我国发展天然气热电联产是大势所趋

 

随着技术创新与改革政策的不断推进，中国能源行业正经历着一场前所未有的变革，向着多元化、清洁化、数字化和市场化的方向转型。天然气在中国的推广与发展，具备丰富的应用场景和显著的系统性优势，天然气热电联产应成为天然气的重要利用形式。相比燃煤机组，笔者认为，天然气热电联产还具有以下显著优势：

 

1、天然气发电是发达国家发电的重要组成

 

我国在天然气发电方面仍处于起步阶段，但目前美国、日本、韩国和欧洲等发达国家已经将天然气发电作为主要能源之一，天然气发电装机容量占比越来越高，其中美国42%、英国42%、韩国27%。

 

据美国能源信息署(EIA) 数据统计，自2015年初以来，美国约有4000万千瓦的燃煤发电机组退役。在同一时期，美国天然气联合循环净容量增长了约3000万千瓦。截至2019年1月，美国天然气联合循环电厂装机容量为26400万千瓦，而燃煤发电厂的发电装机为24300万千瓦。2019年5月，美国净发电量为3316亿千瓦时，同比下降2.4%。其中，煤炭发电量为737亿千瓦时，同比下降13.6%，煤炭发电自2018年12月以来连续6个月保持下降趋势；天然气发电量为1174亿千瓦时，同比增长1.1%。随着越来越多的天然气联合循环电厂投用，煤电厂继续退役，在可预见的未来，天然气发电仍然是美国最基本的供能方式。

 

2、天然气热电联产极大地提高了能源利用率

 

燃煤发电机组中，超超临界参数机组循环效率为45%左右；超超临界二次再热机组的循环效率为48%左右。而采用微孔预混技术的GE 9HA燃机，其DLN2.6e燃烧系统实现了微孔预混和全预混燃烧，ISO工况下联合循环效率可达63%，并且能够有效降低氮氧化物的排放。若以联合循环+供热方式运行，综合能源利用方式则效率更高：浙江某药业能源站设计2台12.9兆瓦+7.95兆瓦燃气发电机组，供热量61.22吨/小时，厂用电率为4%，单循环燃机效率34.5%（相当于超高压参数的煤电机组循环效率），热（冷）电比146.91%，整体能源利用热效率高达82%。

 

以9HA.01燃气联合循环机组与660MW超超临界煤电机组对比，考虑供暖抽汽使综合效率达到最大化时，两种技术的发电、供热如下（按等容量折算）：

 

 

从上图可以看出，燃气联合循环热电联产的效率比煤电要优越很多，在燃烧同等热值燃料的情况下，损失只有煤电的一半不到，高品质的能源“电”的产出率是煤电的157%，供热量是煤电的83%（以上数据以9HA.01与66万超超临界煤电的最大抽汽供暖能力时的热平衡计算）。

 

3、天然气热电联产更适合作为城市中心能源点

 

目前国内热电联产机组主要分为燃煤热电联产机组、天然气热电联产机组及生物质热电联产机组。其中，生物质热电机组由于燃料来源和燃料质量不稳定，不适合广泛地推广应用；燃煤机组目前是热电联产机组的主流，但燃煤机组对环境污染较大，负荷调节性能差，且系统结构复杂，在更加注重节能减排和能源供给安全的今天，已无法满足社会的发展需要，不应作为唯一的热电联产选项。

 

天然气热电联产机组发电耗水仅为燃煤机组三分之一，占地面积较燃煤机组少一半以上，无需设置煤场、灰场等存在较大粉尘污染的附属设施，系统结构简单、设备自动化程度高，运行稳定性及安全性也大大提高。显然，天然气热电联产机组更适合作为城市中心能源点。

 

本文来源：中能网

 

本文作者：王世宏（协鑫智慧能源执行总裁）