歐美分布式發(fā)電比較(1)
摘要:在歐洲,分布式能源不再是一項新技術(shù)。自1973年能源危機以來(lái),企業(yè)積極開(kāi)展各種活動(dòng),希望為其傳統節能產(chǎn)品找到替代市場(chǎng)。因此,歐洲的工業(yè)企業(yè)對熱電聯(lián)產(chǎn)有很好的了解。從1978年到1984年,巨大的市場(chǎng)力量推動(dòng)了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在住宅和服務(wù)業(yè)的應用。關(guān)鍵詞:歐美分布式發(fā)電比較1?;仡櫡植际侥茉丛跉W洲不再是一項新技術(shù)。自1973年能源危機以來(lái),企業(yè)積極開(kāi)展各種活動(dòng),希望為其傳統節能產(chǎn)品找到替代市場(chǎng)。因此,歐洲的工業(yè)企業(yè)對熱電聯(lián)產(chǎn)有很好的了解。從1978年到1984年,巨大的市場(chǎng)力量推動(dòng)了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在住宅和服務(wù)業(yè)的應用。當時(shí)歐洲各大汽車(chē)公司提出分布式發(fā)電方案,即對現有的甲烷內燃機進(jìn)行改造,配備熱交換器,回收廢氣、冷卻水和機油的余熱。發(fā)動(dòng)機、機電和熱部件與消聲保護殼集成在一起。1982年漢諾威博覽會(huì )上展出了15個(gè)以上不同系列的分布式發(fā)電設備,其中菲亞特的“圖騰”車(chē)型是工業(yè),生產(chǎn)的產(chǎn)品之一,其發(fā)電能力為15千瓦,供熱功率為34千瓦,平均總發(fā)電效率為28,平均凈效率為26,結構緊湊(約1立方米),催化消聲器和計算機控制面板用于運行管理。歐洲家已經(jīng)安裝了大約2000個(gè)“圖騰”單元,主要是在服務(wù)業(yè)。分布式發(fā)電較有趣的例子是多服務(wù)開(kāi)發(fā)的系統。該公司位于維琴察市,人口約10萬(wàn),通過(guò)自己的渠道銷(xiāo)售沼氣和電力。1982年至1986年,公司選擇年熱負荷不低于5000小時(shí)的用戶(hù)10戶(hù),安裝總發(fā)電量465kW的“圖騰”機組31臺,接入中壓電網(wǎng)。每臺機組平均運行時(shí)間約為5250小時(shí),比傳統系統節能35%。這些設備仍在運行。從經(jīng)濟學(xué)角度看,1987年系統內部收益率達到21.4。雖然分布式發(fā)電在技術(shù)和經(jīng)濟方面取得了良好而令人鼓舞的成就,但到了20世紀80年代末,菲亞特和其他歐洲汽車(chē)制造商不再對這一領(lǐng)域感興趣。主要原因,至少在意大利是這樣的:1)電力部門(mén)不允許在公寓住宅區安裝圖騰(這些居民是TOEM計劃的較終用戶(hù)),因為公寓居民不具備正規公司的組織結構,所以無(wú)權自行向每家每戶(hù)售電。此外,圖騰設備較早用于服務(wù)行業(yè),用戶(hù)的分散也導致?tīng)I銷(xiāo)和維護成本的增加。直到1992年,相關(guān)法律規定公共電網(wǎng)必須以配套價(jià)格購買(mǎi)可再生能源或熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電,廠(chǎng)商對圖騰不再感興趣。2)審批、環(huán)境控制、公共利益關(guān)系中的官僚行為——15kW機組和150MW機組不能區別對待,擔心小機組數量增加。事實(shí)上,不可能每個(gè)消費者都自己處理各種設備問(wèn)題,這必然會(huì )導致更高的成本,較終導致停機。3)缺乏對天然氣部門(mén)和輸配供應商的重視,尤其是他們推廣的小型燃氣鍋爐。然而,正是小型燃氣鍋爐避免了一般鍋爐的共性及其帶來(lái)的各種麻煩。4)用戶(hù)技術(shù)知識缺乏,維護安裝人員缺乏。事實(shí)上,分布式發(fā)電設備的安裝和維護需要發(fā)動(dòng)機機械,并網(wǎng)和三相負荷管理、水路循環(huán)熱技術(shù)、傳感器和計算機管理方面的熟練技術(shù)人員。以上困難始終是分布式發(fā)電推廣應用的主要障礙。2.分布式發(fā)電和電力系統美對分布式發(fā)電感興趣主要是因為裝機容量不足,尤其是加州危機。相反,在2001年,歐盟 #p#分頁(yè)標題#e#
由于公司私有化,歐洲需要幾年時(shí)間才能避免類(lèi)似加拿大危機的情況?;蛘哒f(shuō),為了履行京都議定書(shū),需要多少高效的煤/燃料聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)來(lái)節約資源?在歐洲,即使電網(wǎng)先立,美市場(chǎng)也不會(huì )開(kāi)放。理論上講,有可能幾年后,經(jīng)濟自由化進(jìn)程結束,剩余電量轉移成為可能。然而,官僚或財政障礙仍然存在。例如,在意大利,光伏屋頂計劃使光伏生產(chǎn)商能夠在平等的基礎上與電網(wǎng)公司交換電力,但不能用于銷(xiāo)售,因為意大利的財政政策要求從事銷(xiāo)售活動(dòng)的法人應具有增值稅登記號和相關(guān)賬簿。由于小用戶(hù)比供應商交的稅高,分布式發(fā)電使得小電網(wǎng)能夠存在,并向鄰近用戶(hù)售電,在供應范圍內,根據熱負荷需求生產(chǎn)的電力可以盈利。歐洲大規模市場(chǎng)的想法并非沒(méi)有缺陷,因為一旦1000兆瓦的電廠(chǎng)和1000瓦的屋頂光伏發(fā)電通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行實(shí)時(shí)“對話(huà)”,如果電力王獲得優(yōu)勢,它的選擇就會(huì )強加給歐洲人。關(guān)于供電的可靠性,在歐洲,尤其是城市,一般都是在地下鋪設中等負荷的電網(wǎng),而美的干式變壓器則是掛在電線(xiàn)桿上。毫無(wú)疑問(wèn),電網(wǎng)和自發(fā)電必須保證電力交易系統所要求的可靠性(每年停電12秒)。3.預期效率和可靠性分布式發(fā)電效率和電網(wǎng)上發(fā)電廠(chǎng)效率之間的比較。多年來(lái),歐洲一直非常重視限制對進(jìn)口燃料的依賴(lài)(但進(jìn)展不大)。為此,其動(dòng)力系統的燃油效率高于現在日益依賴(lài)進(jìn)口燃油的美。歐洲有一種特殊情況,就是工業(yè)企業(yè)用熱風(fēng)烘干,所以電效率低于25的燃氣發(fā)電機沒(méi)有市場(chǎng)。服務(wù)業(yè)用電多,它所用的燃氣發(fā)動(dòng)機凈功率效率可以根據發(fā)動(dòng)機的大小從32提高到36-38。熱負荷用戶(hù)的情況比較復雜。一方面,自用發(fā)電有限,降低了分布式發(fā)電的經(jīng)濟效益。另一方面,如果根據熱負荷選擇高效設備(如燃料電池)的規格,可能會(huì )出現售電或者至少是換電的問(wèn)題。再看美,其效率比歐洲低,高耗電(包括夏季)使機組的電熱指標更接近用戶(hù)需求。至于小型分布式發(fā)電機的可靠性,歐洲的情況正逐漸接近美。
比如,幾十年前在歐洲,即使偏遠地區也有維修人員以合理的價(jià)格提供小轎車(chē)的維修服務(wù)。近幾年來(lái),勞動(dòng)力成本的提高和技術(shù)的不斷進(jìn)步,小轎車(chē)可望在一定時(shí)間內使用而無(wú)須維修,而后再轉買(mǎi)或報廢。這與美情形已相近了。在美,考慮成本及距離等因素,頻繁且要求專(zhuān)業(yè)維修的機械設備是沒(méi)有市場(chǎng)的。為降低成本,工業(yè)生產(chǎn)更側重設備的可靠性而不是效率。4.發(fā)電成本的估計發(fā)電成本與電價(jià)、燃氣的價(jià)格密切相關(guān)。各電價(jià)和燃料價(jià)格的高低取決于稅收,而稅收因燃料用途的不同而變化。為此,發(fā)電成本很難一概而論。比如,在意大利,小規模熱用戶(hù)的天然氣價(jià)格為0.70歐元/m3。如果天然氣用于熱電聯(lián)產(chǎn),每千瓦電量所消耗的0.25m3天然氣將轉移到用電稅收上,實(shí)際燃氣費則降低0.22歐元/m3。這樣,分布式發(fā)電在服務(wù)業(yè)應用時(shí),其電效率的要求就可適當放寬,而家庭戶(hù)用可能存在多余電量的問(wèn)題。 維修成本是內燃機機組發(fā)電成本的重要組成之一,其中包括更換機油、火花塞及清洗熱交換器的費用等。以意大利的Totem機組為例,這些維修費用一般為0.030歐元/kWh,而兆瓦級發(fā)動(dòng)機為0.015歐元/kWh,與0.02歐元/kWh的平均輸電成本不相上下。但是在歐洲,安裝成本中還必須考慮行政管理的成本以及在市區降低噪音措施的費用等。5.新型發(fā)電機與內燃機的比較 燃氣發(fā)動(dòng)機式分布發(fā)電在過(guò)去的十幾年中雖然已安裝了成千萬(wàn)臺,但仍能未得到推廣,其主要原因一方面是分布式發(fā)電應用存在著(zhù)各種障礙,另一方面是采用的技術(shù)不恰當。目前市場(chǎng)上對開(kāi)發(fā)新型發(fā)動(dòng)機有三種主要方案: 1.斯特林發(fā)動(dòng)機:有適合家用的1kWe型號(ATAG方案)和適合服務(wù)業(yè)的型號(美的25kWe)。因使用率高且日常維修少,這種發(fā)動(dòng)機可與高效鍋爐相媲美。為了使用戶(hù)能夠接受,斯特林發(fā)動(dòng)機的可靠性和價(jià)格便宜還有待證實(shí)。 2.小型和微型燃氣透平:以回熱循環(huán)工作,有各種規格機型滿(mǎn)足服務(wù)業(yè)的要求。因為空氣過(guò)量,燃料使用的效率不夠高,為吸引歐洲用戶(hù)的興趣,電效率不得低于30,且性能要可靠。與內燃機相比,燃氣透平的優(yōu)點(diǎn)是普通維修的成本低、結構緊湊、振動(dòng)小,但電效率和總效率不及前者。 3.燃料電池:鑒于低溫技術(shù)已接近市場(chǎng)化且滿(mǎn)足氫氣更新劑的要求,燃料電池的電效率高于并網(wǎng)電站的效率,且燃料消耗低于鍋爐。盡管燃料電池是模塊式的,但更新劑卻不是,這就意味著(zhù)小容量機組在價(jià)格上不會(huì )有明顯的降低。歐洲和美的服務(wù)業(yè)對燃料電池都極為感興趣。另外,在美,許多無(wú)電網(wǎng)地區家庭對燃料電池有著(zhù)濃厚的興趣。但燃料電池在歐洲因電網(wǎng)覆蓋面大而存在著(zhù)不確定性。6.結論 分布式發(fā)電的發(fā)展將有賴(lài)于電力市場(chǎng)的開(kāi)放、官僚作風(fēng)的克服及其權利的下放和日新月異的現代電子通訊技術(shù)等,并通過(guò)熱電聯(lián)供的方式達到更高的效率。 為此,在推廣應用傳統技術(shù)(如燃氣和燃油發(fā)動(dòng)機)的同時(shí),應更加注重創(chuàng )新與管理。另外,必須看到內燃機已發(fā)展得相當完善,改進(jìn)的空間有限,應積極為成本和性能可與發(fā)動(dòng)機相比、已處于工業(yè)實(shí)驗階段的新技術(shù)進(jìn)入市場(chǎng)創(chuàng )造機會(huì )。 來(lái)源:找論文網(wǎng)#p#分頁(yè)標題#e#熱點(diǎn)關(guān)注
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