10-100 MW、10km2级
DES规模或为最佳
“结合中国国情、借鉴国外经验 ，中国应当重点发展大型的DES项目。”有30多年从事过程工业能量系统优化研究和运用的华南理工大学天然气利用中心主任华贲教授日前对《中国能源报》记者说。
华贲认为， DES在经济效益、能效、碳减排三个方面都是比较好的组合方案，是21世纪世界走向低碳能源时代、工业和商住两个主要耗能大户科学高效的用能模式。目前国家发改委和国家能源局已经提出了建设一大批天然气DES项目的号召。在这个时刻，科学地认识和发展适当规模的分布式能源系统，十分重要。
记者了解到，目前美国已经有6000多座分布式能源站，仅大学校园就有200多个采用了分布式能源站。美国政府计划到2020年，有一半以上的新建办公或商用建筑采用和15％的现有建筑改用分布式热电冷三联供。
华贲说：“美国城市工业、商业、居住三种功能区域分割的空间布局模式决定了多数DES项目的规模偏小。”美国的工业区相对比较集中，在城市商业中心区（CBD）建筑为高层高密度，而绝大多数居民住宅则为低层低密度的独栋住宅里。这样的模式决定了美国只能搞公共建筑、工业的DES项目，而对于住宅就只能采用微燃机或小型内燃机。
受单纯只看重美国DES统计数量的影响，以及一些小型内燃机和中、小 、微型燃气轮机制造商为在中国推销其产品而作的宣传，加上中国《电力法》第25条把DES项目供电范围限制在“法人”单位之内（学校、医院、机场、酒店、机关等），“致使目前，中国大多数人比较认同‘DES就是小规模的’、甚至‘发展DES的关键是开发微型燃气轮机’这样的观点，并以此指导其实践。”华贲指出。
然而，与美国不同，中国城市绝大多数人居住在多层或高层单元住宅楼内，中国大部分城市的工业区、商业中心、居住区三种终端需求负荷的空间位置相对较近，居住的集合化程度高。这使中国DES项目的冷、热水、蒸气等负荷可以集成互补，所以中国的DES的规模可以更大，联产效率能够更高。
华贲指出，按照中国各地新、老城区工业区、商业中心、居住区三种终端需求负荷空间布局、人口密度状况，和电、热水、空调冷水的经济输送距离， 10-100 MW级装机规模、10km2级区域范围内的DES系统或为最适宜规模。这样，就可以同时向区域内各种用户同时提供他们所需的蒸汽、空调冷水、生活热水，因而能效更高。
中国为什么要发展大型的DES？
可以说，历史给了中国人一个集成创新发展天然气DES的机遇。中国要发展大型DES项目的理由很多，在华贲教授看来，发达国家30年来已经开发了一系列DES的各种技术，可以供中国采用、学习和借鉴，但决不能照搬、照抄国外的模式。
理由一：大型设备比小型设备效率高、单位投资低、运行成本低
从不同规模的设备看，35万千瓦级的9F燃气轮机发电机组能效为46%； 10MW以下级的机组能效为33%；而微型机组能效仅不到30%；余热锅炉、蒸汽轮机、制冷机组等热电联产的关键设备较大型的机组效率也要比小机组高得多。
根据近年来实际项目单位投资的数据，基于9E级燃气轮机发电机组的DES项目为3500元/kW，热水部分投资很小；而微、小型的项目投资约5000-6000元/kW。按上海小型DES项目的实践经验，1000元/kW的政府补贴仍不够，有关部门还打算申请增加。而大型DES，只要系统规划、合理实施，经过集成优化的，投资的内部收益率可以达到12%—15%左右，无需补贴。
此外，与楼宇中央空调比较，大型DES能够替代几十个甚至上百个分散的楼宇中央空调，可以节省很多占地面积、管理运行和维护人员成本。对于中国寸土寸金的大城市、日益增高的人员工资来说，这也是一笔可观的经济效益。
理由二：大型DES建立在区域供冷系统、区域供热系统和工业园区基础上，可进行优势叠加
集中供冷、供暖的优势同冷热电三联供的优势叠加，使DES的系统优势更加突出。日本20年的经验总结指出，加上二次冷水管网的区域供冷系统，大型DES比中央空调总投资略低或相仿，能效却高12%，运行成本也低，集中供暖的优势自不待言。
DES站在白天网电的峰段和平段，可用DES的成本价电制冷，夜间则可用网上的低谷价电制冷。以广州为例，广州现在的居民电价为0.61元/kWh、工业用电为0.8元/kWh、商业用电为1.03元/kWh，而在正常的天然气市场价格下，DES项目的发电成本约为0.6元/kWh。以成本电价向工业、商业用户供冷，显然比用网电更经济。
北方集中供暖系统采用天然气为一次能源，则不能沿用原有设备、仅仅把煤改成气，而必须借此机会进行彻底的集成优化改造，也能够把供暖成本降下来。
理由三：智能电网建设使电网公司也要求发展规模化的DES
在目前的中国电力法框架下，电网公司享有地区电力输配的垄断权。这使得电网公司为了自身的经济效益站在反对DES的地位。孰不知，在低碳发展格局下，智能电网与DES系统应是天然的优势互补的合作伙伴。建设智能电网的需要促使国家电网公司和南方电网公司要求大力发展分散式电源，以保障供电安全和调峰。而这种分散式电源规模达到10-100MW级才能够发挥作用。
电网公司以上分散式电源为目的建设10-100MW级DES项目，若采用天然气联合循环发电，能效只有40%多，并且难以承受正常的天然气市场价格。这使得电网公司要发展的分散式电源也必须考虑冷热电三联供。这是一个非常重要的因素：电网公司将成为DES站的合作方、投资和运营的参与者。电网公司参加进来，将可使《电力法》第25条对DES 直供电的限制自然消除。这就打破了发展规模化DES的最大障碍。
理由四：与中国短期、快速发展的工业化和城市化同步，有利于发展大型DES
美国的城市百多年来已逐渐发展定型，很少建设新城市。在自由市场经济条件下，美国发展大项目只能结合区域供冷系统、区域供热系统，“见缝插针”发展小DES项目。而中国未来20年要完成工业化，工业还要翻番，城镇化加速，至少还要建设比现在还要多的工业园区和新城镇。为什么不利用这个历史机遇，自主创新，同步规划和逐步建设大的、更经济的、效率更高的；反而按照传统模式规划新城区、新工业园区，然后再一个个搞小的、分散的DES？
即使是老城区改造，大型也比小型更有利。虽然并不反对在条件适宜处搞小的DES，但是现阶段中国老城区供能系统改造也不能以发展小型项目为主。以北京为例，城市主要能源已天然气替代煤是历史的必然。按规划，北京六环以内燃煤集中供热都必须改天然气。若把一个北京市第二热电厂改成1000个小型DES项目，在经济上，占地上能行吗？考虑根据北京的自身特定条件，集成创新出高度集约化的DES，才能依靠大幅度提高能效来减排二氧化碳，完成煤改气的历史任务，而又不增加和政府财政的负担。
理由五：发展大型DES是中国加速发展天然气和提高能效的要求
中国能效低于世界平均值13个百分点，主要原因是中国一次能源以原煤为主，天然气占比太小（小于4%）。低碳发展要求中国未来20年天然气占到一次能源的15%—20%，替代煤成为主要的城市一次能源和工业燃料。
单纯天然气发电、供热方式既是对能源的浪费，又不利于开拓下游市场。大型DES能源利用效率可达75%以上，又能大幅降低终端用能价格。2020年中国电网装机规模可能达16亿kW；中国要想尽快把能效提高到目前的世界平均水平，包括调峰发电、工业和商住用的天然气DES至少要达到总装机容量的15 %，即2.4亿kW；发电量至少要达到8500亿kWh/年，占总发电量的12%（即使这样，也没有达到美国2010年的目标）。这要求，即使建设平均50MW装机容量的DES，也要5000多个；要是建0.5MW级的小型系统，就要50万个。显然，无论从经济方，还是从能效、碳减排、市场开拓方面看，要达到发展天然气、尽快提高能效的战略目标，还得靠大型的DES。
理由六：大型项目利于采用多种能源，实现终端用能的一次能源多元化
大型项目利于采用地、水源热泵、工业废热、远郊超大型燃煤电站的冷凝潜热等能源，是解决当前北方地区型城市燃煤热电联产改造为天然气冷热电三联供的关键战略。而小型项目除了地源热泵、太阳能，很难采用其它能源。
