分散式发电技术是指设置于用户端的小型(一般10MW以下)模块化发电技术,使用的能源主要为天然气、可再生能源、燃料电池等。其环保性(高效、避免长途输电造成的电网建设、能源损耗和占用土地资源的成本)、电力供应的可靠性和模块化设计带来的设计安装简便性和经济性,使其成为一种备受关注的技术。近年来,全社会对环境问题日益关注,长久以来被忽视的大电网所造成的社会成本也已经开始引起重视。而9.11后,人们开始思考大电网的供应安全性,而分散式电力作为一种高效(效率可高达80%,甚至90%以上)、洁净、可靠的发电方式,其地位迅速提高。分散式电力中应用最为广泛、前景最为明朗的,应该首推热电联产技术。
小型热电联产使用单一燃料,应用比较普遍的是天然气,在发达国家,也有不少使用生物质和垃圾为燃料。在未来随着科技水平的发展,也许会过渡到更加清洁的燃料电池和太阳能电池技术,但目前还是应以燃气轮机为主。
对于中国大部分地区的住宅、商业大楼、医院、公用建筑、工厂等,都存在供电和供暖或制冷需求,很多都配有备用发电设备,这些都是小型热电联产技术的广阔市场。西气东输工程使得很多城市已经对天然气指日可待,对于旧有供热系统、备用电力系统和新建楼宇。工厂等来说,正是开始使用清洁、高效小型燃气轮机等设备的制造商来说,更无疑是绝佳机遇。
以下提供欧洲国家小型热电联产发展潜力的分析,以资中国同行参考。
1.丹麦和芬兰由于这两个国家的大型供热网已经非常完备,管网几乎已经和所有类型和规模的建筑连通,因此发展小型热电联产的空间受到局限。
2.意大利、英国和荷兰由于缺少大型的供热管网,因此小型热电联产发展潜力较大。
3.德国政府正在采取措施鼓励发展小型热电联产系统,尤其是在其东部地区。
4.希腊、葡萄牙和比利时由于气候关系,发展小型热电联产潜力不大。但是希腊和葡萄牙由于在1997年初引入了天然气管网,热电比例会有升高,包括用于商业建筑的小型热电系统。
5.西班牙已经在发展热电冷联产方面做了相当的努力,发展潜力巨大。
6.法国核电比重高,CHP发展潜力相对较小。
7.卢森堡在欧盟SAVE计划框架下推动热电联产集中供热系统。所有直径250米、供热安装能力在300~9500KW的公用建筑均在考虑之列。
小型热电联产系统可以应用的场合有:
1.中高层住宅。据估计英国在此方面每年可节约能源量价值900万英镑。
2.商用建筑。这部分的应用受到一定限制,主要用于一般它们夜间不使用。
3.宾馆。宾馆是耗能量大户,因此是个非常大的潜在市场。但由于涉及原有供热系统的改造,因此主要市场集中于新建建筑。
4.休闲娱乐设施(如游泳池等)。它们的需求比较平稳,适合使用小型热电联产系统。
5.医疗卫生设施。需要平稳的电力和热力供应,是非常好的市场。
由于小型热电联产的地域性很强,欧洲鲜有跨地区大型公司,目前最大的公司为荷兰的公司NEDALO BV.它在全欧洲安装了1000多套小型热电装置,年生产350台机组。
小型高效热电联产技术已经比较成熟,但是技术上仍须进一步改进。对于模块化建筑用小型热电机组,有待去做的有:
1.改进燃气轮机的排放指标(尤其是NOx和CH4)
2.进一步提高能效
3.开发以生物质等可再生能源为燃料的热电联产系统
需要鼓励开展技术研发的领域有:
1.利用高效燃机技术,开发小型家用(微型)CHP.
2.开发热电冷三联产系统。
3.燃料电池热电联产系统。
4.小型Stirling燃机机组。