刘健：区域冷热电联产解决方案

中国能源网讯 7月8日，中国能源网携手中国电机工程学会、中国城市燃气协会、中国可再生能源协会与中国企业投资协会举办的以“合理利用能源，让城市生活更美好”为主题的“2010中国分布式能源研讨会暨展览会”在上海隆重开幕。

在9日上午举行的“城市燃气分布式能源应用中的问题与应对”分论坛中，远大节能研究院院长刘健进行了精彩演讲。

以下为发言实录：

大家上午好！

1999年，美国能源部高级顾问理查德发表了“CCHP-2020年展望”的演讲，并提出未来分布式能源的构想，推动了冷热电联产在全球的发展。

2年后，世界分布式能源领域发生了一件里程碑事件，在美国马里兰大学，建成了全球第一套直接用发电烟气制冷制热的远大冷热电联产。

该系统采用天然气发电，发电量75kW，300℃的发电烟气用于制冷，制冷量80kW，制冷后排出的110℃的烟气用于除湿，除湿负荷55kW，最后，烟气温度降至38℃后排放，总能源效率达到85%以上。

中国许文发教授曾提出，热能的利用要“品位对应、温度对口、梯级利用”。这个项目就是这一科学用能基本原则的成功实践。

马里兰大学冷热电联产的装机容量不大，但意义非常重大，它影响了政界、理论界、能源行业、发电行业、空调行业等各个领域。我用阿姆斯特朗的一句话形容这个项目：“这是我个人走的一小步，却是人类迈出的一大步，”马里兰大学冷热电联产是远大的一小步，却是人类迈出的一大步！

2001年，我们与美国能源部签订了合作备忘录，将分布式能源引入中国，我们的目标是开展技术研发及全球分布式能源的市场推广。
至今，我们完成了300多项冷热电联产项目建设，如：美国奥斯丁能源、高通通讯、印度DFL、中国航天五院、北京燃气、上海世博等大批标志性分布式能源工程。

22年来，远大一直专注于非电空调领域，是中国最早研究、推动冷热电联产发展的公司。远大能源利用公司，是远大集团的下属子公司，主营业务是面向全球提供区域冷热电联产整体解决方案，提供节能设备、区域能源管理、公共健康管理，提供新建及既有建筑的节能改造、投资运营管理。目前，公司拥有20000多家空调用户，有10000余家用户能耗审计，提供约1000万平米建筑的合同能源管理。
2500多年前，古希腊人发现用毛皮磨擦琥珀能吸引一些轻小的东西，他们把这种现象称作“电”。到公元1831年，法拉第发明了世界第一座发电机原型，但是，在接下来的180年漫长研究过程中，我们的平均发电效率均不能超过30%，70%余热没有得到充分的回收利用，近半世纪的发展，发电余热已广泛用于冬季大面积的城市采暖，而其他季节的余热利用仍然是人类研究的课题。

远大在冷热电联产发电余热回收效率、设备配套研究中，创新性地提出了直接利用发电余热制冷制热的模式，成功地将系统热效率提高到70%~90%，让发电余热在夏季得到充分的回收利用，为分布式能源的发展奠定了技术基础，主要的技术模式有：

模式一：直接利用发电烟气，制冷制热或产生卫生热水，利用一种能源，完全不用燃料。

模式二：直接利用发电烟气和热水制冷制热或产生卫生热水，利用了二种能源，保证了空调的可靠性。

模式三：直接利用发电烟气热水和燃料制冷制热或产生卫生热水，利用了三种能源，进一步保证了空调的可靠性。

模式四：直接利用热电厂蒸汽轮机发电机的低压蒸汽，给蒸汽溴化锂制冷或直接供热。

德国现代主义设计大师拉姆斯的设计基本原则：“简单优于复杂！”。在许多的传统设计中，我们看到的是非常复杂的余热利用系统，所以，故障率高，有些就失败了。北京燃气集团冷热电联产就是基于这个设计原则的典型成功案例。

北京燃气集团冷热电联产有2个特点，一是机房系统设计非常简洁，发电余热和燃气补燃全部集成在一个设备，甚至可以把水泵和冷却塔集成在一起，形成一体化空调系统，使得现场设计安装以及后期管理变得非常的方便和可靠；二是发电机与余热制冷机一对一联接，简化了复杂的余热利用和多头控制，使得系统稳定可靠，能源效率提高。曾培炎、王岐山等领导曾专程考察了该系统，并给予了高度评价。

马克思有一个著名的观点：“机器不能创造剩余价值，但机器是生产剩余价值的一种手段”。美国高通通讯公司是全球知名通讯公司，CDMA技术标准的制定者，总部位于美国加州，该大楼需要365天全年制冷，采用了一套4500kW发电量和4600kW制冷量的冷热电联产，我们做了一个测算，与传统的方式对比，一年可以节约能源费用是78万美元，9个月就可回收增量投资，经济性非常好。

苏州月亮湾是我们近期投资运营的区域能源项目，通过利用东吴热电厂提供的蒸汽，采用集中制冷站供给冷热水。该项目占地1.7公顷，首期投资2.4亿元。该项目有效地利用了城市空间，减少了城市热岛效应，平衡了电力峰谷差，实现了能源的梯级利用，一年可节约社会投资4500万元，可减少维护费用400万。

有较多的案例，例如马德里新机场，印度DLF，中国航天五院等。任何科学及设计需要建立在大量实践数据上，才能成为成熟可靠的适用技术。通过这些工程案例，我们总结了一些原则性经验：

第一、 区域冷热电联产是一种颠覆传统的思维模式，旨在寻求将局部优化转变为总体优化的技术思路，这是一种思维方式的变革。

第二、 提升能源效率的基本保证在于解决能源供需矛盾。冷热电联产从微观上看是一种能源的梯级利用，但从宏观上看，必须成功地解决传统大电网的问题才具有现实意义。能源效率提升的宏观价值远远重于微观价值，在传统能源体系中，大电网支持电制冷，支持燃气锅炉采暖的主流模式，问题是他导致了宏观上的夏季电力尖峰和燃气低谷，严重能源低效，分布式能源是宏观上的一种综合解决方案。

第三、 成功的冷热电联产不是与机器有关，而是机器和人的活动组合有关，因此，研究区域建筑内人的活动与冷热电供给规律是冷热电联产设计成功的本质。

第四、 变工况和低负荷情况下，发电机和制冷机效率都有很大的变化，因此，项目前期论证时，变工况研究比标准工况研究更为关键。

第五、 冷热电联产必须充分结合区域的能源情况，考虑长期的运行时间和能源价格波动，了解季节性的运行策略，协调与大电网之间的关系。

第六、 冷热电联产运营团队需要多专业配合、需要实践培训，理论水平很高的人未必合适，缺乏实践经验的运营管理常常导致额外成本。

德国哲学家德绍尔说：“人类创造了技术，但技术的力量却远远超出了人的预想”。冷热电联产符合节约型社会发展的需要，尽管还存在很多现实的问题，但是未来的发展一定会超出人们的预想！

谢谢！
 

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