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上海西齐机电设备有限公司

污泥焚烧厂实现用电自给自足

**较大的泥污焚烧厂现已基本实现用电自给自足。凭借新近安装的两台蒸汽锅炉和一台蒸汽轮机，它可以利用焚烧过程产生的废热来发电，满足至少95%的用电需求，而运行成本也削减近10%。

在此之前，该厂仅将废热用于生产低压蒸汽。低压蒸汽可用于多个不同加工过程，发电能力有限。西门子旗下独立品牌锅炉*NEM公司，现已将4台低压蒸汽锅炉中的两台更换为高压锅炉，并安装了一台蒸汽轮机。这样一来，该厂可以大大提高废热利用效率，并将发电量提高至原来的9倍。

磷回收

仅在德国，每年就要产生约800万吨脱水城市泥污。其中约三分之一的泥污为农业部门所利用，但由于农业应用对泥污的质量要求越来越高，污泥农用比例多年来一直未能提升。因此，不论是在专业焚烧厂进行焚烧，还是在水泥厂、燃煤电厂和垃圾焚烧厂用作辅助燃料，焚烧污泥的吸引力与日俱增。专业焚烧厂其优点是可以分离出泥污中所含的宝贵原料，特别是磷肥料的回收利用。

在荷兰，N.V. Slibverwerking Noord-Brabant（SNB）运营着这样一家污泥焚烧厂，每年处理约45万吨脱水**泥污——在大约900摄氏度高温下焚烧干燥的泥污。

定制锅炉

对SNB焚烧厂进行改造，为其配备两台高压蒸汽锅炉用于发电，这对NEM公司（2011年并入西门子）的工程师而言，面临着两个挑战。他们设计的锅炉必须能适用于这个建于1997年的焚烧厂。此外，必须尽快安装好锅炉，同时保持焚烧厂部分运行，以免中断**泥污的处理。

*们随后打造出一台既满足蒸汽轮机技术规格（450摄氏度蒸汽温度和60巴压力），又符合尺寸和重量规定的锅炉。实现这一点，一定程度上得益于减小锅炉省煤器炉管的直径，从而得以减小管壁厚度，减轻重量。此外，有必要根据高度限制来调节管道间距，同时还应考虑燃料的污垢特性。工程师对蒸汽温度尤其重视。泥污中含有多种不同化学元素，其中一些化学元素在较高温度下会腐蚀金属。正因为如此，哪怕锅炉和蒸汽轮机能够在更高温度下工作，蒸汽温度被限制在450摄氏度。

然后，由蒸汽来驱动西门子SST 110工业蒸汽轮机。蒸汽轮机采用两个并行模块。高压模块在60巴蒸汽压力下工作。低压模块在2.5巴压力下供应剩余的蒸汽。这种低压蒸汽主要用于烘干泥污——送到焚烧厂时，**泥污含有约75%的水分。改装高压锅炉时淘汰了原来用低压蒸汽运行的蒸汽电机，过去该电机利用450千瓦发电机来发电。现在，焚烧厂使用一台3,500千瓦发电机，满足其几乎全部用电需求。

能源是驱动经济和社会发展必不可少的动力。在我国，环境问题已受到广泛关注，对于企业的节能减排要求愈发严格。同时，能源经济结构调整也不断深化。如何让未来的能源生产和消费保持良好的经济性、可靠性和可持续性？*认为，因地制宜地发展靠近用户端的分布式能源，是实现更加科学、合理和友好的电力生产与使用的可行之路。

我国分布式能源的发展现状如何？遇到了哪些机遇与挑战？又该如何应对？厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强教授、天津华电北宸分布式能源有限公司副总经理邓优群和中国节能协会热电产业联盟秘书长张东胜分别从各自的角度分享了他们的观点。

发展分布式是能源转型的合理选择

当前，我国能源结构仍以化石能源为主，清洁能源和可再生能源利用水平有待提高，但整体能源产消结构正不断优化。2016年全国能源工作会议发布的数据显示，当年我国一次能源生产中的煤炭占比**低于70%，非化石能源增速接近12%。2017年上半年，我国清洁能源装机增量明显**火电，可再生能源占新增装机比重达70%。

对此，张东胜认为，我国能源结构已进入战略性调整期，油气替代煤炭，非化石能源替代化石能源的双重更替正在加快，要想提高环保治理水平，能源领域供给侧结构改革应摆在首要位置。

与此同时，太阳能和风能等新能源已开始蓬勃发展。在林伯强看来，分布式能源是解决新能源利用难题的重要途径。他指出，虽然我国风电和太阳能总装机容量已达****，但“弃风、弃光”现象依然比较严重。

“大型新能源基地主要集中在西部和西北部，但当地的用电市场容量有限，要让机组被充分利用，必须借助特高压输电系统，经长距离将电力输送到东部经济发达地区。但是，这种方式的输送成本太高。此外，新能源**的波动性还会对电网系统带来冲击。总体来看，新能源的利用小时数太低。要想突破这个瓶颈，采用分布式能源是一条可行之路，也是当前我国**已经明确的发展思路。这种方式的较大优势就是发电设施距离负荷中心比较近，可以在一定程度上避免大规模的‘弃风’、‘弃光’问题。”他解释道。

张东胜认为，我国应大力发展分布式能源的主要原因有三点：其一，分布式能源让能源生产靠近需求侧，将电力线损和热（冷）力管损等降到较低，以“温度对口，梯级利用”为原则，按照不同热力温度对能源进行不同程度的利用，可大幅提升能效；其二，无论分布式天然气还是分布式光伏，都属于清洁高效能源，能显着降低废气、废水和固体废弃物的排放；其三，数字化技术的进步，尤其是智能电网等新技术的应用普及，为分布式能源系统发展开拓了思路，也提供了技术基础。

尽管具有许多优势，分布式能源在我国的推广应用依然受限于诸多因素，需要国家从政策层面给予进一步支持。对此，张东胜指出，由于应用在分布式能源领域的小型燃气轮机、光伏组件和储能系统等价格高昂，分布式能源的建设成本仍然较高，与常规能源相比，经济性相对较差。如果没有国家财政政策的支持，过长的投资回收期将影响投资热情。因此，技术开发鼓励、投资鼓励和税收激励，电力体制改革和热力体制改革等国家有关部门的宏观政策，以及地方**的区域发展政策，都是推广分布式能源应用不可或缺的外部环境。

产业系统性创新需要突破瓶颈

除了政策支持，分布式能源的发展也需要技术支持。由于**的间歇性和随机性等问题，分布式能源在并网后容易引起电压波动和电压闪变，要实现配电网的功率平衡，保证供电可靠性和电能质量是主要挑战。

林伯强表示：“要解决新能源的波动性问题，就要将储能等创新技术充分融入微电网模式。在此方面，拥有先进微电网数字化和自动化技术的跨国企业可以为中国企业提供借鉴。像西门子这样的跨国公司，可以通过先进的技术解决储能问题，并把智能微电网和分布式一体化管理做得更好，从技术上和商业模式上破解中国分布式能源发展中存在的问题。”

林伯强认为，人才与技术相辅相成。要实现一个产业的系统性创新，核心作用离不开人。德国长期以来一直采取双元制教育来应对这方面的挑战。在这种制度下，学生可以进入公立职业学校学习，同时可在西门子这样的企业里以带薪实习的方式接受在职培训。这样就将人才培养和产业实践很好地结合起来。我国的分布式能源行业正在走向成熟，像这种理论与实践相结合的人才培养方式或许可以为我们提供一些启发。

与传统能源系统相比，分布式能源项目因为规模小、技术新，在实际落地过程中有自己的特点。在电力行业从事了多年分布式能源研究和实践的邓优群认为，做好分布式能源项目的关键点有四个。**，精选厂址、分步实施，按市场需求逐步推进项目；*二，去电厂化、培养用户，抛开建设现有大型燃气发电站和大型风电光伏基地的思路，根据新能源本身的特点，以因地制宜的理念实现协调发展；*三，合理配置、降低造价，用较科学的优化方案实现能源梯级利用；*四，提质增效、引入竞争，在不断变化的环境中用创新型视角改善运营管理。

结合丰富的实践经验，邓优群对分布式能源项目建设给出了自己的意见：“如果分布式能源站只是为了发电，而没有将冷热负荷投入使用，是不经济的。因此，分布式能源不能以发电为主要目的，而要以冷热定电，以真实效益好为原则，充分保证机组利用小时数达到4500小时以上，整体效率达到70%以上，利用好多余的热水和蒸汽，且综合应用各种包括冷却塔、热泵回收技术、燃气进气冷却和天然气加热等节能措施。尤其应注意不要建设规模过大的项目，要打破现有设计规程，更加灵活地布置机组，同时重视培育市场和适应区域需求。”

若想达到这种效果，企业应该对项目中复杂的能源流动与转化进行综合统筹和把控。如果在发电、输配电、储能等环节采用不同供应商的产品，则有可能影响信息传递效率和项目整体可控性。对此，张东胜指出：“在分布式能源系统建设中，采用整体解决方案，可以使业主在勘测、设计、建设、运维等各个阶段降低技术风险和财务风险，并规避由此带来的一系列问题。”

“整体解决方案是现代商业服务的必然产物，整合了资源，简化了流程，也提高了效率。”张东胜用“四个有利于”进行了总结，“这种方式有利于统一标准、接口、数据和规范，提高设备协作和人机协作之间的稳定性；有利于系统整体优化，方便扩充；有利于降低投资成本，提高投资可控性；有利于工期保证和运维稳定，为人员培训搭建桥梁。”

市场潜在增长性应受关注

谈到分布式能源的未来，邓优群持乐观态度。“美国现在有7000到8000个燃气分布式项目，我国计划在2020年达到1000个。目前来看，发展速度还没有完全跟上，但潜力巨大。”他表示。

邓优群认为，**、企业、供应商三方都要重视用户的选择和培养，对需求市场给予更多关注。

张东胜则指出，分布式能源的发展也是装备商的盛宴。中小型燃气轮机在未来的爆发性增长可以预期。面对机遇，像西门子这样的跨国企业，应当加强与中国本土企业在技术开发和装备生产等方面的合作，做到优势互补、培育市场，发挥好自身在系统集成和控制系统方面的优势，在系统优化配置和能源高效利用上做好文章。

“分布式能源的发展，将带来一次能源生产行业、电力行业、技术供应、设备产销、用户端等全产业链的繁荣。这将是能源领域的一次转型，也是一次重要的历史机遇。”张东胜表示。