燃?xì)饪照{(diào)是空調(diào)發(fā)展趨勢

PAGEPAGE4燃?xì)饪照{(diào)是空調(diào)發(fā)展趨勢燃?xì)饪照{(diào)概述以燃?xì)鉃槟茉吹目照{(diào)設(shè)備簡稱燃?xì)饪照{(diào)，是利用天然氣燃燒產(chǎn)生熱量的吸收式冷熱水機(jī)組。廣義上的吸收式燃?xì)饪照{(diào)有：燃?xì)庵比紮C(jī)、燃?xì)馕帐綗岜?、燃?xì)忮仩t+蒸汽吸收式制冷機(jī)、燃?xì)忮仩t+蒸汽透平驅(qū)動離心機(jī)等。由于燃?xì)忮仩t+蒸汽吸收式制冷機(jī)和燃?xì)忮仩t+蒸汽透平驅(qū)動離心機(jī)效率低，在實(shí)際中很少采用，本研究不作討論。燃?xì)庵比紮C(jī)又稱直燃溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)，是采用燃?xì)庵苯尤紵峁┲评?、采暖和衛(wèi)生熱水。制冷劑是水，吸收劑是溴化鋰，對人體無毒，對環(huán)境無害。吸收式燃?xì)饪照{(diào)與電力空調(diào)相比具有如下優(yōu)勢：功能全、設(shè)備利用率高、綜合投資不高；設(shè)備能源利用率較高；天然氣為清潔能源，燃燒后產(chǎn)生的有害氣體少；機(jī)械運(yùn)動部件少、震動小、噪音低、磨損小、使用壽命長；制冷工質(zhì)為溴化鋰的水溶液，價格低廉，對環(huán)境危害小。最為重要的是推廣使用燃?xì)饪照{(diào)不僅有利于改善供電緊張狀況，而且對于提高電力負(fù)載率，改善電力峰谷平衡率都有十分可觀的效果，這不僅能解決能源綜合利用減少資源浪費(fèi)的問題，而且對于提高電力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)利用率和有效控制電力設(shè)備投資盲目增長，降低電力成本和穩(wěn)定供電能力都有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；同時，推廣使用燃?xì)饪照{(diào)對于有效平衡燃?xì)饧竟?jié)峰谷、提高燃?xì)夤芫W(wǎng)利用率、降低供氣成本，提高燃?xì)庑袠I(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是十分有益的。國內(nèi)外燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展情況20世紀(jì)60年代未，燃?xì)饪照{(diào)開始走向市場。隨著燃?xì)庵评淇照{(diào)技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了大中小型吸收式燃?xì)饪照{(diào)、壓縮式燃?xì)鉄岜煤腿細(xì)獬凉窨照{(diào)設(shè)備?，F(xiàn)在城市天然氣事業(yè)發(fā)展非常迅速,已成為城市的主要能源之一。由于城市用氣負(fù)荷存在季節(jié)不均勻性,冬季用氣量大,夏季用氣量小,這樣夏季就有部分富余燃?xì)饪晒┤細(xì)饪照{(diào)器使用。夏季電力十分緊張,電氣式空調(diào)器的發(fā)展受到限制，發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)器將成為解決這一問題的關(guān)鍵途徑。各國政府和燃?xì)獠块T都采取措施鼓勵燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展，燃?xì)饪照{(diào)設(shè)備已經(jīng)獲得了很大的市場份額。1．國外燃?xì)饪照{(diào)日本在20世紀(jì)60年代未，意識到了燃?xì)饪照{(diào)有消減夏季高峰電力、填補(bǔ)夏季低谷燃?xì)獾囊嫣?，從政府到燃?xì)馄髽I(yè)一致推動燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展，大約用了10年的時間，在燃?xì)庀臉?gòu)成中，1995年日本總共銷售燃?xì)?17億立方米，其中用于燃?xì)饪照{(diào)的燃?xì)飧哌_(dá)34億立方米，其比率幾近16％。日本燃?xì)馕帐娇照{(diào)在1991年時只有1.94萬臺，到1998年發(fā)展到3萬臺。日本燃?xì)饪照{(diào)的迅猛發(fā)展主要得力于政府和燃?xì)夤緦?shí)施的一系列切實(shí)有效的支持措施，政府方面主要實(shí)施政府貸款和免稅等措施；燃?xì)夤痉矫鎸?shí)行優(yōu)惠氣價鼓勵燃?xì)饪照{(diào)的大量應(yīng)用，并直接投入大量人力、財(cái)力對燃?xì)饪照{(diào)枝術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)工作。促進(jìn)燃?xì)饪照{(diào)設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用。日本燃?xì)饪照{(diào)之所以發(fā)展如此迅速，其動力是日本政府及燃?xì)夤静扇〉耐茝V燃?xì)饪照{(diào)的相關(guān)政策與措施。日本政府于1997年制定了新能源法《促進(jìn)新能源利用等措施法》，目的是促進(jìn)新能源的開發(fā)利用，推廣使用節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率，減少大氣污染及溫室氣體排放。對燃?xì)饪照{(diào)和發(fā)電進(jìn)行鼓勵，具體措施是：（1）對達(dá)到一定規(guī)模的高效天然氣熱電冷聯(lián)供設(shè)備使用單位進(jìn)行資助，補(bǔ)助率為投資1/3到1/2。這極大刺激用戶采用燃?xì)饪照{(diào)。（2）政府撥款資助能源開發(fā)與節(jié)能的項(xiàng)目，對已建的工廠、事業(yè)單位引進(jìn)和使用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)助，補(bǔ)助率為1/3，但總額不超過2億日元。（3）優(yōu)惠稅制，在設(shè)備啟用期間及運(yùn)行后一年內(nèi)，采用以下優(yōu)惠辦法：一是扣除法人相當(dāng)7％的稅額（啟用年不超過20％）；二是第一年獎賞設(shè)備投資的30％。使用燃?xì)饪照{(diào)設(shè)備的單位從二者選一。（4）低利率融資，日本開發(fā)銀行對發(fā)電及廢熱利用項(xiàng)目給予利率為1.8％的融資，融資限度為50％，融資年限為10年。日本中小企業(yè)金融公庫對中小企業(yè)投資燃?xì)忭?xiàng)目，給予利率為1.8％的融資，融資限度為2.7億日元，融資期限15年。（5）建筑物補(bǔ)助金制度，對于10000m3以下的建筑使用吸收機(jī)組或燃?xì)鉄岜茫℅HP）機(jī)組，國家給予一定的補(bǔ)助金。燃?xì)夤緦Σ煌細(xì)饪照{(diào)用戶采用不同的供氣合同和不同的價格，對夏季空調(diào)用氣進(jìn)行大幅優(yōu)惠，從而使燃?xì)饪照{(diào)技術(shù)在日本得到了非常迅速的發(fā)展，同時對填補(bǔ)夏季燃?xì)獾凸劝l(fā)揮了至關(guān)重要的作用。美國在1982年以前天然氣的價格一直居高不下，1973年到1982年一直處于增長狀態(tài)，燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展在這段時間受到了制約。從1983年到1995年天然氣的價格下降了近50％，促使燃?xì)饪照{(diào)開始發(fā)展。1994年安裝了400臺大型燃?xì)馕帐娇照{(diào)，占當(dāng)年安裝大型空調(diào)設(shè)備的9％，1995年安裝的大型燃?xì)馕帐娇照{(diào)達(dá)到20000冷噸。特別是1999年7月因連續(xù)高溫導(dǎo)致空調(diào)用電劇增，紐約地區(qū)14個電網(wǎng)中有6個陷于癱瘓，數(shù)十座城市發(fā)生拉閘限電。專家、政府充分認(rèn)識到應(yīng)大力發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)解決電力在夏季的調(diào)峰問題。在2000年中央空調(diào)銷售市場中，燃?xì)饪照{(diào)份額迅速提高。美國天然氣年平均價格（換算為人民幣，元/m3）年月井口價城市門站價民用商業(yè)用工業(yè)用發(fā)電用19950.4540.8151.7761.4800.7940.59219980.5690.9001.9991.6060.9200.70319990.6360.9261.9611.5620.9090.76820001.0551.3782.2601.8111.3071.26620011.1791.5362.9062.3741.5011.41320020.8651.2032.5041.9211.1741.250從上表表可以看出美國的城市天然氣價格有這樣幾個特點(diǎn)：（3）火力發(fā)電設(shè)備利用小時與設(shè)備利用率逐年下降。1995年到1998年全國高峰負(fù)荷平均增長740萬千瓦，相對售電量增長率小，造成電網(wǎng)負(fù)荷率降低。幾個主要電網(wǎng)負(fù)荷率普遍下降，1995年至1998年華中電網(wǎng)下降9.3個百分點(diǎn)，四川電網(wǎng)下降8.2個百分點(diǎn)。（4）空調(diào)負(fù)荷對電負(fù)荷特性的影響越來越大，持續(xù)高溫、潮濕悶熱等極端氣候?qū)ω?fù)荷及負(fù)荷特性影響越來越顯著。如1999年7月京津唐連續(xù)高溫，空調(diào)負(fù)荷增加300萬KW，其中，北京空調(diào)負(fù)荷比1998年增加100多萬KW（因電空調(diào)的大量使用使7月28日電負(fù)荷601萬KW比1998年492萬KW高出109萬KW），天津空調(diào)負(fù)荷比1998年增加60多萬KW。1999年10月19日中國電力報(bào)刊登國家電力公司陸延昌副總經(jīng)理在全國電力營銷會議上的講話中說：“1998有2000多萬千瓦裝機(jī)僅在高峰時段運(yùn)行數(shù)百小時，發(fā)電資源浪費(fèi)很大?！憋@然這與電力空調(diào)負(fù)荷有密切關(guān)系。通過上述分析可知，大力發(fā)展電力空調(diào)對電力工業(yè)經(jīng)濟(jì)有很大的不利影響，使電力不均勻性的負(fù)荷特性加大，設(shè)備利用率進(jìn)一步降低。發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)，可有效地降低電網(wǎng)高峰負(fù)荷，相應(yīng)降低峰谷差，提高電網(wǎng)負(fù)荷率和發(fā)輸配電設(shè)備利用率。下表為北京市2002年各月最大電負(fù)荷與各月的供氣負(fù)荷不均勻性曲線，可以看出夏季是燃?xì)庳?fù)荷的低谷期，卻是電力負(fù)荷的高峰期，燃?xì)饪照{(diào)的推廣使用，可降低電網(wǎng)夏季高峰負(fù)荷，填補(bǔ)燃?xì)獾牡凸?，?shí)現(xiàn)電與燃?xì)赓Y源的有效利用，降低供電與供氣成本。根據(jù)有關(guān)專家估算：每減少10％的空調(diào)峰電負(fù)荷，可提高電網(wǎng)負(fù)荷率9個百分點(diǎn)，而總發(fā)電量只減少1%，可使電力系統(tǒng)的設(shè)備利用率提高，降低供電成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。2.降低電力系統(tǒng)建設(shè)投資，提高燃?xì)夤?yīng)的經(jīng)濟(jì)性對中央空調(diào)來說，燃?xì)饪照{(diào)機(jī)的投資略高于電力空調(diào)機(jī)的投資，但電力空調(diào)機(jī)需要相應(yīng)配置發(fā)電、輸電和配電設(shè)施，需要大量增加電力系統(tǒng)建設(shè)投資，可以說用戶每裝一臺電力空調(diào)，建電廠電網(wǎng)以保證供電需要的投資高于用戶購空調(diào)的投資。用戶使用1kw電負(fù)荷的電力空調(diào)投資約為3000元，每增加1kw的有效供電能力，發(fā)電設(shè)備投資為5500～6500元/kw，輸配電投資為1600～2200元/kw，總投資為7100～8700元/kw。如果增加100萬KW空調(diào)用電，供電系統(tǒng)建設(shè)投資為71～87億元。對于燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)來說，一般是按高峰負(fù)荷設(shè)計(jì)的，由于冬季氣溫較低，用氣量較大，用氣高峰負(fù)荷都在冬季，特別是有燃?xì)獠膳脩舻暮涞貐^(qū)，冬夏負(fù)荷相差較大。而如果設(shè)法在夏季增加用氣量，不需增加主管網(wǎng)的投資，只增加少量用戶引入管道系統(tǒng)的投資即可。如果采用燃?xì)饪照{(diào)就可以節(jié)省大量的供電系統(tǒng)投資。對于燃?xì)庵比际嚼渑照{(diào)機(jī)不僅在夏季可以空調(diào)制冷，在冬季還可以采暖及全年提供衛(wèi)生熱水，一機(jī)多用，降低采暖空調(diào)的成本。3.發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)可降低供電成本由于空調(diào)負(fù)荷的波動非常大，最大負(fù)荷與最小負(fù)荷相差幾十倍甚至上百倍，最大負(fù)荷的運(yùn)行時間很短，北京市的空調(diào)最大負(fù)荷利用時間僅為650多小時。如果全部采用電空調(diào)，會極大的增加峰值負(fù)荷。要解決這一問題需建設(shè)大量調(diào)峰電廠。主要調(diào)峰方式有燃油和燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)峰、燃煤機(jī)組調(diào)峰、水電站棄水調(diào)峰、抽水蓄能電站調(diào)峰。燃油和燃?xì)庹{(diào)峰機(jī)組的運(yùn)行成本高；火電機(jī)組調(diào)峰使發(fā)電效率下降，造成單位發(fā)電煤耗的上升；水電站棄水調(diào)峰損失發(fā)電量，浪費(fèi)水資源；采用抽水蓄能電站調(diào)峰成本高，不僅需要巨額投資，而且損失20％～25％的電量。我國現(xiàn)有的發(fā)電設(shè)備大多數(shù)為國產(chǎn)機(jī)組，調(diào)峰能力差，燃煤電站調(diào)峰有時還要用燃油，火電機(jī)組頻繁起停調(diào)峰會影響機(jī)組壽命。特別是南方空調(diào)負(fù)荷大的地區(qū)，水電比重大，夏季高峰負(fù)荷時期靠少量火電調(diào)峰困難更大。發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)降低夏季電網(wǎng)高峰負(fù)荷，減少了發(fā)電成本最高的那一部分電網(wǎng)負(fù)荷，使終端用戶不必因空調(diào)用電造成負(fù)荷率下降和調(diào)峰困難承擔(dān)額外的電力投資和成本。以發(fā)電成本中固定成本和可變成本各占50％計(jì)算，供電負(fù)荷率每降低10％，發(fā)電成本就會上升5%。發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)會使供電負(fù)荷率上升，降低供電成本，提高供電效益。4．發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)減少環(huán)境污染使用天然氣與電能都直接或間接產(chǎn)生各種大氣污染物（CO2、SO2、NOx、懸浮顆粒物）的排放，目前我國的電有80％以上的是以煤為燃料生產(chǎn)的火電，電空調(diào)用電會通過電廠間接向環(huán)境中排放污染物。目前我國的燃煤電廠的平均有效供電為33％，電網(wǎng)的輸配電損失為上網(wǎng)電的10％左右，因此在終端用戶的有效供電一般平均在30％左右。天然氣按北京使用的陜西長慶天然氣計(jì)算，熱值為36Mj/Nm3，H2S含量為6.01ppm。根據(jù)《中國生態(tài)住宅技術(shù)評估手冊》推薦的我國建筑能耗大氣污染物排放指標(biāo)計(jì)算作為計(jì)算依據(jù)，計(jì)算結(jié)果如下：各種常規(guī)能源的大氣污染物排放指標(biāo)排放指標(biāo)單位電天然氣燃油煤CO2kg/kWh0.950.19840.310.39SO2mg/kWh64009.5975.241702.8NOXmg/kWh3632576.21066.41238.4總懸浮顆粒物（TSP）mg/kWh88021.5139.2703在北京地區(qū)水冷電空調(diào)機(jī)組的COP平均在5以上，風(fēng)冷電空調(diào)的COP平均在3以上。雙效燃?xì)庵比伎照{(diào)的COP一般在1.20到1.3之間，考慮到吸收式直燃機(jī)的循環(huán)水泵的電耗大于水冷式機(jī)組，實(shí)際的COP在1.1～1.2之間。根據(jù)空調(diào)機(jī)組的綜合COP與排放指標(biāo)計(jì)算出的不同能源單位冷輸出的大氣污染物排放量如下：機(jī)組類型綜合COPSO2mg/kWhNOXmg/kWhTSPmg/kWhCO2kg/kWh水冷機(jī)組5～5.51280～1164726～660176～1600.19～0.17風(fēng)冷空調(diào)3～3.52133～18291211～1037293～2510.32～0.27燃?xì)庵比紮C(jī)1.1-～1.28.6～7.5524～48020～180.18～0.17燃油直燃機(jī)1.1～1.2887～813969～889127～1160.28～0.26從上表看出，水冷式電空調(diào)與燃?xì)庵比伎照{(diào)比，SO2排放量高出100多倍，NOX高出34％～40％，TSP高出約9倍，CO2排放量基本相同。風(fēng)冷式電空調(diào)與燃?xì)庵比伎照{(diào)比，SO2排放量高出200多倍，NOX高出2倍多，TSP高出13～15倍，CO2排放量高出58％～78％。此外電力空調(diào)機(jī)使用CFC及其替代物HCFC為制冷劑，由于CFC具有很強(qiáng)的對臭氧層的破壞能力和溫室效應(yīng)，目前已經(jīng)在大多數(shù)國家和地區(qū)被禁止使用。HCFC物質(zhì)雖然對臭氧層的破壞能力比CFC物質(zhì)小，但它也同時具有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，它的使用也被限制，將來也屬于禁用物質(zhì)。這些物質(zhì)泄漏或廢棄后要破壞大氣臭氧層和產(chǎn)生很強(qiáng)溫室效應(yīng)，會對大氣環(huán)境造成不利影響。直燃式空調(diào)機(jī)吸收劑是溴化鋰，對人體無毒，對環(huán)境危害小。采用直燃機(jī)有利于保護(hù)大氣臭氧層和減少溫室氣體排放量。四、燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展前景1．燃?xì)饪照{(diào)的氣源保證燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展首先取決于燃?xì)獾陌l(fā)展，特別是天然氣的發(fā)展。由于天然氣使用方便、安全、供應(yīng)可靠、熱值高、經(jīng)濟(jì)、污染少、溫室效應(yīng)指數(shù)低，是全世界公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)潔凈燃料。而且天然氣的儲量巨大，可持續(xù)使用近百年。從二十世紀(jì)九十年代初開始，世界上大多數(shù)國家都制定鼓勵發(fā)展天然氣的能源政策，對天然氣工業(yè)進(jìn)行大量投資，推廣使用天然氣。據(jù)國際天然氣聯(lián)盟1997年10月的一項(xiàng)調(diào)查，1995年全世界的天然氣消耗量約為20000億立方米，到2030年，世界天然氣的年消耗量幾乎增加一倍，達(dá)到41000億立方米。國際各權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測2010~2020年間天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例將達(dá)到35~40%，天然氣將成為第一能源。我國從九十年代末期開始進(jìn)行大規(guī)模的城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，天然氣的利用和發(fā)展拉開序幕。到2010年天然氣在整個能源結(jié)構(gòu)中的比例可達(dá)到8％左右，天然氣將成為大城市的主要能源之一。因此發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)符合國際能源發(fā)展趨勢和我國城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的國策。2．發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)可優(yōu)化電力與天然氣的供應(yīng)燃?xì)饪照{(diào)具有改善夏季電負(fù)荷特性，可減少電力、燃?xì)夤?yīng)的峰谷差，降低電力系統(tǒng)建設(shè)投資，提高電力與燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)的利用率，降低供電與供氣成本。因此，發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)對國家來說使天然氣資源和電力資源得到有效合理的利用，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，并符合能源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，有廣闊的發(fā)展前景。目前由于燃?xì)饪照{(diào)的初投資大，燃?xì)鈨r格偏高，阻礙了燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展，所以國家應(yīng)該參考國外發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)的經(jīng)驗(yàn)，制定相關(guān)政策鼓勵燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展。3．發(fā)展燃?xì)饪照{(diào)的環(huán)境與相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟我國已將快速發(fā)展城市天然氣事業(yè)作為一項(xiàng)非常重要的國策，充分認(rèn)識到燃?xì)饪照{(diào)對提高電力和燃?xì)夤?yīng)的效益有重大作用，政府和燃?xì)獠块T開始研究對策鼓勵燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展。國家在燃?xì)饪照{(diào)設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、使用、安裝、運(yùn)行管理、消防與安全等方面的支持性法規(guī)在逐步完善；各城市的政府和燃?xì)獠块T也開始研究燃?xì)饪照{(diào)的能源政策，渴望在不久的將來制訂出鼓勵推廣燃?xì)饪照{(diào)的金融、財(cái)政、稅收、投資、環(huán)保、城市建設(shè)等有關(guān)各方面的支持性政策和措施。電力部門也開始意識到目前鼓勵大力發(fā)展電空調(diào)對電力發(fā)展產(chǎn)生的負(fù)面影響，認(rèn)識到燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展可對促進(jìn)電力健康發(fā)展產(chǎn)生