隨著技術創新與改革政策的不斷推進，中國能源行業正經歷著一場前所未有的變革，向著多元化、清潔化、數字化和市場化的方向轉型。天然氣在中國的推廣與發展，具備豐富的應用場景和顯著的系統性優勢，天然氣熱電聯產應成為天然氣的重要利用形式。相比燃煤機組，筆者認為，天然氣熱電聯產還具有以下顯著優勢：

 

1、天然氣發電是發達國家發電的重要組成

 

我國在天然氣發電方面仍處于起步階段，但目前美國、日本、韓國和歐洲等發達國家已經將天然氣發電作為主要能源之一，天然氣發電裝機容量占比越來越高，其中美國42%、英國42%、韓國27%。

 

據美國能源信息署(EIA) 數據統計，自2015年初以來，美國約有4000萬千瓦的燃煤發電機組退役。在同一時期，美國天然氣聯合循環凈容量增長了約3000萬千瓦。截至2019年1月，美國天然氣聯合循環電廠裝機容量為26400萬千瓦，而燃煤發電廠的發電裝機為24300萬千瓦。2019年5月，美國凈發電量為3316億千瓦時，同比下降2.4%。其中，煤炭發電量為737億千瓦時，同比下降13.6%，煤炭發電自2018年12月以來連續6個月保持下降趨勢；天然氣發電量為1174億千瓦時，同比增長1.1%。隨著越來越多的天然氣聯合循環電廠投用，煤電廠繼續退役，在可預見的未來，天然氣發電仍然是美國最基本的供能方式。

 

2、天然氣熱電聯產極大地提高了能源利用率

 

燃煤發電機組中，超超臨界參數機組循環效率為45%左右；超超臨界二次再熱機組的循環效率為48%左右。而采用微孔預混技術的GE 9HA燃機，其DLN2.6e燃燒系統實現了微孔預混和全預混燃燒，ISO工況下聯合循環效率可達63%，并且能夠有效降低氮氧化物的排放。若以聯合循環+供熱方式運行，綜合能源利用方式則效率更高：浙江某藥業能源站設計2臺12.9兆瓦+7.95兆瓦燃氣發電機組，供熱量61.22噸/小時，廠用電率為4%，單循環燃機效率34.5%（相當于超高壓參數的煤電機組循環效率），熱（冷）電比146.91%，整體能源利用熱效率高達82%。

 

以9HA.01燃氣聯合循環機組與660MW超超臨界煤電機組對比，考慮供暖抽汽使綜合效率達到最大化時，兩種技術的發電、供熱如下（按等容量折算）：

 

 

從上圖可以看出，燃氣聯合循環熱電聯產的效率比煤電要優越很多，在燃燒同等熱值燃料的情況下，損失只有煤電的一半不到，高品質的能源“電”的產出率是煤電的157%，供熱量是煤電的83%（以上數據以9HA.01與66萬超超臨界煤電的最大抽汽供暖能力時的熱平衡計算）。

 

3、天然氣熱電聯產更適合作為城市中心能源點

 

目前國內熱電聯產機組主要分為燃煤熱電聯產機組、天然氣熱電聯產機組及生物質熱電聯產機組。其中，生物質熱電機組由于燃料來源和燃料質量不穩定，不適合廣泛地推廣應用；燃煤機組目前是熱電聯產機組的主流，但燃煤機組對環境污染較大，負荷調節性能差，且系統結構復雜，在更加注重節能減排和能源供給安全的今天，已無法滿足社會的發展需要，不應作為唯一的熱電聯產選項。

 

天然氣熱電聯產機組發電耗水僅為燃煤機組三分之一，占地面積較燃煤機組少一半以上，無需設置煤場、灰場等存在較大粉塵污染的附屬設施，系統結構簡單、設備自動化程度高，運行穩定性及安全性也大大提高。顯然，天然氣熱電聯產機組更適合作為城市中心能源點。

 

本文來源：中能網

 

本文作者：王世宏（協鑫智慧能源執行總裁）