11月12日,中美雙方在北京發(fā)布了應(yīng)對氣候變化的聯(lián)合聲明,宣布兩國各自2020年后應(yīng)對氣候變化行動目標。中國首次正式提出2030年中國碳排放達到峰值并努力早日達峰,并計劃到2030年非
化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。
中美氣候協(xié)定的出臺,為中國設(shè)定了一個較高的非化石能源發(fā)展目標,給新一輪能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來了極大的挑戰(zhàn)。
事實上,中國能源消費結(jié)構(gòu)正在朝著低碳化的方向發(fā)展。2013年,中國
煤炭和石油消費量雙雙創(chuàng)出新低,能源結(jié)構(gòu)在進一步改善。2013年,煤炭在中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比重僅為67.5%,創(chuàng)歷史新低;石油比重為17.8%,創(chuàng)造了1991年以來的最低值。而在過去十年間,天然氣占中國能源消費結(jié)構(gòu)的比重翻了一番,達到5.1%。在未來的一段時間內(nèi),天然氣將作為我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)最為倚重的能源形式之一。
天然氣已經(jīng)開始在我國能源消費結(jié)構(gòu)中大展拳腳,其需求量正以每年8%的速度增長。2025年中國的天然氣市場將是當(dāng)前規(guī)模的2.5倍。
天然氣從區(qū)域性和邊緣燃料轉(zhuǎn)變?yōu)槿蚰茉窗鎴D的焦點。 伴隨著跨國天然氣管道的落地、海上
LNG進口拓展以及中國
頁巖氣開發(fā)不斷取得的進展,未來天然氣在中國供應(yīng)將會得到可靠地保障,而怎么高效利用這種
清潔能源成為了目前業(yè)內(nèi)最為關(guān)注的話題。
為何是分布式?
天然氣分布式技術(shù)將成為興起的天然氣時代最突出的受益者。據(jù)中國科學(xué)院工程熱物理研究所院士徐建中介紹,我國能源效率低下,有驚人的浪費。“能源效率約為36%,比發(fā)達國家低約10%,產(chǎn)品能耗與國際先進水平有較大差距。因而,科學(xué)用能非常必要,而科學(xué)用能的典范和重要途徑——就是將供能系統(tǒng)建在用戶附近,就地消納。分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用正符合科學(xué)用能要求。
在
GE發(fā)布的《分布式能源白皮書》中做了這樣的描述,分布式能源是指在使用點或附近發(fā)電。分布式能源技術(shù)可以是固定式(一般指電氣應(yīng)用)或移動式(海上和機車應(yīng)用)?捎民R力(hp)或發(fā)電容量(kW或MW)來測量分布式能源系統(tǒng)的潛在輸出。
正是由于小而靈活的特性,分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)點也較為突出。首先,它們可快速安裝,最快可在幾天或幾個月內(nèi)完成,而傳統(tǒng)大型電站的建設(shè)時間則要長得多。當(dāng)有未滿足的能源需求而且必須快速增加供應(yīng)時,這種快速部署特性變得尤為適用。在發(fā)生自然災(zāi)害需要恢復(fù)電力供應(yīng),或處于能源系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下,分布式能源的快速構(gòu)建特性也變得非常重要。
其次,分布式能源技術(shù)體積小巧,能夠按需而建,并可以隨著需求的增加而逐漸增加供應(yīng)。
因此對于一次性采購、建設(shè)以及運營成本的要求較低。相比之下,大型電站的建設(shè)則需要大規(guī)模資金投入,并且建成之后,規(guī)模也不能隨意調(diào)整。在一些缺乏支持大型項目資金的發(fā)展中國家,如果使用分布式能源技術(shù),則不需要為基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投入大筆資金。
第三,分布式能源系統(tǒng)通常都部署在用戶附近,可獨立地輸出電、熱和冷等能量形式。各電站之間相互聯(lián)網(wǎng),使電、熱和冷等在整個大區(qū)域內(nèi)靈活調(diào)配,使能源利用率達到最高。同時各電站獨立運行,供電的可靠性大大地提高,減少發(fā)生大規(guī)模供電事故的可能性。這些都是傳統(tǒng)輸配電方式無法實現(xiàn)的。
區(qū)別于由大規(guī)模電力系統(tǒng)發(fā)電、遠距離輸送的用電方式,分布式能源系統(tǒng)主要是適用于以下三類用戶:一是同時需要電與熱的終端用戶(例如酒店、大型商業(yè)綜合體等)。分布式發(fā)電能夠大幅提高能源利用效率80%以上,遠遠高于我國目前的能源效率。并且相比較于傳統(tǒng)燃煤發(fā)電,利用天然氣這種清潔能源,可以減少環(huán)境污染。二是需要可靠電力的終端用戶(大型數(shù)據(jù)中心,醫(yī)院,機場等)。獨立電源保證電力供應(yīng),而GE航改型燃機從啟動到滿負荷僅需要10分鐘,而這種靈活啟停的發(fā)電設(shè)備也是城市調(diào)峰的選擇之一。此外,在偏遠地區(qū)(如山區(qū),獨立海島),分布式能源系統(tǒng)可以利用生物質(zhì)氣和沼氣等其他氣源,保證基礎(chǔ)電網(wǎng)沒有覆蓋的區(qū)域正常、高效供電。
縱觀電力系統(tǒng)發(fā)展史,分散化的發(fā)展潮流勢不可擋。自從托馬斯愛迪生于1882 年建立第一座電廠以來,今天越來越多地使用分布式能源技術(shù),以在使用點或附近提供電力和機械能源。分布式能源技術(shù)可以創(chuàng)建一個分散的能源系統(tǒng),通過分布式發(fā)電機滿足整個網(wǎng)絡(luò)中的就地能源需求。
這一高效的用能方式也受到政策的強力支持。在國家出臺的“
十二五”規(guī)劃中明確提出“優(yōu)先發(fā)展大中城市、工業(yè)園區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)機組”及“促進分布式能源系統(tǒng)的推廣應(yīng)用”等戰(zhàn)略目標!秶夷茉淳株P(guān)于對〈發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見〉征求意見的函》中指出,“十二五”初期我國擬建設(shè)1000個天然氣分布式能源項目等。
在政策的推動下以及天然氣氣源不斷拓展下,分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為不可忽視的一種用能方式。
GE的機會
在即將建成的中國內(nèi)地第一個迪斯尼樂園——上海迪斯尼度假區(qū)。不論是美輪美奐的燈光還是驚險刺激的游玩項目,所需要的電力、冷、熱甚至壓縮空氣都是由一個集中的分布式能源系統(tǒng)來提供,這個系統(tǒng)也被稱為“綠色動力芯”。該分布式能源中心的一期工程將采用五臺GE 4.4兆瓦J624顏巴赫機組,提供冷、熱、電和壓縮空氣,整體能源效率高達85%,實現(xiàn)度假區(qū)運營的環(huán)保高效。同時,富余的電力將并入地區(qū)電網(wǎng)。
而類似迪斯尼這樣的由分布式能源系統(tǒng)高效率供能的項目正在中國遍地開花。特別是對一些關(guān)鍵部門,可靠的電力供應(yīng)更為迫切。目前,國內(nèi)某些地區(qū)尤其是東南沿海城市的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè),夏季往往會面臨電力短缺的情況。受供電局“讓電于民”政策的影響,一些數(shù)據(jù)中心在用電高峰時段可能需要拉閘限電,這極大影響了數(shù)據(jù)中心的持續(xù)運營,并給數(shù)據(jù)中心帶來了成本上的壓力。
據(jù)GE分布式能源亞太區(qū)市場拓展總監(jiān)沈祺俊介紹,除了限電的情況,數(shù)據(jù)中心在擴容的過程中也可能遭遇電力瓶頸問題。“當(dāng)?shù)刈冸娬就梢詽M足數(shù)據(jù)中心一期、二期的供電需求,然而當(dāng)建設(shè)到三期、四期的時候,變電站可能就無法滿足電力需求。”
正是遭遇上述瓶頸,分布式能源系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用也愈加廣泛。
在北京昌平的
中石油數(shù)據(jù)中心,也是由分布式能源提供100%的電與冷,雙回路市電作為備用電力使用,替代了柴油機組備電的功能。這是中國唯一已經(jīng)建成的完全采用分布式能源供電、供冷的數(shù)據(jù)中心,也是GE分布式能源解決方案應(yīng)用到國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的一個典型案例。
在我國,典型的分布式能源應(yīng)用以航改型、工業(yè)輕型燃機驅(qū)動的聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)供為主,輻射鄰近的工業(yè)園區(qū)、新區(qū),提供電和工業(yè)、采暖用蒸汽,或者以樓宇綜合體為供應(yīng)單元,用燃氣內(nèi)燃機和吸收式制冷機組驅(qū)動的冷熱電三聯(lián)供形式,供應(yīng)樓宇綜合體需要的電、生活熱水和空調(diào)冷卻水。
相對于分布式能源市場的其他競爭對手,通用電氣的一個突出競爭優(yōu)勢就在于能夠提供最完整的產(chǎn)品線。GE不但可以提供從200千瓦到100兆瓦的發(fā)電設(shè)備,如內(nèi)燃機、航改機等,還可以根據(jù)客戶的用電量和日常運作情況,為客戶量身定制分布式能源解決方案。
而為了加快設(shè)備的本地化以及成本的進一步降低,GE還在中國找到了最好的合作伙伴——中國華電集團公司。作為中國最大的發(fā)電集團的之一,華電在分布式能源領(lǐng)域涉獵很早,在國內(nèi)投資多個分布式能源項目。2011年8月,中國華電集團與GE公司針對于分布式能源行業(yè)成立合資公司——華電通用輕型燃機設(shè)備有限公司。10月24日,合資公司組裝生產(chǎn)的首臺航改型燃氣輪機發(fā)電機組順利下線,標志著中國分布式能源產(chǎn)業(yè)在技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域取得了重要進展。
伴隨著越來越多的項目落地,分布式能源的市場也將迎來新的爆發(fā)。根據(jù)GE《分布式能源白皮書》,2012 年,分布式能源技術(shù)的投資達到1500億美元,包括在全球電氣、電力、機械傳動和推進應(yīng)用領(lǐng)域的燃氣輪機、往復(fù)式發(fā)動機和太陽能
光伏產(chǎn)品。到2020年,分布式能源技術(shù)的投資將從1500 億美元增加到2060 億美元。這也就是意味著分布式的“黃金時代”即將到來。
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