一、概述

　　隨著(zhù)“西氣東輸”工程的實(shí)施，我國中、東部地區每年將有大量的天然氣氣源，但是這些天然氣的工業(yè)化利用和商業(yè)利用還在開(kāi)發(fā)之中，如何合理、高效地利用天然氣資源，減輕我國目前的環(huán)境壓力，改善天然氣及電力發(fā)展中存在的問(wèn)題，并最終實(shí)現節能、減排及經(jīng)濟的目標，是擺在我國科研工作者面前的一個(gè)十分重要的課題。許多學(xué)者從不同角度對此進(jìn)行了研究，認為發(fā)展燃氣熱電冷聯(lián)供技術(shù)，具有實(shí)現這一目標的潛力。

　　燃氣熱電冷聯(lián)供系統（簡(jiǎn)稱(chēng)CCHP系統），是一種建立在能源梯級利用概念基礎上，將供熱（采暖和供熱水）、制冷及發(fā)電過(guò)程一體化的能源綜合利用系統，其受到許多發(fā)達國家的重視并被稱(chēng)為“第二代能源系統”。

　　由于燃氣熱電冷聯(lián)供系統從原理上實(shí)現了對能源的梯級利用，因而，科學(xué)合理的聯(lián)產(chǎn)系統配置與利用方式，相對傳統的燃煤分產(chǎn)系統而言，將有較大的節能潛力。同時(shí)，系統能源利用效率的提高、以及天然氣清潔能源的應用，對于降低二氧化碳及其它空氣污染物（SOx、NOx和煙塵等）的排放，也將有著(zhù)積極的作用。

　　另一方面，由于燃氣熱電冷聯(lián)供系統利用燃氣在用戶(hù)側發(fā)電，減少了用戶(hù)對市電需求的壓力，增強用戶(hù)電力供應的安全性，削減了夏季電網(wǎng)的電力峰值，填補夏季燃氣利用的谷值。同時(shí)，由于燃氣熱電冷聯(lián)供系統利用余熱制冷，減少了夏季電力空調的需求，對消減夏季電力峰值可進(jìn)一步起到積極作用。

　　因而，燃氣熱電冷聯(lián)供系統科學(xué)合理的利用，對于提高能源利用效率、降低污染排放、改善電力峰谷差及燃氣冬夏季峰谷差、提高供電安全性等方面，將具有非常積極的意義。燃氣熱電冷聯(lián)供系統具有改善目前我國在環(huán)境、天然氣及電力發(fā)展中存在問(wèn)題的潛力。

　　二、燃氣熱電冷聯(lián)供的工作原理

　　燃氣熱電冷聯(lián)供系統工作的基本原理是：首先利用燃氣高品位熱能在動(dòng)力設備做功發(fā)電，再利用動(dòng)力設備發(fā)電所產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行供熱、除濕或驅動(dòng)吸收機制冷，從而實(shí)現能源的高效梯級利用。燃氣熱電冷聯(lián)供系統采用的常用動(dòng)力設備主要有：燃氣輪機、燃氣內燃機、微燃機等。

　　三、常見(jiàn)動(dòng)力設備的比較分析

　　筆者從余熱回收形態(tài)、燃氣進(jìn)氣壓力、余熱溫度等方面對三種常見(jiàn)動(dòng)力設備進(jìn)行比較。

　�。�1）燃氣輪機：發(fā)電效率低、余熱量大；排氣溫度高，余熱容易回收；輸出功率受環(huán)境溫度影響；適用于高壓燃氣。

　�。�2）內燃機：發(fā)電效率高、余熱利用復雜；發(fā)電功率范圍廣；可選生產(chǎn)廠(chǎng)家多；適用于中壓燃氣。

　�。�3）微燃機：發(fā)電效率低；發(fā)電功率��；100千瓦以下可切網(wǎng)運行；適用于高壓燃氣。

　　在燃氣熱電冷聯(lián)供系統的幾種應用類(lèi)型中，燃氣內燃機熱電冷聯(lián)供系統以其成熟的工藝及技術(shù)、相對較高的發(fā)電效率、較好的部分負荷性能、較低的市場(chǎng)價(jià)格等有利因素而受到人們的關(guān)注。燃氣內燃發(fā)電機機組發(fā)電功率從數千瓦至數兆瓦不等，其構成的熱電冷聯(lián)供系統已成為建筑面積小至幾千、大至數萬(wàn)甚至數十萬(wàn)平米規模的熱電冷聯(lián)供項目主要的考慮類(lèi)型之一。

　　四、燃氣熱電冷聯(lián)供的工程應用狀況

　　在工程應用方面，國外發(fā)展較快，其中尤以日本為最。

　　日本從1981年開(kāi)始支持天然氣熱電冷聯(lián)供系統的發(fā)展，日本在熱電冷聯(lián)供系統的發(fā)展中，始終圍繞著(zhù)節能性和經(jīng)濟性這一主題，并制定了一系列的保護政策和法規，使得熱電冷聯(lián)供系統的發(fā)展突飛猛進(jìn)。據不完全統計，截至2000年底，民用燃氣熱電冷聯(lián)供項目總裝機容量為478兆瓦，項目總數共1002個(gè)，平均每個(gè)項目裝機容量為477千瓦；而截至2003年，日本民用燃氣熱電冷聯(lián)供項目總裝機容量達到1429兆瓦，項目數達到2915個(gè)，平均容量490千瓦。在這些項目中，應用的建筑類(lèi)型主要集中于辦公樓、飯店、商店及醫院等，且基于燃氣內燃機的熱電冷聯(lián)供系統項目占到總聯(lián)產(chǎn)項目數的一半以上。

　　我國在燃氣熱電冷聯(lián)供系統的工程應用方面，起步較晚，但近年來(lái)也得到了人們的關(guān)注與重視。我國最早應用熱電冷聯(lián)供系統的是上海黃浦區中心醫院，機組于1997年安裝，1998年正式投產(chǎn)。隨后上海又進(jìn)行了一些項目的試點(diǎn)，包括上海浦東國際機場(chǎng)、上海閔行中心醫院等項目。2003年，北京市燃氣集團燃氣內燃機熱電冷聯(lián)供系統與次渠門(mén)站微燃機熱電冷聯(lián)供系統也完成安裝，相繼進(jìn)入系統調試階段；2005年，中關(guān)村軟件園、中關(guān)村國際商城等熱電冷聯(lián)供項目進(jìn)入設備招標階段。在這些已建和待建的熱電冷聯(lián)供項目中，燃氣內燃機熱電冷聯(lián)供系統是中小規模聯(lián)產(chǎn)項目的主要應用類(lèi)型。

　　五、應用前景與展望

　　目前，天然氣熱電冷聯(lián)供系統在我國應用與發(fā)展的主要障礙是天然氣的價(jià)格。如果把天然氣單純用來(lái)發(fā)電，難以與燃煤電廠(chǎng)競爭；另一方面，天然氣價(jià)格按等熱值比較，要比煤炭高得多，也不具備替代煤炭的條件。為此，在2008年11月，上海市發(fā)改委等五部門(mén)聯(lián)合制訂《上海市分布式供能系統和燃氣空調發(fā)展專(zhuān)項扶持辦法》，發(fā)展分布式供能系統和燃氣空調，《扶持辦法》主要明確了資金來(lái)源、支持范圍、支持方式和標準、設備補貼資金申請程序、計劃編制程序和部門(mén)職責等事項。按照《扶持辦法》有關(guān)規定，2008年1月1日至2012年底，對在上海市范圍內醫院、賓館、大型商場(chǎng)、商務(wù)樓宇、工廠(chǎng)等建筑物建成并投入使用，并納入市推進(jìn)計劃的單機規模1萬(wàn)千瓦及以下的分布式供能系統項目和燃氣空調項目的單位，給予設備資金補貼（燃氣空調按100元/千瓦制冷量補貼）、電網(wǎng)并網(wǎng)支持、天然氣價(jià)格和掘路收費優(yōu)惠等方面的政策支持，并要求政府投資的重大基礎設施建設項目，優(yōu)先使用分布式供能系統和燃氣空調。通過(guò)這些舉措將能明顯地降低初投資，提高投資方的積極性，將推廣燃氣熱電冷聯(lián)供系統的應用。