從熱電聯(lián)產(chǎn)走向冷熱電聯(lián)產(chǎn)講解

1、從熱電聯(lián)產(chǎn)走向冷熱電聯(lián)產(chǎn)【摘要】美國(guó)從1978年開(kāi)始提倡發(fā)展小型熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）,目前除繼續(xù)堅(jiān)持發(fā)展小型熱電聯(lián)產(chǎn)之外，正研究高效利用能源資源的小型冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP。CCHP是將制冷、供熱（采暖和供熱水）及發(fā)電三者合而為一的設(shè)施。據(jù)美國(guó) 1995 年對(duì)商用樓宇終端能源消費(fèi)的統(tǒng)計(jì)，采暖用能占22%，熱水供應(yīng)占7%,制冷空調(diào)用能占18%。CHP的供熱只能解決29%的用能及提供電力，而 CCHP1同 制冷可提供47%的用能及電力。1冷熱電聯(lián)產(chǎn)的意義冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在大幅度提高能源利用率及降低碳和污染空氣的排放物方 面具有很大的潛力。有關(guān)專家做了這樣的估算，如果從2000年起每年有4%的現(xiàn)有建筑的供

2、電、供暖和供冷采用 CCHP從2005年起25%的新建建筑及從 2010年起50%的新建建筑均采用CCHP勺話，至V 2020年的二氧化碳的排放量將 減少19%。如果將現(xiàn)有建筑實(shí)施 CCHP勺比例從4%提高到8%,至V 2020年二 氧化碳的排放量將減少30%。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)與遠(yuǎn)程送電比較，可以大大提高能源利用效率。大型發(fā)電 廠的發(fā)電效率為35%-55 %，扣除廠用電和線損率。終端的利用效率只能達(dá)到 30-47 %，而CCHP勺效率可達(dá)到90%，沒(méi)有輸電損耗。冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)與大型 熱電聯(lián)產(chǎn)比較，大型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的效率也沒(méi)有cchpK，而且大型熱電聯(lián)產(chǎn)還有輸電線路和供熱管網(wǎng)的損失。顯然 CCH刖

3、以減少輸配電系統(tǒng)和供熱管網(wǎng)的投 資，無(wú)論從減少投資成本和減輕污染來(lái)講都是十分有利的。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的缺點(diǎn)有兩個(gè)一是冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)規(guī)模小，安裝在樓宇 里，只能使用天然氣或油品；二是冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)雖然規(guī)模比大型發(fā)電廠和大 型熱電聯(lián)產(chǎn)小，但CCHPf能小到一家一戶安裝一臺(tái)，只能適應(yīng)一幢樓宇或一個(gè) 小區(qū)的冷熱電聯(lián)供，不象小型戶用空調(diào)器、戶用熱水器或戶用電取暖器那樣靈 活機(jī)動(dòng)。2美國(guó)關(guān)于冷熱電聯(lián)產(chǎn)的研究美國(guó)關(guān)于CCHP作了許多研究，并本著開(kāi)發(fā)和商業(yè)化的目的，在天然氣、電 力和暖通空調(diào)等行業(yè)的制造業(yè)進(jìn)行了廣泛深入的合作。工業(yè)界提出了“CCHP創(chuàng) 意”和“ CCHP202年綱領(lǐng)”，以支持美國(guó)能源部的總體商用

4、建筑冷熱電聯(lián)供規(guī) 劃。規(guī)劃中倡導(dǎo)增加綜合利用多項(xiàng)技術(shù)，包括先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)、微型透平機(jī)、 先進(jìn)的內(nèi)燃機(jī)、燃料電池、吸收式制冷機(jī)和熱泵、干燥及能源回收系統(tǒng)、引擎 驅(qū)動(dòng)及電驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮系統(tǒng)，熱儲(chǔ)備和輸送系統(tǒng)以及控制及系統(tǒng)集成技術(shù)，不 僅滿足建筑物的熱和電力負(fù)荷的需求，也從整體上提高了從礦物燃料到能源的 轉(zhuǎn)換效率。到2020年，在美國(guó)CCHP各成為商用建筑高效使用礦物能源的典范，通過(guò) 能源系統(tǒng)的調(diào)整，將極大地推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和提高居民生活質(zhì)量，同時(shí)最大限度 地降低污染物的排放量。2.1 CCHP戰(zhàn)略實(shí)施目標(biāo)2000年制訂出技術(shù)與政策“引導(dǎo)圖”開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工具、評(píng)估系統(tǒng)、軟件及事例分析，以減少設(shè)計(jì)團(tuán)體的風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)

5、事例分析、財(cái)務(wù)分析等對(duì)工業(yè)決策機(jī)構(gòu)進(jìn)行CCHP選型和效益分析指導(dǎo)消費(fèi)者的價(jià)值需求的認(rèn)知度達(dá)到目標(biāo)決策者所要求的25每 3年實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)占有率翻番建立CCHP勺信息交流系統(tǒng)建立建筑物資源效率計(jì)量體系2005年確保行業(yè)法規(guī)朝有利方向發(fā)展：- 稅收優(yōu)惠- 碳化物排放交易化- 合理的電力推出費(fèi)用建立 200 個(gè)示范點(diǎn)2010年20的新建商用建筑使用 CCHP 5的現(xiàn)有商用建筑使用 CCHP 25%的美國(guó)能源部熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)項(xiàng)目用戶使用CCHP2020年 50%新建商用建筑采用 CCHP 15%現(xiàn)有商用建筑采用CCHP2. 2 幾個(gè)問(wèn)題的說(shuō)明(1) CCHP和CHP應(yīng)用領(lǐng)域的劃分CCH系統(tǒng)可以向建筑物同

6、時(shí)提供電力、制冷、供暖、衛(wèi)生熱水或其他用途 的熱能，故CCHP系統(tǒng)側(cè)重的領(lǐng)域是商用寫(xiě)字樓及公寓樓宇。CHP只能提供電力和熱能，側(cè)重于需要工藝用熱的工業(yè)企業(yè)。(2) 商用建筑物節(jié)能的設(shè)想建筑物的外墻和門(mén)窗的保溫和密封性改進(jìn)，達(dá)到15%的節(jié)能量；美國(guó)空調(diào)及制冷協(xié)會(huì)（ARI）為暖通空調(diào)（HVAC設(shè)備制訂的目標(biāo)是使其能源 效率改善25%；美國(guó)CCHP勺首期目標(biāo)是在上述目標(biāo)基礎(chǔ)上，再增加 40%的節(jié)能效率。（3）采暖和空調(diào)將出現(xiàn)新的變化20世紀(jì)采暖和空調(diào)基礎(chǔ)科學(xué)研究已經(jīng)取得了重大突破和進(jìn)展，目前正醞釀 著新的變化。主要是由于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)和發(fā)電技術(shù)有了重大變化，全球?qū)Νh(huán)境 問(wèn)題的重視，如關(guān)注減輕臭氧層破壞

7、，關(guān)注減緩地球氣候變暖（溫室效應(yīng)），以及公用事業(yè)的重組等，成為當(dāng)今樓宇設(shè)計(jì)和建筑的決定因素。CCHP寸環(huán)境保護(hù)有巨大潛力市場(chǎng)。（4）CCHP發(fā)展中的關(guān)鍵因素CCHP®在還不能將其劃分為一個(gè)行業(yè)，然而設(shè)備制造商、公用事業(yè)公司及 能源服務(wù)公司將CCHRr作是下個(gè)世紀(jì)最具經(jīng)濟(jì)潛力的一種組合方式。新組建的 CCH組織機(jī)構(gòu)認(rèn)為未來(lái)20年決定商用、公用建筑及居民建筑設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵 因素是：政策及政治因素；市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)及公共設(shè)施的重建；氣候的變化；室內(nèi)空氣質(zhì)量；建筑設(shè)計(jì)/設(shè)備選型過(guò)程；能源使用效率；顧客的期望值；應(yīng)變能力；技術(shù)的進(jìn)步/新技術(shù)；滿足各方利益的建筑樓宇。3 CCHP與中國(guó)目前從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)

8、展水平和居民收入水平看，城鎮(zhèn)已進(jìn)入暖通空調(diào)大發(fā)展 時(shí)期，我國(guó)在暖通空調(diào)方面有可能實(shí)現(xiàn)跨越，對(duì)于如何把握暖通空調(diào)發(fā)展方向 應(yīng)盡早研究。3. 1小型電站是21世紀(jì)的新電源，最具經(jīng)濟(jì)潛力用高科技武裝起來(lái)的小型電站、CHP以及CCHP耗能低、可靠性高、效率 高、低排污，具有很大的優(yōu)越性，是提高能源利用效率、降低冷熱電成本和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要措施。美國(guó)把小型電站看作是有助于美國(guó)在21世紀(jì)保持全球競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)。我國(guó)應(yīng)當(dāng)重視大電網(wǎng)與眾多小型分布式電站相結(jié)合的研究。3. 2嚴(yán)格控制樓宇采暖用大型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠和供熱網(wǎng)的建設(shè)世界上對(duì)于樓宇（包括商用建筑、寫(xiě)字樓、公寓和住宅小區(qū)）采暖供熱有兩種模式，歐美國(guó)家大都采用

9、分散式的采暖設(shè)施，現(xiàn)在正向小型冷熱電聯(lián)供（CCHP）的方向發(fā)展。而原蘇聯(lián)、東歐等國(guó)家主要是學(xué)習(xí)原蘇聯(lián)模式采用大型熱電廠、 大中型鍋爐房和大型熱網(wǎng)?，F(xiàn)在看來(lái)修建大型熱電廠、大中型鍋爐房和大型熱 網(wǎng)專門(mén)供商用、寫(xiě)字樓、公寓和住宅小區(qū)傳熱是極不經(jīng)濟(jì)的。今后大型熱電廠 主要應(yīng)用于有穩(wěn)定熱負(fù)荷的工業(yè)企業(yè)。樓宇采暖應(yīng)當(dāng)因地制宜采用多種方式解 決。3. 3加快發(fā)展天然氣、煤層氣，積極引進(jìn)液化天然氣和管道天然我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)能源供應(yīng)以煤炭為主，煤炭最大消費(fèi)量曾達(dá)到13. 8-13 . 9億噸，1998年已下降到12. 5億噸，現(xiàn)在準(zhǔn)備降低到9億噸，這個(gè)變化說(shuō)明能 源消費(fèi)優(yōu)質(zhì)化已不可避免。有充足的燃?xì)夤?yīng)是發(fā)展分布

10、式小型CHP CCHP勺前提條件，在有天然氣供應(yīng)的地方應(yīng)當(dāng)優(yōu)先用于發(fā)展CHF和CCHP但是我們也必須看到，中國(guó)各地情況復(fù)雜、CHP CCH不可能包打天下，有便宜電力供應(yīng) 的地方，可以及時(shí)利用低谷的地方，可以發(fā)展蓄冰空調(diào)、蓄熱式電熱鍋爐；有 的地方可以發(fā)展電力空調(diào)、電采暖器和電熱水器?？傊獜墓?jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán) 境保護(hù)的原則出發(fā)，因地制宜，慎重研究，認(rèn)真決策。3. 4加強(qiáng)冷熱電聯(lián)產(chǎn)（CCHP的研究和推廣工作美國(guó)為發(fā)展冷熱電聯(lián)產(chǎn)采取了更新經(jīng)營(yíng)模式、聯(lián)合研究和政策扶植等措 施，并編制了長(zhǎng)達(dá)20年的研究發(fā)展目標(biāo)。我國(guó)如要發(fā)展小型 CHP CCHF也應(yīng)組 織聯(lián)合攻關(guān)，政府扶持?，F(xiàn)在看來(lái)冷熱電聯(lián)產(chǎn)比熱電聯(lián)供要先進(jìn)得多，能適應(yīng) 我國(guó)大部分地區(qū)的需要，特別是我國(guó)過(guò)去采暖僅限制在黃河、秦嶺山脈以北的“三北”地區(qū)，現(xiàn)在黃河與長(zhǎng)江之間的中間地帶，為提高舒適度，也開(kāi)始搞采 暖工程。我國(guó)應(yīng)采取跨越發(fā)展手段，跳過(guò) CHP直接搞CCHP我