編者按:“第二十屆中國分布式能源國際論壇”于2024年10月29日在北京召開,本次大會由由中國能源研究會指導(dǎo),中國能源研究會分布式能源專委會、中國能源網(wǎng)主辦。會上,四川省循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會能源低碳發(fā)展專委會副秘書長林建做了主題為《含天然氣壓力能綜合利用的綠色多能系統(tǒng)融合與規(guī)劃》的報告。
以下內(nèi)容根據(jù)論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。
2023年中國的天然氣消費(fèi)表現(xiàn)非常好,在過去的幾年當(dāng)中,由于疫情的原因,天然氣的消費(fèi)經(jīng)過了短期的下降之后,重新回到了增長的軌道。2023年全國天然氣的消費(fèi)量達(dá)到了3945.3億立方米,同比增長了7.6%。其次,發(fā)電用氣、城燃和工業(yè)用氣較快增長。第三,沿海地區(qū)天然氣的消費(fèi)增長非常快,分區(qū)域來看,中國天然氣消費(fèi)增速最快的是東南沿海和西北地區(qū)。
第二個特點(diǎn)表現(xiàn)在天然氣的產(chǎn)量持續(xù)增長,2023年中國天然氣的產(chǎn)量達(dá)到了2324億立方米,包括煤制氣和頁巖氣,增長了5.6%。
第三個特點(diǎn)表現(xiàn)在進(jìn)口氣恢復(fù)增長,對外依存度小幅回升。2023年全國天然氣進(jìn)口量是1656億立方米,增速為9.5%,對外依存度42.3%。管道氣占40.6%,LNG進(jìn)口量占到19.4%。
第四個特點(diǎn)表現(xiàn)在天然氣供應(yīng)保障能力持續(xù)提升,首先,天然氣的供應(yīng)規(guī)模在穩(wěn)步提高,其次,基礎(chǔ)設(shè)施方面也在逐漸完善,特別是管道的里程和輸送能力持續(xù)增加。
天然氣從地下井網(wǎng)開采出來之后存在著較大的壓力,在中國當(dāng)天然氣提取出來之后,主要是通過調(diào)壓閥、減壓閥來卸壓,通過門站和配氣站的調(diào)節(jié)閥截流減壓后供應(yīng)給用戶,但是這種方式實(shí)際上對于壓力之間的壓差造成浪費(fèi),我們學(xué)校和中國石油西南油氣田新能源事業(yè)部積極地開展相關(guān)的研究,設(shè)計出一種特別的裝置,通過這種裝置對壓力的壓差進(jìn)行發(fā)電。
在這個過程中,通過井口及其管網(wǎng)、管道、門站最終到達(dá)用戶,這種壓能發(fā)電的優(yōu)勢可以避免光電的不確定性,而且時間很長,劣勢就是現(xiàn)在天然氣壓差發(fā)電國家還沒有相關(guān)的政策出臺,而且還有許多的問題需要解決,消納、上網(wǎng)都存在相當(dāng)大的問題。
為了消納和利用壓能發(fā)電,我們通過構(gòu)制這樣的一個綜合的電力系統(tǒng)來進(jìn)行壓差發(fā)電,采用帶有熱泵補(bǔ)熱系統(tǒng)的壓力發(fā)電方案,并考慮壓能發(fā)電和補(bǔ)熱的能量波動采用對應(yīng)的優(yōu)化調(diào)度策略。
通過我們的模擬仿真顯示,這樣可以有效降低電網(wǎng)的整體調(diào)度成本,提高整個系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。此外我們?yōu)榱私鉀Q城市天然氣的壓能利用低的問題,消納壓差所發(fā)電量,通過構(gòu)建集中的充電站,來給電動車進(jìn)行充電,并且可以換電,有效解決了上網(wǎng)難、并網(wǎng)難的問題,而且提高了城市清潔能源的利用率。
還可以設(shè)計一個虛擬電廠,利用虛擬電廠的多能綜合系統(tǒng)來考慮儲能,采用合適的規(guī)劃和調(diào)度策略,考慮風(fēng)光的不確定性,系統(tǒng)的充電行為以及用戶端需求負(fù)荷響應(yīng)的情況下,通過天然氣的壓差發(fā)電,引入虛擬電廠,就能明顯提高虛擬電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,并可以解決天然氣壓力消納和并網(wǎng)困難的問題。
責(zé)任編輯: 李穎