1、從熱電聯產走向冷熱電聯產【摘要】 美國從 1978 年開始提倡發展小型熱電聯產 （CHP）, 目前除繼續堅持 發展小型熱電聯產之外，正研究高效利用能源資源的小型冷熱電聯產（CCHP 。CCHP 是將制冷、供熱（采暖和供熱水）及發電三者合而為一的設施。據美國 1995 年對 商用樓宇終端能源消費的統計，采暖用能占22%，熱水供應占 7%,制冷空調用能占18% CHP的供熱只能解決29%勺用能及提供電力，而 CCHP1同 制冷可提供 47%的用能及電力。1冷熱電聯產的意義 冷熱電聯產系統在大幅度提高能源利用率及降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力。有關專家做了這樣的估算，如果從2000 年起

2、每年有 4%的現有建筑的供電、供暖和供冷采用 CCHP 從 2005 年起 25%的新建建筑及從 2010 年起 50% 的新建建筑均采用 CCHP 勺話，至 V 2020 年的二氧化碳的排放量將 減少 1 9 %。如果將現有 建筑實施 CCHP 勺比例從 4%提高到 8%,至 V 2020 年二氧化碳的排放量將減少 30%。冷熱電聯供系統與遠程送電比較，可以大大提高能源利用效率。大型發電廠的發電效率為 35 %-55 %，扣除廠用電和線損率。終端的利用效率只能達到30-47 %，而 CCHP 勺效率可達到 90%，沒有輸電損耗。冷熱電聯產系統與大型 熱電聯產比較，大型熱電聯產系統的效 率也沒

3、有CCHP K，而且大型熱電聯產還有輸電線路和供熱管網的損失。顯然 CCH 刖以減少輸配電系統和供熱管網的投 資，無論從 減少投資成本和減輕污染來講都是十分有利的。冷熱電聯供系統的缺點有兩個一是冷熱電聯供系統規模小，安裝在樓宇 里，只能使用 天然氣或油品；二是冷熱電聯供系統雖然規模比大型發電廠和大 型熱電聯產小，但 CCHPf 能小到一家一戶安裝一臺，只能適應一幢樓宇或一個 小區的冷熱電聯供，不象小型戶用空調 器、戶用熱水器或戶用電取暖器那樣靈 活機動。2美國關于冷熱電聯產的研究美國關于 CCHP 作了許多研究，并本著開發和商業化的目的，在天然氣、電 力和暖通 空調等行業的制造業進行了廣泛深入

4、的合作。工業界提出了“CCHP 創意”和“ CCHP202年綱領”，以支持美國能源部的總體商用建筑冷熱電聯供規 戈嘰規劃中倡導增加綜合利用多項技術，包括先進的燃氣輪機、微型透平機、 先進的內燃 機、燃料電池、吸收式制冷機和熱泵、干燥及能源回收系統、引擎 驅動及電驅動蒸汽壓縮系 統，熱儲備和輸送系統以及控制及系統集成技術，不 僅滿足建筑物的熱和電力負荷的需求， 也從整體上提高了從礦物燃料到能源的 轉換效率。到 2020 年，在美國 CCHP 各成為商用建筑高效使用礦物能源的典范，通過 能源系統 的調整，將極大地推動經濟增長和提高居民生活質量， 同時最大限度 地降低污染物的排放量。2.1 CCHP

5、 戰略實施目標2000 年?制訂出技術與政策“引導圖”?開發設計工具、評估系統、軟件及事例分析，以減少設計團體的風險 ?通過事例分析、財務分析等對工業決策機構進行CCHP 選型和效益分析指導?消費者的價值需求的認知度達到目標決策者所要求的25?每 3 年實現市場占有率翻番?建立 CCHP 勺信息交流系統?建立建筑物資源效率計量體系2005 年?確保行業法規朝有利方向發展：- 稅收優惠- 碳化物排放交易化- 合理的電力推出費用?建立 200 個示范點2010 年?20的新建商用建筑使用 CCHP? 5 的現有商用建筑使用 CCHP? 25%的美國能源部熱電聯產 (CHP) 項目用戶使用 CCHP

6、2020 年? 50%新建商用建筑采用 CCHP? 15%現有商用建筑采用 CCHP2. 2 幾個問題的說明(1) CCHP 和 CHP 應用領域的劃分CCH 系統可以向建筑物同時提供電力、制冷、供暖、衛生熱水或其他用途 的熱能，故 CCHP 系統側重的領域是商用寫字樓及公寓樓宇。 CHP 只能提供電力 和熱能，側重于需要工藝用熱的工業企業。(2) 商用建筑物節能的設想建筑物的外墻和門窗的保溫和密封性改進，達到15%的節能量；?美國空調及制冷協會 (ARI)為暖通空調(HVAC設備制訂的目標是使其能源 效率 改善 25%；?美國 CCHP 勺首期目標是在上述目標基礎上，再增加40%的節能效率。

7、3) 采暖和空調將出現新的變化目前正醞釀 著新的變化。問題的重視，如關注減輕臭(溫室效應 ) ，以CCHP 寸環境保護20 世紀采暖和空調基礎科學研究已經取得了重大突破和進展，主要是由于空氣調節技術和發電技術有了重大變化，全球對環境 氧層破壞，關注減緩地球氣候變暖及公用事業的重組等，成為當今樓宇設計和建筑的決定因素。有巨大潛力市場。4) CCHP 發展中的關鍵因素CCHP? 在還不能將其劃分為一個行業，然而設備制造商、公用事業公司及 能源服務公 司將 CCHRr 作是下個世紀最具經濟潛力的一種組合方式。新組建的 CCH 組織機構認為未 來 20 年決定商用、公用建筑及居民建筑設備發展的關鍵 因

8、素是：?政策及政治因素；?市場、經濟及公共設施的重建；?氣候的變化；?室內空氣質量；?建筑設計 / 設備選型過程；?能源使用效率；?顧客的期望值；?應變能力；?技術的進步 / 新技術；?滿足各方利益的建筑樓宇。3 CCHP 與中國目前從我國經濟發展水平和居民收入水平看，城鎮已進入暖通空調大發展 時期，我國 在暖通空調方面有可能實現跨越，對于如何把握暖通空調發展方向 應盡早研究。3. 1 小型電站是 21 世紀的新電源，最具經濟潛力 用高科技武裝起來的小型電站、 CHP 以及 CCHP 耗能低、可靠性高、效率 高、低排 污，具有很大的優越性，是提高能源利用效率、降低冷熱電成本和保護生態環境的重要

9、措施。美國把小型電站看作是有助于美國在 21 世紀保持全球 競爭力的優勢。我國應當重視大電網與眾多小型分布式電站相結合的研究。3. 2 嚴格控制樓宇采暖用大型熱電聯產電廠和供熱網的建設世界上對于樓宇 （ 包括商用建筑、寫字樓、公寓和住宅小區 ）采暖供熱有兩種模式，歐美國家大都采用分散式的采暖設施，現在正向小型冷熱電聯供（CCH P） 的方向發展。而原蘇聯、東歐等國家主要是學習原蘇聯模式采用大型熱電廠、 大中型鍋爐房 和大型熱網。現在看來修建大型熱電廠、大中型鍋爐房和大型熱 網專門供商用、寫字樓、公 寓和住宅小區傳熱是極不經濟的。今后大型熱電廠 主要應用于有穩定熱負荷的工業企業。樓 宇采暖應當因

10、地制宜采用多種方式解 決。3. 3 加快發展天然氣、煤層氣，積極引進液化天然氣和管道天然我國長期以來能源供應以煤炭為主，煤炭最大消費量曾達到13. 8-13 . 9億噸， 1998 年已下降到 12. 5 億噸，現在準備降低到 9 億噸，這個變化說明能 源消費優質 化已不可避免。有充足的燃氣供應是發展分布式小型CHP CCHP 勺前提條件，在有天然氣供應的地方應當優先用于發展 CHF 和 CCHP 但是我們也 必須看到，中國各地情況復雜、 CHP CCH 不可能包打天下，有便宜電力供應 的地方，可以 及時利用低谷的地方，可以發展蓄冰空調、蓄熱式電熱鍋爐；有 的地方可以發展電力空調、 電采暖器和電熱水器。 總之，要從節能、經濟、環 境保護的原則出發， 因地制宜，慎重研究， 認真決策。3. 4 加強冷熱電聯產 （CCHP 的研究和推廣工作 美國為發展冷熱電聯產采取了更新經營模式、聯合研究和政策扶植等措 施，并編制了 長達 20 年的研究發展目標。 我國如要發展小型 CHP CCHF 也應組 織聯合攻關， 政府扶持。 現在看來冷熱電聯產比熱電聯供要先進得多，能適應 我國大部分地區的需要，特別是我國過 去采暖僅限制在黃河、秦嶺山脈以北的“三北”地區，現在黃河與長江之間的中間地帶，為提高舒適度，也開始搞采暖工程。我國應采取跨越發展手段，跳過 CHP 直接