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(jī)以來,企業(yè)積極開展各種活動,希望為其傳統(tǒng)節(jié)能產(chǎn)品找到替代市場。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,巨大的市場力量推動了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在住宅和服務(wù)業(yè)的應(yīng)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(jī)以來,企業(yè)積極開展各種活動,希望為其傳統(tǒng)節(jié)能產(chǎn)品找到替代市場。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,巨大的市場力量推動了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)在住宅和服務(wù)業(yè)的應(yīng)用。當(dāng)時歐洲各大汽車公司提出分布式發(fā)電方案,即對現(xiàn)有的甲烷內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行改造,配備熱交換器,回收廢氣、冷卻水和機(jī)油的余熱。發(fā)動機(jī)、機(jī)電和熱部件與消聲保護(hù)殼集成在一起。1982年漢諾威博覽會上展出了15個以上不同系列的分布式發(fā)電設(shè)備,其中菲亞特的“圖騰”車型是工業(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(jié)構(gòu)緊湊(約1立方米),催化消聲器和計算機(jī)控制面板用于運行管理。歐洲家已經(jīng)安裝了大約2000個“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)開發(fā)的系統(tǒng)。該公司位于維琴察市,人口約10萬,通過自己的渠道銷售沼氣和電力。1982年至1986年,公司選擇年熱負(fù)荷不低于5000小時的用戶10戶,安裝總發(fā)電量465kW的“圖騰”機(jī)組31臺,接入中壓電網(wǎng)。每臺機(jī)組平均運行時間約為5250小時,比傳統(tǒng)系統(tǒng)節(jié)能35%。這些設(shè)備仍在運行。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看,1987年系統(tǒng)內(nèi)部收益率達(dá)到21.4。雖然分布式發(fā)電在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面取得了良好而令人鼓舞的成就,但到了20世紀(jì)80年代末,菲亞特和其他歐洲汽車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)電力部門不允許在公寓住宅區(qū)安裝圖騰(這些居民是TOEM計劃的較終用戶),因為公寓居民不具備正規(guī)公司的組織結(jié)構(gòu),所以無權(quán)自行向每家每戶售電。此外,圖騰設(shè)備較早用于服務(wù)行業(yè),用戶的分散也導(dǎo)致營銷和維護(hù)成本的增加。直到1992年,相關(guān)法律規(guī)定公共電網(wǎng)必須以配套價格購買可再生能源或熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電,廠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(jī)組和150MW機(jī)組不能區(qū)別對待,擔(dān)心小機(jī)組數(shù)量增加。事實上,不可能每個消費者都自己處理各種設(shè)備問題,這必然會導(dǎo)致更高的成本,較終導(dǎo)致停機(jī)。3)缺乏對天然氣部門和輸配供應(yīng)商的重視,尤其是他們推廣的小型燃?xì)忮仩t。然而,正是小型燃?xì)忮仩t避免了一般鍋爐的共性及其帶來的各種麻煩。4)用戶技術(shù)知識缺乏,維護(hù)安裝人員缺乏。事實上,分布式發(fā)電設(shè)備的安裝和維護(hù)需要發(fā)動機(jī)機(jī)械,并網(wǎng)和三相負(fù)荷管理、水路循環(huán)熱技術(shù)、傳感器和計算機(jī)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(yīng)用的主要障礙。2.分布式發(fā)電和電力系統(tǒng)美對分布式發(fā)電感興趣主要是因為裝機(jī)容量不足,尤其是加州危機(jī)。相反,在2001年,歐盟 #p#分頁標(biāo)題#e#
由于公司私有化,歐洲需要幾年時間才能避免類似加拿大危機(jī)的情況?;蛘哒f,為了履行京都議定書,需要多少高效的煤/燃料聯(lián)合循環(huán)電廠來節(jié)約資源?在歐洲,即使電網(wǎng)先立,美市場也不會開放。理論上講,有可能幾年后,經(jīng)濟(jì)自由化進(jìn)程結(jié)束,剩余電量轉(zhuǎn)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(chǔ)上與電網(wǎng)公司交換電力,但不能用于銷售,因為意大利的財政政策要求從事銷售活動的法人應(yīng)具有增值稅登記號和相關(guān)賬簿。由于小用戶比供應(yīng)商交的稅高,分布式發(fā)電使得小電網(wǎng)能夠存在,并向鄰近用戶售電,在供應(yīng)范圍內(nèi),根據(jù)熱負(fù)荷需求生產(chǎn)的電力可以盈利。歐洲大規(guī)模市場的想法并非沒有缺陷,因為一旦1000兆瓦的電廠和1000瓦的屋頂光伏發(fā)電通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時“對話”,如果電力王獲得優(yōu)勢,它的選擇就會強(qiáng)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(shè)中等負(fù)荷的電網(wǎng),而美的干式變壓器則是掛在電線桿上。毫無疑問,電網(wǎng)和自發(fā)電必須保證電力交易系統(tǒng)所要求的可靠性(每年停電12秒)。3.預(yù)期效率和可靠性分布式發(fā)電效率和電網(wǎng)上發(fā)電廠效率之間的比較。多年來,歐洲一直非常重視限制對進(jìn)口燃料的依賴(但進(jìn)展不大)。為此,其動力系統(tǒng)的燃油效率高于現(xiàn)在日益依賴進(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?xì)獍l(fā)電機(jī)沒有市場。服務(wù)業(yè)用電多,它所用的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)凈功率效率可以根據(jù)發(fā)動機(jī)的大小從32提高到36-38。熱負(fù)荷用戶的情況比較復(fù)雜。一方面,自用發(fā)電有限,降低了分布式發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面,如果根據(jù)熱負(fù)荷選擇高效設(shè)備(如燃料電池)的規(guī)格,可能會出現(xiàn)售電或者至少是換電的問題。再看美,其效率比歐洲低,高耗電(包括夏季)使機(jī)組的電熱指標(biāo)更接近用戶需求。至于小型分布式發(fā)電機(jī)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(yuǎn)地區(qū)也有維修人員以合理的價格提供小轎車的維修服務(wù)。近幾年來,勞動力成本的提高和技術(shù)的不斷進(jìn)步,小轎車可望在一定時間內(nèi)使用而無須維修,而后再轉(zhuǎn)買或報廢。這與美情形已相近了。在美,考慮成本及距離等因素,頻繁且要求專業(yè)維修的機(jī)械設(shè)備是沒有市場的。為降低成本,工業(yè)生產(chǎn)更側(cè)重設(shè)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、燃?xì)獾膬r格密切相關(guān)。各電價和燃料價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(guī)模熱用戶的天然氣價格為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(zhuǎn)移到用電稅收上,實際燃?xì)赓M則降低0.22歐元/m3。這樣,分布式發(fā)電在服務(wù)業(yè)應(yīng)用時,其電效率的要求就可適當(dāng)放寬,而家庭戶用可能存在多余電量的問題。 維修成本是內(nèi)燃機(jī)機(jī)組發(fā)電成本的重要組成之一,其中包括更換機(jī)油、火花塞及清洗熱交換器的費用等。以意大利的Totem機(jī)組為例,這些維修費用一般為0.030歐元/kWh,而兆瓦級發(fā)動機(jī)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(qū)降低噪音措施的費用等。5.新型發(fā)電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的比較 燃?xì)獍l(fā)動機(jī)式分布發(fā)電在過去的十幾年中雖然已安裝了成千萬臺,但仍能未得到推廣,其主要原因一方面是分布式發(fā)電應(yīng)用存在著各種障礙,另一方面是采用的技術(shù)不恰當(dāng)。目前市場上對開發(fā)新型發(fā)動機(jī)有三種主要方案: 1.斯特林發(fā)動機(jī):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)動機(jī)可與高效鍋爐相媲美。為了使用戶能夠接受,斯特林發(fā)動機(jī)的可靠性和價格便宜還有待證實。 2.小型和微型燃?xì)馔钙剑阂曰責(zé)嵫h(huán)工作,有各種規(guī)格機(jī)型滿足服務(wù)業(yè)的要求。因為空氣過量,燃料使用的效率不夠高,為吸引歐洲用戶的興趣,電效率不得低于30,且性能要可靠。與內(nèi)燃機(jī)相比,燃?xì)馔钙降膬?yōu)點是普通維修的成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、振動小,但電效率和總效率不及前者。 3.燃料電池:鑒于低溫技術(shù)已接近市場化且滿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,這就意味著小容量機(jī)組在價格上不會有明顯的降低。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,許多無電網(wǎng)地區(qū)家庭對燃料電池有著濃厚的興趣。但燃料電池在歐洲因電網(wǎng)覆蓋面大而存在著不確定性。6.結(jié)論 分布式發(fā)電的發(fā)展將有賴于電力市場的開放、官僚作風(fēng)的克服及其權(quán)利的下放和日新月異的現(xiàn)代電子通訊技術(shù)等,并通過熱電聯(lián)供的方式達(dá)到更高的效率。 為此,在推廣應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)(如燃?xì)夂腿加桶l(fā)動機(jī))的同時,應(yīng)更加注重創(chuàng)新與管理。另外,必須看到內(nèi)燃機(jī)已發(fā)展得相當(dāng)完善,改進(jìn)的空間有限,應(yīng)積極為成本和性能可與發(fā)動機(jī)相比、已處于工業(yè)實驗階段的新技術(shù)進(jìn)入市場創(chuàng)造機(jī)會。 來源:找論文網(wǎng)#p#分頁標(biāo)題#e#熱點關(guān)注
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