热电冷联供经济影响管理论文

热电联供技术结合了发电机和专用的冷却器，可以把排出来的废热转换成冷却水来源，但是使用的公司却很少，问题出在哪里？为热电联供技术正名试水热电联产在加利福尼亚州森尼韦尔，每到酷热的夏天，电价会达到最高水平。下面是小编整理的《热电冷联供经济影响管理论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

热电冷联供经济影响管理论文 篇1：

能源环境工程热电联供技术应用研究

【摘 要】近年来，我国能耗的急剧增长，由此引发的环境问题也日趋严重，这已成为制约我国经济可持续发展的一个重要瓶颈。热电联供系统是一种建立在能量梯级利用基础上的，将供热及发电过程一体化的多联产能源系统。热电联供技术做到了将基础设备与高新技术完美整合，令能量实现了梯度性的使用。这在一定程度上既提高了能源的利用率，避免了不必要的浪费，还节省了一定的投资资本，对我国能源环境工程以及生态环境保护都具有一定的积极作用。对此，本文将针对能源环境工程热电联供技术的应用展开研究。

【关键词】能源环境工程；热电联供；技术应用与研究

能源不仅是人类生存和发展的重要物质基础，也是当今国际政治、经济、军事和外交关注的焦点。能源和环境问题是人类发展面临的重大问题，寻求经济发展、能源与环境的相互协调发展，实现可持续发展战略的观念，已经成为各国政府和人民的共识。根据我国当前的现实情况不难发现，我国能源的人均占有率相对较低，并且各个地区的分布差别较大，伴随着社会需求的迅猛增加，能源供给侧矛盾也越发突出。再加上能源利用技术的缺陷，我国能源利用率也相对较低。随着经济的发展，我国对能源的需求日益增加。根据国际能源署预测，到2035年，中国将成为世界上最大的能源消费国，比美国还高出，但是我国能源的人均率却与美国相差甚远，甚至还不到欧美国家人均能源消费的一半。中国煤炭消耗占据主导地位，其次使用较多的能源是石油，之后才是水电、核电、风能、太阳能，天然气使用最少。在以煤炭为主的能源结构和单一的能源消费模式下，暖通空调用能带来了严重的大气污染。污染物的大量排放加剧了对环境的污染，酸雨、雾霾在近年来频繁发生，全球温室化的不断加剧，这些都造成了重大的经济损失，给人们的生活带来了严重的影响。如果继续采用以煤为主要能源，传统的暖通空调的能源消耗会不断增加，甚至造成更加严重的环境问题，因此能源环境工程热电联供技术的研究则更有实际意义。

1 能源环境工程热电联供系统与不足

1.1 热电联供系统

热电联供系统具有很大优势，当热能和电能需求达到平衡时，热、电联产系统才是最经济的。系统拟定应根据日、月、年不同时段变化的热、电负荷曲线，制定出最佳的系统配置方案，并提出合理的运行模式和运行方案，是一个十分复杂的研究课题。各个地区应根据实际情况，综合考虑地域的气候，经济状况，对供热的需求以及天然气、电的供应条件和价格，因地制宜，而不是生搬硬套。热电联供系统的推广首先要保证经济效益。由于分布式能源的初投资大、技术含量相对较高，对维护人员的素质要求相应严格，所以适合在人才聚集经济发达的地区开展，并不是所有的情况都适合发展热电联供。

1.2 能源环境工程热电联供系统的不足

1.2.1 行业分割和利益的影响

目前，电力企业长期处于垄断地位，而热电联产技术的应用必然会影响电网公司的收益，因此热电联供技术的推广经常会受到电网公司的阻力。电力部门很少考虑用户侧的冷负荷和热负荷的需求，而建筑行业考虑冷热负荷却通常不考虑发电的事情，而热电联供技术却是需要不同部门和行业的密切配合才能很好发展的新生产物。

1.2.2 技术的不成熟

尽管热电联供系统在西方国家已经得到广泛应用，但在我国由于起步和发展较晚，已经建成并投入使用的热电联供系统的数量也比较少，加之技术和经验的不足，导致我国在发展热电联供的方面还面临着许多的问题。同时，由于我国的能源结构，价格，管理体制等因素与国外存在差异，热电联供在我国的推广还需要进一步深入的分析研究，尤其是结合国内的情况对热电联供系统方案配置进行优化选择，才能实现能源的高效利用以及热电联供系统的经济和社会效益。

2 热电联供系统的配置原则

热电联供系统的配置原则主要是在满足节能减排需求的基础上，提高能源的综合利用率。在能源负荷中心区域，统筹天然气资源、环境保护和经济效益，合理选择建设规模，优化系统配置，确保热电联供系统的健康有序发展。在能源利用上，严格遵循能源梯级利用原则，发挥天然气分布式能源的优势，兼顾天然气和电力需求削峰填谷，综合改善城市环境质量，促进可持续发展。

2.1 发电机的选型

热电联供系统的设计与耦合方案是一套非常复杂的系统，中间设计热电能量形式的转化和利用。在充分满足城镇居民生产生活应用的同时，还要充分考虑各个应用场景的适配效果，根据功能应用的侧重点来有效的进行补充和校核。同时，由于其利用的核心资源为可燃气体，存在一点的危险性，必须将其的安全特性考虑在整个方案的全生命周期中。同时为了该系统的可持续发展，经济效益也是考量该方案能否适用的重要因素。综合来说，热电联供系统的设计核心在于高效环保的开发利用能源投入城市建设当中。

2.2 具体选址

在进行选址时，相对比传统的发电及冷热供应方式，热电联供系统在使用场景上更占据优势，尤其是在节能减排的大环境下。针对环保标准较高，经济相对发达，对电力要求比较旺盛，同时峰谷电价突出的区域，建设天然气分布式能源项目具有天然的优势。结合上述特点，人员密集区尤其是符合率波动较大的工业园区；医院、大型宾馆、火车站及机场等电量负荷较高同时对冷热负荷要求比较集中的区域，这些区域都是天然的分布式能源建设优先选择目标。

3 能源环境工程热电联供技术应用建议

在大规模园区开发中，如果建筑规模在数百万平方米以上、电力负荷达到数百兆瓦规模，可以采用中型的天然气联合循环热电联供系统。目前最先进的设备理论发电效率可达60%。系统可由电力企业投资和经营。在系统配置上，可以采取集中供热的办法。但要引入价格谈判机制，尤其是热价，要打破在电力定价机制上的价格垄断。

加紧开发以小型燃料电池为核心装置的热微网和电力微网。燃料电池的发电效率很高，因此其产热相对较少，热电比较低（小于1），在建筑中应用可以“以电定热”，适应现在电力只能并网不能上网的现状。我国现在把燃料电池的研发重点放在汽车动力上，其实基于天然气的燃料电池在建筑热电联供系统中应用，相对更容易形成商业化应用和产业化规模。燃料电池技术还可结合智能电网技术和物联网技术，形成能源互联网，成为新一代低碳能源系统。

对低碳城市而言，生物质能源的利用重点在于用垃圾作为燃料的热电联供技术。国内对垃圾发电有很大争议，但与其打“口水战”，还不如寻找更好的技术路线。无论那一种热电联供技术，电力并网上网都是不可回避的问题。从根本上讲，分布式能源技术和可再生能源技术如果没有电力并網上网政策的支撑，是不可能实现持续发展。在利益格局多元化的资本主义国家都可以解决的这个问题，在我们具有社会主义制度优越性的中国，更应该得到协调和解决。有关各方利益应当在国家发展低碳绿色经济的战略目标下统一起来。在上网问题解决之前，应当加大对“以电定热”的小型热电联供系统的扶持力度，不能因为其能效低而否定其减排作用。

结束语

为了提供我国的能源利用率，缓解我国的能源匮乏压力，本文针对能源环境工程热电联供技术进行了研究，详细分析了当前我国能源现状与环境问题，并明确了热电联供系统及配置原则，最终得出了能源环境工程热电联供技术应用建议。

参考文献：

[1]佚名.欢迎全国电网系统及能源环境工程专家参会 2018北京煤改电清洁能源工程技术经济研讨会[J].农电管理，2018，No.271（06）：84.

[2]佚名.欢迎全国电网系统及能源环境工程专家参会 2018北京煤改电清洁能源工程技术经济研讨会[J].农电管理，2018，No.271（06）：84.

[3]严晓红，薛滔，李泽华，等.住宅用固体氧化物燃料电池热电联供系统的设计与分析[J].可再生能源，2018，36（1）：151-158.

[4]佚名.考虑电动汽车用户意愿的热电联供型微电网优化调度[J].电力建设，2018，39（9）.

[5]楚晓琳，杨东.基于随机规划的建筑集群冷热电联供系统优化研究[J].运筹与管理，2018（3）.

作者：刘国强

热电冷联供经济影响管理论文 篇2：

为热电联供技术正名

热电联供技术结合了发电机和专用的冷却器，可以把排出来的废热转换成冷却水来源，但是使用的公司却很少，问题出在哪里？

为热电联供技术正名

试水热电联产

在加利福尼亚州森尼韦尔，每到酷热的夏天，电价会达到最高水平。这时，Network Appliance（NetApp)公司耗电1百万瓦的数据中心就会退出普通电网。这家公司以天然气为动力的热电联供系统提供了全部电力，不但每年可以节省30万美元的能源成本，同时还能为数据中心提供“免费冷却能源”的来源。

NetApp的热电联供系统“可以在电价很高、而天然气价格很低的时候发电、冷却，从而减少了能源开支。”NetApp公司的全球基础架构副总裁David Roobins如是说。

热电联供（cogeneration）技术又叫热电联产（CHP），它结合了发电机和专门的冷却器，这种冷却器可以把排出来的废热转换成冷却水来源。EYP Mission Critical Facilities公司的执行负责人William Kosik认为，从技术上来讲，任何电力来源都可以用于CHP，不过“在小型的CHP商业化应用中，天然气是热电联供系统最常使用的燃料来源。”

他说，在某些情况下，热电联供设施使用有机燃料来发电，或者燃烧垃圾堆场的甲烷来发电。

至于NetApp，它的热电联供系统包括三台以天然气为动力的发电机和几只“吸附冷却器”，可以冷却该公司6000平方英尺大小的数据中心。冷却器通过吸附冷却工艺来提供冷水――这种工艺使用硅胶来使水蒸发，水在其中充当了致冷剂。NetApp的设施主管Dan Hoffman说：“这种系统不含任何化学致冷剂，非常环保。”

EYP公司的CEO Peter Gross说，数据中心非常适合使用热电联供，不过使用这项技术的数据中心寥寥无几。专门为了数据中心而使用热电联供技术也并不多见：太平洋天然气和电力公司（PG&E）客户能源效率部门的主要项目经理Mark Bramfitt说，他没听说过还有哪家数据中心在使用这项技术。

切实节省能源

Kosik说，考虑使用热电联供有几个原因。比如说，使用热电联供系统来提供备用电源，这可以增强数据中心在遭遇严重停电事故期间的存活能力。

他说：“我们为客户进行现场评估时，发现这是客户担心的一大问题。”EYP搜集的这些数字一部分来自业界提供的信息。他认为，由于自然灾害增多，加上电力基础设施不断老化，停电次数在不断增加。

热电联供还可以充当经过调节的不间断电源的来源。CHP系统可以降低生命周期成本，能降低多少取决于电力和某种燃料来源的现行价格。这些情况各有不同，因为电力和天然气在不同地区的成本存在很大差异。

Kosik说，热电联供技术对数据中心而言能够在经济上切实可行，废热的重复使用是最大的因素。废热的最常见用途就是对园区环境里面的大楼进行供热。Gross说，NetApp使用采用吸附冷却器的热电联供虽然并不常见，但具有经济意义。

他说：“之所以能节省能源，就是因为发电过程的副产品是热量。可以利用热量来生成冷空气。正因为如此，整个系统的效率才大幅提高。”

NetApp的Hoffman说，他公司的热电联供系统效率在75%到80%；而天然气公用事业公司由于并未利用废热，效率大约只有35%。

据PG&E的Bramfitt声称，这些数字大致是正确的。

因为使用CHP系统比使用电力公司所发的电来得更有能源效率，所以可以减少总体的温室气体排放量。美国环保署的热电联供合作伙伴网站上面有个计算器，可以算出CHP项目到底能减少多少排放量。

咨询工程公司Michaud Cooley Erickson的副总裁John Smith提醒，CHP系统不会给每个人带来回报――尤其是所在地区电力成本比较低的用户。他说，对大多数公司而言，“要做到发电成本低于电力公用事业公司，难度非常大。”

Gross说，一条实用的经验法则就是，热电联供项目在经济上要切实可行，其每千瓦小瓦的能源成本至少要比电力公用事业公司收的电价低1.5美分。

必有利弊

Bramfitt说，他倒宁愿数据中心的管理人员先考虑在空调系统上安装节能器。这种系统的节能原理就是充分利用室外的冷空气来冷却数据中心。他说，“节能器抵消了热电联供系统所具有的一部分经济优势”，因为用户已经有了免费冷却能源的来源。

Bramfitt认为，一开始就考虑热电联供无异于说“让我们通过发电来解决这个问题，而不是通过节电来解决这个问题。”他指出，而且节电方案风险比较低，因为这不需要公司管理发电设备，也不用担心急剧上升的燃料成本。

至于NetApp，该公司已经在使用鲜风节能器（air-side economizer）作为热电联供的互补技术。Hoffman说：“我们使用节能器时，就不需要热电联供系统，因为我们有免费冷却能源。”不过热电联供在炎热的夏天就可以派上用场，因为这时室外气温过高，不适合使用节能器。他说：“两者相互补充。”

数据中心的管理人员不愿支持这项技术，还有可能是由于他们对运行发电设备增添复杂性有所顾虑。Hoffman说，虽然有些系统使用涡轮机，但他的系统使用了以天然气为动力的内燃机，类似手下员工已经很熟悉的备用柴油发电机。

Gartner公司的分析师Rakesh Kumar说：“我的一些客户看了这项技术后，认为现在着手还为时过早。”

Ben Stewart就得出了这样的结论，Stewart是总部设在迈阿密互联网交换所和数据中心运营商Terremark Worldwide的设备工程部门副总裁。他一直在考虑为Terremark的最新数据中心安装一套CHP系统。这套系统将使用由联合科技公司提供的天然气涡轮发电机，提供专用电力。虽然有了这种发电机，就不需要冷却器成本，但Stewart还是决定暂时不在数据中心安装这套系统。他说：“这项技术有点过于先进，我们对于到时能不能围绕它建立起基础架构的其余部分并无把握。”

NetApp的Robbins毫不懊悔。他说：“当初向CIO竭力宣传这个项目时，我们说我们负责提供可靠电力和冷却功能，还能有效降低能源成本，我认为如今这些论点仍然适用。”

虽然在数据中心使用CHP并不常见，但这项技术本身并无新意。Gross说：“只是人们刚刚开始考虑在公司现场发电，特别是CHP。”

连Stewart也说，他还没有完全否定这项技术的部分作用。他说：“要是我们现在搞，会在比较小的地方进行试用。”

链接：衡量CHP的标准是经济利益的大小

但NetApp当初选择CHP并不是冲着能源效率而去的。Hoffman说：“坦率地讲，而是为了提高经济效益。”NetApp向PG&E购买的电力成本通常每千瓦小时在14美分左右，但是到了炎热的夏天，会涨到24美分。他说：“因为在夏天，电价很高，而天然气的价格很低，于是我们在夏天的高峰时间段使用热电联供。”

项目的成功不但与可以预测的电价有关，还与不可预测的天然气价格有关。天然气价格的急剧上升会对项目的回收期带来重大影响。

Robbins说：“当时，天然气的价格要低得多，这正是促使我们利用热电联供来获得能源的一大成本因素。但此后随着天然气价格上涨，其中一些经济因素及使用这套系统的理由发生了变化。”

NetApp的最初计划要求CHP系统提供平常的工作电源和备用电源。然而，不断上涨的天然气成本不但使得该系统只有在夏天的高峰时间段（此时电价最高）才使用，还促使NetApp另谋出路来获得备用电源。Robbins说，NetApp最后认定，“比较传统的”柴油发电机更适合这种用途。

PG&E提供的部分退款对于这个耗资250万美元的项目顺利开展起到了关键性作用。Hoffman说，部分退款承担了NetApp三分之一的成本。四年前系统首次安装时，NetApp预计有望在三年内通过降低能源费用来收回成本。不过此后，天然气价格却翻了一番，预计每年节省的60万美元因而减少了一半左右。Hoffman说：“这使得我们的回收期延长了一倍。”他又说，只有在夏天的电价处于最高水平时，运行热电联供系统才具有成本效益。

（沈建苗编译）

作者：沈建苗／译

热电冷联供经济影响管理论文 篇3：

小型冷热电联供风光机互补的多元化综合能源利用系统简析

摘要：本系统充分利用可再生能源太阳能及风能，并实现与清洁能源燃气发电系统的一体化连接，该系统如在实际中运用，具有可同时满足冷热电三种负荷需求的供能，且占地小，运行维护费用低的，外形美观。

关键词：燃气发电系统 多元化供能

0 引言

传统的化石能源资源日益枯竭，严重的环境污染制约了世界经济的可持续发展。能源的需求有增无减，能源资源已成为重要的战略物资。相对于世界其他国家，中国的化石能源更加短缺。

太阳能、风能均属于可再生能源，天然气为清洁能源，三者供能系统均属于朝阳产业，拥有良好的经济前景。一方面太阳能光伏发电在国民经济中的作用和影响已越来越大，光伏发电市场发展前景相当广阔，已经引起了世界发达国家的高度重视。据欧盟估计，全球光伏市场将从现今的3 000 Mw 增加到2020年的70 GW。另一方面我国为了降低风力发电的发电成本，大多采用总容量为几十万千瓦级的风电场。由于风所自然具有的随机性、波动性以及不可控制，使得风电场的出力极大，当风电的容量占到电网容量一定比例时，这种波动对电网的频率与电压稳定性会造成不良的影响。为了能够消除由于大规模开发风电所带来的对电网稳定性不良的影响。近几年来，国内外提出了多种能源互补系统。如风电-水电互补系统，风电-氢能储能系统，风电-高温燃料电池发电互补系统等等，技术相对较成熟。另外近几年来由于燃气发电技术在环保方面的突出表现，受到越来越多的人关注。

中国电力科学院预测显示，我国电力供应缺口在2020年为100 GW，因此，结合可再生能源构建区域“小型化区域能源网络”，形成多能互补的智能电网（微电网）与智能冷热气网相融合；区域型能源系统的优势在于可以引进高效热电机组，实现燃气、电、热、冷的最优匹配，提高能源利用率。

1 系统简介

本系统采用小型燃气发电系统作为风电与光电的互补系统，风电与光电作为发电系统优先选择。燃气发电系统作为辅助的发电系统去补偿风电及光电出力的波动。

光伏发电单元采用所需规模的光电板，转换太阳光能，并通过智能管理核心对蓄电池充电、放電、逆变进行统一管理。风力发电单元利用小型风力发电机，转换风能，同时通过智能管理核心控制整个系统的允放电。燃气发电单元作为补充电源，通过智能管理核心控制整个系统的允放电。三个单元在能源的采集上互相补充，同时又各具特色。光伏发电单元供电可靠，运行维护成本低，但造价高；风力发电单元发电量高，造价和运行维护成本低，但可靠性低；燃气微燃发电系统造价和运行维护成本低，可靠性高。

供热制冷：燃气微燃发电系统中的烟气直燃机回收燃气发电机排出的高温烟气向用户供热、供冷。当微燃机处于低负荷运行时，余热量供应不能满足冷热需求。辅助燃气锅炉与电空调进行调峰供应。

生活热水：实际安装中需要在室外安装一个太阳能生活热水一次侧供水温度传感器a和室外温度传感器b。冬季当处于极端寒冷的天气时，传感器a与传感器b发出预警，为防止太阳能光热设备损坏。系统运行人员可自行关闭太阳能集热器。生活热水的供应由燃气发电系统二次回收的烟气热量供应生活热水。不足部分由辅助锅炉供应。见图2

2 应用实例

某位于中国西北部的经济园区，该区具备发展燃气分布式能源、光伏发电的有利条件。当地燃气价格为2.3元/Nm3，低于国内多数其他地区的燃气价格水平；而该地区目前未实行峰谷电价，商业用电为1元/kWh。高电价低气价的模式利于支撑燃气分布式能源的项目经济性。另外该地区属于太阳能三类地区，全年日照时数为2200～3000小时，全年辐射量在502～586 kJ/cm2。太阳能较适合开发，可实施屋顶光伏发电系统。另外，当地具有浅层地热资源，目前已投入使用的管委会大楼与城市规划展馆，已实施了地源热泵系统。经济园采用燃气分布式为主导的多能源互补的新能源综合供能系统，已具备了良好的基础条件。

按照建筑功能，园区以办公为主，建筑的使用时间为每天供冷从8点到20点。考虑建筑体本身的冷热惰性，需提前预热（冷），每天供热（冷）时间定为每天7点至20点。每年的供热季一般为11月15日至3月15日，供冷季为5月15日至9月15日。考虑适当延长供冷热时间，每年的供热季为11月8日至3月22日，供冷季为5月8日至9月22日。其余时间为过度季节。

园区总电负荷16301 kw，热负荷22671 kw，冷负荷33652 kw，生活热水负荷1917 kw。园区建设分为两期，新能源综合供能系统也分为两期。项目装机如下所示：

该综合供能系统燃气分布式能源站与常规调峰设备，采用地下厂房布置。两期工程厂房总占地面积约3500平米。一期屋顶光伏发电系统，薄膜太阳能电池占地约需3000平米，一期建筑的屋顶面积估算约13000平米，约占总屋顶面积的23%。二期屋顶光伏发电系统，薄膜太阳能电池占地约需17000平米，二期建筑的屋顶面积估算约48000平米，约占总屋顶面积的35%。

天然气进入燃气内燃机发电，发电产生的高温烟气与高温缸套水进入溴化锂机夏季生产空调冷水，冬季生产空调热水。天然气内燃机发电与光伏发电站互补运行，提供经济园区部分电力需求。供冷调峰采用电制冷机、供热调峰采用燃气热水锅炉。同时，管委会大楼与城市规划展馆的供冷供热由现有的地源热泵提供。太阳能发电与燃气分布式能源联合进行互补运行，区域内优先使用太阳能发电电力，其次采用燃气分布式内燃发电机组发电，不足部分由市政电网补充。太阳能电站全年运行，燃气分布式能源供冷季与供热季运行。

项目总投资约2亿元，资本金财务内部收益率预计可达14%。全投资内部收益率约为10%。预计此综合供能工程燃气分布式三联供年减排二氧化碳1.61万t，减排率可达48.74%。光伏发电站供电量为240万kW，相当于年二氧化碳减排1486t。新能源综合供能工程二氧化碳年减排总计1.76万t。项目经济性及环保效益均具有良好的优势。

3 结论

无论是太阳能还是清洁能源天然气，与其他能源互补使用已成为一种必然趋势。尤其是随着应用领域扩大，太阳能与其他能源互补更是必不可少。另外，多能源利用也是发展方向，可以互补，不受阳光限制，能够满足更多用户的需求。就目前来讲这是燃气分布式能源系统与太阳能发展的重要过程。

参考文献：

[1] 陆耀庆，使用供热空调设计手册 [M].北京：中国建筑工业出版社.2008.

[2] 金红光，郑丹星，徐建中。分布式冷热电联供系统装置及应用[M].北京：中国电力出版社，2008.

[3] 国家发展改革委建设部，建设项目经济评价方法与参数 [M]. 北京：中国计划出版，2006.

[4] 李传统，新能源与可再生能源技术 [M].南京：东南大学出版社，2005.

作者简介：

杨 竹（1984----），女，北京市丰台人，中级工程师，从事燃气分布式能源项目技术经济方面的研究工作

谭家眸（1985----），男，北京市丰台人，从事建筑暖通专业方面工作

作者：杨竹　谭家眸