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全球热电联产发展现状分析

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  来源:北极星电力网     发布日期:2018-06-26
核心提示:世界各国对热电联产的关注正在不断增长。预计2025年前全世界热电联产装机的年均增长速度将维持在2.8%的水平。从全球热电联产发展趋势来看,使用清洁能源的小型热电联产项目将成为主流,当然也有俄罗斯等国,将以建设大型热电联产项目为主。
热电联产的定义和优势

      无论是发达国家,还是发展中国家,能源系统的发展方向都是在减少能源消费总量的前提下有效地满足能源需求。提高能源效率的主要趋势包括分布式能源、在发展智能电网基础上的需求管理、可再生能源电力零售、热电联产等。热电联产是采用不同类型的化石能源和可再生能源,在统一的作业环节实现电力热力联合生产的技术。

      对热电联产的传统理解是指热电厂既生产电能,又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式。然而,随着分布式能源的发展,出现了应用其他类型能源(包括可再生能源)实施热电联产的技术。例如,国际能源署的研究中罗列了多种将热电联产技术和可再生能源(包括生物质能、地热能、太阳能等)有效结合用于发电制热的范例。

      国际原子能机构的专家认为,对于未来的移动式小型核电站来说,发展热电联产技术是提高利润率的需要。美国战略能源分析联合研究所(JISEA)研究了小型核电站和风电站联合运行实施热电联产作业的不同方案,结果表明,核电站和风电站协同运行的情况下,通过热电转换和整体利用,可最大程度地减少能量损失,提高利润率。

      欧洲热电联产促进协会(COGEN Europe)认为,作为现代能源发展的主要趋势之一,热电联产是优化能源利用的内在需求,并具有以下优势:
      ——使用效率和将一次能源转换为热能和电能的效率较高;
      ——可提高工业和商业用户通过分布式能源技术消费电能和热能时的经济效率(电量和热量流失较小,满足分散的用户需求);
      ——通过改善生产能力为热力电力市场创造竞争条件;
      ——通过提高燃料的经济性来降低温室气体排放量;
      ——通过降低能源消费来提高能源安全,降低对能源进口的依赖,(通过智能电网和分布式能源等技术)确保供热供电不间断。

全世界热电联产发展情况

      2016年,全球热电联产总装机达到755.2吉瓦。其中亚太地区装机占比46%(以中国、印度和日本的热电联产装机为主),欧洲地区装机占比39%(尤其是俄罗斯的热电联产装机较大),中东、非洲和其他地区占比15%(主要集中在非洲北部和南部)。到2025年,全球热电联产装机有望增至972吉瓦(年均增长2.8%)。欧洲是热电联产的传统市场,亚太地区是热电联产的主要增长市场,其装机占比已接近50%。

      欧洲地区政策是当地发展热电联产的主要激励和引导因素。2012年欧盟《能源效率指令》(第2012/27/ЕС号)替代了此前的《热电联产指令》(第2004/8/ЕС号)。根据欧洲热电联产路线图,到2030年,热电联产将满足欧洲20%的发电和25%的制热需求,而在2015年,欧洲热电联产的发电和制热占比分别为11%和15%(最近几年欧洲热电联产的发电制热比例较为稳定)。欧洲热电联产装机主要集中在德国,热电联产在国内电力结构中占比最大的是斯洛伐克。

      欧盟发展热电联产的侧重点是应用可再生能源和小型分布式能源来满足分散的用户需求,同时达到最佳的经济效率和能源效率指标。欧盟热电联产中可再生能源占比已从2010年的15%升至2015年的21%,使用的主要燃料依旧是天然气(2015年天然气在热电联产燃料中的占比为44%)。未来,中国、印度等亚太地区国家的大型热电联产需求将持续增长。

      对于俄罗斯来说,热电联产并非新型技术,早在苏联时期的供电和供热系统中就已经大量使用,当时在城市和大型工业中心布设大型装机的热电厂后,热电联产的应用主要用于在严寒天气实现经济效益最大化。如今在俄罗斯,尽管热电厂的产量绝对水平有所下降,但热电厂在国内电力生产中的占比持续维持在三分之一以上,在热力生产中的占比接近二分之一。

      从1995年至今,俄罗斯国内热力生产减少了25%以上,其中热电厂的热力生产减少了19%。俄罗斯国内发电量逐渐增长,但热电厂的发电量从2010年开始已经减少了4%。热电厂在发电制热中使用减少的趋势显示为装机负荷逐渐降低,同时随着设备的老化,不可避免地会带来单位投资费用的上涨。生产商使用效率的降低和热电厂装机负荷的减少也使得消费者的费用压力逐渐增加。

      专家认为,热电厂使用效率低下的解决方案之一,可以像欧洲国家那样,引导大型电力装机转为很多小的分布式装机,并使之更加接近能源用户,以此来提高使用效率。但是,从经济的角度来看,到底是应该对大型热电厂进行改造升级,还是应该建设新的装机,这取决于一系列因素。

      与大型热电厂相比,小型热电厂的单位燃料消耗相对较少,总投资成本较低,因此在能源成本较高的国家很受欢迎,比方说欧盟。正因为此,在欧盟国家,小型核电站比较有发展前景,尽管核电站的单位基建成本很高(见表1)。在俄罗斯,除了分布式的小型热电厂外,改造原有热电厂和新建大型热电厂依旧符合经济利益的需求。

 
 
 
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