天然气分布式能源冷热电三联供系统（简称：CCHP），在中国、特别是在上海的发展历程快20年了，上海市地方政府凭借雄厚的经济、技术等优势条件和能源消耗需求重地，积极推行清洁能源安全、高效利用的鼓励、支持政策。可是回顾这么多年的发展史一直徘徊在经验和教训的交替过程中，既有的CCHP系统能真正具有盈利条件的项目是鲜有。

　　中国是一个多煤、少气、贫油的国家，能源结构造就了炎黄子孙是以消耗煤炭能源为主生存的地理环境条件，中国地域广阔能源矿产资源不均衡，近百年来北煤南运、西气东输一直在折腾着人们的日常生活，国家甚至到上万公里之外的国家高价采购能源矿产资源，经济的大发展离不开能源的大消耗，大量地使用煤炭已经酿成了环境空气的大污染。页岩气的成功开采、深海可燃冰的成功开采为寻找到清洁能源带来了希望和机遇，同时优化了国家的能源结构,并为天然气分布式能源系统得大发展带来了良好前景。CCHP系统使传统的能源转换形式从约40%的利用率提高到80%利用率以上的能源高效利用系统；是一个能为子孙后代创造生存空间的系统；是一个能为当代人改变生活习惯回归天蓝水清山绿时代的系统。二十年来我们搞CCHP系统却忽视了一条重要的向大自然环境空间要清洁能源、要企业经济效益组合应用、复合生产的途径。
 

　　早在1824年，法国工程师卡诺研究出了一种理论热机的循环（卡诺循环原理）由此产生了火电厂的能源转换循环原理。美国人威利斯•开利运用了逆卡诺循环原理在1902年设计了第一个空调系统，1906年他以"空气处理装置"为名申请了美国专利。当然随着社会的发展、新材料的发现、新技术的应用，目前的空气源热泵（空调）技术冷热综合COP值高达7.95，运转模式也可以依据终端用户的用能需求随时进行自动灵活快速切换，技术的进步也拓宽了该技术在环境温度-7℃到+40℃之间高效应用的空间，能源的一次循环转换温度段也提升到了+60℃以上。

　　之前CCHP系统原理，图示（1）天然气冷热电三联供技术基本系统，是由燃气发电机组在消耗能源的同时产生电能和余热，余热烟气供吸收式溴化锂制冷机转换成需求冷水能量供终端用户用能，余热烟气供烟气换热器转换成需求热水能量供终端用户用能，这样组合成一套最基本的CCHP系统，从理论上计算其能源的利用效率能达到80%，但是在实际应用中由于种种原因和因素，却碰到了能量转换需求不平衡造成系统无法连续运行的后果，其项目系统的实用性不能满足终端用户需求，不稳定的运行后果最终却反而加大了清洁能源的浪费程度。
 

 
图（1）天然气冷热电三联供技术基本系统原理

　　近年来从事CCHP系统的科研技术人员不断地在CCHP系统项目建设中总结经验，优化、完善系统，在原有基本CCHP系统中增加了许多设备其目的都是为了让系统安全、平稳、高效、连续运行，但是这十多年来国内许多能源科研技术人员的研究，只停留在对一次能源天然气能量低品位烟气余热的梯级利用，只考虑如何对一次能源天然气能量进行“吃光用尽”。低品位烟气余热的回收利用固然重要，这样势必造成了CCHP系统的复杂、庞大、臃肿，大量地增加冬季和夏季分别闲置设备的数量，项目系统采购成本、维保成本、财务成本急剧上升，最终造成系统性项目的经济性不良，项目运营无法盈利、项目运营亏损在所难免，使投资建设天然气分布式能源三联供系统项目企业相继都走入了项目实际回报周期遥遥无期的死胡同。图示（2）搭建的系统清洁能源转换流程，虽然是个已经很完善的系统，而且一次能源的转换使用效率加上额外吸收的地源能源，其理论上计算能源利用效率会高，项目系统的运行连续性比之前最基本的CCHP系统会有进步。但是由于燃气发电机组烟气低品位余热能量的受限、地源能源环境地质条件能源站区域占地面积的受限、水源能源资源条件受限的困境，而且系统设备多故障点多、故障频率高运行可靠性差，安全系数低，经济性差实用性还是不尽人意，虽然一次清洁能源的梯级利用率高可是系统的盈利空间反而会缩小了。

 

 
图（2）天然气冷热电三联供组合应用地源（水源）热泵技术系统原理

　　上海市节能协会分布式供能专委会专家王伟军先生早在2000年开始至今已对诸多的一次清洁能源CCHP系统项目进行优化、改进、完善工作，对许多既有的CCHP系统项目的安全性、高效性、稳定性和系统运行连续性进行分析、研究，于2009年提出CCHP系统降低系统投资成本、维保成本、提高设备利用率、向大自然环境空间要清洁能源、要企业经济效益的技术创新思路，提高CCHP系统的燃气发电机组设备的年运行小时数，并对研究的技术方案内容在上海某CCHP系统的试验性项目上予以实践，最终并证明了方案的可行性。
 

　　无时无刻都陪伴着我们的空气是人类以及万物生存最基本的物质，对CCHP系统的同行来说，向空气要清洁能源、向空气要经济效益的技术这是一个既熟悉、又陌生的新课题。空气对一个真正搞CCHP系统的能源人来说：是一种取之不尽、用之不完的清洁循环能源，而且空气中的热能是不需要终端用户付出资源成本费，地球上80%的空气能源集中在人类的周围，况且人类获取空气清洁循环能源的方法就与人类的呼吸一样简单，而且不受地域环境地质等条件的限制，图示（3）空气源热泵（空调）技术系统原理。

 

 
图（3）空气源热泵（空调）技术系统原理

　　天然气分布式能源冷热电三联供系统与空气循环能源系统完美结合、组合应用、复合使用，其产生巨大的社会环境效益和项目经济效益是之前任何CCHP系统都无法媲美。要关心空气中的比热容与气象环境温度的关系：温度为250K时,空气的定压比热容cp=1.003kJ/(kg*K)；温度为300K时,空气的定压比热容cp=1.005kJ/(kg*K)。

 

 
图（4）天然气冷热电三联供组合应用空气源热泵（地源、水源）技术系统原理

　　据上海著名设计院暖通工程师计算，一个燃气发电机组总装机容量约8MW级与空气清洁循环能源系统相结合的CCHP系统，其节能潜力比之前的常规CCHP系统还高达28.8%。中国工程院院士、清华大学教授江亿，在“2016中国热泵产业联盟年会及亚洲空气源热泵高峰论坛”论坛上，发表了题为《用空气源热泵实现“煤改电”》的技术演讲。上海能源专家王伟军先生凭四十多年从事能源行业丰富的实践经验，积极倡导天然气分布式能源冷热电三联供系统项目与空气源热泵技术有效组合、复合使用，并呼吁社会各界关心和支持、鼓励、扶持建设具有盈利条件的CCHP系统项目，这将有效加快我国环境污染治理速度进行“煤改气”与“煤改电”发展进程。

　　天然气分布式能源冷热电三联供系统项目是未来智慧能源互联网中一个不可缺少的系统，更是未来智慧城市内容中一个最基本的清洁能源基础设施，项目现阶段在承担社会环保责任的前提下，项目投资企业必须也要同时获得项目合理的运营经济效益。当然我们还可以同时走目前已知的再生能源和未来待开发的目前还未知的无成本循环能源+储能等多能互补更加清洁、更低成本的分布式能源道路，但是能源循环使用、能源高效利用、杜绝能源浪费必须有待全社会人人参与、人人遵守行为准则，最终达到建设分布式能源项目为国家环境效益和企业经济效益双丰收的初衷目标。