节能减排必须发展分布能源及天然气冷热电三联供

1. 引言

分布能源的概念是相对于大型的能源体系如大电厂、大电网、大型城市热力厂和热力管网而言的，建立在用户附近的中小型能源设施，俗称“后院能源”。只有这样的能源设施才能有效地避免庞大的能源输送和配给系统，避免能源在生产和输送过程中的浪费，使能源得到最充分的利用。燃气三联供系统正是这样的典型的能源分布系统，对大型电力系统来说，电力可以输送，但至少有5—10%的线损，发电的余热很难被利用。

燃气冷热电三联供是最主要的分布能源系统。它对天然气进行梯级利用，先发出高品位的电力，再将余热转换成冷和热供应给附近的用户。三联供充分地体现了天然气的使用价值，同时使能源利用率从单纯发电的50%增加到70—90%。这项技术在发达国家已被充分地认可和大量的使用，而在我国尚处于起步阶段。

北京恩耐特分布能源技术有限公司几乎是全国第一家三联供的技术公司，成立近5年来，为推广这项技术做了大量的努力，但是困难重重、举步维艰，这种经历在一定程度上反映了前几年我国在节能减排工作上遇到的问题。当前我国政府已经把节能减排提高到国策的高度，我们相信恩耐特公司发展的机遇也将随之到来，恩耐特将冲出困境，为推广这种新能源技术做出重大的贡献。

2. 能源发展的历史办证法—从大到小，从远到近

二十世纪，从爱迪生开始发电原本是采用分布能源方式。而后电厂越建越大，越建越远。由于技术进步和规模效益，在上世纪末，大电厂的发电效率已走到它的顶峰（燃气发电效率50%，燃煤发电效率40%）。二十一世纪分布能源技术开始出现，为了更有效的利用能源，发电项目又开始经历一个从大到小，从远到近的转变。只有这样，不仅发了电还能把余热充分利用，才能使能源利用率提升到70-90%。许多专家认为：在本世纪末，分布能源的发电总量将超过传统的集中发电。这是技术继续发展的结果，是不可抗拒的历史辩证法。

丹麦20多年来，国民生产总值翻了一番，但能源消耗却未增加，环境污染也未加剧。丹麦积极发展冷、热、电联产，提倡科学用能，扶植分布式能源，靠提高能源利用效率支持国民经济的发展。目前丹麦没有一个火电厂不供热，也没有一个供热锅炉房不发电，将冷、热、电产品的分别生产，变为高科技的冷、热、电联产，使科技进步变成真正的生产力。

丹麦从1980年少数大电厂发展到2000年星罗棋布的分布式热电厂

在2005年以前把丹麦的总的CO2排放量降低20%的最有效的途径是把200个区域供热厂改为烧天然气或垃圾的小型热电联产厂。这一改变将使燃料的能量利用率达到90%。政府对这些小型热电联产厂每向电网售一度电提供0.10DKK的补助，这使得小型热电联产厂的用户可以用到低价的热，从而鼓励了许多用户转到使用对环境有益的热电联产厂的能源。由于政府对小型热电联产厂的补助，有很多丹麦工业公司建立了自己的热电联产厂。这些补助也使拥有100座左右建筑的小型社区建立自己的热电联产厂，使居民的供热费用降低了15至20%。自70年代中期，丹麦的能源政策就指向多样化的能源供应，利用本国的资源，通过热电联产提高供给效率，节能以及发展再生能源。1990年颁布的“能源2000”规划制定的指标是在2005年把CO2的排放量降低到1988年的80%。

3. 中国的天然气怎么用？——恩耐特公司创立的背景

从1996年开始，我国开始小心谨慎地进入了天然气应用的时代。随着靖边到北京的第一条燃气管线的建设和天然气西气东输的规划，对天然气的市场和使用的方式的探讨也开始了。当时产生过一些争议。国内的一些权威机构认为：为了形成一个完整的天然气供应系统，特别是考虑到LNG进口对照付不议的要求，根据发达国家的经验，50%以上的天然气应作为大型燃气轮机联合循环电厂的燃料；另外一种观点则认为：在今后几十年内，中国将始终是一个以煤为主的国家，天然气对中国来说将是一个相对稀有和珍贵的新能源（天然气在国家能源中的比例：美国30%，而中国即使到2020年已只能达到8%），不应该将它大量用在大型燃气电厂，而主要应该应用于城市特别是沿海城市的环境和能源结构的改造，特别是对现有城市中的燃煤锅炉和中小型燃煤热电厂的改造方面（当时人们对燃气冷热电三联供还没有充分的认识）。

虽然大型燃气轮机电厂的发电价格远高于燃煤电厂，这是一个很难解决的问题，但是当时国家发改委接受了第一种观点，并且为此提出了一个“以市场换技术”的庞大的目标，对大型燃气轮机进行打捆招标，第一次和第二次就建设二十个电厂，引进43台机组，总共约1600MW。为此到2006年时，中国燃气轮机总发电容量已超过10000MW。对于这种耗资几百亿的决策，到底引进了多少技术目前是很有争议的，更可悲的是目前所建的电厂大部分都因为天然气供应不足而停在那里或处于半停滞状态，即使这些电厂真的都投入使用，与燃煤电厂每年超过100亿元的电价差又必须由政府来买单。

我在90年代中期，作为国外几家大型能源公司的电力项目顾问，对天然气发电也产生了浓厚的兴趣。基于我对中国能源市场的了解，我曾是第二种观点的积极倡导者，并且为此在1998年联合中信公司成立了一家叫做《东方能源》的专门推广城市区域天然气燃气轮机热电项目的公司，当时中信公司的副总经理常振民任董事长，我任总经理。在中信公司有利的支持下，我们在北京就亦庄开发区、上地信息产业基地和清华大学三个区域性的燃气轮机热电厂（每个均为150MW,供热面积约100—200万平米）做了大量的工作，由于种种困难最终只有亦庄开发区电厂几经转手于2005年建成投产，该电厂已被证明是一个很成功的项目。

在开发以上电厂的过程中，我们遇到最大的困难还是电必须卖给电网，而电网公司只愿意以山西、内蒙等大型燃煤电厂的电价来收购这些电力，电价的差价必须由政府来买单。在此期间，我们开始了解到燃气冷热电三联供项目在发达国家的兴起，又去参观过日本东京新宿，美国麻省理工学院，普林斯顿大学和新泽西州立大学等三联供项目，使我们进一步认识到分布式的燃气三联供项目是一种更加环保节能、经济，更有可实施性的燃气利用方式。这种项目在夏季相比区域型的中型燃气热电厂有更好的冷负荷，能源利用率更高，同时由于所发的电力直接提供给终端用户，电价与电力公司相比具有竞争性，无须政府的补贴。

为此，我们联合北京燃气集团于2002年共同成立了国内第一家专门推广燃气三联供的技术公司，并且参与建设了北京第一个楼宇型的燃气三联供项目。项目就建设在北京燃气集团办公大楼的地下室，项目首次在国内采用燃气内燃机与余热直燃机直接对接的方式（此方式优于发达国家普遍采用的三联供方式）。目前办公大楼的全部电力由燃气内燃机提供，绝大部分的冷和热由发电机的余热提供，总能源效率高于70%。项目虽然在建设过程中遇到了很多技术困难，但最终取得了成功，并且已安全、可靠的运行了近三年，成为我国最有示范意义的典型工程。曾培炎副总理、王岐山市长、钱正英副主席和汪恕诚部长等中央领导都先后参观并且鼓励了我们的工作。与此同时，我们还建设并运行了一个80KW的微型燃气轮机三联供项目，为燃气集团的次渠门站提供冷热电供应。在我们的推动之下，北京已有五、六个类似的三联供项目在建设中，其中包括清华文津国际（写字楼和公寓）、中关村软件园、奥运会议中心（酒店）、北京火车南站、解放军三O九医院等。我公司开发了这些项目并且提供了大量的技术支持。

我们从实践中认识到，燃气三联供才是真正实现天然气价值的最佳方式。虽然它在发达国家已经成为国策，比如在美国已经有4000个以上这样的项目，但是它在我国还是处于起步阶段，社会和政府对它的认识和支持都很有限，我们必须要经过长期的艰苦努力才能使其真正的发展起来。

4. 节能减排的形势紧迫，但如何完成目标？

“全球变暖”这个字眼是近年来出现频率最高，大家最为关心的环保话题，中国的许多地方，包括北京、上海、南京、西安、郑州，都出现了“有气温记录”以来或“新中国成立”以来的最高气温。大量温室气体的排放是导致这一现象的直接原因。改革开放以来，随着经济社会快速发展，我国能源消费迅速增长，2005年，能源消费总量达22.25亿吨标准煤，我国逐渐成为世界第一大能源消费国，与之所产生的连锁反应是：能源短缺，环境污染，生态破坏。所以，节能减排和环境保护将是我国经济发展工作中必将要解决的重要问题。

今年6月初召开的八国首脑峰会和八国与五个发展中国家对话会上，气候变暖问题成了各方关注的一个焦点问题。身为世界上最大的温室气体排放国，美国由于拒绝签署阻止全球气候变迁的《京都议定书》，一直受到国际社会的批评。布什为摆脱这一被动局面，提出了一个替代德国方案的“应对气候变化长期战略”，要求世界第二大温室气体排放国中国承担硬性的减排义务。一方面这样的硬性要求是不公平的，无疑将给发展中国家的发展设置严重的障碍；另一方面，这也说明节能减排已成为国际政治的中心，中国正在面临着严峻的挑战。

中国的节能减排，在不能影响中国经济的发展前提下，只能通过提高能源的使用效率来实现。温家宝总理提出了两项目标，就是在今后五年，单位GDP的增长，能源消耗要降低20%，污染物的排放要降低10%。2010年我国的万元GDP耗能量要从2005年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下，降低约20％左右。

有了目标，但是如何达到目标？温总理在十届全国人大五次会议上作的《政府工作报告》中郑重提出：要着力抓好节约和替代石油、燃煤锅炉改造、热电联产、电机节能、余热利用、能量系统优化、建筑节能、绿色照明、政府机构节能以及节能监测和服务体系建设等十项重点节能工程，要努力优化能源结构，大力搞好煤炭洗选等能源清洁利用工作，积极发展核电等清洁能源，加快开发利用水能、风能、太阳能、生物质能等可再生能源。

但是，我们认为更为重要的是要对以上能源解决方式的实施做出一个具体的规划，比如，每种方式能够解决多少问题？需要哪些具体政策的支持、资金和税收的保证？资金的来源和回报、完成的时间和规模？特别是需要进行哪些体制调整？这些基本条件不落实，实现节能减排是不可能的。

5. 关键的问题在于教育领导——伦敦市制定节能减排规划的故事

以下是伦敦市的节能减排发展规划，我们认为可以作为一个很好的借鉴。

2005年10月，我去纽约参加了世界分布能源协会（WADE）的年会，“WADE”是一个民间的推广分布能源的国际性组织。在会上，我遇到了英国伦敦市的副市长，NickyGavron女士，在这里她一方面代表伦敦市发言，同时也作为一个普通的与会者参加了两天全部的会议，细心的倾听每一位发言者的报告，认真地做笔记，参加大会和小组的讨论。这种认真的态度使我非常敬仰，在国内我参加了很多类似的会议，但还从未见到一个处级干部从头坐到尾。我作为会上唯一的中国代表，与她进行了许多有意义的探讨，几个月之后，我吃惊的看到伦敦市市长发表的“伦敦市市长能源战略报告”，报告中提出伦敦在2050年实现二氧化碳的减排60%（从2000年开始计算）的目标，并把分布能源和三联供作为实现这个目标的最主要的手段。我想有必要在这里做一些介绍：

英国电厂每年各项能源利用效率分别是：煤36%，天然气46%，核能38%。能源利用效率很低，大部分能源热力都排放到大气中，电网输送及输配造成了9%的能源消耗，终端利用效率只能达到33%。在英国，分布能源产业得到了飞速的发展。英国政府把发展分布能源作为一项基本国策。下图是英国为推广分布能源特别是燃气CHP项目所做的集中供电价格和分布能源供电价格对比图：

从以上对比充分的说明了，由于分布能源不仅有效地利用了发电的余热，减少了输配电所造成的能源损耗和运营成本；由于其直接面对最终的用户，它在经济上也有着很大的优势。

在伦敦市长的能源战略报告中，提出了到2015年，二氧化碳的排放量在1990年的基础上降低20%。更为至关重要的长期目标是，到2050年，二氧化碳的排放量在2000年的基础上减低60%。报告中对四种能源计划进行了分析和比较：1）核电为主发展计划（到2050年，核电再增加3.2GW）；2）核电和燃气常规电厂（现有的核电不动，再增加燃气常规电厂）；3）分布能源和燃气常规电厂；4）分布能源和可再生能源为主的发展计划。经过大量地比较分析，只有最后一种计划才能实现伦敦市节能减排目标（第四种方案和第一种相比，减排量增加10%）。报告中，从许多角度陈述了分布能源的优越性：如它将使伦敦的能源供应更加安全可靠，使能源价格更能为用户接受；与发展核电相比，每年对电网的投资可减少10亿英镑；根据美国的经验，调峰的装机容量可以从集中能源方式电力供应总容量的18%降到3—5%（目前北京的夏季调峰容量超过40%）；降低了能源系统对天然气的依靠（约降低15%）；分布能源形成的网络为可再生能源的应用提供方便，等等。这里所指的分布能源，主要是CHP项目（CHP指热电联供，而伦敦非常强调供冷，实际是指我们所指的冷热电三联供）。伦敦市目前CHP的装机容量为175MW,到2025年，发电装机容量将力争达到3.7GW，这意味着从目前开始到2025年时，CHP发电装机容量平均每年按350MW的比例增长。

在报告中，不仅提出了战略目标而且还制定了实施的组织机构和计划，伦敦气候变化管理机构（LCCA）统一监督和管理分布能源发展计划在伦敦的实施，制定相应的政策，同时通过国际招标（有包括美国在内的9家大型国际能源公司应标，最终EDF中标）建立了公私联营（LCCA和EDF）的能源服务公司（ESCO），全面地实施和投资分布能源项目。

要实现这一长远的目标，报告提出了相应的政策：1）扫除售电方面的障碍：电网购买CHP方式剩余电量的价格很低，抑制了CHP经济性，政府将出面调控，CHP运行商将以零售的价格出售剩余电力，使电网和CHP运营商都得到双赢；2）鼓励发展小型家庭CHP；3）激励商业性投资；4）对CHP项目进行政策性的补贴

6. 冷热电三联供在我国节能减排中的位置——问题与思考

虽然恩耐特公司已经成功的运行了北京燃气大楼的三联供项目3年之久，但三联供在中国的发展还是非常缓慢的，对它的认同还是有限的，特别是一些管理部门还有很多的异议，恩耐特还在为推动三联供事业做着艰苦的努力。根据我们的经验，我们希望把有关的问题和我们对这些问题的思考提出来，也许会有助于得到更多的理解和支持。

1) 能源规划和研究问题：节能减排需制定长远的战略规划及实施措施，从政策、组织、税收、投资等方面要有具体详细的规划，才能实现这个目标。希望有关部门要花大力气对于这个计划进行研究，这也就是所说的科学发展观，这样才能避免在紧迫的节能减排形势下有可能产生的盲目性。我相信分布能源和燃气三联供在中国的能源战略中有着重要的位置，但准确的定位，需要做大量的深入探讨。许多发达国家已经把分布能源和三联供视同其能源发展的国策（如美国已经上了4000个以上的项目）。伦敦市长的做法是可以借鉴的，北京的情况与伦敦大不相同，但研究和学习的态度应该是一样的。不同意见不可怕，可怕的是不做认真的研究。

2) 能源发展战略制定中的问题：我国应该很好的借鉴国外的经验，但更重要的是根据国情制定中国自己的发展道路，而不要再走别人走过的老路。我们认为发展大型燃气电厂是个错误，今后几十年内天然气在中国能源总量中占的比例将远不及西方发达国家。它应该主要应用在改善城市大气环境和燃气三联供发展上，同时也可以用在为电网调峰的大型燃气调峰电厂（这些已建的大型燃气电厂可以改成调峰用）。一个很好的案例是手机在中国的发展，中国没有像发达国家那样，经历一个漫长的固网发展历程，而是直接采用了最先进的技术，很快处于世界领先地位。天然气在中国是更加珍贵的能源，如果能制定好正确的发展战略和规划，分布能源和燃气三联供在中国的发展可少走弯路，中国每年对新增电力容量需求的相当部分可以通过分布能源和三联供来实现，中国在这方面也有可能很快的走在世界的前列。

3) 能源结构问题：推广三联供会在能源结构的改善中起到积极的作用。以北京为例，一方面，预计2007年的夏季高峰用电负荷将达到1300万千瓦，而2008年北京奥运会举办期间，正值北京夏季用电高峰期，则能达到1600万千瓦。夏季空调用电量超过总负荷的40%；则意味着800亿元的电厂投资（还不包括相应的点数配电投资）全部是为了电空调供冷；另一方面，北京燃气集团投资了近200亿元，几千公里长的燃气管网，80%的天然气主要用于冬季的4个月燃气锅炉供暖；其他三个季度的使用率不到20%。为了保证冬季用气，还要投几十亿的地下储气设施。燃气三联供不仅在夏季大量用气，而且余热供冷可以代替电空调，大量节省了空调用电，同时提供了夏季短缺的电力。天然气和电力两大集团各自为政，这种严重不合理的能源结构不仅造成更大量的二氧化碳排放，而其每年几十亿的经济损失。解决这种能源结构不合理的办法是有的，比如，出台季节性电价，通过加税等形式限制电空调的销售，给三联供和燃气冷热联供优惠燃气价格等。事实上由于燃气和电力分属地方和中央，这些办法目前很难实施。

4) 能源管理机制问题：之所以会出现以上能源结构严重不合理的现象，主要还是缺乏统一的能源管理机制。目前国家节能减排的重点在于高耗能企业和工业项目的节能减排，有关部门对分布能源和三联供还不够重视。主要原因在于认为：1）中国的天然气匮乏，不宜于提倡分布能源；2）中国以煤为主的国家，天然气的价格高，发展三联供的经济性很难具有竞争力；3）电网公司的垄断，并网困难；4）技术缺乏相应的规范。三联供的发展必须解决这些障碍。由于三联供涉及到燃气、电力、热力、房地产开发商等不同的利益集团，在这些集团的利益相互有矛盾的时候，很难使三联供项目得到推广。只有一个更合理的统一的能源管理体制（如我们一直在推崇和期待的能源部的建立），这个机构能够统筹各种能源集团利益，站在国家能源利益最大化的基础上制定政策，才能使分布能源最终得以顺利发展。

5）发展三联供面临的技术问题：《伦敦市市长能源战略报告》指出分布能源和热电联供2015年前将在伦敦形成一个价值33.5亿英镑的很大的技术行业，增加5000-7500个就业机会。在中国发展三联供也将面临着同样的机遇。恩耐特成立近5年来，也在随着这个机遇成长。它在三联供技术研究方面处于国内领先地位。它的经验表明：1)分布能源和三联供的技术特点在于,它与我国现有的常规能源生产技术不同,是与终端用户紧密结合的综合能源生产技术；2)对项目的综合能源负荷分析是确定项目规模和形式的关键(恩耐特已自主开发了负荷数据库和分析软件)；3)根据负荷分析和设备数据库建立的机组配置软件在三联供技术方案的确定方面作用重大(恩耐特已自主开发了设备数据库和机组配置软件)；4）项目的经济性不仅由于节能同时取决于各种能源的价格结构；4)建立三联供集约型的专业运行或运营公司是三联供项目普及的必要条件。恩耐特希望通过自己的努力推动这个技术市场的发展。

7.总结

中国的节能减排任务严峻。发展分布能源和燃气三联供是推进节能减排的重要手段之一。需要做更多的宣传才能使有关部门统一认识。伦敦市长制定其节能减排战略的经验值得学习。为实现节能减排的目标，中国应该注重研究国外的经验，建立更好的能源管理机制，确定正确的目标和战略，调整好能源结构和政策，制定出切实可行的发展计划，同时鼓励对分布能源和三联供技术的研究。恩耐特将致力于推动这个行业的发展和技术创新，随着这项事业的发展变得越来越成熟，最终将为中国的节能减排做出贡献。