平台；为高效利用天然气冷热电联供梯级利用；为因地制宜地利用小水电资源、生物质资源及可再生能源；为清洁回收利用各种废弃的资源能源来增加电力和其他能量供应提供支撑。美国和西欧目前基本

43、不再建设大型电源及大型能源设施，正是这些依附于用户终端市场的能源梯级利用系统、可再生能源系统和资源综合利用系统，将他们的能源利用效率不断提高，19 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 排放不断减少，能源结构不断优化。 第四节 国内相关政策介绍 分布式能源具有保护环境、节约能源、减少排放等优点，但是这些优点都是外部影响，这些优点很难在市场中体现，而分布式能源的投资吸引力相对较弱，需要政府制定相关的优惠政策予以扶持。 1、分布式能源鼓励政策的准入条件 分布式能源的鼓励政策应遵循统筹兼顾资源开发、能源需求、环境保护和经济效益，以节能减排为目标，以满足用户供电可靠性为宗旨，

44、以提高能源效率为中心，因地制宜，规范发展的原则。准入条件应包括?韵氯龇矫妫?一是鼓励清洁环保的分布式能源发展，重点对可再生能源、天然气热电联产、热电冷三联供、燃料电池等清洁高效的项目类型进行鼓励。 二是针对化石燃料类的分布式版能源权设立所能效标有准，促进能源的综合利用效率的提高。例如，利用化石燃料的分布式能源系统的总热效率不应小于70%，热电比不应小于75%。 三是鼓励先进能源利用技术。应对微型燃气轮机、燃料电池、风力发电等进行鼓励，对小煤电、柴油发电等污染大、技术落后的技术不予鼓励。 2、我国分布式能源的鼓励政策 考虑到各地区社会与经济发展水平差异，可由国家有关部门共同制定鼓励政策制定的总体

45、原则和指导意见，由各省制定针对分布式能源的具体鼓励政策。鼓励政策可以包括以下三方面： 一是对分布式能源的投资进行优惠。优惠政策包括：1）按照分布式能源设备的铭牌容量给予财政补贴；2）在当前国产设备技术条件尚不成熟的情况下，对于确需进口设备的工程，免除设备进口税，随着国内分布式技术的发展，逐年减少设备进口税的优20 小型燃气轮机在中国分布式能源系统中应用的市场前景分析 2013 惠力度；3）银行等金融机构对分布式能源项目优先贷款并给予利息优惠；4）在分布式能源接入系统的投资方面给予财政补贴。 二是对分布式能源运行进行补贴。补贴方式有：1)对分布式能源系统使用的燃料价格予以优惠；2)对于分布式能源

46、企业提供税收减免等优惠政策。 三是对分布式能源国产设备的研发和推广进行引导和鼓励。相关的措施包括：1）建立和健全科技创新激励和保障机制、加大对分布式能源技术研究与开发的投入、促进技术转让、完善产业创新体系等；2)设立分布式能源技术研究的专项资金，扶持和鼓励国内企业引进、消化、吸收国外先进技术，并在此基础上自主创新。 第四节 分布式能源系统国内发展分析 发展现状 我国分布式能源系统的应用刚刚起步，国内的一些科研单位、高校、供电部门等正在开展这方面的研究，有些已有工版程及权产品所，如中有科院在西藏建立了多座小型太阳能光伏发电系统（总量达420 kW）。另外，还开始了分布式能源的模型研究、分布式能源

47、并网系统研究、储能产品的开发等。 随着我国能源结构的调整及天然气在能源利用中比重的不断增加，以及风能、太阳能、生物能源发电的兴起，分布式供电系统在我国广泛引起重视，目前，我国以天然气为燃料的分布式能源系统建设已进入实质性开发实施阶段，在北京、上海、广州等大城市的居民小区、商城楼宇、大学城都有一批热、电、冷联产示范工程投运。 发展趋势 2013-2017年中国分布式能源行业需求潜力与前景预测分析报告显示，近年来，发达国家分布式能源发展迅猛。发达国家政府通过规划引领、技术支持、优惠政策以及建立合理的价格机制和统一的并网标准，有效地推动分布式能源的发展，分布式能21 小型燃气轮机在中国分布式能源系统

48、中应用的市场前景分析 2013 源系统在整个能源系统中占比不断提高，其中欧盟分布式能源占比约达10%。 我国分布式能源起步较晚，主要集中在北京、上海、广州等大城市，安装地点为医院、宾馆、写字楼和大学城等，由于技术、标准、利益、法规等方面的问题，主要采用?不并网?或?并网不上网?的方式运行。 分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向，它具有能源利用效率高，环境负面影响小，提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。 分布式能源是最能体现节能、减排、安全、灵活等多重优点的能源发展方式，且"十二五"规划明确提出，促进分布式能源系统的推广应用。因此，国内优秀的分布式能源行业企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对公司发展环境和需求趋势变化的深入研究。 分布式能源技术是中国可持续发展的必须选择。中国人口众多，自身资源有限，按照目前的能源利用方式，依靠自己版的能权源是绝所对不有可能支撑13亿人的?全面小康?，使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约，而且也使世界的发展面临一系列新的问题和矛盾。中国必须立足于现有能源资源，全力提高资源利用效率，扩大资源的综合利用范围，而分布式能源无疑是解决问题的关键技术。 分布式能源是缓解我国严重缺电