“熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱”具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、提高供熱質(zhì)量、增加電力供應(yīng)、提高人民生活質(zhì)量等綜合效益。所以，我國(guó)歷來(lái)都鼓勵(lì)要健康發(fā)展。熱電站的規(guī)模，要因地制宜，依據(jù)熱力市場(chǎng)和電力市場(chǎng)的發(fā)展需求，大、中、小型并舉。本文介紹1980年以來(lái)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家利用天然氣（油）燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)，采用中、小型分散供能系統(tǒng)的成因、特點(diǎn)等。同時(shí)，針對(duì)我國(guó)近年來(lái)不少城市有了天然氣，目前正在搞“西氣東輸”和進(jìn)口液化天然氣（LNG），許多城市已經(jīng)有條件用天然氣作燃料建設(shè)小型分散熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)這一情況作出分析，以供參考。

    2　小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的特點(diǎn)

　　從電力工業(yè)100多年的發(fā)展歷史看，汽輪發(fā)電機(jī)由小型發(fā)展到大型，要提高能源利用率（降低供電煤耗、線損等）、降低成本似乎已趨盡頭。而從電力工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看，“城市各個(gè)工廠、企業(yè)、學(xué)校、軍營(yíng)、單位的小型分散、高效、清潔發(fā)電（小型熱電〈冷〉電廠），將替代邊遠(yuǎn)地區(qū)的大型電廠�！眰鹘y(tǒng)大型集中遠(yuǎn)距離輸電占統(tǒng)治地位的模式，被新技術(shù)、自由交易能源（競(jìng)價(jià)上網(wǎng)）分散小型競(jìng)爭(zhēng)者所改變。

　　所謂“小型分散”動(dòng)力是相對(duì)“傳統(tǒng)大型、集中輸電”而言，其主要特點(diǎn)有：

　　小型：電站、機(jī)組容量小，一般單機(jī)容量（燃機(jī)0．5～20MW，汽機(jī)＜50MW），電站容量小于100MW，屬小型機(jī)組，小型電站。

　　高效：小型機(jī)組單機(jī)供電效率達(dá)24％～35％，聯(lián)合循環(huán)供電效率可達(dá)45％～50％，熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)能源利用率可達(dá)80％以上，比汽機(jī)單純發(fā)電效率高15％～20％，能源利用率約高10％。

　　分散：各中小城市，各個(gè)工廠、大學(xué)、大醫(yī)院、大單位、居民小區(qū)、商業(yè)中心、軍事基地等可建立分散小型動(dòng)力。

　　清潔：燃用油、氣清潔燃料，沒(méi)有灰塵排放，SO2幾乎接近零排放，比常規(guī)燃煤電廠NOX排放減少90％，CO2排放減少60％，環(huán)境效益十分誘人。

　　經(jīng)濟(jì)：沒(méi)有遠(yuǎn)距離高壓輸電線路，沒(méi)有大管徑　　長(zhǎng)距離熱網(wǎng)（冷網(wǎng)）管道，少用水，占地少，基建快，低成本。據(jù)悉，大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電站，基建投資并不貴，每千瓦造價(jià)約700美元，而小型天然氣熱電（冷）電站，每千瓦單位投資僅350美元。美通用（GE）公司預(yù)測(cè)至2005年世界各國(guó)可興建4億kW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站。

　　可靠：分散動(dòng)力接近負(fù)荷中心、消費(fèi)地區(qū)、無(wú)遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)和長(zhǎng)距離大型熱網(wǎng)。依靠現(xiàn)代技術(shù)，設(shè)備十分可靠，自動(dòng)化高；可應(yīng)付突發(fā)事件。如中東戰(zhàn)爭(zhēng)，一個(gè)碳墨彈，就可瓦解整個(gè)電網(wǎng)，造成大面積停電。又如臺(tái)灣的地震，臺(tái)風(fēng)造成高壓輸電鐵塔倒地，幾乎全島漆黑一片。而分散動(dòng)力—小型熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)就可避免以上后果。

    3　小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)的主要型式

    3．1　小型燃機(jī)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)

　　小型燃機(jī)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)其主要設(shè)備為一套燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置，燃機(jī)排汽利用的余熱鍋爐供熱（制冷）組成“CHP”（Combine Heat＆Power）。這種型式的燃機(jī)一般較�。ǎ�13 MW）。適合于較小電熱負(fù)荷的企業(yè)單位使用。

    3．2　燃?xì)猓�蒸汽�?lián)合循環(huán)發(fā)電，汽機(jī)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)　

　　其主要設(shè)備為一套燃?xì)狻�蒸汽�?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，而汽輪機(jī)是熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。也就是汽輪機(jī)組熱電聯(lián)產(chǎn)前置一套燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，其排氣入余熱鍋爐，余熱鍋爐代替了原蒸汽鍋爐。

　　這種型式一般燃機(jī)功率較大些，屬中小型機(jī)組（13～50MW）。其供電熱（冷）負(fù)荷較大，適用于中型、大型企業(yè)和小聯(lián)片供熱（冷）地區(qū)。

    4　小型分散熱、電動(dòng)力的成因

    4．1　新技術(shù)發(fā)展已使凝汽燃煤電廠相形見(jiàn)絀

　　從熱力學(xué)定律可知，經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，凝汽式汽輪發(fā)電效率的潛力，幾乎已經(jīng)挖盡，其供電熱效率只能達(dá)到43％左右，再考慮遠(yuǎn)距輸電，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，輸配電損失達(dá)10％，我國(guó)目前這個(gè)損失達(dá)15％～20％，所以，終端利用率不到30％；而今燃?xì)猓�蒸汽�?lián)合循環(huán)的供電效率已達(dá)58％，即將達(dá)到60％，小型分散的CHP可達(dá)到85％。燃料電池發(fā)電效率可與燃?xì)廨啓C(jī)媲美，達(dá)80％～90％，而且小型分散的熱電動(dòng)力幾乎不存在額外的輸配電和熱網(wǎng)損失。

    4．2　為提高供電質(zhì)量，傾向于修建分散動(dòng)力

　　高新技術(shù)企業(yè)和現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展要求 提高供電質(zhì)量和供電可靠性。它們無(wú)法忍受低劣的供電質(zhì)量和低的供電可靠性，50Hz的電流波動(dòng)0．5Hz，對(duì)居民生活用電沒(méi)什么感覺(jué)，但對(duì)高新技術(shù)企業(yè)無(wú)法承受，可造成大量次品甚至事故、停產(chǎn)。在大電網(wǎng)供電的情況下，天災(zāi)人禍，突發(fā)事件：如暴風(fēng)雨霧、山洪地震、卡車(chē)撞斷電桿，樹(shù)枝落在電線上，戰(zhàn)爭(zhēng)使用碳墨彈……都可能引起停電，要保證高度可靠性存在一定困難。因此高新技術(shù)企業(yè)為確保供電可靠性和供電質(zhì)量，寧可自建小型分散動(dòng)力。

    4．3　全球和地區(qū)環(huán)境的壓力使大機(jī)組燃煤火電廠受到了嚴(yán)格的限制　

    90年代以來(lái)，人類對(duì)地球的生態(tài)環(huán)境的認(rèn)識(shí)逐步提高，認(rèn)識(shí)到需要抓緊治理小環(huán)境、地區(qū)環(huán)境和全球環(huán)境，特別是1994年全球氣候變化框架公約簽訂后，常規(guī)燃煤電廠受到了生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。工業(yè)化國(guó)家紛紛削減大型燃煤電廠的建設(shè)，我國(guó)一些大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)也已經(jīng)陸續(xù)宣布在本地區(qū)內(nèi)不再修建大型燃煤電站，如北京市已明確不再修建大型燃煤電廠；上海市也提出要嚴(yán)格控制大型燃煤電廠的建設(shè)規(guī)模；珠江三角洲地區(qū)也提出不再修建常規(guī)燃煤電廠。

    4．4　城市及其附近已不具備修建大型燃煤電廠的條件　

    電力工業(yè)發(fā)展的初期都是從建設(shè)城市中心電廠開(kāi)始的，隨著電廠規(guī)模的擴(kuò)大，逐漸向城市郊區(qū)發(fā)展，城市進(jìn)一步發(fā)展，郊區(qū)變成了城市，城市及其附近已經(jīng)不具備修建大型燃煤電廠的條件，必須從外地遠(yuǎn)距離輸入電源，使得大機(jī)組、大電廠、大電網(wǎng)的投資、電力損失和成本加大，不如在城市內(nèi)修建小型、分散、高效、清潔的燃?xì)猓�蒸汽�?lián)合循環(huán)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。早在1994年日本電力研究所的專家指出：日本東京電力公司已不具備在東京灣沿海及地區(qū)修建大型火電廠的廠址，必須從外地輸入電能，電廠加遠(yuǎn)距離輸電工程投資，電力損失和電力成本加大，只好鼓勵(lì)用戶修建小型熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)電站。

    4．5　遠(yuǎn)離大電網(wǎng)的地方傾向修建小型分散電站　

    在一些國(guó)家的農(nóng)牧區(qū)，無(wú)電小城鎮(zhèn)邊遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離電網(wǎng)，如果國(guó)家不補(bǔ)貼電網(wǎng)建設(shè)投資費(fèi)用，要由用戶自己承擔(dān)，靠大電網(wǎng)遠(yuǎn)距離供電，不如修建小型、分散電站來(lái)得便宜。有些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，小 型、分散動(dòng)力已推廣到企業(yè)和社區(qū)。由于技術(shù)水平的提高，小型分散電站的投資越來(lái)越低，每千瓦單位造價(jià)在350美元左右，而大型火電機(jī)組則每千瓦單位投資為1000～1500美元，所以其經(jīng)濟(jì)效益具有很大的誘惑力。

    4．6　電力體制改革為小型分散動(dòng)力廣開(kāi)了門(mén)路　　

　　當(dāng)前世界電力體制改革采取了自由化、私有化、打破壟斷，放松管制，引入了競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制模式，改變了過(guò)去垂直壟斷（軍隊(duì)式）管理模式，解除了對(duì)小型、分散動(dòng)力采取束縛和限制機(jī)制，小型、分散、高效、清潔動(dòng)力，如分散的熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)正在成為傳統(tǒng)的發(fā)電模式強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。美國(guó)從1978年起就允許建設(shè)小型可再生能源和熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，丹麥、德國(guó)、荷蘭、瑞典和瑞士等國(guó)鼓勵(lì)建設(shè)小型熱電聯(lián)產(chǎn)電廠。美國(guó)在1990年電力改革后，燃用天然氣的燃機(jī)電站實(shí)現(xiàn)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)，有較大發(fā)展。日本近年來(lái)電力改革，也允許建設(shè)小型、分散動(dòng)力，發(fā)展甚快。

    5　小型分散熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)國(guó)內(nèi)外簡(jiǎn)況

    5．1　國(guó)　外

　　由于上述種種原因，世界各國(guó)都在紛紛論述分散動(dòng)力生產(chǎn)。英國(guó)著名的安德遜咨詢公司1998年在采訪歐洲各國(guó)電力公司負(fù)責(zé)人和政府管理部門(mén)負(fù)責(zé)人后提出的研究報(bào)告指出“電力工業(yè)2015年前將發(fā)生完全的變化，大型和遠(yuǎn)距離輸電將越來(lái)越多被靠近負(fù)荷中心的小型清潔分散的發(fā)電方式所代替。這些負(fù)荷中心將減少對(duì)昂貴的遠(yuǎn)距離輸電線路的需求”。美國(guó)電力研究所1996年出版的《分散發(fā)電》文集中的一篇文章說(shuō)：“由于放松管制給電力市場(chǎng)帶來(lái)變化，分析預(yù)測(cè)到2002年，在新增的零售收入中，分散發(fā)電可能占支配地位”。

　　最近，布魯塞爾成立了一個(gè)國(guó)際熱電聯(lián)產(chǎn)的國(guó)際組織，其宗旨是推動(dòng)世界范圍內(nèi)的清潔、高效和分散的動(dòng)力生產(chǎn)，它預(yù)言這是下一世紀(jì)電力的發(fā)展方向。所以，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家小型分散熱電聯(lián)產(chǎn)有較快發(fā)展。

　　為配合西部大開(kāi)發(fā)，落實(shí)“西氣東輸”工程，2000年我國(guó)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)代表團(tuán)訪美考察期間，進(jìn)行了小型燃機(jī)制造廠———索拉燃機(jī)公司（SOLARTURBINESCO）和二個(gè)小型燃機(jī)熱電、冷聯(lián)產(chǎn)自備熱電站的考察，概述如下。

　�。�1）新澤西洲大學(xué)Busch熱電站

　　該校供熱站原有3臺(tái)集中供熱鍋爐，每臺(tái)5000BTU／h供熱水，供應(yīng)25000學(xué)生生活用熱與空調(diào)制冷。1995年改造燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)，安裝了3臺(tái)索拉Cemaur4500 kW燃機(jī)，燃機(jī)排氣入余熱鍋爐，供熱（制冷）發(fā)電。原3臺(tái)單供熱水鍋爐作備用。可供應(yīng)80％的電負(fù)荷和100％全校冷熱負(fù)荷需求，改造后，每日可盈利1萬(wàn)美元。這種聯(lián)產(chǎn)叫“CHP”，無(wú)汽輪發(fā)電機(jī)組。

　�。�2）普林斯頓大學(xué)熱電站普林斯頓大學(xué)熱電站Princeton co－generation plant建于1990年，為熱電冷聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。供應(yīng)全校電力、熱能和冷量。屬自備熱電站，但電力不足仍需電網(wǎng)供約2000kW／h的電力。燃機(jī)為航空輕型改型LM1600，額定功率1．5kW，GE公司生產(chǎn)，燃機(jī)簡(jiǎn)單循環(huán)效率為30％，汽輪機(jī)發(fā)電供熱、制冷。聯(lián)產(chǎn)能源利用率達(dá)75％～80％。燃機(jī)裝有注水裝置，噴注純水。設(shè)有兩臺(tái)備用天然氣鍋爐，當(dāng)燃機(jī)檢修或停用時(shí)啟用。該熱電站總投資為6500萬(wàn)美元。

    5．2　國(guó)　內(nèi)

　　1996年2月上海市提出了鼓勵(lì)發(fā)展單幢或數(shù)幢建筑物的小型熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)和小聯(lián)片供熱供冷站。2000年8月22日國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、建設(shè)部、國(guó)家環(huán)保總局聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》中增加了第十四條“積極支持發(fā)展燃?xì)猓�蒸汽�?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)”，在這一條第四款提出“以小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和余熱鍋爐等設(shè)備組成小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，適用于廠礦企業(yè)、寫(xiě)字樓、賓館、商場(chǎng)、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等較分司。