你一定不知道的全球十大天然气分布式能源之“最”(史上最全)

作者:Vostro


天然气

低排又高效,是未来秒杀煤炭发电的重要能源,但天然气发电成本几乎是煤炭的二三倍,如何平衡天然气的应用成本是当前面临的大问题。今天无所不能(caixinenergy)为大家介绍的十大分布式天然气应用案例中所提到的“冷热电三联供”系统在一定程度上可以解决天然气高发电成本的问题。


目前,分布式天然气已经进驻医院、酒店、机场、学校还有各类工业园区,人类看起来已经不能阻止分布式天然气占领地球啦,快和小编一起来看看哪些你意想不到的地方都在用分布式天然气产生的“小宇宙”运转着呢~

1.最Fancy——北京APEC场馆日出东方凯宾斯基酒店

凯宾斯基酒店是欧洲最古老的奢华酒店集团,而这所位于APEC场馆的日出东方店则是该集团在中国区最大的一家酒店。


北京日出东方凯宾斯基酒店主体建筑占地47678平方米,高79米,共有21层,306间客房。由于特殊的形体设计,使得建筑的最上面部分能够反射天空的颜色,中部可以映射燕山山脉,建筑体底部则折射湖水。整个玻璃外墙使用了10000多块玻璃,面积达18075平方米。


说起奢华,必然跟大量的能源消耗脱不开关系。令人惊讶的是,规模这么庞大的酒店的电力几乎都是来自绿色环保的水力发电,照明系统也多是由LED节能灯组成,除此之外,日出东方凯宾斯基酒店还是中国第一家采用冷热电三联供系统的豪华酒店。


(图片来源于网络)

由于酒店工程地处京郊,温度常年比市区低四五℃,冷热电三联供系统以清洁能源天然气为主要燃料,不仅供应满足建筑用电需求,系统发电后排除的余热还可以通过余热回收利用设备向用户供热、供冷,使得燃气的热能被充分利用,综合用能效率大大提高,可达90%以上。三联供系统替代电空调制冷而节约大量电力,能够缓解夏季用电高峰时期的电网压力。



2.最Geek——中石油科技创新基地大数据能源中心


互联网和信息科技公司现在越来越关注能源消耗问题,原因是能源消耗在数据中心的运营成本中占比相当大,甚至超过50%以上的成本。此外,数据中心面临的另外一个重要问题就是,需要24小时的不间断运作,确保电源供应的稳定性一大挑战。


所以,在这两个方面大家都很拼,比如苹果在美国北卡莱罗纳州建了一个世界上最大规模的太阳能电池板基地,为的就是供给它在当地的数据中心的用电。而中国在这方面很拼的典范就是中石油科技创新基地大数据能源中心,它是中国第一个利用分布式能源作为主电源的数据中心。


中国石油科技创新基地IDC能源中心项目位于北京市昌平区,全国第一个采用冷热电三联供系统功能的数据中心,能源中心选用了5台GE颜巴赫燃气内燃发电机组,总装机容量为16.5MW。


冷热电三联供系统在解决成本和能源供应稳定性上有三个优势:能源循环使用提高效率,降低成本;自发自用,提升能源可靠性;节能减排,降低数据中心的PUE(评价数据中心能源效率的指标)。具体来说,冷热电三联供为中石油数据中心提供全部电力需求,系统将发电过程中产生的余热进行回收传导至制冷设备,再为数据中心提供冷源。


不仅如此,像中石油这种位于北方地区的中心在冬天无需制冷,完全可以利用自然气候制冷,此时数据中心还可以将废热收集后买个周围的用户作为生活供热或热水供给。

3.最Fun——上海迪士尼乐园

充满奇幻童话梦想的迪士尼乐园将在2016年正式开园,占地约400万平方米,预计日迎客将达数万人。这座让人充满期待的乐园将是全球建造成本最高的主题乐园之一,但与此同时全球6家乐园中首个采用分布式能源技术的环保乐园,节约的能源。


的确,对于需要供应数量庞大的人群吃喝玩乐的乐园来说,必须要建造一个高效化的能源系统——就在与乐园一条马路之隔的地方有一座小能源站,这里包含了所有园区能源供应的所有秘密。


(上海迪士尼能源站效果图)

游乐园设施种类多且复杂,分布式天然气如何同时解决来自各个方向的能源需求?据《第一财经日报》报道,迪士尼在能源站铺设了蒸汽、冷气、热水和电力4个管道,将发电站的一部分废热制造成蒸汽,用在一些需要压缩空气的电动游戏中;另一部分废热用来对水进行加热,输送到厨房、酒店;而室内需要的冷气,通过采用溴离子技术的中央空调对废热加以化学反应,进行制冷。


这听起来好像很简单,但是在此之前,蒸汽、冷气、热水电力这四种能源产品需要分别建设不同的能源供给站,而分布式能源技术可以通过燃烧天然气,将产生的高热量能源转化成电力,中端能源转化为冷气和热水,其余的则转换成压缩空气,通过不同管道,就近提供给各类用户。


2011年起,中国就开始鼓励分布式能源的发展,并允许将这种方式产生的多余电力卖给国家电网。上海迪士尼乐园也在自己的能源站之外连上了上海市的公用电网。除了作为后备电源,多余电力可以以政策规定的价格进行销售。

4.最Green——青岛世界园艺博览会园区

青岛市世界园艺博览会建筑主要分为两大区域,分别为主园区以及世园村区域,其中世园村参展服务中心以及主园区内主题馆分别设置了能源中心,采用了天然气冷热电三联供系统,共为28万平方米的区域提供冷热源和部分照明。其余场馆采用非电中央空调,实现能源共享,促进能源利用最大化。


青岛世园会采用分布式能源系统,不仅减少了电力投资,也不用怕突然拉闸限电带来的尴尬。据《青岛财经日报》报道,世园会采用18台燃气非电空调及3台发电机,总制冷量37738千瓦,如使用普通电空调,则需要增加配电15000千瓦,此举节省配电站投资约2000万元。


作为山东省最大的分布式能源利用项目,区域分布式能源比电空调二氧化碳排放低6倍,青岛世园会天然气三联供项目世园村能源中心每年可节煤1699吨,减排二氧化碳7388吨,减排氮氧化物295.52吨,减排二氧化硫258.58吨,相当于种植40万颗大树,这才是园艺博览会应该有的样子!


目前,天然气冷热电三联供项目每天使用天然气8000立方米,项目为世园村的12栋建筑提供集中供冷、供热,通过区域管网把空调冷热水送到每个房间,同时每天供给100吨生活热水。该项目到今年年底,将每天实现发电5.5万度,并将与国家电网并网。

5.最Country Style——德青源养鸡场

是的,利用分布式天然气系统不一定要在高大上的城市里,在乡村同样有用武之地。亚洲最大养鸡场的德青源公司每天产生220吨鸡粪和170吨废水,利用厌氧后产生沼气,装备了2台颜巴赫J320燃气发电机组,年发电1460万度,烟气余热产生的热水用于发酵系统保温,


养鸡场的热电联供不仅有利于减少甲烷气体排放,还可以缓解郊区电力紧张。德青源养鸡场热电联供项目自2009年投运,利用厌氧发酵技术对鸡粪进行科学处理,利用鸡粪产生的甲烷气体作为两台颜巴赫JMS320GS-BL内燃机的燃料,总功率超过2000千瓦机组为养鸡场供电。另外,系统提供的热能将用于发酵系统保温,并可在冬天为养鸡场和蔬菜大棚供暖。


不得不说,德青源养鸡场真是养鸡场里的战斗机,开创了中国鸡粪发电的先河,此项目一年能帮助减少约9万5千吨二氧化碳排放,满足联合国关于清洁能源发展机制(CDM)的要求,同时减少了养鸡场的粉尘污染,通过控制空气污染物排放和改善工人工作环境,促进该地区空气质量及水质改善。

6.最Auto——宝马轻合金铸造工厂

轻合金是汽车轻量化的首选材料,从汽车发动机和底盘部件到车身和热交换系统部件都有它的身影,在汽车制造上有举足轻重的作用。然而,类似工业铸造都有能耗高的特点,帅气的宝马君在其位于巴伐利亚的轻合金铸造工厂使用热电联产系统提高能源效率。


据官方信息,宝马使用的热电联供系统可以节约40%的一次能源,每个内燃机可以生产1.41MW的电能和1.37MW的热能,2台内燃机组的电能和热能利用效率分别高达42.3%和41.3%,总共将能源利用效率提高至83.6%。


这个项目证明了分布式天然气完全可以为工业和商业用户提供高稳定性和高效的现场供电,在控制经营成本的同时满足这些用能大户的生产目标。

7.最High——上海浦东国际机场

人流涌动的机场三联供系统的安身之处。上海浦东机场1999年修建了一套燃气轮机冷热电联供系统,用以帮助能源供给,从而达到节能的效果。


根据浦东机场2010年数据统计,该系统年发电量约1750万千瓦时,年产蒸汽量约4.38万吨。以此计算,系统所发电量约占浦东机场年度总用电量的5.1%,所产蒸汽量约占机场年度总用量的31.5%。与此同时,该系统所产的蒸汽,夏季可供一台装机容量为1500RT的蒸汽溴化锂制冷机组制冷,浦东机场制冷总装机容量为43400RT,以此计算,系统还可以满足机场约3.5%的制冷需求。


根据《中国能源报》报道的信息,该系统原设计为独立运行,所发电量供机场能源中心自行使用。但由于非高峰时期,能源中心无法完全消耗自发电量,故在投运之初的3年内运行小时数较少。为此,2002年该系统实施了并网改造,随后于2003年又实施了天然气系统增压改造。此后,系统的运行小时数有所提高;但由于当时上海仍主要使用东海天然气,气量略显不足,气压难以长时间稳定在系统运行所需压力,故运行状态并不十分稳定。至2008年后,西气东输工程竣工、上海使用西气之后,整个系统逐步进入正常运行状态。


2002年以前,浦东机场整套系统所发电力仅并入浦东机场内部电网,不对外供电。2002年,经浦东机场与上海市东电力公司协调,系统所发电量并入浦东机场35千伏航飞变电站的一段10千伏出线母线,供该段母线各所属用户使用。

8.最Tasty——苏格兰Grant家族酿酒厂

William Grant & Sons,是全球第四大威士忌酿酒厂,坐落在苏格兰格文艾尔郡海岸,离著名的高尔夫圣地Royal Troon and Turnberry不远。酒厂在青山大海之间,远处就是Ailsa Craig蜿蜒的海岸。


历史悠久的Grant酒庄也曾经历过能源变革。在安装分布式天然气系统之前,酿酒厂巨大的电力和工艺蒸汽的需求是分别依靠当地的电力公司和重油在大型锅炉的燃烧满足。这两项支出构成了公司主要的生产成本,占总成本的比例也在不断上升。到2001年,公司决定使用现代燃气系统使用先进的清洁的和高效的热电联系统自产电力和蒸汽,取代了过去的老锅炉。


现在这台来自西门子的CHP系统不仅可以提供稳定的蒸汽和电力来源,酒厂还可以将其生产出的多余电力卖给电网。不仅如此,Grant酒厂还因为安装了符合CHP系统质量认证标准的系统,在英国政府旨在鼓励企业节能减排设置的温室气候税上有八折优惠。


在安装CHP系统四年后,Grant酒厂已经通过三联供系统节约燃料和出售多余电力成功地收回了当年安装CHP系统的初始投资成本。

9.最Royal——女王府邸白金汉宫

白金汉宫是英国国王和女王大人的办公和居住的地方。据可查数据,2010年英国皇室居所用电量为850万兆瓦时(2009年是970万兆瓦时,下降了12.6%)。英国皇室对节能减排提高能源效率很是重视,在2001年,就成立了“节约能源委员会”,研究减少能源消费方案。


实际上,白金汉宫早在1994~1995年间就安装了CHP热电系统,用以生产电力,和提高热水的利用效率。随着白金汉宫在2005年又安装了一个热电联供系统,世界上仍有人居住的最大、最古老的城堡——温莎城堡也在2006年安装了热电联供系统,取代了2004年的水电计划。据皇家财政年度报告数据,CHP系统在2010年为白金汉宫和温莎堡生产了340万兆瓦时的电力(2009年生产了280万兆瓦时)。


不过,据英国卫报去年的报道,2013年皇家的能源花费账单还是不低:电力消费70万英镑,天然气消费100万英镑,水消费20万英镑,而英国能源的平均消费为1267英镑/户,也就是女王一家的能源消费量与2288英国家庭的消费总量相当。(节能委员会要加油哦,不蓝女王大人会森气...


10.最Time-honored--珍珠街发电厂

分布式能源的发展历程可谓百曲千回,一度被淘汰,一度在超越。说起世界上第一分布式发电站,应该是1882年,著名的发明家、企业家托马斯·爱迪生在美国纽约建设的珍珠街发电厂,其发电机是由一个125马力(PS)的蒸汽机驱动。虽然,蒸汽机技术是詹姆斯瓦特在100年前发明的,但是内燃机技术可是在珍珠街发电厂应用后才出现。


珍珠街发电站是由六个往复式动力机,分别连接12KW的发电机达到整体72KW的发电效率。同时,珍珠街发电厂应用的是直流分布式发电系统,只供给周边用户的电力需求,比如当时托马斯爱迪生的公司——爱迪生通用电力早期运营的那些电厂。十年之后,爱迪生电灯公司和汤姆森-休斯顿电气公司合并,成立了通用电气公司(GE)。


在珍珠街电厂之后的20年,都是分布式能源的发展萌芽期。随着涡轮机的发电能力越来越强,成本更低廉的集中式发电逐步取代了分布式能源发电,这种状况一直持续到20世纪90年代初。如今,飞速的技术进步让分布式发电的成本不再在集中式发电站的面前抬不起头来,加上小巧不占地儿的优势,他们正在占领城市和乡村的各个角落。

❤ 小科普

什么是“分布式天然气”?

是梯级利用能源方法之一:以天然气为燃料,通过“冷、热、电三联供”等方式,在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式,综合能源利用效率一般可以达到70%以上,是天然气高效利用的重要方式。

什么是“冷、热、电三联供”?

天然气冷热电三联供示范项目的工作原理是以天然气为燃料,利用小型燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等设备将天然气燃烧后获得的高温烟气首先用于发电,然后利用烟气余热、高温缸套水等的热量在冬季供暖,在夏季通过制冷机供冷;同时还可提供生活热水。

哪些地方正在应用“冷、热、电三联供”?

目前,分布式天然气系统已经走进了机场、火车站、医院、酒店、商场、写字楼;区域型分布式能源则可应用在大学、CBD(中央商务区)、度假村、工业园区;不仅如此,现在还有部分新城区、偏远城镇和农村等超大型区域也在利用分布式天然气发电ing。

(来自财新-无所不能)

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