区域型分布式冷热电联供能源系统的规划设计

华 贲

(华南理工大学天然气利用研究中心，广东 广州 510640)

摘 要 分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP)在经济效益、能效、碳减排三方面都是比较好的组合方案，因而必将成为我国工业和商住能源终端供应保障的主要模式，而中国必须从自身国情出发，在“楼宇型”和“区域型”两种DES类型中做出选择。中国目前正处于快速实现工业化和城市化的中期，未来将集中建设一大批新工业园区和新城区；居民主要集中居住于住宅小区内；城市规划多半是将工业和商住集成布置；与发达国家同时进入智能电网时代，且由于DES技术的长足进步，中国能够发挥“后发优势”。鉴于上述基本国情，中国应及时规划建设一大批“区域型”DES/CCHP项目。DES/CCHP可实现“高能高用，低能低用，温度对口，梯级利用”的科学用能，效率可达80%以上。中国特色的区域型DES/CCHP的基本模式包括：挖掘发电用天然气提高能效的潜力、向居民供应热水、热泵+电站废热供暖、区域供冷(DCS)与天然气DES相结合。以往“以热定电”的原则已不再适用，应改为“以电为龙头”。适合于中国区域型DES/CCHP的基本模式和经济输送距离，能够把工业和商住用能集成在一起，实现冷、热、电、汽联供的区域面积大致在10km2的量级，相应的DES机组规模可分为4类。推广发展区域型DES/CCHP，地方政府、各大电力集团及地方电力能源企业、国营电网公司、国有大型石油公司都有合作共赢的机会，同时也必须承担相应的责任。

关键词 DES/CCHP 区域型 智能电网 能效 经济输送距离 以电为龙头 规划建设

１ 前言

分布式冷热电联供能源系统(DES/CCHP)是在20世纪70年代后期，伴随着“石油危机”后世界天然气的快速发展而开发、应用并已经趋于成熟的技术。它可以是“区域型”的，也可以是“楼宇型”或“用户型”的。当前，中国正在完成工业化和城市化进程，而此进程必须在提高能效、减排CO2的条件下实现。DES在经济效益、能效、碳减排三方面都是比较好的组合方案，这就决定了DES/CCHP必将成为我国工业和商住能源终端供应保障的主要模式。在这个时刻，科学地认识和发展适当规模的DES系统十分重要，中国必须从自身的国情出发，在“楼宇型”和“区域型”两种DES类型中做出选择。

2 区域型与楼宇型分布式能源系统的发展回顾和

适宜条件比较

DES/CCHP是上世纪70年代末先在美国、随后在欧洲和日本等自由市场经济国家发展起来的。当时它们都已实现了工业化和城市化，城区布局已经定型，新建DES只能立足于已有条件“见缝插针”。所以从数量上看，绝大多数DES都是不涉及城市中道路开挖、管线敷设的“楼宇型”或“用户型”。少数几十兆瓦级的“区域型”DES项目主要建在能源密集的工业区或中央商务区(CBD)，而且也有一个逐步扩展的过程。例如美国最大的、位于Chicago市中心的区域供冷系统(DCS)，就是在2×104US.RT(美国冷吨，1US.RT=3.517kW，下同)规模的基础上，逐渐向周围用户拓展而达到10×104US.RT规模的。

迄今在中国国内，不论在分析论述还是在工程实践上，大都是针对楼宇或用户的热电联产(CHP)和冷热电联供(CCHP)。典型的如医院和机场，建筑面积不过几十万平方米，输送范围也不过几百米，用户都在同一个法人单位之内，不存在市场交易问题。“楼宇型”或“用户型”DES，由于其规模小(一般小于10MW)、终端负荷品种少、需求时间段较单一，导致单位投资高(常常超过1万元/kW)，设备和系统的能效均较低、年运行时间较短，只有在特定的经济条件下才具有竞争力。但也正因为其“小”，不涉及公共空间资源，经济关系单纯，易于决策。

“区域型”DES则正好相反，投资少(一般4000~6000元/kW)、能效高(70%~90%)、运行时间长(年运行时间4500h以上)，因而经济上极富竞争力。但显然，在上述已经发展成熟的自由市场经济国家，能够找到一个建立几十兆瓦规模的DES/CCHP的工业区或CBD并不很容易。

表1是被广泛引用的美国DES统计数据[1]。从中可以看出，数量只占不到3%的平均规模78MW的“区域型”DES占到了总装机容量的近一半；而小于10MW的“用户型”DES，数量占90%以上，装机却只占30%。“用户型”DES在美国能够得以发展，是因为其财务分析条件与中国完全不同，例如，占投资大头的微型燃气轮机在美国本土的财务评价中远没有在中国的项目中那么贵。

3 “十二五”期间适于中国国情的分布式能源发展

战略选择[2~4]

中国必须从自身国情出发，在“楼宇型”和“区域型”两种DES类型中做出选择。中国当前发展天然气DES/CCHP所必须考虑的基本国情包括：

①　中国并不是自由市场经济，而是以地方政府为主体的“有社会主义特色的市场经济”，集中规划、办大事的能力远非自由市场经济可比。

②　不同于100多年来已经实现了工业化和城市化的西方国家，中国正处于快速实现工业化和城市化的中期，未来十几年内将集中建设一大批总量有可能超过现有存量的新工业园区和新城区。

③　中国是世界第一人口大国，绝大多数城市居民将主要居住于高层、密集的住宅小区内(不论是商品房还是保障性住房)，而不是像西方的“别墅群”内，这有利于居民能源终端需求的集约化供应。

④　受土地资源所限，中国的城市规划不可能像西方那样把工业、CBD、住宅三种功能区散布在广阔的空间上并分隔开来，多半是集成布置。这使得中国的区域型DES/CCHP有可能把工业用蒸汽、建筑物空调、采暖和居民生活热水4种终端需求的供应集成在一起，从而获得最高的能源利用效率。

⑤　21世纪的第二个10年，是中国与发达国家同时进入智能电网的时代。与智能电网互补双赢的DES，既能够帮助电网调峰和保障供电安全，也可以使DES所发的电力实现就地直供，从而进一步发挥DES的优越性。

⑥　历经40年的发展，DES的各种单元设备技术和系统集成技术都比上世纪70年代有了长足的进步。这使得中国能够发挥“后发优势”，实现“跨越式发展”，结合国情集成创新。采用现代系统科学、信息科学、管理科学与各种能源转换、传递科学和技术，按照热力学第二定律和经济学理论，在对各种冷热电用户8650h/a变负荷统计分析的基础上，集成各种最新的燃气作功发电技术、制冷技术、热泵技术、可再生能源利用技术、强化传热技术，建立系统模型、优化求解，从而得到在经济效益、能效、碳减排三个方面都比较好的组合方案。而不是简单地跟在某些西方项目的后面照猫画虎，或者把DES简单化地理解为热电联产加上吸收制冷而随意、粗放地规划。

基于对上述这些基本国情的考虑，结论不难得出：从“十二五”规划开始的一个历史时期内，中国必须抓住与天然气同步发展，与新工业区、新城区同步建设的历史机遇，集成创新，及时规划建设一大批区域型DES/CCHP项目，使中国新建设的工业区和商住区的能效达到世界先进水平。

至于现有区域能源集约化改造以及新区中区域型DES难以囊括的个别边远、特殊地方，因地制宜地采用“楼宇型”或“用户型”DES/CCHP，当然是必要和可能的，与发展区域型DES并不是相悖的。但是如果因片面强调“楼宇型”或“用户型”DES是舶来的“正宗”而错过了上述发展区域型DES的历史时机，就要犯下追悔莫及的大错误。更何况，对于国家能源保障和能源利用效率的大局来说，一个区域型DES抵得上成百上千个楼宇型DES，并且经济性和能效都要好得多。[page]

4 区域能源终端需求的内涵和集成优化潜力

能源的终端需求主要包括工业、商住、交通、有机化工四大部分。DES/CCHP所服务的工业、商住两部分能源终端需求在总能耗中的比率，在美国为50%，而在目前的中国则为85%。

4.1 工业和商住能源终端需求的内涵

4.1.1 工业用能

工业有两大类：在化工、冶金、建材、造纸、医药、食品等“过程工业”终端用能中，各种温位的热量(相当大一部分以低压蒸汽为介质)占大多数，其次是用于驱动泵、压缩机等的电力；而机械、电子、轻工、纺织等“离散制造业”的终端用能主要是电力，其次是厂房供冷供暖，也需要部分热或蒸汽。

4.1.2 商住用能

商住用能也有两大类：一类是取决于建筑物面积的，就是采暖和空调制冷。在我国北方地区，不论哪种类型的建筑物采暖都是必须的，而空调制冷则对于公共建筑是必须的；南方地区居民住宅安设空调的目前也有一定比率，但尚未普及。另一类是取决于人口的，即生活用热水(主要是洗浴和炊事用)，主要在住宅和宾馆。当然，这两类都还包括电力，用于照明、家用电器等等。按照住建部的统计，我国建筑物终端用能中，采暖空调占65%，热水占15%，电力占14%，炊事用燃气占6%。

4.2 区域能源终端需求集成优化潜力

传统的供能模式一直是分产分供。终端需求的电力目前绝大多数是由煤和天然气等化石能源的化学能燃烧转换成热能，再通过布雷顿循环和卡诺循环作功而产生的，发电效率最高不过45%~60%，其余温度低的热能没有利用，作为“废热”排放到环境中。而另一方面，工业用200℃左右的低压蒸汽、商住用60~70℃左右的供暖和生活热水等很低品位的热，用天然气在燃烧温度高达1400℃的锅炉中燃烧产生，是典型的“高能低用”[5]。热力学第二定律决定了由化学能转换为电和热的最高效途径是冷热电联供分布式能源系统DES/CCHP，就是把三者集成起来，燃料先发电，再用低品位余热“联供”蒸汽和热水，实现“高能高用，低能低用，温度对口，梯级利用”的科学用能，效率可达80%以上。

当我们从新工业区和新城区能源供应保障和高效利用的视角，从实现中国的低碳工业化和城市化的大局来看待上述潜力的时候，就不会把思维局限在一座座楼宇、一个个单位内；而是要立足于前述六项中国的国情特点，从宏观的区域能源规划的高度考虑工业和商住冷、热、电、汽各种终端能源需求的集成优化。文献[6]在分析美、中两国的工业终端能效分别为80%和52.9%的原因时指出，决定性的因素是工业燃料中煤所占的比率，美国是9%，而中国则是62%，是由于中国未采用天然气CCHP的能源供应系统所致。文献[3]分析了当前中国发展天然气DES/CCHP的创新机遇，指出北方的集中供暖(DHS)、南方的区域供冷(DCS)以及工业园区的集约化能源供应服务，是中国区域型DES规模化的基础。DCS和DHS与天然气联合循环调峰发电、余热集中供热水相结合构成的DES/CCHP是在现代中国条件下的集成创新，能够达到远高于西方DES的能源利用效率。

5 中国特色的区域型DES/CCHP的基本模式

5.1 挖掘发电用天然气提高能效的潜力

天然气联合循环电站提高能效的潜力有两方面：一是抽出低压蒸汽供给工业用户取代直接燃用天然气或煤的锅炉；二是利用燃料发电后40%排放的废热。前者相当于工业CHP，只不过联合循环电站建设时只考虑了调峰，而没有注意与工业热用户的结合。在新建的工业园区中，在注意规模大小、空间布局、蒸汽参数、使用时间特性等各方面协调配合的情况下，是不难实现的。

燃料发电后40%的废热，有余热锅炉排烟和汽轮机乏汽的冷凝潜热两项。最新设计的排烟温度已降低到100℃以下。因为天然气含氢量大、烟气水露点高于60℃，显热、潜热都有。乏汽的冷凝潜热通过复水器传递给循环冷却水，夏季温度约30~38℃，冬季为20~28℃。显然，直接用这些“废热”供暖、供热水并不现实，但它们可作为热泵供暖、供热水的热源。与目前热泵系统广泛采用的地热源(14~20℃)、海水源(3~6℃)比较，温位高、相应的能效比(COP)大、取用成本低且方便，具有很好的经济效益。

热泵供生活热水的创新流程是：原水首先利用16h/d运行的天然气联合循环电站汽轮机乏汽冷凝潜热加热到25~35℃，然后再与烟气换热升温到约50℃[7]，通过大部分埋地的塑料管网泵送到各个热水用户的负荷中心，再用热泵升温到60~70℃，储存于热水罐中，供每日傍晚集中使用。冬季废热把原水从小于10℃加热到50℃，承担了70%~80%的加热负荷；在50℃的基础上进一步用热泵提升10~20℃，能效比从海水或浅层地热的温度提升大得多，因此能耗费用极低。储罐中60~70℃热水的经济输送距离约1km。实例分析表明，热水成本主要由管网等设备折旧和热泵耗能构成，约为每吨10多元。以20元/t价格售出(电/燃气热水器热水价为24~44元/t)时电站可获相当于售电收入1/4~1/2的经济效益(取决于供热与发电规模的比率关系)。

新规划建设的电站选址靠近工业、商住等负荷中心区，规模与用热互相协调适应。由于50℃的经济输送距离可以长达10km，因此电站余热利用可以覆盖数十平方千米的区域。已建成的远离工业、商住区的电站必要时可以搬迁过来。原来废弃的低温热只要能利用一半，天然气能效就可以由45%~55%提高到65%~75%，既改善了天然气发电的经济性和电厂对天然气价格的承受能力，又提供了廉价、高效的终端用热(蒸汽)服务。

5.2 向居民供应热水的可操作性

在新开发的城区，集约化生产的热水的用户有三类：第一类是宾馆、酒店；第二类是在企业工作的外来职工宿舍；第三类是各个新建的住宅小区居民(少数散居的原住居民暂不考虑)。政府可以考虑规定新建小区的房地产开发商把热水管、水表安装到每户，摊到房价中的费用不到5元/m2，可包括在开发商的购地价格中(目前各地开发商的购地成本折算到售房价格中至少1000元/m2，5元/m2可以说是小巫见大巫)。居民入住后，所消费的热水费同样可由物业管理公司按月耗量代收，目前已有越来越多的小区用传统技术(蒸汽加热)提供热水供应服务，收费并无困难。

住在廉租房中的、原来并不奢望享受热水服务的城市低收入群体，也可以享受到生活热水这样的改革开放成果，办法是把这笔费用(每人每月约1t热水，20元/t，每年240元)纳入低保补贴中。全国2800万城市低保人群需增加财政支出约70亿元/a，但如果今后10年新建住区普遍采用废热供热水，则可节能1×104t标煤/a，价值1000多亿元，社会效益十分巨大。[page]

5.3 热泵+电站废热供暖的可操作性

传统的DHS用的是DES的汽轮机0.8MPa高参数抽汽，创新改进是采用乏汽和0.02~0.08MPa低参数抽汽，加上热泵升温。因为燃气轮机联合循环电站热电比只有1.2，用0.8MPa高参数抽汽供暖不仅供暖范围很小，而且是高能低用。解决办法是把10~20km外大型(吉瓦级)燃煤电站的废热藉温升50~80℃的循环热媒水远程输送到城市中心，用COP=5~6的热泵升温供暖。按照1.5km的经济输送半径，根据负荷密度，划分若干个5km2左右大小的区域，每个区域规划1个天然气DES/CCHP能源站(约100MW级)，供热能力达到数百万平方米建筑面积。笔者曾计算过一个典型的利用废热供暖、供热水的实例。20km以外的远程电站乏汽加上0.02~0.08MPa低压抽汽的冷凝潜热，通过10~90℃的循环热媒水输送到采暖负荷中心，通过3级串联的热泵，利用55~10℃低温部分的热源使采暖二次循环回水从45℃升温到53℃，再与90~55℃高温部分直接换热到60℃，循环供暖。一个利用远程燃煤电站300MW汽轮机废热的DES，可给900×104m2建筑物供暖，与传统的用0.8MPa抽汽加热循环热媒水供暖相比，年经济效益8000万元。

5.4 区域供冷站DCS与天然气DES的结合[8]

区域供冷是类似于北方的集中供暖系统、在一定规模区域内由制冷站通过循环管网向各个用户供应空调冷水的系统。它有能效高、同时使用系数小因而冷机投资低、节约用地和运行人员、没有噪音和热岛效应等优势，最近在我国发展很快。日本总结了DCS应用10多年的经验，得出DCS比中央空调和分体空调效率高12%的结论。DCS的主要用户是公共建筑特别是CBD，以及离散制造业工厂的厂房。随着人民生活水平的不断提高，将有越来越多的居民住宅成为DCS的用户。

传统的DCS与天然气DES的结合是采用DES的汽轮机0.8MPa抽汽吸收制冷，这几乎已经成为思维定势。这种模式有几个问题，一是同样规模的吸收制冷机组效率不如电制冷机组高；二是当蒸汽输送距离较远时及实际运行的冷负荷波动致使蒸汽流量大幅度波动时，热能和压力能损失都很大；三是停机再开时蒸汽管线疏水问题较大。更重要的是，在智能电网实现以后，夜间运行蒸汽吸收制冷远不如采用低谷价网电制冷经济，而再上一套电制冷用于夜间运行，投资将增加1倍。因此，在即将到来的智能电网时代，DCS与天然气DES结合的创新模式是采用电压缩制冷。按冷水输送不大于1.5km的规模规划DCS冷站，较大规模的DES可以带几个DCS站。DES昼开夜停，夜间DCS用低谷网电运行。作为天然气DES/CCHP能源供应服务公司一部分的DCS，平段和峰段应用DES按上网价格直供的电力[大致比下网电价低0.1元/(kW•h)]，夜间采用低谷价电制冷，可使财务状况进一步改善，有利于DES/DCS快速推广。

6 终端负荷估算和配置原则：从“以热定电”到“以电为龙头”

在煤电效率只有35%的历史时期，CHP的电力装机容量与供热量相匹配才能得到最高的联产效率，所以必须尽可能利用“供热”的条件实行热电联产，通过“以热定电”来确定电力装机容量是很自然的。而在天然气DES/CCHP的历史时期，情况已经完全不同，“以热定电”原则不再适用[9]。

耗电量是一个国家经济发展的重要指标。本世纪以来，随着中国经济总量迅速扩大和产业结构向制造业大国转型，电力弹性系数一直保持在1.0左右，而且今后还会保持一段时间。中国总耗电量从2003年的1.9×1012kW•h翻一番到2009年的3.7×1012kW•h，用了6年时间。按照规划，再过6年即2015年将再增长60%，达到6×1012kW•h。2003年中国人均耗电量还不到1500kW•h，是美国人均耗电量1.5×104kW•h的1/10，新加坡7000kW•h的1/5。随着经济快速发展，2015年中国人均耗电量将达到5000kW•h。在“十二五”的区域能源规划中，作为反映经济发展的基本指标，新工业区或城区人均耗电量取7000kW•h/a左右、农村地区取3000kW•h/a左右作为能源规划的指标应是较适宜的。

中国的电力负荷大部分在东部，水电和燃煤火电大部分在西部，西电东送是中国电力布局的一大特点。供电安全保障和智能电网的运作都要求在负荷中心兴建一大批分散的电源，因此天然气DES/CCHP发电量便成为“十二五”区域能源规划中一个重要的指标。在沿海经济发达地区，人均耗电量远大于全国平均数。以深圳为例，2009年人均用电量已达6555kW•h/a，预计2015年将达到8500kW•h/a以上。在每一个工业园区或新城区负荷中心，根据经济发展程度和终端能源需求强度的不同，除了依靠西电和省内大型煤电、核电之外，规划1/4~1/2耗电量依靠本地DES生产，对保障供电安全是十分必要的。按照天然气DES调峰发电4500h/a计，对于一个30万人口的新区，就需要设置一个150~300MW装机容量的DES，这就是“以电为龙头”开展能源规划的道理。

对上述30万人口的新区，除30万人的生活热水是基本需求之外，分布式能源站所承担的区域内冷、热、电、汽负荷取决于本区域的气候条件、经济发展程度和产业构成情况。显然，任何一个区域型DES/CCHP，不论季节、不论昼夜，冷、热、电、汽负荷的生产和需求总是相互匹配是不可能的。一方面，这就需要进行优化设计，构建一个柔性的、对负荷变化适应性很强的CCHP系统，能够在各种负荷条件下尽可能保持高效；另一方面，还需要兼顾DES的调峰职能，例如在春秋季节没有空调和供暖负荷，那么对没有蒸汽负荷的DES按照调峰需求运行时，供应生活热水就是提高能效的唯一手段。在这种新的格局下，是否能够有一个系统构建的通用准则和一个衡量能效水平的通用指标，还需要在今后若干年的创新实践中去总结、凝练。但不论如何，不能再套用“以热定电”准则和“热电比”的指标了。

7 区域型DES的类型和规模[2]

中国地域辽阔，各地的气候条件、经济发展程度和产业构成千差万别，但若充分利用中国国情的共性特点，就能够最大限度地发挥冷、热、电、汽多种终端能源需求集成互补的优势。依据产业类型不同，大致可有以下3种类型：以过程工业园区为主体的区域，特点是耗热(或蒸汽)量较大；以离散制造业为主体的区域，除电耗外，厂房耗冷、热负荷较大；商业或三产中心区，建筑物供暖和空调负荷较大。而依据地域气候条件划分，则有两大类型：北方地区供暖负荷时间长、耗量多；南方地区则是空调负荷时间长、耗量多。各种类型的共同点是都有可能集成附近居民用生活热水的负荷。

域型DES的规模确定也有其自身的规律。由于涉及到电站的布局，供冷、热(水和蒸汽)管网的规划建设，所以DES的范围最好是与行政或产业的区域划分相一致。例如，在“十二五”规划中深圳市在其北部规划了20个各有特色的工业园区，可以作为DES规划的基础。当然，并不排除在考虑介质经济距离之下，将一个行政区内的2个或3个园区整合在一起做一个区域能源规划。

DES终端载能介质的经济输送距离大致是：

①　DES电站10kV电力直供的经济距离约为3km左右。但大型电站覆盖的区域不受此限，因为调峰电站接入110kV或220kV电网后经济输送距离要远得多。

②　电站废热供应的50℃热水可以送到几千米外的热水站用热泵升温储存，每个热水站可以覆盖半径约1km范围内的用户。

③　住建部最新规范，5~12℃制冷水的经济输送半径不大于1.5km，可据此规划DCS冷站设置。在智能电网架构下，接入电网的DCS白天用能源站直供电，夜间用低谷网电，不用蒸汽，所以距离DES多远没有关系。

④　有供暖负荷地区DCS与DHS是同一套设备，共用一组管线，机组夏季制冷、冬季按热泵运行。关键是不同地域冬夏冷热负荷不同，可通过参数的优化设计及循环冷(热)媒水的温升、流速的优化调节，构建一个柔性的系统来满足。

⑤　1MPa级低压蒸汽的经济输送距离约为8~10km。

根据目前正在规划和建设的若干项目的情况分析，适合于上述中国区域型DES/CCHP的基本模式和经济输送距离，能够把工业和商住用能集成在一起，尽可能实现冷、热、电、汽联供的区域面积大致在10km2的量级。规划的通用步骤，一是按照人口和产业需求规划一个适宜规模的天然气DES电站；按照居住人口分布，规划若干个热水站。二是按照公共建筑包括工业厂房空调制冷和供暖负荷的空间分布，规划若干个集中供冷(暖)站DCS(DHS)。三是根据工业蒸汽负荷的需求时间特性规划联供方案：16h/d运行的、在经济输送距离内的可由电站抽凝式汽轮机同步供应；24h/d运行的，原则上把用户集成起来，构建一个适当规模的24h/d连续运行的DES/CCHP子系统。适合于这样的区域型DES机组的规模见表2。

以珠三角地区为例，正在规划或建设的珠海横琴新区冷热电联供能源站、深圳光明新区调峰电站、中山嘉明燃机电厂二期、珠海高栏港区域能源站以及随着“十二五”能源发展而有可能调整、改造的大铲岛广前电厂、大鹏东部电厂等均属于表2中第1类；中山南朗深南电厂、民众镇沙仔化工纺织园区电站、东莞东兴冷热电联供电厂、广州科学城北区“中新知识城”远期、深圳钰湖调峰电站、观澜中部组团能源站、清远顺德(英德)产业转移园能源站等大体上属于第2类；以中山嘉明燃机电厂三期为代表的一批较大型工商住区能源站属于第3类；以广州大学城分布式能源站为代表的中型工商住区属于第4类(参见华南理工大学《光明新区冷热电联供与中水回用专项规划》、《中新知识城规划建设热电冷三联供低碳经济园区咨询报告》、《佛山顺德(英德)产业转移工业园节能规划》、《广州大学城区域能源规划研究》等研究报告)。[page]

在我国中部和北方地区，以超大城市中心区集中供暖、公共建筑空调，居民生活热水三类负荷为主的DES，需要结合本文“5.3”中的远程废热+热泵提温系统技术。供应一个几百万平方米建筑面积的城区的DES大致需要第4类到第3类的机组规模，如大连的东港新区、天津的陈塘新区、北京的未来城、郑州的雁鸣湖新区等。

“十二五”期间各地正在规划的各类新区有成百上千个，总装机容量将达上万亿千瓦。从各自的产业、规模、气候特点出发，采用科学的系统工程方法，尽可能集成各类终端负荷，规划设计出柔性的DES/CCHP系统，与新区同步建设，就有可能使我国新增的工业和商住GDP能效成倍地提高，单位GDP能耗大幅度降低。这是完成中国对世界承诺的2020年碳强度降低40%~45%的重要保证[3]。

8 “十二五”期间发展DES的支撑条件

如何抓住这个与工业化和城市化同步、普遍推广区域型DES/CCHP的千载难逢的历史机遇，这需要一系列支撑条件。

①　地方政府的发改委、能源局负有最重要的责任。需在转变认识和观念的基础上，统筹环境、规划、城建、电力等各部门，制订好与各个新工业区、新城区总体发展规划相协同的、以DES/CCHP为核心的能源规划。并且要主持项目的招标、建设，给与必要的金融和税收优惠，授权特许经营，实施价格监管。

②　国资委下属各大电力集团和地方电力、能源企业，包括准入的民营和外资企业是DES/CCHP的投资主体，也必须转变观念，从单纯发电转向冷热电联供终端能源供应服务，从习惯于独资经营转向与多个利益相关方协同合作。

③　国营电网公司应认清智能电网与DES相得益彰、互利双赢的大趋势，从习惯于独家垄断地位的心理束缚中解脱出来，与电力、天然气、终端能源供应服务等企业联手，打造效率领先于世界的中国DES/CCHP产业，同时创出世界最高水平的电网安全保障模式和调峰机制。

④　几大国有石油公司也需要转变观念，不要以从油气产业链上、中游一直拓展到下游的全行业垄断为目标，而是把协同地方政府、电力、电网各方，构建国家低碳、高效率的终端能源供应体系作为自己义不容辞的责任和崇高目标。协同国家发改委适时理顺天然气价格机制和天然气上、中、下游市场机制，协同其他各方推进各地众多DES/CCHP项目的开展和产业链的发展壮大，并且在这一发展壮大过程中找到自己的位置。

⑤　DES/CCHP系统从末端的能源供应服务到CCHP设施的规划、设计和建设，包括燃气轮机、余热锅炉、汽轮机、各种换热设备、热泵设施、制冷机组等上千套设备的研发制造，相应的各种冷、热、汽管道的制造、安装等等，将构建出一个庞大的低碳产业链，在未来5~10年内，将推动若干个行业的发展、科技进步和集成创新，创造数以百万计的就业机会。国家及地方有关部门需要及早制订规划，为这些新兴产业的孵化提供适宜的条件，并且把它作为发展民营企业、吸纳民间资本、调动民间力量的重要平台。

9 结语

全世界都在盯着耗用世界19.2%能源、47%煤炭(2009年)，CO2排放已达65.3×108t(2008年)、位居世界第一的中国(数据源自《能源政策研究》2010年第6期第8~21页)，如何在这个全球走向低碳能源的时代实现自己的工业化和城市化。2010年中国已经成为世界核能与可再生能源发展最快的国家，但这并不能保障最近10年内中国工业化和城市化的能源需求。这个保障，只能依靠高效利用快速增长的天然气，在工业和商住领域推广DES/CCHP，在交通领域普及LNG车船。与核能与可再生能源的发展不同，它所涉及的不仅仅是一次能源构成的改变，更是能源终端利用的深刻变革。“十二五”已经吹响了进军的号角，中国的有关各界应转变观念、抓住机遇、整合力量，走出这迈向低碳能源发展的关键一步。

参考文献：

[1] U.S.Department of Energy，Energy Information Administration.

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(编辑 张 峰)