CCHP技术应用方向.pdf-_园艺星球（共享文库）

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【提纲】热电冷三联产的应用方向 1 什么是热电冷三联产热电冷三联产系统是利用使用燃料的发电机在发电同时，回收燃烧过程产生的废热（包括尾气中的废热），以及利用回收的热能进行制冷的系统设备。在农业上应用时，一般还会增加尾气二氧化碳回收和纯化设备。热电冷联产系统实际上就是是在热电联产系统基础之上加入吸收式制冷设备，使之可以制冷。系统在产生电能的同时，还会产生热能、冷能和二氧化碳气肥，欧洲设施农业从业者利用较为廉价的天然气资源，电力自发自用，减少昂贵的电网电力购买量，并将多余电力售给电网，从而降低用电成本甚至以此盈利。于此同时，从业者还会利用回收的热能和二氧化碳供应给自己或销售给周边的温室设施，提高作物产量。本文以欧洲设施农业中常见的燃气发电机组热电联产系统为基础。 2 CCHP 系统 12.1 系统组成及工作方式 2.1.1 燃气发电机组 2.1.2 尾气脱硫、除杂和纯化装置由于尾气中含有杂质（即使某些技术先进厂商的产品已经可以将尾气中杂质和有害物质的含量降到很低，但这些微量的有害成分仍会对作物生长构成威胁，尤其是在长期施用的情况下），如果要应用于温室环境中，应当对尾气进行除杂。主要是过滤和脱硫设备。 2.1.3 热交换器将尾气中的废热交换出来的设备。 1热电联产英文是 Combined Heating & Power ，缩写为 CHP ，热电冷联产英文是 Combined Cooling Heating & Power ，缩写为 CCHP 。 2.1.4 变电装置包括升降压、稳压以及控制等设备，如果需要并网，变电装置则是关键一环。 2.1.5 吸收式制冷设备 2.2 燃气发电机组简介 2.2.1 常见品牌：颜巴赫（GE Jenbacher ）本部：奥地利；通用电气旗下品牌；产品代表色：草绿色。产品型号命名规则：J+ 系列+ 气缸数。J 是颜巴赫（Jenbacher ）的缩写；系列有 2 、3 、4 、6 和 9 系，数字越大相对机型越大，技术含量越高，产品越高级。例如：J612 ，代表 6 系 12 气缸款。曼海姆（MWM ）本部：德国；代表色：产品蓝色。产品型号命名规则：TCG+ 系列+ 气缸排布形式和气缸数。系列有 2016, 、2020 和 2032 ，其中 2016 系列最大气缸数是 16 气缸， 2020 系列最大气缸数是 20 气缸，不过 2032 最大气缸数是 16 气缸。同样是数字越大越高级；气缸形式和数量则标示为 V8 、 V12 、 V16 等，代表 V 型 8 缸、V 型 12 缸或 V 型 16 缸，这一点与汽车发动机的标示形式近似。例如：TCG 2020 V12 ，代表 2020 系列 V 型 12 气缸款。瓦克夏 2 （Waukesha ）本部：美国；通用电气旗下品牌；产品代表色：橘红色。瓦克夏各系列产品命名规则都不大一样，具体需要参考其网站或咨询 GE DP 的销售工程师。卡特彼勒（Caterpillar ）本部：美国；产品代表色：黄色。和瓦克夏一样，卡特彼勒产品的型号命名规则也比较复杂，有的和气缸缸径有关，有的则和其他参数有关，具体需要参考其网站或咨2瓦克夏和颜巴赫均为通用电气发电与水处理集团分布式能源（GE DP ）部门旗下品牌，按 GE DP 的工程师的说法，瓦克夏产品强调高可靠性和高原适用性，较适合偏远油田等恶劣地区，颜巴赫产品则具有较高的效率和双燃料的优势。所以用在 CCHP 中，一般采用颜巴赫而非瓦克夏。询卡特彼勒的销售工程师。康明斯（Cummins ）本部：美国；产品代表色：青蓝色。康明斯的产品型号分为机组型号和发动机型号两部分。其数字部分代表产品特性。机组型号中的数字代表最大连续电功率（单位 kWel），发动机型号中的数字则代表排气量（单位： L ）。例如： QSK60G C995 N5C 型， QSK60G 是发动机型号，代表排气量 60L； C995 N5C 是机组型号，代表最大连续电功率 995kWel 。 2.2.2 其中颜巴赫和曼海姆产品常用于农业CHP 项目中。如脚注2 所述，即使在 GE DP 内部，不同品牌产品有着不同的设计方向，其适用范围是和设计目的相关的。有些燃气发电机设计上可能更注重发电效率，有些则更强调严苛环境下的可靠性，有些可能比较在意尾气排放，有些可能偏向于海洋和船舶应用，而有些则出于移动式目的进行开发。所以，并非任何一台燃气发电机都适用于 CCHP/CHP 项目上。这一点是必须要明确的。对于农业 CCHP/CHP 项目而言，尾气中 CO2 的回收以及与生物沼气联合是我们比较在意的方向。系统尾气有害成分含量（如未能完全燃烧的燃气、含硫含硝废气、燃烧产生的碳氢化合物以及其他有机毒物分子等）会影响到后续尾气纯化净化工艺的难度和效率，也会影响最终输入温室的 CO2 的品质。长期使用较差品质的 CO2 会对作物产生有害影响。另外，如与畜牧畜禽业联合形成循环农业（抑或是为了获得某些政策性扶持）都需要设备支持生物沼气发电。基于以上两点，市面上可选择的设备就非常有限了。 2.2.3 燃气发电机组最大连续额定电功率 3 从 300kWel 到数 MWel 甚至十数 MWel 不等，绝大多数产品在 5MWel 以下，应用于农业的产品一般不大于 2MWel 。 2.3 吸收式制冷设备简介 3厂商一般都给的是最大连续额定电功率，因为发电机电输出功率和燃料热值等参数相关，因此某些条件下并不一定能够达到标称值（特别像生物沼气这种甲烷含量不稳定的燃气）。 2.3.1 特点吸收式制冷设备的特点是利用热进行制冷，因此这种设备广泛应用于工业废热回收项目。常见的是溴化锂吸收式制冷设备。因为季节原因，一般设施园区项目不会出现冷热同时需求的情况（除非有冷库，但其冷需求有限），所以，实际生产中，热电联产和冷电联产可以视作是以年为周期交替进行的。 2.3.2 吸收式制冷原理：冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发，成为冷剂蒸汽，进入吸收器内，被浓溶液吸收，浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液，由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高，最后进入再生器，在再生器中稀溶液被加热，成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器，温度被降低，进入吸收器，滴淋在冷却水管上，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，成为稀溶液。另一方面，在再生器内，外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸汽，进入冷凝器被冷却，经减压节流，变成低温冷剂水，进入蒸发器，滴淋在冷水管上，冷却进入蒸发器的冷水。该系统由两组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成，并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起，通过对高温侧、低温侧溶液循环量和制冷量的最佳分配，实现温度、压力、浓度等参数在两个循环之间的优化配置，并且最大限度的利用热源水的热量，使热水温度可降到 66。以上循环如此反复进行，最终达到制取低温冷水的目的。 2.3.3 常见运行方式热水运行、蒸汽运行和直燃运行。 CCHP 系统常用热水或蒸汽运行方式，蒸汽运行效率更高。 2.3.4 冷输出温度如果使用水（制冷剂）/ 溴化锂（吸收剂），可以获得 6-12 的冷冻水；如果采用氨（制冷剂）/ 水（吸收剂），则可获得-60 甚至更低的冷冻液（这里只是举例，并非推荐氨，业主应根据自身项目需求选择合适的冷媒）。 2.3.5 误解注意，宏观上，虽然溴化锂系统制可以利用发电机组的废热，但最终这部分废热还是排放到大气中。另外，任何制冷系统只是将温室内的热带到室外释放，它不会凭空消灭能量。因此温室内的热最终还是排放到室外。请勿产生溴化锂或热电联产系统可以消灭热量，甚至有助于给地球降温的误解。 2.4 以采暖为考虑，燃气发电机与燃气锅炉的区别二者区别在于燃气锅炉的热效率远高于燃气发电机（燃气锅炉可以产生高达 95% 的热效率，而燃气发电机只能产生 35%45% 的热效率。根据能量守恒，物质在反应中释放能量，其总能量是一定的，燃气发电机在产生热能量的同时，还产生了电能量，其总的能量转化效率大约在 80%90% 之间），但燃气发电机可以产生更高价值的商品电（即每 kWhel 的价格要高于每 kWhth 的价格 4 ）。可以说，燃气发电机项目应用的核心目的是发电，而非产热。热是副产品。在我国大部分地区，出于 CCHP 供暖能力和造价的考虑，CCHP 项目应考虑锅炉+CCHP 模式，且供暖以锅炉为主（如 3.2 所述）。 2.5 二氧化碳利用燃气发电机尾气中的二氧化碳可以被回收，纯化后可作为温室气肥施放。根据研究数据，温室内二氧化碳浓度的增加能够有效提高作物光合作用效率，从而提高作物产量和品质（光照、气温和水肥的补充也需要相应提高），但考虑到温室密封性（二氧化碳渗透泄露）和人员安全性 5 ，一般二氧化碳气肥施放浓度在 300-1000ppm 之间，最高则控制在 2000ppm 以下 6 。由于密植作物的高二氧化碳吸收率，如若保持较高的室内二氧化碳浓度，其气肥施放量还是相当大的 7 。 4以民用采暖和民用电为例。北京地区的民用采暖热计量收费标准是 0.20 元/kWh th ，居民第一阶梯电价是 0.4783 元/kWh el 。数据来源于北京热力集团和国网北京公司。 55000ppm 以上的二氧化碳浓度可能对人产生致命危险。 6 室外大气中二氧化碳浓度大约是 300ppm ，近年有报道声称地球大气二氧化碳平均浓度将突破 400ppm ，2000ppm 以上的二氧化碳含量会使人不适且昏昏欲睡。 7并非所有作物对二氧化碳都有较高需求，例如 CAM 循环植物则对二氧化碳含量不敏感。具体需向农艺师/ 园艺师咨询。 2.6 燃料来源 2.6.1 天然气包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等。主要成分是甲烷，并还有其他低分子烷烃以及含硫气体和一些不可燃气体等。 2.6.2 生物沼气以生物发酵工艺生产的以甲烷为主的可燃气体。发酵底物不同，气体成分差别较大。本文主要考虑以处理畜禽粪污为目的而生产的生物沼气。其甲烷含量普遍低于天然气。 2.6.3 其他燃气垃圾填埋场产生的垃圾填埋气、煤焦化厂产生的焦煤气等。 2.6.4 颜巴赫声称其产品为目前市场上唯一的双气燃料产品线（既支持天然气，又支持生物沼气，但二者不得混合使用）。 2.7 燃气预处理和尾气处理为了保护设备，供给燃气发电机组的气体须经过脱硫除杂工艺处理。因为燃气中的杂质和含硫气体会对发电机组寿命产生不良影响。 3 CCHP 可以考虑的应用方向 3.1 发电自用或上网。目前，依我国国情，发电除了自用或上网之外，供给周边用电单位的方法并不可行。因为用电户除非在你隔壁，否则电力就必须上网。理论上而言，只要你供电的价格比工业或商业用电价格有一定优惠，就会有客户需求。但是，若想实现这一想法，并非易事，需要诸多条件支持。 3.2 为温室、小区用户以及各类潜在用户供热（包括生活热水）温室的热需求具有日照条件下基本无需热供应和夜间热负荷巨大（是当地民用建筑的数倍）这两个特征。我国北方地区仍应以锅炉为主， CCHP 作为辅助供热设备存在。对于热负荷不大的地区，可以考虑单纯的 CCHP 供热。相对而言，居民建筑及各类工厂的热需求则比较稳定，可以视作较为理想的热用户。如附近没有居民区，农场周边的农产品加工厂也可能是潜在的稳定热用户（如谷物烘干厂或公共设施）。 3.3 为温室、冷库、小区用户以及各类潜在用户供冷在夏季，民用建筑和温室对热的需求均非常低，如果有，可能也仅局限于生活或生产用热水这一范围内。但其对冷的需求是巨大的。一般情况下，温室仍然推荐使用湿帘等蒸发制冷设备，以降低投资和运营成本，除非温室有密闭要求，不适用湿帘这种需要通风的温室 8 。和供热一样，很多工业、民用、商用以及公共建筑都能能是 CCHP 的潜在冷需求用户，包括农业园区的预冷库和冷冻库。 3.4 为温室供应二氧化碳 9技术上，锅炉废气也可以为温室提供二氧化碳。如 2.3 见上方所述，其区别仅在于是否能够发电。对于夏季应用而言， CCHP 的热排放要远小于锅炉（或溴化锂直燃机）的热排放（参见 3.5 见下方）。根据颜巴赫提供的资料，在每 kWh el 输出时，会伴随产生大约 0.2kg 的 CO2 气体。经催化转换净化及换热器降温后，气体温度被降至 55 左右，供给温室使用。颜巴赫给出的参考建议是 1 公顷以上温室规模才可有可能有效运行 10 。 3.5 处理附近畜禽场的生物废弃物这实际上是生物沼气厂的作用。沼液（须经过滤）和沼渣可以作为附近农田的有机肥料。该项作用的前提是将沼气厂生产的沼气消耗掉，降低沼气系统的工程投资 11 ，避免沼气的长距离输送的工程投资 12 。理论上，依就近布局方式运作，可以形成畜禽场（粪污）沼气工厂（沼气） CCHP （热、电、冷、二氧化碳）作物（农产品）的循环农业8例如某些检疫温室、高二氧化碳气肥浓度温室、科研温室等。当然，除了技术可行性，项目是否应当使用 CCHP 的冷能也要符合项目经济性的要求。 9需要相应的快速探测装置保证气体成分正确和温室内 CO2 浓度和浓度分布正常。 10颜巴赫在宣传资料上也给出了温室用 CHP 系统的面积电功率参数，如气肥+ 供热： 0.5MW el/ 公顷，气肥+ 供热+ 照明：0.35MW el/ 公顷。但笔者认为该参数意义不大，具体还应该根据作物生产中 CO2 吸收速率、渗漏速率以及温室内 CO2 施放浓度等参数计算 CO2 需求量。 11沼气如果要并入当地天然气管网，需经过严格的提纯、净化、脱硫、混合气味剂以及加压等工序，对系统投资影响较大。而供给附近 CHP 系统，则只需经过脱硫和除杂工艺（而这一部分投资，往往是由 CHP 业主方投资的），相对而言，投入成本较少。 12从沼气厂到居民区之间的管线敷设也是较大的工程，其维护费用也是巨大的。模式。注意， CCHP 系统和燃气锅炉系统相比，消耗等量燃气的条件下， CCHP 系统向大气中排放的热比燃气锅炉少很多（大约少 50% ，因为能量守恒，亦可参见设备参数表，如 2.3 所述）。可以认为 CCHP 比燃气锅炉更加环保。 4 与沼气系统的联合 134.1 如3.5 见上方所述， CCHP 系统理论上可以循环农业的模式进行运作，如此运作的核心便是沼气的利用。 4.2 沼气系统与 CCHP 系统的匹配有一定的要求，在项目规划阶段应当做好沟通和衔接。沼气项目、 CCHP 项目均应本着就近获取原料，就近销售产物的原则进行规划设计，其产能和需求均应和上下游产业匹配，避免二者任何乙方出现产能过剩或供应不足的情况出现。项目筹划阶段须杜绝好大喜功思想，以严谨认真的态度对待项目筹划。 4.3 CCHP 在冬季需要为沼气系统回供热量（沼气系统启动时需热量较大，持续运行时，由于微生物自身发热，需热量相对较小），以保证微生物活性，进而保证沼气产量。这点在项目规划时应考虑到。 4.4 如 4.2 所述，沼气厂与 CCHP 的距离不宜过远，最好近邻。否则沼气的输送成本将影响 CCHP 的盈利能力。对于沼气厂和畜禽场（以及能源作物 14 产地）的距离、CCHP 到农业园区的距离问题亦是如此。 4.5 沼气系统的产能和其所属的畜禽项目规模相关。沼气系统如欲盈利，除了政策补贴、收取治污费用、销售沼气外，还应考虑发酵底物中动物粪污和能源作物的混合比例，因为单纯的动物粪污产气率较低。 5 环境保护 5.1 笔者认为， CCHP 项目是清洁能源项目，这一点是无可挑剔的。但 CCHP13沼气系统具有其独立的专业性，其项目规划和生产同样面临与 CCHP 近似的问题。但本文受主题所限，暂不就此讨论，具体可参看文后所列的参考资料。需要注意的是，沼气系统的供给和 CCHP 系统的消耗并不能总保持平衡，二者之间除了需要一定的供销缓冲以减少浪费（为了储气系统安全，需要燃烧掉多余燃气，如石化厂的火炬）外，项目之间的供销比例是前期规划中需要引起重视的。 14能源作物：以获得生物质能源为目的而培育和栽培的作物。例如某些用于生产工业酒精的的玉米或马铃薯品种。这类作物的特点是口感差，不适合作为食物甚至饲料，但却具有极高的产能和能量转化效率。目前我国大部分地区没能有效普及能源作物概念，仍然使用粮食作物生产工业品，笔者认为这是一种严重的浪费。项目不建议视其为新能源项目或环保项目。因为其总体是产生热和二氧化碳排放的，较之自然农业，其对土地、大气的影响不应被忽视。 5.2 对于生物沼气项目而言，将沼气燃烧再排放比直接将沼气排入大气，除了能消除硫化气体排放气味的作用外，二氧化碳的温室效应要弱于沼气中甲烷的温室效应，而且生产过程中会产生附加效益。这一处理方式可视作两害相权取其轻的方法，属于相对而不是绝对的环保应用。 5.3 与直接燃烧相比，较少的热排放（参见 3.5 见上方）。 5.4 分布式能源以小区为单位的冷、热和电能源供应。减少小区内对电能和化石能源的依赖。与集中式能源供应相比，管线工程更少，产能调度更灵活。 5.5 大型畜禽场、垃圾填埋场、酿酒厂、煤焦化厂的环保设施用于处理其产生的废弃物（畜禽场的粪便，填埋场产生的可燃气体，酿酒厂产生的酒糟酒渣，煤焦化厂产生的可燃废气），减少（注意，是减少而不是消除）这类设施对环境的破坏。 6 我国 CHP/CCHP 应用面临的问题 6.1 项目经济性 6.1.1 原料的供应天然气：我国的天然气具有明显的地域分布特征，靠近气田的地区天然气价格低廉（0.50 元/Nm 甚至更低），远离气田的地区气价较高（2.50 元/Nm 甚至更高，其中主要是输送成本）。靠近气田地区往往偏远，对电力的需求往往也低（有些甚至就是电力外送地），电、冷、热能量除了自用几乎无法外售。限制了项目的盈利能力。即使项目产能可以自我消化，由于地处偏远，其高技术人力资源需求仍难以满足。沼气：沼气则需要附近有大型的畜禽场和配套的沼气工厂，沼气工厂的规模需要和 CCHP 项目相匹配，理想情况是畜禽场、沼气厂、 CCHP 、设施园区、露天有机农场及周边地区联合规划。但这种项目非常大，非一般机构可以主导。焦煤气或垃圾填埋气：由于这类项目周边环境较差、污染较重，不宜进行农作物生产，因此这一方向暂不作为本文考虑对象。 6.1.2 产品供求关系此种投资额度较大，产品潜在用户具有一定波动性的项目，前期的供求关系调研是非常重要的，只有预先发现潜在用户，并且潜在用户有需求意向时，才可认为项目具有一定的营收能力。包括项目供给能力，潜在用户需求量以及未来需求趋势，都需要纳入调研分析的范围。如果能将多余冷热能量销售给周边工民建筑，理论上可以获得更高的利润 15 ，周边是否有这方面的需求，是需要前期调查的。 CCHP 或锅炉产生的二氧化碳必然远高于作物需求，多余的二氧化碳能否销售给周边其他温室设施或二氧化碳需求方，是项目获利能力的一个点。由于我国存在农电优惠，其电价低于上网销售电价，如果 CCHP 项目是农业园区的附属，其余电上网后，不确定农业园区还能否享受低廉的农电优惠。如果想规避这个风险，可以将发电项目设立为独立法人。 6.1.3 同业竞争在电力方面，附近的 CCHP 和其他类型电厂都是 CCHP 项目的同业竞争对手，畜禽规模养殖污染防治条例规定，电网应全额收购沼气发电剩余电力，这可以保护沼气发电企业因受电网调度而产生的损失。在其他方面，如果附近有其他 CCHP 项目存在，冷热能量的销售则会发生竞争。 6.1.4 周边规划配合本条内容与 6.1.2 息息相关。如果周边规划没有对 CCHP 产品的需求，则 CCHP 项目无法产生综合效益（无法达到效益最大化，甚至15比如温室夏季采用更廉价的湿帘降温，CCHP 的冷量就可以销售给周边工民建筑。但这个需求量也肯能会出现季节性或气象性的较大波动。对于外售能量而言，采购方对足量供应这一点都会比较重视，在大需求压力下，无法足量供应能量，可能会导致合同违约，这点应值得注意。无法产生效益）。这方面工作不仅仅需要和政府协调，还需要和周边项目的开发商协调，其协调难度可想而知。在 CCHP/CHP 项目普及的国家，如果开发商了解到其规划项目周边有 CCHP/CHP 项目，他们会主动与你洽商，以便获得更为廉价的冷、热、电能源。与此不同，我国开发商的市场调研工作比较片面，为了规避受制于人的风险，倾向于自给自足或与国有企业签订能源协议。 6.1.5 投资资金和固定投资折旧单就 CCHP 项目而言， 500kWel 级别的项目投资可能在几百万元上下，如果包含上下游产业链，投资额可能高达上亿。资金来源可能是项目按整体意识实施的最大障碍。如果分期建设，可能导致产业链缺失，或项目间衔接不当的问题。由于多数设备需要进口，受税收和运费影响，我国的 CCHP 系统采购价格本身就比欧洲高，使得我国 CCHP 项目折旧较高。 6.1.6 投资回报率由于较高的成本摊销、不可确定的原料供应问题、上网电价以及补贴问题、能源销售问题等等，目前来看，我国 CCHP 系统的投资回报率不容乐观。但不排除未来国家对清洁能源、分布式能源以及可对废弃物进行低污染化处理的鼓励政策的出现会大幅度推进 CCHP 系统的普及率，进而降低 CCHP 的初期投资额（设备价格或设备国产化方面）。 6.2 政策问题 6.2.1 法律政策层面依中华人民共和国电力法，成立具有独立法人资格的电力生产企业是允许的，开放的。但应当符合相关规定要求。电力法也明确了国家鼓励采用可再生能源和清洁能源生产电力。 6.2.2 电网层面国网和南方电网是我国电网的运营企业，处于垄断地位。电力能否上网需要经过电网的审核，上网所需的附属设施实际上也需要服从电网的报价和安排。电网方面给出的上网电价是衡量项目能否带来收益的核心要素。 6.2.3 补贴以德国为例，利用沼气发电的项目可以获得多种电价补贴，在补贴的支持下，一般 350kWel 级别的项目（该假想项目先决条件是 2011 年入网；发酵底料是 30% 粪污+70% 能源作物；项目可以销售热能、电能、沼肥，并收取治污费）可以获得较为理想的收益，沼气发电项目的成本回收期大约是 7 年。国内的补贴目前没有见到以法律形式明确的，国家层面和地方层面的补贴也不一样，这个具体要咨询当地的电力主管部门。补贴可能会决定项目是否可能盈利。目前公开报道中可查的有一篇在 2010 年报道蒙牛位于黑龙江的牛粪污沼气发电项目的文章，当时的报道是蒙牛的度电成本为 1.4953 元 /kWhel ，含税上网电价是 0.507 元/kWhel 每年大约亏损 800 万元。 6.3 技术问题 6.3.1 项目筹划项目业主需要具有宏观规划思路，聘请的市场调研、规划和设计机构能够通力协作，实事求是，严谨认真，对项目可行性做出合理判断。避免 “为上马而报告” 的情况出现。CCHP 项目上下游涉及内容广泛，包括上下游产业链，可能涉及数亿元甚至几十亿元的总投资。这样大规模的投资项目，如果不对整个产业链进行详细严谨的考察和评估，一旦在任何一个小的环节上出现问题，都可能导致整个项目失败，造成项目亏损甚至上亿元的投资浪费。 6.3.2 人力资源 CCHP 及其上游和下游产业均需要大量的富有经验的专业技术人才（包括畜禽养殖、沼气生产、CCHP 运营维护、园艺和农艺、项目规划等），这些人才在大城市相对集中，但大城市却有着土地配给和原料价格的问题，使得这类人才难以在较大规模的产业链中真正发挥作用。而天然气或沼气相对集中的地区则比较偏远，招募人才的难度比较大。 6.3.3 技术普及度目前燃气分布式能源系统在我国的应用非常有限，只有少数的低功率项目在运营，真正结合上下游产业形成成熟盈利模式的项目十分难觅。但随着技术的发展和厂商的宣传，想必在不就的将来， CCHP 技术会吸引更多的目光。 6.3.4 生产调度和管网调度依法，沼气发电企业无需考虑电网调度问题，但使用天然气的发电企业则会遇到电网调度迫使产能浪费的情况出现。不同于纯粹的发电企业。纯粹的发电企业只涉及原料供应和电力销售两个方面。当电网不接收电力时，可以停产。但 CCHP 项目涉及的下游用户很多，需求各有不同。冷/ 热、二氧化碳、电任何一个用户在有需求时均不应当停产，容易发生即产即损的情况。因此，如何有计划的生产，如何向沼气厂提出用气计划是项目得以顺利运行的重要保证。 7 CCHP 系统造价与运行成本根据颜巴赫工程师给出的参考数据（他以颜巴赫 J624 16 双涡轮增压机型为参考），热电联产机组的全套设备大约在 6000 元人民币/kWel ，热电冷联产项目大约在 7000 元人民币/kWel 。设备维护费用大约在 0.10 元人民币/kWhel 。但这里不包括厂房建设费用、电气开关柜、上网（变电）设备费用。厂房面积不大，大约在一两百平米规模，造价占比不大。电器柜的成本大约在几十万元规模。上网设备费用视接线长度、是否占用第三方土地等诸多因素影响，大约在百万到数百万元规模上。如果是其他机型，应当向厂商咨询。 CCHP 系统的折旧年限一般按 35 年计算。账面可按照直线折旧法或残值直线折旧法计算，可按 5% 设定残值率。颜巴赫系统支持远程管理，业主不必雇佣专门的系统管理人员，维护也可以交由颜巴赫负责，不过这一切都需要付费。 8 CCHP/CHP 项目案例（仅以颜巴赫为例） 17德国，lamping 农场。1 台 J208 ，总电功率 330kWel ，粪污+ 玉米秸秆发酵16颜巴赫 J624 是一款 24 气缸的燃气发电机，其双级涡轮增压款是颜巴赫的明星产品。其电输出功率在颜巴赫品牌内，仅小于 J920 机型。其连续输出电功率高达 4.4MW el ，其他竞品一般为 4.3 MW el 。一般农业项目不会用到这么大的机型，这里工程师也只是以此为例。较小的机型相对而言，单位功率经济性会相对差一些。 17因笔者仅与 GE DP 的工程师进行了沟通，所以相关案例均以颜巴赫为例，这并不代表笔者的品牌倾向性。制沼气。中国山东，民和牧业。3 台 J320 ，总电功率 3189kWel ，年处理 18.25 万吨鸡粪。荷兰，Richard van Schie 菊花温室。2 台 J416 ，总电功率 2260kWel ，以天然气为燃料，菊花生产。电能/ 热能/CO2 气肥自用和外销。中国上海，老港镇垃圾填埋场。7 台 J420 ，总电功率 9863kWel ，以垃圾填埋气为燃料，通过碳交易每年可获得额外约 300 万美元碳减排收益。德国，SBR 生物沼气工厂。1 台 J420 ，总电功率 1413kWel，以当地厨余垃圾 18 和食品工业废物进行发酵制备沼气，同时生产蒸汽用于无菌有机肥杀菌工艺。该项目采用集装箱解决方案。中国河南，天冠沼气电厂。 4 台 J620 ，总电功率 10956kWel ，利用乙醇生产废液发酵制备沼气发电。荷兰，Van der Arend 玫瑰温室。2 台 J616 ，总电功率 4376kWel ，以天然气为燃料，玫瑰生产。电能/ 热能/CO2 气肥自用和外销。法国， Serres Vinet 园艺温室。 2 台双级涡轮增压 J624 ，总电功率 8800kWel ，以天然气为燃料，番茄和莴苣生产。电能/ 热能/CO2 气肥自用和外销。 18需要执行严格的垃圾分类制度。参考资料董仁杰，奥伯恩哈特蓝宁阁. 沼气工程与技术：第 4 卷M. 北京：中国农业大学出版社.2013.5. GE 发电与水处理集团分布式能源. 颜巴赫燃气内燃机宣传资料Z.2015. 中华人民共和国全国人民代表大会. 中华人民共和国电力法Z.2015-4-24. 中华人民共和国国务院. 畜禽规模养殖污染防治条例Z.2014-1-1. xjf. 蒙牛沼气发电厂：亏损也要探索前进 EB/OL. (2010-2-27)2016-10-13. http:/bbs.bbioo.com/thread-54446-1-1.html 单位说明 kW ：千瓦 kW el ：千瓦电功率 kW th ：千瓦热功率 kWh el ：千瓦时电力（即习惯上的电度） kWh th ：千瓦时热力 MW ：兆瓦（千千瓦） MW el ：兆瓦电功率 MW th ：兆瓦热功率 Nm ：标准工况立方米气体，即 1 标准大气压，20 下立方米气体体积 L ：升参考网站通用电气分布式能源部门（颜巴赫和瓦克夏） http:/www.ge-distributedpower.com.cn/0-5-mw 曼海姆 http:/www.mwm.net/mwm-chp-gas-engines-gensets-cogeneration/gas-engines-power- generators/ 卡特彼勒 http:/www.cat.com/zh_CN/products/new/power-systems/electric-power-generation.html 康明斯（康明斯怡和能源） http:/cumminsjec.com/kmsrqfd/list_17.aspx

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