四、天然氣在區(qū)域能源站的高效利用

    1、電熱冷三聯(lián)產(chǎn)節(jié)能原理

　　天然氣作為能源利用的最高效率是電熱冷三聯(lián)產(chǎn)。從熱力學第一定律來說，它的節(jié)能原理就是能把能量吃光榨盡。

　　天然氣在燃氣輪機里就有30-40%的能量轉(zhuǎn)化為電能，一次轉(zhuǎn)化的效率就高于一般火電廠的鍋爐蒸汽輪機機組的效率。再加上排出高溫煙氣產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽進入蒸汽輪機發(fā)電，使能量利用率達到60%以上。剩余的能量還可以用來制冷，產(chǎn)生熱水，用于各種不同能級的用戶，系統(tǒng)能量梯級充分利用，使能量利用率達到80%以上的最高境界。這便是天然氣電熱冷三聯(lián)產(chǎn)的供能價格比燒煤還有競爭力的根本原因。
能源產(chǎn)業(yè)的一場革命，大電網(wǎng)與微小型發(fā)電機并存，被全球?qū)＜艺J為投資省、能耗低、可靠性高的能源系統(tǒng)，是21世紀的發(fā)展方向。

    2、國外區(qū)域能源站的迅速發(fā)展

　　區(qū)域能源站，在國外有稱區(qū)域冷暖中心，區(qū)域燃氣制冷系統(tǒng)，區(qū)域制冷系統(tǒng)、分布式能源站。

　　區(qū)域能源站技術從七十年代末期以后開始發(fā)展起來，目前美國已有6000多座區(qū)域能源站，僅大學校園就有200多座。據(jù)美國有關資料統(tǒng)計，商用建筑采用熱電冷三聯(lián)產(chǎn)后節(jié)能效果達到46%以上。美國政府計劃在2010年有20%新建商用或辦公用建筑使用熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，有5%現(xiàn)有的商用和辦公樓宇改用熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，25%美國能源部的項目改用熱電冷三聯(lián)產(chǎn)。至2020年，計劃有一半以上新建辦公或商用建筑采用熱電冷三聯(lián)產(chǎn)。并有15%的現(xiàn)有建筑改用熱電冷三聯(lián)產(chǎn)。英國只有5000多萬人口的國家，就有1000多座區(qū)域能源站。俄羅斯采用熱電聯(lián)產(chǎn)的比例占總能耗的33%，美國占50%。

　　區(qū)域制冷系統(tǒng)是大城市的理想制冷系統(tǒng)，世界上先進的國家如美國、歐洲和日本，使用得非常普遍和廣泛，技術十分成熟可靠，發(fā)展也十分迅速。

　　1991年1月投入運行的日本東京都新宿都心區(qū)冷暖中心，制冷規(guī)模達到了59000RT，供冷面積為2200000M2，為15棟摩天大廈和東京市政廳提供了良好的供電、供冷、供熱水服務。遠遠超過美國紐約原世界貿(mào)易中心大廈49000RT的冷暖房，成為世界最大規(guī)模的區(qū)域冷暖中心。

　　冷暖中心系統(tǒng)的功能：

　�。ㄒ唬┌l(fā)電照明

    利用天然氣燃燒的熱量推動燃氣透平發(fā)電機發(fā)電輸入電網(wǎng)，或直接供應辦公照明。

　�。ǘ�）提供冷氣

　　利用天然氣燃燒的熱量使水管式鍋爐產(chǎn)生4Mpa，400℃的高壓蒸汽，通過背壓透機組，進入吸收式冷凍機，再到輪機式冷凍機，制造出4℃的冷凍水，送入制造冷源的空調(diào)機為辦公室提供冷氣，溫度升高至12℃的冷凍水送入循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用。

　�。ㄈ�）提供暖氣

　　將水管鍋爐房的4Mpa，400℃的高壓蒸汽減壓至0.7 Mpa，送進暖氣空調(diào)機產(chǎn)生暖氣送辦公室取暖。

　�。ㄋ模┨峁�熱水

　　減壓至0.7 Mpa的蒸汽送入熱交換器，加熱冷水變成熱水送用戶使用 

       4、國內(nèi)區(qū)域能源站和電熱冷聯(lián)產(chǎn)技術發(fā)展狀況

　　我國的能源資源嚴重不足，利用率極低，急需大力發(fā)展高能效的電熱冷三聯(lián)產(chǎn)技術。2000年國務院四部一委發(fā)布了緊急通知，要求各地大力采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術。三年多來，中國的熱電聯(lián)產(chǎn)技術仍然沒有發(fā)展起來，更不用說高效能的區(qū)域性能源站的發(fā)展。究其原因為：第一是我國對能源優(yōu)化利用研究還沒有到位，宣傳力度不夠，政府部門和科學技術工作者對熱電冷三聯(lián)供的技術還認識不足；第二是電力系統(tǒng)體制的制約，電力部門壟斷了電廠和電網(wǎng)，熱電聯(lián)產(chǎn)的電力難于上網(wǎng)，或者“過網(wǎng)費”高得使高效率得不到高效益；第三是沒有加速開發(fā)天然氣和引進天然氣，缺乏清潔燃料的來源作燃料保證。

　　目前，國家正在加速電力體制的改革，提出“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”的原則；與此同時，國家又做出了西氣東輸和引進天然氣的決策；最近北京市還制定出一系列有關低谷電價和低谷氣價的措施。制約熱電聯(lián)產(chǎn)和熱電冷三聯(lián)產(chǎn)技術發(fā)展的條件正在改變，我國熱電冷三聯(lián)產(chǎn)的技術發(fā)展和區(qū)域能源站的建設將會有一個重大的轉(zhuǎn)機。

    五、建設區(qū)域能源站需要政府政策的大力支持

    1、建設區(qū)域能源站是先進時代的特征

　　 環(huán)保城市的建設，生態(tài)城市的建設是現(xiàn)代化大都市城市建設的特征。十分需要以最優(yōu)化的能源結(jié)構(gòu)去改善人類居住環(huán)境、生活環(huán)境、辦公環(huán)境。采用熱電冷三聯(lián)供技術為區(qū)域內(nèi)的公共設施，辦公大樓、酒店、住宅提供良好的服務是十分理想的辦法。
對于一個煤炭發(fā)電占總發(fā)電量80%以上，二氧化硫和煙塵排放量大，使酸雨面積達到40%，CO2排放量達到世界之最的中國來說，多多采用天然氣區(qū)域性能源站，對緩解能源矛盾，提高能源利用效率，改善環(huán)境都是非常有利的措施。

    2、區(qū)域性能源站的建設必須得到政府政策的大力支持

　　加快開發(fā)利用天然氣，提高天然氣在能源消費中的比重，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，保護環(huán)境是堅持可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。把區(qū)域性能源站使用天然氣納入天然氣利用總體規(guī)劃；把區(qū)域性能源站對電網(wǎng)的調(diào)峰作用納入電網(wǎng)的運行規(guī)劃和電力工業(yè)建設規(guī)劃；并作為整個能源系統(tǒng)工程來統(tǒng)籌協(xié)調(diào)國民經(jīng)濟和能源發(fā)展規(guī)劃。做到有計劃、有組織、有領導、有步驟去實施區(qū)域性能源站的建設。
日本政府從立法、政府補助、建立示范工程、低利率融資以及給予建筑補助金等角度來促進能源開發(fā)和節(jié)能事業(yè)的發(fā)展，同時也帶動和促進了燃氣空調(diào)和區(qū)域能源站的開發(fā)、推廣和使用。

    3、為區(qū)域性能源站的建設提供優(yōu)惠條件

　　通過深入的經(jīng)濟技術分析和可行性研究，把區(qū)域性能源站納入引進天然氣的總體規(guī)劃中，統(tǒng)籌考慮用氣量、用氣價格、享受優(yōu)惠的待遇。在法律上給予區(qū)域性能源站在區(qū)域內(nèi)的直接供電、供熱、供冷的權(quán)限和資格。對大型的區(qū)域能源站，賦予權(quán)力與電力公司簽訂上網(wǎng)協(xié)議，在可能的條件下可按照電網(wǎng)的要求向網(wǎng)上提供峰電。

　　大力發(fā)展和建設區(qū)域性能源站的時機即將到來。我們必須充分地，清醒地認識當今的時代形勢，把握好機遇，不失時機地處理好區(qū)域性能源站的各種相關技術、政策、資金運作模式，為區(qū)域性能源站的建設，創(chuàng)造條件，開辟道路。讓區(qū)域性能源站真正為人類創(chuàng)造良好的環(huán)境和溫馨的生活，創(chuàng)造更美好的未來。

    六、廣東是推動區(qū)域能源站建設最具潛力的地方

　　廣東是我國改革開放的前沿陣地，經(jīng)濟增長速度快，人民生活比較富裕，承受能力較強，文化理念先進，比較容易接受新事物、新技術。

　　隨著廣東第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和建筑能耗的提高，電力負荷的增加、電網(wǎng)峰谷差突出和供電安全的需要，區(qū)域能源站的建設在廣東迅速發(fā)展將是一種必然的趨勢。

　　在新的一場能源革命的浪尖上，廣東作為展示中華民族經(jīng)濟、文化雙重復興的世界性窗口城市，應為人類多做一些杰出的貢獻，要高瞻遠矚在看到，一場大力建筑區(qū)域能源站的時機已經(jīng)到來。

    1、廣州大學城區(qū)域能源站的規(guī)劃方案簡介

　　廣州大學城區(qū)域能源站設計為100MWLNG熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)。燃氣能量的38-40%先經(jīng)燃氣輪機轉(zhuǎn)換為電能，500℃左右的煙氣在余熱鍋爐產(chǎn)生 4.0Mpa蒸汽，經(jīng)抽凝式汽輪機再做功發(fā)電；抽出部分1.0Mpa蒸汽供給園區(qū)內(nèi)的蒸汽用戶和用作溴化鋰吸收制冷。利用余熱鍋爐170℃到110℃左右的煙氣顯熱和汽輪機凝汽器（冬季適當升壓）作為生活熱水的主要熱源，這樣構(gòu)成一個高效的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)提供大學城的日常用電的一部分，不足部分向市電網(wǎng)購買。通過調(diào)節(jié)燃氣輪機、佘熱鍋爐和汽輪機的運行臺數(shù)和負荷率，可以滿足各種季節(jié)、氣候下不同冷、熱、汽、電負荷工況的需求。系統(tǒng)具有很高的靈活性。并同市網(wǎng)供電設施一起，構(gòu)成一個目前世界流行的分布式區(qū)域供電安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)將在04年9月以后投入使用。 

　　據(jù)有關資料報導：香港正在展開一些有關區(qū)域能源站的可行性研究，發(fā)現(xiàn)有15個區(qū)域極具潛力發(fā)展區(qū)域制冷。

　　其中原香港啟德機場舊址的東南九龍重建區(qū)面積約460公頃（約4600000M2），潛在冷凍量需求約75000RT。

　　研究還指出，若該15個區(qū)域全部實施區(qū)域制冷，至2020年，每年可節(jié)約190000mwh的能量，并可以減少二氧化碳排放量約116000噸。將為凈化香港這座商業(yè)大都市做出重大的貢獻。

　　香港中華煤氣有限公司正在積極參與香港區(qū)域能源站的調(diào)查研究工作，并將為籌建香港地區(qū)區(qū)域能源站投入人力和物力。