作者：韓高巖，呂洪坤，蔡潔聰，童家麟，李劍

0、引言

現(xiàn)階段，能源環(huán)保問題在我國變得空前重—，碳排放也進入總量控制階段，這促使能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化變得尤為緊迫。天然氣作為清潔高效的低碳能源，其快速發(fā)展可有效改善環(huán)境、減少CO2排放、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，尤其是燃氣冷熱電三聯(lián)供可實現(xiàn)能源梯級利用，具有輸配電損耗低、能效利用高、供能安全可靠、節(jié)能環(huán)保及個性化強等優(yōu)點，成為現(xiàn)階段能源發(fā)展的一大熱點。國家發(fā)改委發(fā)布的《關于加快推進天然氣利用的意見》中提出—大力發(fā)展天然氣分布式能源，建立天然氣分布式能源示范項目。燃氣冷熱電三聯(lián)供項目由于處在我國油氣和電力體制改革機遇期，且能與生物質(zhì)、風能、太陽能、地熱能、余壓余熱余氣等能源形式耦合互補,在未來必將得到迅速發(fā)展，成為能源利用重—組成部分。

浙江省為創(chuàng)建清潔能源示范省，一方面—控制煤炭消費總量，加快淘汰燃煤鍋（窯）爐，努力擴大電力、天然氣等的消費曰另一方面—積極推動電力和油氣體制改革等。浙江省天然氣發(fā)展3年行動計劃（2018—2020年）提出—推進天然氣供給、消費、體制革命，開展天然氣分布式能源示范試點，并以此為基礎推進天然氣冷熱電三聯(lián)供核心設備科技攻關，為浙江省燃氣冷熱電三聯(lián)供發(fā)展開創(chuàng)良好機遇和環(huán)境。

1、燃氣冷熱電三聯(lián)供簡介

1.1燃氣三聯(lián)供原理及典型系統(tǒng)流程

燃氣冷熱電三聯(lián)供是指以天然氣為主—燃料帶動燃氣輪機或內(nèi)燃機等燃氣發(fā)電設備運行，產(chǎn)生電力以滿足用戶電力需求，而系統(tǒng)排出的廢熱則通過余熱鍋爐或溴化鋰等設備向用戶供熱、供冷。三聯(lián)供系統(tǒng)實現(xiàn)能源的梯級利用，其能源綜合利用效率高達80%以上，典型能量梯級利用如圖1所示：

圖1能量階梯利用

燃氣冷熱電三聯(lián)供按照供能對象可分為區(qū)域型和樓宇型。區(qū)域型一般適用于冷、熱、電需求較大的工業(yè)園區(qū)和大型商務區(qū)等曰樓宇型一般適用于二次能源需求性質(zhì)相近且用戶相對集中的樓宇（群），包括賓館、學校、醫(yī)：等。按發(fā)電機組不同主—可分為燃氣輪機、燃氣內(nèi)燃機、微燃機3種，3類典型發(fā)電機組特點如表1所示。

燃氣三聯(lián)供系統(tǒng)主—由燃氣供應系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等組成，其中動力系統(tǒng)和余熱利用系統(tǒng)是三聯(lián)供系統(tǒng)的核心部分。目前，國內(nèi)較常用的三聯(lián)供系統(tǒng)主—是燃氣內(nèi)燃機和燃氣輪機為發(fā)電機組的三聯(lián)供系統(tǒng)，其典型流程如圖2和圖3所示。

圖2典型燃氣內(nèi)燃機三聯(lián)供系統(tǒng)流程

圖3典型燃氣輪機三聯(lián)供系統(tǒng)流程

1.2 燃氣冷熱電三聯(lián)供優(yōu)勢

（1）提高能源供應可靠性。在出現(xiàn)不可抗自然災害或電網(wǎng)事故導致大面積停電時，燃氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)可為樓宇或者工業(yè)區(qū)提供穩(wěn)定不間斷的電力負荷、熱負荷和冷負荷。

（2）節(jié)能減排，環(huán)境友好。天然氣燃燒過程幾乎不產(chǎn)生SOX和灰塵，且生成CO2和NOX也較其它化石燃料少。燃氣冷熱電三聯(lián)供由于能效利用高，比先進的火力發(fā)電廠可節(jié)能約1/3。

（3）經(jīng)濟性較好。三聯(lián)供系統(tǒng)雖然初投資較高，但其減少市電接入費用，并且由于余熱利用，可節(jié)省用于供熱、制冷的燃氣用量。據(jù)測算，當采用余熱利用進行供熱、制冷時，發(fā)電成本可降低至0.4~0.6元/kWh。

（4）利于電力調(diào)峰。由于電負荷在夏季出現(xiàn)高峰，用氣則通常為低谷。燃氣冷熱電三聯(lián)供在滿足高峰用電時，還可利用余熱制冷，進一步減緩電制冷機對電負荷需求。同時，燃氣三聯(lián)供項目的燃氣輪機或燃氣內(nèi)燃機具有較好負荷響應特性，也有利于電網(wǎng)的瞬間調(diào)節(jié)。

（5）可與其他能源友好耦合。燃氣冷熱電三聯(lián)供技術先進成熟，具有較強的集成性，可以友好地與生物質(zhì)、太陽能、地熱能、余壓余熱余氣等多種能源形式實現(xiàn)耦合互補，進而帶動新能源的消納。

2、發(fā)展現(xiàn)狀

2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀

燃氣冷熱電三聯(lián)供在國外已有30多年發(fā)展歷史，在美國、日本等國家得到大力發(fā)展和推廣。當前，幾乎所有的歐盟國家正在建立適合自身特點的天然氣分布式能源系統(tǒng)以及與之相配套的能源計劃。美國的燃氣冷熱電三聯(lián)供裝機規(guī)模發(fā)展趨勢如圖4所示，其在各行業(yè)中的占比情況如圖5所示：

圖4 美國燃氣三聯(lián)供發(fā)展趨勢

圖5 美國燃氣三聯(lián)供在各行業(yè)的占比

美、日等國家均出臺了促進燃氣冷熱電三聯(lián)供發(fā)展的優(yōu)惠和補貼政策。某些國家燃氣冷熱電三聯(lián)供單位造價和我國相近，但由于政府給予的補貼和支持力度較大，得到較好發(fā)展。部分典型國家的燃氣冷熱電三聯(lián)供部份支持政策有：

（1）美國在政策支持、審批簡化、信息服務等方面提供法律法規(guī)支持和技術支持，支持分布式能源項目并網(wǎng)，并制定激勵政策包括財政補貼、稅收減免、低息貸款等。

（2）德國對mCHP（小型熱電聯(lián)供）售電實行：優(yōu)先價格法曰能效大于70%，享受退稅優(yōu)惠曰50kW的mCHP設備，環(huán)境部將在10年期間提供400萬歐元的財政支持。

（3）丹麥采用鼓勵措施，制定了《供熱法》《電力供應法》、全國天然氣供應法等，在法律上明確了保護和支持立場。電網(wǎng)公司必須優(yōu)先購買熱電聯(lián)產(chǎn)的電能。

（4）日本發(fā)布《并網(wǎng)技術—求指導方針》，實現(xiàn)分布式能源合法并網(wǎng)發(fā)電、允許多余電能出售給電力公司，稅收減免，專項基金補貼。

國外燃氣三聯(lián)供發(fā)展初期，通過政府制定法規(guī)標準、給予一定補貼，并從氣價、電價等方面完善市場機制，使燃氣冷熱電三聯(lián)供在市場應用中存在盈利。同時，政府鼓勵燃氣三聯(lián)供關鍵裝備及技術研發(fā)，有效降低一次投資和運維費用曰使企業(yè)在發(fā)展中探索合理的商業(yè)模式，加速項目盈利，推動了該行業(yè)進入良性的發(fā)展。