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燃气冷热电三联供分布式能源站在武汉的发展

文档作者：肖家荣１姜胜２文档来源：１．凯迪生态环境科技股份有限公司２．国网湖北省电力公司技术培训中心		点击数：	更新时间： 2025年12月28日
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２０１６ 年第３ 期
２０１６ Ｎｕｍｂｅｒ ３
水电与新能源
ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲ ＡＮＤ ＮＥＷ ＥＮＥＲＧＹ
总第１４１ 期
Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１４１
ＤＯＩ： １０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２ －１８００／ｔｖ．１６７１ －３３５４．２０１６．０３．０１６
收稿日期：２０１６ －０１ －１９ 作者简介：肖家荣，男，高级工程师，从事发电厂系统设计及技术管理工作。
燃气冷热电三联供分布式能源站在武汉的发展
肖家荣１，姜　胜２
（１．凯迪生态环境科技股份有限公司，湖北武汉　４３０２２３；
２．国网湖北省电力公司技术培训中心，湖北武汉　４３００７９）
摘要：通过对武汉市电力负荷、天然气资源、城市环境、城市发展等多角度的剖析，结合燃气冷热电三联供分布式能源站
的特点，论述了在武汉建设分布式能源站的必要性和可行性。
关键词：天然气；冷热电三联供；分布式能源
中图分类号：ＴＫ０１９　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１６７１ －３３５４（２０１６）０３ －００５８ －０３
Development of the Natural Gas-based Combined Cooling Heating
and Power Distributed Energy Station in Wuhan
ＸＩＡＯ Ｊｉａｒｏｎｇ１ ， ＪＩＡＮＧ Ｓｈｅｎｇ２
（Ｋａｉｄｉ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｗｕｈａｎ ４３０２２３， Ｃｈｉｎａ；
２．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｈｕｂｅｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７９， Ｃｈｉｎａ）
Abstract： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｒｏｍ ｖａｒｉｏｕｓ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｌｏａｄ， ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ｃｉｔｙ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ａｎｄ ｕｒｂａｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ-ｂａｓｅｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ
ｐｏｗｅｒ （ＣＣＨＰ） ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔａｔｉｏｎ （ＤＥＳ）， ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｕｃｈ ＣＣＨＰ／ＤＥＳ ｉｎ Ｗｕｈａｎ
Ｃｉｔｙ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Key words： ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ； ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔａｔｉｏｎ； ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ
　　燃气冷热电三联供系统是一种布置在用户附近，
以燃气为一次能源用于发电，并利用发电余热，同时向
就地用户输出电能、热（冷）能，集发电、供冷、供热于
一体的分布式能源供应系统。该系统遵循“分配得
当、各得所需；温度对口，梯级利用”的原则［１］ 。由于
其具有总热效率达７０％以上、综合能源利用率达８０％
以上、无烟尘排放等优良特质，目前受到越来越多国家
和地区的青睐，成为能源行业新的发展和研究方向。
１　湖北发展分布式能源的必要性
湖北作为中部重要能源供给和消耗省份，其三峡、
葛洲坝水电资源虽然丰富，但绝大部分电量都送往华
东和南方电网等经济较发达地区，自身消纳电量有限，
截至２０１１ 年，湖北水电总装机容量仅为１ ０００ 万ｋＷ
左右，远小于火电装机１ ９１７．３６ 万ｋＷ。同时水电调
节性能差，季节性电力短缺情况经常出现，而湖北省水
资源已基本开发完毕，电力供应压力不断增大。根据
枟湖北省大型火电项目建设中长期规划（２０１１ －
２０２０）枠，到２０２０ 年，火电将在全省电力装机容量中占
比达到５４％，火电大发展需要充足的电煤供应，但湖
北煤炭资源有限，一直受制于煤炭缺乏的限制，这必将
突破国家现在对湖北的煤炭总量消费控制。
另一方面，火电机组虽然布置有除尘、脱硫、脱硝
等环保处理设施，但其排放的烟尘仍是ＰＭ２．５ 污染的
主要来源，湖北大力发展火电，必将加重对周边区域环
境的污染，也增大武汉这个中心城市发生雾霾天气的
５８
肖家荣，等：燃气冷热电三联供分布式能源站在武汉的发展２０１６ 年３ 月
风险。因此有必要发展高效、洁净的新型发电技术。
２　武汉发展冷热电三联供的基础
２００３ －０８ －１８ 晚，在纽约大停电中，分布式能源
站成为黑夜中的亮点，成为挽救城市电网突发灾难中
的救星，凸显分布式能源站安全功能的重要性。同时，
分布式供能系统还具有节约联网成本、环境污染少、调
峰性好、调度灵活以及节约土地资源等诸多优点，这也
与目前武汉市建设国家中心城市对能源安全性、环保
性的要求相契合。
当前，“冬暖夏凉”工程作为武汉市改善民生和环
境、提升城市功能的重要基础性工程，得到广大市民的
支持与期盼。政府也一直在积极推动，并寻求多种能
源供给途径，分布式能源站冷、热、电三联供项目无疑
可以作为武汉电网及“冬暖夏凉”工程的有益补充。
丰富市电电网及热网结构，填补常规网络无法到达的
空白区域。
３　分布式能源站系统介绍
燃气冷热电联供ＣＣＨＰ 系统以天然气或工业废气
为燃料，采用微型燃机＋烟气双效溴冷机组（烟气热
水型余热机）配置，利用微燃机排气直接驱动溴冷机
组制冷／制热，当微燃机排放的烟气不足时，启动直燃
机联合驱动双效溴冷机组［２］ 。其中燃机设备是系统
的核心，包括燃气轮机、内燃机等。余热利用设备包括
余热锅炉、吸收式制冷机、换热装置、直燃机、电制冷
机、燃气锅炉等，如图１ 所示。
图1　天然气DES／CCHP 系统示意图
　　燃机通过燃烧天然气发电后，产生的高温烟气送
入余热利用设备，冬季可用于取暖，夏季可用于供冷，
还可生产生活热水，驱动热量不足部分可由补燃的燃
气进行供应。根据项目的条件，联供系统及其设备配
置可作多种形式的变化，如可采用冰蓄冷装置、蓄热装
置、热泵等，提高系统的整体能源利用效率。
４　武汉市天然气分布及政策环境
目前，武汉市天然气气源来自中石油的“忠－武”
线、“淮－武”线和中石化的“川气东送”管线。其中，
“忠－武”线的来气为武汉市主要供应气源，“淮－武”
线来气为应急和补充气源，“川气东送”管线辅助供应
气源。“十二五”期间，中石油、中石化将有两条输气
主干线在武汉区域建设，为武汉市争取更多管输天然
气资源创造条件，实现忠武线、川气东送管线和西气二
线对武汉市尽可能均衡供气，将有利于全市的天然气
市场供应需求。
电力和天然气存在季节性峰谷差，电力高峰负荷
出现在夏季，其中电制冷空调负荷占４０％的份额；天
然气需求负荷高峰期在冬季，燃气锅炉及热水器等取
暖和生活热水使用量增大。分布式燃气冷热电三联供
技术则利用了燃气和电力季节性峰谷差互补的特点，
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水电与新能源２０１６ 年第３ 期
将夏季一部分电力高峰负荷转移到天然气上来，起到
电网和天然气管网双重“削峰填谷”的作用［３］ 。有利
于季节调峰，改善能源供给结构。
天然气价格会对三联供系统经济性产生重大影
响，电价亦是决定三联供收益的重要因素［４］ ，气与电
的比价直接影响到分布式系统的经济性。国内建设分
布式能源较早的上海市，对于燃气锅炉用户，气价为
３．９ 元／ｍ３ ，对于分布式能源，气价为２．４ 元／ｍ３ 。目
前，武汉市为鼓励高效利用天然气，在商用３．８ 元／ｍ３
的基础上，对天然气分布式能源项目实施优惠，气价为
２．１７ 元／ｍ３ ［５］ ，类似的地区和城市也越来越多。根据
国家发改委文件发改价格［２０１１］３０３３ 号：枟国家发展
改革委关于在广东省、广西自治区开展天然气价格形
成机制改革试点的通知枠的精神，对于工业用气价格，
将采取政府指导价，供需双方可以在政府指导价内自
主协商供气价格［６］ 。当然，湖北省及武汉市若能出台
统一的鼓励天然气分布式能源用气政策，出台电价支
持政策，实施一定的优惠幅度，将更有利于分布式能源
项目在湖北的发展。
５　武汉发展分布式能源站项目的可
行性
　　武汉属北亚热带季风性湿润气候，四季分明。夏
天有“四大火炉”之称，冬天则因室内没暖气而倍感寒
冷，武汉地区空调制冷时间一般从５ 月上旬到１０ 月中
旬，采暖时间一般从１１ 月上旬到３ 月中旬，每年日用
电量和日负荷峰值在７、８、９ 月，次最大用电量和电力
负荷在１２、１ 月［７］ ，其冷量、热量及电负荷的消纳量基
本保持一致，使分布式能源站按“以冷（热）定电”和
“欠匹配”的设计原则设置机组容量成为可能。
武汉市目前有国家级示范项目，华电集团武汉创
意天地分布式能源站项目（１９ １６０ ｋＷ）。通过此示范
项目的建设，总结经验，完善管理，为后续项目的开展
做技术和管理积累。武汉正在建设国家中心城市，设
计之都，医疗之都，多个ＣＢＤ 中心，拥有三大国家级开
发区，国家第二个自主创业示范基地，这些为清洁节能
的三联供分布式能源项目创造了条件。近年来，由于
医院突然停电造成医生无法看病，正在进行的手术面
临危险。患者生命受到威胁，造成医患关系紧张。患
者和医院都面临不可挽回的损失。实际上，武汉市相
邻大型医院众多，如位于汉口的同济医院、协和医院、
市第一医院、普爱医院、亚洲心脏病医院等彼此相距
２ ｋｍ 左右。医院无疑为冷热电能源消耗的稳定用户，
在此区域非常适合建设冷热电三联供分布式能源站，
能源站送出的电与市电相互备用，解决因区域市电停
电给医院造成的不便和损失。
６　结　语
随着我国天然气进口及自身产量的增大，“西气
东输”，“川气东送”管路敷设的完成，天然气布局及价
格将更趋合理。武汉这座发展中的城市也将迎来新的
机遇和挑战，多元化的城市能源环境保证，必将催生一
批以分布式能源站为辅的清洁能源的蓬勃发展。
参考文献：
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