引言
天然气的分布式能源，可实现冷、热、电联产，大幅度提高能源利用率，减少碳排放，改善城市环境，在工业发达国家得到迅速发展。分布式能源传入我国已有10年的经历，但进展较慢，近年来在国家提倡的节能减排形势下，分布式能源也将得到快速发展
1.我国天然气分布式能源的现状
分布式能源系统是相对于传统的集中式供能的能源系统而言，传统的集中式供能系统采用大容量设备、集中生产，然后通过专门的输送设施（大电网、大热网等）将各种能量输送到较大范围的众多用户；而分布式能源系统则是位于或临近负荷中心的，能够提供能源的生产、存储、转换及相关服务的小型系统。
近几年来我国对环境问题越来越重视，节能减排力度越来越大，天然气作为清洁能源的优点日益突出。天然气具有洁净、高效、储量丰富、价格稳定等特点，但天然气是不可再生能源，用一点少一点，如何合理利用是首要问题。我们认为以天然气为一次能源，发展分布式能源实现热、电、冷联产，优质能源梯级利用是最佳方案。
天然气分布式能源技术在优化能源结构方面的作用是巨大的。发展天然气分布式能源的意义不仅是对天然气的高效利用，更由于它的燃料可管输、可储存，它本身又具有可调节和可中断的特点，对水电、太阳能、风能、热泵和核能等不可中断或不可调节的能源可以起到重要的支持和调节作用。
十几年来，我国已建成40多个天然气分布式能源项目，如广东大学城分布式能源站、北京中关村软件园、上海浦东机场、北京奥运媒体村、上海环球国际金融中心、北京燃气集团监控中心等。广州大学城分布式能源站建设两期四台机组，一期工程建设规模为2×78MW，于2008年7月28日正式开工建设，两套机组分别于2009年10月13日和2009年10月20日通过72小时和“72+24”小时试运行，满足并网运行条件，正式投入商业运营，能源梯级利用效率达到70%～80%，项目建成后使广州大学城这座新型的现代化生态城在节能环保方面达到全国领先水平。这也是目前国内投产发电的最大的分布式能源项目。正建或待建项目如深圳华电坪山分布式能源项目、厦门集美分布式能源站项目、珠海“横琴冷热电联供能源站”等。
2.天然气分布式能源系统工作原理
以天然气为一次能源的分布式冷、热和电(Combined Cooling Heat and Power)三联产系统(简称CCHP系统)是以能量的梯级利用为基础，能同时为用户提供冷、热和电的一种分布式能源系统。天然气CCHP系统的热动力设备主要有燃气内燃机、燃气轮机、微型燃气轮机、燃料电池和燃气外燃机等。
燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机，它的结构与飞机喷气式发动机一致，也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分：1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；2、压气机（空气压缩机）；3、燃烧室。其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速旋转，带动发电机发电。乏气被继续利用。
我国天然气分布式能源系统多为燃气-蒸汽联合循环机组联合循环发电或热电联产：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮机（抽汽式或背压式）共同组成的循环系统，它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽，再将蒸汽注入蒸汽轮机发电，或将部分发电作功后的乏汽用于供热。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环，也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。系统中增加吸收式制冷装置，使其成为冷、热、电三联产系统，使能量达到更高的利用率。从余热锅炉出来的蒸汽按高温蒸汽-发电、中温蒸汽-制冷、低温蒸汽-供热、环境温度蒸汽-排放的顺序进行能量梯级利用，提高了整个系统的能源利用效率。天然气分布式冷、热、电联供系统的能源利用效率可达70%~90%。
3.需要解决的问题
3.1观念转变
一方面，我国城市供能分散一集中一分散的过程，不是简单的反复，而是一种基于先进的节能工艺、控制技术、环保理念和人性化设计基础上的进步，不能以传统的小机组或小火电的观点看待分布式能源系统。另一方面，分布式能源技术与城市较大规模的燃煤集中供热装置并不矛盾，分布式能源与集中式能源系统有各自特点和定位，未来二者需要更加协调有序地发展，共同构成结构合理、运行高效、充满活力的现代能源供应体系。
3.2政策支持
现行的电力体制是阻碍天然气分布式能源发展的最主要的问题。输电、配电没有分开，电网公司既是电网的运营商又是电力销售的受益者，本身不是一个中立的公共电力输送平台。根据我国电力法规定“一个供电营业区内只设一个供电营业机构” 限制了分布式能源项目业主将多余电力出售给其他用户，阻碍了分布式能源系统的发展。
3.3成本分担机制
我国天然气资源分布不均。大量的天然气通过长输管道从资源地输送到经济较为发达的地区，气价往往较高，用它作分布式能源装置的燃料，成本必然会高，在市场上缺乏竞争力。但是，应该看到，分布式能源装置能源利用效率大大提高，输送环节的损失少，可以部分弥补因燃料成本高所带来的效益损失。此外，更为重要的是，虽然以煤为燃料的企业自身燃料成本低，生产经营竞争力相对较强，但带来的环境问题使国家和普通百姓无形之中被动地分担了大量的社会成本，国家每年亦需花费大量的投资用于改善大气质量。
3.4配套工程
分布式能源装置的配套工程主要包括市政输气管道和连接用户的供热、供冷管网，而供电系统则与现有系统没有任何差异。在城市建设中，除大型写字楼、商场外，很少考虑集中供冷问题。大量的社区、学校也基本沿用原有的冬季集中供暖、夏季分户电空调制冷的模式。这将为以后推广使用分布式能源带来很大的难度。因此，新项目的建设应有一定远见性，充分考虑建设节能环保的供能系统的需要。
3.5法律支持
除了制定专门法律法规对以中、小型燃气轮机热电联产为普遍型式的分布式能源系统给予支持外，国家还应统筹修订现行《电力法》、《节能法》，确保法律的统一性和有效性。美国《公共事业设施法》要求大型公共建筑必须安装小型或微型燃气轮机发电系统的做法值得我国效仿。2011年10月国家发改委<关于发展天然气分布式能源的指导意见>出台，为天然气分布式能源在我国大规模发展指明了方向。
4.结束语
分布式能源技术已成为世界能源技术的发展潮流，符合事物发展的客观规律，当前，我国经济快速发展，但发展过程中遇到的环保、电力紧缺及负荷峰谷差大的问题日益突出。传统的大容量、大机组、高参数的集中式发电装置的建设模式无法完全解决这一问题。在这种情况下，分布式能源必将发挥积极作用，重点解决该技术推广应用过程中存在的政策障碍和法律环境不完善的问题，以使该技术早日服务于我国的能源工业，造福于人民生活。
参考文献：
1.王武林，夏明．地方热电联产企业发展对策的探讨[J]．煤气与热力，2004，24(9)：532—534．
2.吴军．我国利用天然气发展分布式能源技术的探讨．化工技术经济，2005，23卷4期
