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1、实现电源多元化发展构建我市环保和资源节约型电力供应体系 苏州热工研究院2006年3月,一、构建我市环保和资源节约型电力供应体系的意义,苏州市地处长三角经济区，近年来已成为我国经济发展最为迅猛的城市之一,同时又是我国著名的旅游风景区，2005年 GDP超4000亿。十五期间受全国性电力供应紧缺的影响，我市供电形势非常严峻，电力缺口较大，一定程度上制约了经济与社会的发展。经过“十五”努力目前我市电力工业和能源供应以及环境状况为：,近年来新建了一批300MW以上的大型火力发电机组，全市发电容量超10000MW。但全市范围内可用作电厂厂址的资源已不多；市区范围内按区域布局了若干个热电厂，编制并通过了市
2、区供热规划，小锅炉已得到一定的整治；,虽然到十五末的2005年我市的电力缺口有所缓解，但经济的持续发展和全面建设小康社会，我市仍面临电力供应和环境保护的严峻挑战:经济的持续快速地增长,要求电力工业的持续超前地发展。但本地区厂址资源的稀缺将制约未来本地电力工业的进一步发展，从外部引入电量则要面对电网稳定性问题；出于对集中式供电方式安全性的考虑,需要对一些特殊场合，如医院、银行、大型商业中心、居民区等对供电安全稳定性要求较高的用户提供多元化的电力供应；,我市属于“两控区”（酸雨控制区和二氧化硫控制区），经济的快速发展已使我市面临日益加大的环境压力。其中燃煤火电厂排放SO2占地区排放总量近50%，而
3、清洁能源、可再生能源的开发力度远远不够。,苏州作为经济发达地区和著名的旅游风景区面临日益严重的环保压力。国家对电力行业环境保护工作提出的具体要求，即以削减二氧化硫排放量为重点，优化电源布局，促进西电东送，控制东部地区新建燃煤电厂。特别对于“两控区”，明确限制新建燃煤电厂，同时要求在现有基础上每年削减SO2排放量20%。我市的能源资源和环境容量已难以支撑粗放型的经济结构和能源消费的超常增长。因此我们必须寻找实现环境和电力和谐发展的对策，构建起我市环保和资源节约型电力供应体系。,二、西方发达国家电力供应体系的现状,当前世界电力工业面临四大亟待解决的问题：合理调整能源结构、进一步提高能源利用效率、改
4、善电力供应的安全性、解决环境污染。为了应对挑战，西方发达国家的电力供应已从单一集中式供电（大机组、大电厂、大电网）转向采用集中式供电与小型分布式供电方式的合理结合。这种被全球能源、电力专家认为是投资省、能耗低、可靠性高的灵活电力供应系统，现已成为当今西方发达电力工业的发展方向。它有二大发展趋势：,1、大力推动大型、高效、洁净煤发电技术超超临界燃煤发电技术：具有煤耗低、环保性能好、技术含量高的特点，是当今国际上最为先进的发电技术。以三菱、日立为代表的日本超超临界机组发电效率在48左右，单电煤耗约265克标准煤(和我国现在运行的机组相比每度电至少可以节煤50克)；随燃料消耗的减少可使每kwh发电量
5、的CO2排放减少约15%，其他污染物如NOx和SOx的排放均而成比例地降低；除了超超临界发电机组以外，增压流化床联合循环、整体煤气化联合循环（IGCC）、燃气联合循环（CCGTs）等发电技术的采用，可以有效地改变电力工业目前能耗高、环境污染严重的局面，具有现实的经济、环保和社会效益。这也是目前在我国被广泛接受并着手实施的方向。,2、发展分布式供电系统1）分布式供电的特点 顾名思义，分布式供电是相对于传统的集中式供电方式而言的，是指将发电系统以小规模(数千瓦至50MW的小型模块式)、分散式的方式布置在用户附近，可独立地输出电、热或(和)冷能的系统。这个概念是从1978年美国公共事业管理政策法公布
6、后正式先在美国推广，然后被其它先进国家接受的。分布式供电系统的形式：小型燃气轮机、风能、太阳能、组合型等。,2）与常规的集中式供电相比，分布式供电具有以下优势，是集中供电不可缺少的重要补充：没有或很低输配电损耗，运行安全可靠，并可按需要方便、灵活地利用排气热量实现热电联产或热电冷三联产，提高能源利用率；无需建设配电站，可避免或延缓增加的输配电成本；土建和安装成本低；可进行遥控和监测区域电力质量和性能：非常适合对发展中区域及商业区和居民区提供电力；满足特殊场合的需求，如，医院、银行对供电安全稳定性要求较高的用户等；,弥补大电网在安全稳定性方面的不足。直接安置在用户近旁的分布式发电装置与大电网配合
7、，可大大地提高供电可靠性，在电网崩溃和意外灾害情况下，可维持重要用户的供电；分布式供电方式以其规模小、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实现能量的综合梯级利用，并且克服了冷能和热能无法远距离传输的困难；为可再生能源的利用开辟了新的方向。,三、基于燃气轮机的分布式供电系统简介,分布式供电系统又称为第二代能源系统，基于燃气轮机的分布式供电系统则具有六个方面的主要特征，一是燃料的多元化；二是设备的小型、微型化；三是冷热电联产化；四是网络化：五是智能化控制和信息化管理；六是高标准的环保水平。1、根据采用的燃料不同，可分为化石能源与可再生能源：当前分布式供电的发电技术，仍以化
8、石能源为主；未来分布式供电方式的发展方向则是可再生能源利用据国际能源机构预测，到2060年全球可再生能源的比例将发展到世界能源构成的50以上;,煤,天然氣,生物質,石油渣/焦,內燃機,電力,制冷,制熱,效率差、密度低、不稳定等缺陷成为以往可再生能源利用的主要障碍。可再生能源利用很难与集中供电相结合，而分布式发电系统对能源密度的要求远低于集中供电方式；通过与分布式供电方式相结合，新型可再生能源分布式发电系统可以在能的梯级利用的基础上实现效率的大幅度提高；同时，通过与现代蓄能技术相结合，可以在很大程度上克服可再生能源不稳定的缺陷；,12,基于燃气轮机的分布式供电方式为可再生能源利用的发展提供了新的
9、动力，在供能效率和经济性的提高以及能源供给安全性方面具有不可替代的作用；而可再生能源也为分布式供电提供了更加广阔的发展前景。,用于区域加热系统的LFG 热电厂，瑞典,2、根据用户需求不同：电力单供方式、热电联产方式(CHP)、冷热电三联产方式(CCHP)：基于燃气轮机的分布式电力单供方式的热转功效率依然远小于大型集中供电电站。如何有效提高分布式供电系统的能量利用效率是当前分布式供电技术发展所面临的主要障碍之一；与简单的电力单供方式相比，冷热电三联产系统可以在大幅度提高系统能源利用率的同时，降低环境污染，明显改善系统的热经济性。因此，三联产技术是目前基于燃气轮机的分布式供电发展的主要方向之一。,
10、冷热电联产系统概述及其特点传统电力单供方式，例如，集中供热、直燃式中央空调及发电设备，存在有能耗高，忽视环境影响的共性问题。从技术角度而言，这些设备都未达到对有限能源资源的高效和综合利用；。,冷热电联产(CCHP)是建立在能的梯级利用概念基础上，将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产系统，具有提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放的优点：与集中式发电-远程送电比较，CCHP可以大大提高能源利用效率：大型发电厂的发电效率般为35%-55%，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30-47%。而CCHP的能源利用率可达到90%，没有输电损耗；另外，CCHP在降低碳和污染空气
11、的排放物方面具有很大的潜力：据有关专家估算，如果从2005年起25的新建建筑及从2010年起50的新建建筑均采用CCHP的话，到2020年的二氧化碳的排放量将减少19%。如果将现有建筑实施CCHP的比例从4%提高到8%，到2020年二氧化碳的排放量将减少30%。,3、根据循环方式不同：燃气轮机发电方式、蒸汽轮机发电方式、柴油机发电方式等随着微型燃机技术的不断完善，微型燃机发电机组已成为分布式供电的主力。先进的微型燃气轮机是提供清洁、可靠、高质量、多用途的小型分布式供电的最佳方式，使电站更靠近用户，无论对中心城市还是远郊农村甚至边远地区均能适用，是一种较好的环保型发电装置；蒸汽轮机发电机组也是分
12、布式供电不错的选择。,四、我市需要分布式供电并已基本具备发展的条件,目前我国正处在经济高速发展时期，提高资源综合利用效率，是我国能源工业能否持续支撑国家现代化建设的关键所在。我国能源利用水平距世界发达国家还有很大的差距，日益增长的电力需求远未得到满足，“大机组、大电厂、大电网”的大规模、集中式的电网供电依然是我国目前能源工业的主要发展方向。,但是我市需要分布式供电，这是因为：1、我市地处东南沿海经济发达地区，由于生活水平的日益提高，已经出现了类似于西方发达国家的对于电力供应方式多样化的需求趋势。分布式供电方式所具有的与集中供电方式的互补优势，使之成为集中供电方式不可缺少的重要补充，为解决电力供
13、应方式多样化问题提供了一个圆满的方案；2、随着经济建设的飞速发展，我国集中式供电电网的规模迅速膨胀。这种发展所带来的安全性问题是不容忽视的，近来美国加州供电危机己为我们敲响了警钟。为了及时抑制这种趋势的蔓延，只有合理地调整供电结构、有效地将分布式供电和集中式供电结合在一起，构架更加安全稳定的电力系统；,着眼于环境保护和经济社会的发展，目前对可再生能源的研究和利用受到世界范围的广泛重视。对可再生能源的能量聚集、转化、储存和利用等方面研究表明：以可再生能源为基础的分布式供电方式具有不可替代性，必将成为未来很有发展前景的供能手段之一。在本地区，可以着手开展以太阳能、风能、生物质能为主要能源的分布式供
14、能系统方向的各项工作；,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集中式供电集中式供电与分布式供电方式并存的演变。造成这种现象不仅仅是由于生活水平提高的需求，而且也是集中式供电方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑，随着社会的发展，我国能源产业也将面临类似的问题。因此，虽然从目前能源产业的发展情况来看，集中式供电是我国能源系统发展的主要方向，但从长远看，构造一个集中式供电与分布式供电相结合的合理能源系统，增加电网的质量和可靠性，将为我国能源产业的发展的必然选择。,五、结论,1、目前我国正处在经济高速发展时期，日益增长的电力需求远未得到满足，大规模、集中式的电网供电依然是
15、我国目前能源工业的主要发展方向；2、但在我市所处的东南沿海经济发达地区，由于生活水平的日益提高，已经出现了类似于西方发达国家的对于电力供应方式多样化的需求趋势。分布式供电方式所具有的与集中供电方式的互补优势，使之成为集中供电方式不可缺少的重要补充，为解决电力供应方式多样化问题提供了一个圆满的方案；,22,3、冷热电三联产技术是目前分布式供电发展的主要方向之一。而可再生能源利用则为分布式供电提供了更加广阔的发展前景；,23,4、构建我市新型电力供应体系的建议:未来我市电力供应体系的构建应遵循以下原则：除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市城区和近郊区新建燃煤火电厂，老电厂和小火电机组在替代改造时，
16、必须满足当地的环保要求；利用好我市有限的电源厂址资源，发展大容量、高参数、高效率、低氮氧化物排放的大型超超临界参数火电机组，推广常规、增压循环流化床以及整体煤气化联合循环等新型火力发电技术；着力推进和发展基于燃气轮机的分布式冷热电联产系统；逐步加大可再生能源的开发力度，降低燃煤机组的比重。,24,提倡科学用能、合理消费能源 科学用能、合理消费能源是能源保障的另一重要方面。除了构建新型电力供应体系外，转变高消耗的经济增长模式，实施绿色战略是经济可持续发展的必然选择。发展和推广新的科学用能理论、技术、系统和工艺；提高电力消费在终端能源消费中的比重和电气化水平；认真处理好国民经济良性增长与能源的合理消费的关系问题。发展低能耗产业、提倡节能。政府在招商引资时应注意这方面的问题；应该用清洁生产降低治污成本，推行清洁生产审计。,
