热电冷联供应用现状及发展趋势

热电冷联供是既产电又产热的先进能源利用形式，与热电分产相比具有很多优点：降低能源消耗、提高空气质量、节约城市用地、提高供热质量、改善城市形象、减少安全事故等。由于热电冷联供技术具有上述优点，世界各国都在大力发展。

1.热电冷联供的应用现状

19世纪70年代末期，在欧洲一些人口密集的城区，开始出现了由往复式蒸汽机带动的发电机，并对蒸汽机的乏汽加以利用，这是早期的热电联供系统。在20世纪早期，由于纯发电开始产生显著的规模效益，热电联供系统没能得到发展。第二次世界大战后，区域供热在北欧、苏联及一些东欧国家得到普遍应用，并带动了热电联供技术的发展。而在欧洲其他国家，由于燃料丰富、廉价，热电联供技术发展缓慢，在经历了两次石油危机后，以热电冷联供形式为主的区域供热、区域供冷开始受到重视。美国将区域供热列入其政府节能计划，英国国会则评价区域供热为减少国家能耗的重要手段，法国更是以守法的形式推动热电冷联供技术的发展。

近年来，美国的热电冷联供发展迅速，热电冷联供装机容量在1980—1995年的15年间由12 000MW增加至45 000MW。目前，热电冷联供装机容量约已占美国总装机容量的7％。在日本能源供应领域中，主要以热电冷联供系统为热源的区域供热（冷）系统是仅次于燃气、电力的第三大公益事业，到1996年共有132个区域供热（冷）系统。燃气轮机热电冷联供设备和汽轮机驱动压缩式制冷设备是日本热电冷联供的主要形式。区域供冷则没有区域供热应用那样广泛，但由于其在经济上的吸引力也正在世界范围内慢慢被提倡和应用。1962年美国建成世界上最早的区域供冷系统，并可同时供应蒸汽。目前，美国已有超过60个区域供冷系统。日本的区域供冷发展最快，而欧洲也已有多个热电冷联供系统投入运行。

我国早在建国初期就学习苏联经验，重视发展热电联供建设。供热机组占全部火电设备总容量的比例从1952年的2％增加到1957年的17％，仅次于苏联，居世界第二位。在经历了20世纪70年代的发展低潮后，随着改革开放和经济的发展，我国热电联供又取得了很大进展。到1999年年底，我国单机容量6 000kW以上的热电机组装机容量达2 815.9万kW，占同期同容量火电机组的13.30％。这些机组主要以煤为燃料，即由燃煤锅炉和抽凝（或背压）汽轮机组构成。

在供冷方面，热电冷联供形式的区域供冷在我国起步较晚。全国多个城市拥有在燃煤热电厂基础上建立的热电冷联供系统，在燃气轮机或内燃机基础上建立的燃气热电冷联供系统也已出现。据不完全统计，在我国2017年6—10月建设和签约的燃气三联供项目就有18个，投资额超过100亿元。国家在政策方面也支持天然气分布式能源行业的进一步发展，根据国家发展改革委《天然气发展“十三五”规划》，到2020年，天然气分布式发电装机规模将达到4 000万kW。另外，根据《关于发展天然气分布式能源的指导意见》，我国将建设约1 000个燃气分布式能源项目，拟建设约10个各类典型特征的分布式能源示范区。(www.xing528.com)

2.热电冷联供技术的发展趋势

（1）与智能微电网融合。燃气冷热电三联供在未来可以融入智能微电网，通过智能微电网的智能管理和协调控制，更好地发挥天然气三联供的个性化设计、运行灵活、能效高等优势。通过微电网还可以融入风电、太阳能、生物质能、地源热泵、水源热泵、蓄热蓄冷装置等构建的多能互补能源系统。实现能源供应的耦合集成和互补利用是天然气分布式能源的重要发展方向之一。

（2）带动智能冷热气网技术发展。燃气冷热电三联供技术的发展，还将带动天然气管网、供冷（热）管网的智能控制及蓄能技术的发展，形成以天然气分布式能源为基础的智能供能区域。通过智能热（冷）网，连接分布式能源站、换热站和用户，形成三位一体的集成智能供热（冷）系统，实现少人值守、远程监控，降低运行成本；采用气候补偿技术，根据室外温度变化情况及时调整热（冷）网调度顺序及对换热站二次侧实施动态监控，实时掌控能耗状况，对能耗数据进行统计、分析，优化控制策略，通过调节阀调整一次侧流量、温度，合理调节各用户供热（冷）温度，避免供热温度过高或过低；结合热计量推广，采用大数据和全智能控制策略，根据监控数据、用能时段及用能区域的不同，提高热源和热网全系统对单个用户的需求响应和分级控制，实现独立控制、分时分区供能。

（3）区域一体化综合能源服务。大多数燃气冷热电三联供项目服务于新建的工业园区和公共建筑，具有开展增量配电和售电业务的有利条件。通过开展配售电业务，成立区域售电、售热、售冷一体化能源服务公司，实现发、配、售一体化，实现区域综合能源服务，进而更好地满足用户多样化和定制化的需求，是燃气冷热电三联供项目未来的重要发展方向。例如，上海迪士尼园区天然气分布式供能，能源中心向乐园提供冷、热、电、生活热水等多种能量，实现迪士尼园区一体化综合能源服务。

（4）大用户自备能源站。对于有冷热需求的优质客户，在政策支持、鼓励及燃气冷热电三联供经济性逐渐改善的趋势下，当其具有一定的资金实力时，便会主动投资建设能源站，以满足自身的电力和其他能源需求，并给企业带来较大的经济效益。