冷熱電三聯(lián)供(CCHP)作為一種分布式供能技術(shù)，通過(guò)回收余熱用于供熱與制冷實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，可以同時(shí)提供冷、熱、電3種能量，將能源利用效率從普通火力發(fā)電的40%左右提升至70%～90%。

一、分布式能源的在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用與發(fā)展情況

國(guó)際上，對(duì)于分布式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)早已得到廣泛的使用和認(rèn)可。

美國(guó)為了增加分布式能源站的開(kāi)發(fā)利用，為其設(shè)置了稅收減免和簡(jiǎn)化審批等優(yōu)惠政策。早在2002 年末，美國(guó)分布式能源站就接近 6000 座，到 2010 年，已有 20％的新建商用建筑、5％的現(xiàn)有商用建筑、25％的美國(guó)能源部熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目使用分布式三聯(lián)供系統(tǒng)。未來(lái)規(guī)劃中，美國(guó)政府還將進(jìn)一步推進(jìn)“分布式能源系統(tǒng)”的發(fā)展規(guī)劃，并制定了明確的戰(zhàn)略目標(biāo)：力爭(zhēng) 2020 年，50％的新建商用建筑、l5％的現(xiàn)有商用建筑，采用“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式（受新冠疫情的影響，最終這個(gè)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)不得而知）。

歐盟分布式能源平均占電力市場(chǎng)比例達(dá) 10％，德國(guó)、荷蘭和捷克已達(dá) 38％，其中丹麥更高達(dá) 53％。歐洲燃料類(lèi)型多樣，但主要以天然氣為主，并正在與可再生能源發(fā)展緊密結(jié)合。形式上包括微型熱電冷聯(lián)供(MCHP)和工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)，燃料電池和熱泵等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐盟 l997 年，分布式能源站已經(jīng)多達(dá) 9000多臺(tái)。歐盟各國(guó)在該能源站的支持還表現(xiàn)在價(jià)格補(bǔ)貼、低利率優(yōu)惠貸款和將環(huán)保所得稅作為投資款返還工商業(yè)等政策上。 

日本以天然氣為基礎(chǔ)的分布式冷熱電聯(lián)供項(xiàng)目發(fā)展最快，而且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。其政府曾出臺(tái)多項(xiàng)優(yōu)惠政策以致大力發(fā)展分布式能源，從立法、政府補(bǔ)助、建立示范工程、低利率融資以及給予建筑補(bǔ)助金等角度來(lái)促進(jìn)能源開(kāi)發(fā)及節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。

二、我國(guó)三聯(lián)供項(xiàng)目運(yùn)行的營(yíng)利尷尬現(xiàn)狀

多項(xiàng)調(diào)研結(jié)果表明，近年來(lái)，在我國(guó)國(guó)內(nèi)已投入運(yùn)行的燃?xì)饫錈犭娙?lián)供系統(tǒng)試點(diǎn)運(yùn)行效果均不太理想。

有關(guān)專(zhuān)家研究指出，我國(guó)已建成的數(shù)十個(gè)以冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)為主的天然氣分布式能源項(xiàng)目有半數(shù)因效益、技術(shù)等問(wèn)題處于停運(yùn)狀態(tài)；通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，上海黃浦區(qū)中心醫(yī)院、浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)、虹橋商務(wù)中心、北京燃?xì)饧瘓F(tuán)調(diào)壓站、北京燃?xì)庹{(diào)度指揮大樓均由于設(shè)備容量配置過(guò)大，造成聯(lián)供機(jī)組運(yùn)行效率低或經(jīng)濟(jì)性較差，導(dǎo)致系統(tǒng)停置擱用或根本無(wú)法運(yùn)行的情況。

現(xiàn)在，我國(guó)的三聯(lián)供項(xiàng)目的現(xiàn)狀是不開(kāi)也虧，越開(kāi)越虧。目前運(yùn)營(yíng)中的天然氣冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目基本上都處于虧損運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，空置率高，負(fù)荷設(shè)計(jì)過(guò)大，經(jīng)濟(jì)效益差等等問(wèn)題。

三、三聯(lián)供項(xiàng)目效益不好的問(wèn)題探究

1、根本的問(wèn)題在于建筑對(duì)于這些能源需求的波動(dòng)性與聯(lián)供系統(tǒng)供能的穩(wěn)定性之間的矛盾。

有研究通過(guò)在辦公建筑、商場(chǎng)建筑、賓館飯店建筑、綜合建筑這4種公共建筑類(lèi)型中，分別選取1棟實(shí)際運(yùn)行的建筑作為典型建筑，以建筑能耗計(jì)量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)分析上述4種不同類(lèi)型、不同地區(qū)的建筑的能源需求，可以發(fā)現(xiàn)建筑對(duì)電力的需求全年相對(duì)較穩(wěn)定，而供冷、供暖的需求隨著季節(jié)的變化出現(xiàn)了較大幅度的波動(dòng)，在過(guò)渡季節(jié)有可能會(huì)出現(xiàn)既無(wú)供冷需求又無(wú)供暖需求的情況，這意味著建筑的冷熱需求與電力需求之比在全年有著大幅的變化，冷電比、熱電比的波動(dòng)范圍在0～3之間。

而樓宇式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的不同能源供應(yīng)比例的可調(diào)節(jié)性較差，通過(guò)煙氣、缸套水、中冷水回收的余熱總量與發(fā)電量的比例大致穩(wěn)定在1∶1，否則只能通過(guò)浪費(fèi)掉一部分余熱來(lái)減小熱電比，造成聯(lián)供系統(tǒng)的熱電效率下降。因此，聯(lián)供系統(tǒng)的穩(wěn)定能源供應(yīng)與建筑波動(dòng)的能源需求相適應(yīng)的情況下，必定造成二種結(jié)果：一種是熱電效率的下降；一種是供應(yīng)能源的減少，也即需要輔助冷熱源、電源進(jìn)行補(bǔ)充。這2種結(jié)果對(duì)應(yīng)著運(yùn)行管理人員在實(shí)際中選擇以電定熱還是以熱定電的運(yùn)行模式。

通過(guò)更為深入的研究表明，只有賓館飯店建筑應(yīng)用樓宇式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)較常規(guī)分供系統(tǒng)存在較好的節(jié)能效果，而在辦公建筑、商場(chǎng)建筑、綜合建筑中節(jié)能效果均不明顯，甚至比分供系統(tǒng)更耗能。究其原因，是冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)只有在存在供熱需求時(shí)效率較分供系統(tǒng)更高，而這4類(lèi)建筑中只有賓館飯店建筑全年存在時(shí)間較長(zhǎng)且較穩(wěn)定的熱需求(生活熱水)。對(duì)于缺少熱需求的建筑，樓宇式冷熱電三聯(lián)供技術(shù)的可應(yīng)用性不佳。

2、規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的大馬拉小車(chē)問(wèn)題。

目前我國(guó)的建筑工程的設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)建筑的冷熱電的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算普遍偏高，加上設(shè)計(jì)人員的保守心態(tài)，傻大笨粗是常態(tài)，飽受垢病。所以，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷來(lái)確定的機(jī)組與變壓器容量普遍存在在大馬拉小車(chē)的問(wèn)題，華建院曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)機(jī)場(chǎng)的實(shí)際負(fù)荷分析，在電負(fù)荷這一塊，變電器負(fù)荷長(zhǎng)期低于40%的Sn，冷熱負(fù)荷也同樣的存在這種情況。

對(duì)于建成環(huán)境下建筑，由于招商的問(wèn)題，也導(dǎo)致了負(fù)荷過(guò)低而導(dǎo)致機(jī)組容量不匹配的問(wèn)題。

區(qū)域型的三聯(lián)供機(jī)組，除了規(guī)劃目標(biāo)達(dá)不成預(yù)期之外，招商引資與機(jī)組的建設(shè)時(shí)序至關(guān)重要，有些園區(qū)根據(jù)設(shè)計(jì)的機(jī)組投運(yùn)后，大多都有機(jī)組的冗余的“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，這樣導(dǎo)致的一次性投資及運(yùn)維成本的上升，成為盈利的關(guān)鍵要素。

四、項(xiàng)目盈利的幾個(gè)邊際因素

三聯(lián)供項(xiàng)目以熱定電，根據(jù)冷熱的需求來(lái)選擇與優(yōu)化供能系統(tǒng)，有幾個(gè)幾個(gè)關(guān)鍵因素將影響項(xiàng)目的盈利：

（1）穩(wěn)定的冷熱需求與冷熱的銷(xiāo)售價(jià)格是項(xiàng)目盈利的核心因素；

（2）三聯(lián)供項(xiàng)目的接入電網(wǎng)及上網(wǎng)電價(jià)也很重要，目前電網(wǎng)并不歡迎分布式三聯(lián)供并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)桿電價(jià)上網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)并不明顯，若按自發(fā)自用的一般工商業(yè)電價(jià)消納電能，計(jì)及這一部分利潤(rùn)，項(xiàng)目的收益就很可觀了。

（3）天然氣的價(jià)格是非常關(guān)鍵的，在三聯(lián)供的系統(tǒng)效率與能源銷(xiāo)售價(jià)格固定的情況下，天然氣價(jià)是項(xiàng)目盈利的敏感性要素；

（4）不同的區(qū)域，對(duì)三聯(lián)供項(xiàng)目的補(bǔ)貼政策很重要。

三聯(lián)供，1Nm³天然氣可發(fā)3.8kWh的電能，或差不多同等熱量或冷量。若天然氣能按3元/Nm³價(jià)格，折合三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電成本就約等于市電價(jià)格0.78元/kWh（上海市的一般工商業(yè)峰谷電價(jià)的加權(quán)平衡價(jià)格約在0.75元/kWh左右），剩余的余熱可以制冷或供熱，這就成了項(xiàng)目比較確定的利潤(rùn)；按0.7元/kWh的冷熱價(jià)格，280元/噸蒸汽的價(jià)格，經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的。

但是不能因?yàn)槿?lián)供系統(tǒng)存在的這些問(wèn)題，就否定了天然氣三聯(lián)供的適用場(chǎng)景，某些冷熱電負(fù)荷穩(wěn)定的區(qū)域，比如醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、數(shù)據(jù)中心等等，采用分布式能源站形式，做好負(fù)荷-機(jī)組匹配和運(yùn)行方式分析，是可以達(dá)到較高效率和效益的，在國(guó)內(nèi)也有一些成功的案例，國(guó)外就更多了。

例如，日本三聯(lián)供系統(tǒng)是僅次于燃?xì)狻㈦娏Φ牡谌蠊檬聵I(yè)，到2000年底已建冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)1413個(gè)，平均容量477kW，廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、辦公樓、賓館及其它一些綜合設(shè)施中，進(jìn)行區(qū)域冷熱電供應(yīng)，效率和效益都比較好。

三聯(lián)供系統(tǒng)依賴(lài)于穩(wěn)定的冷熱供應(yīng)流量，頻繁調(diào)節(jié)非常不利用三聯(lián)供機(jī)組的運(yùn)行。這里存在一個(gè)生活習(xí)慣及對(duì)建筑環(huán)境的品質(zhì)要求與精細(xì)度要求的問(wèn)題。比如在美國(guó)，美國(guó)勞工部保證工人在工作環(huán)境中的溫度要求是室內(nèi)低溫最低不能低于20℃，最高不能超過(guò)24℃，同時(shí)，他們對(duì)濕度也有要也敢要保持在20%~60%的區(qū)間內(nèi)。這樣從根本上解決了能源需求的波動(dòng)性與聯(lián)供系統(tǒng)供能的穩(wěn)定性之間的矛盾，效益自然也就好了。

中國(guó)人，有隨手關(guān)空調(diào)的習(xí)慣，這樣或許表現(xiàn)得更為節(jié)儉一些...... 

（來(lái)源 智見(jiàn)能源）