一、前言
　　人们常称21世纪是天然气世纪，中国天然气黄金时代就要到来。
　　“天然气经济效应”将推动我国的能源革命、环保革命、产业革命向着一个崭新的阶段发展。
　　天然气在燃气空调，区域能源站的充分利用，是优化能源结构的最佳途径。已引起当今科学工作者的高度关注和重视。
　　我国政府推出一系列支持和鼓励发展国内天然气、引进天然气和引进液化天然气的政策，为加促我国能源革命向天然气转换，提供了有力的保证。
　　天然气的广泛应用、合理利用和天然气的长期、稳定供应，为大力发展我国燃气空调，开展区域制冷提供了可靠的基础条件。可以预见，未来的中国会出现许许多多，大大小小的燃气空调机组和区域能源站为人民生活提供各种舒适的各种能级的能量服务。
　　二、引进天然气是改变我国能源结构的重大决策
　　1、我国能源资源短缺的压力
　　 从1993年起，中国已成为石油净进口国，目前每年进口石油7000万吨以上。据美国《油气杂志》估计，2005年中国石油消费量将达到2.6亿吨/年左右。其中缺口1亿吨/年以上，到2015年中国将成为世界上最大的石油消费国。
　　目前，我国人均占有能源储量还不到世界人均占有量的一半。在能源资源中，煤炭占70%以上，人均煤炭资源占有量大约是世界人均的一半，而石油天然气的人均占有量不到世界平均水平的十分之一。
　　能源资源短缺，对我国经济的发展带来了巨大的压力。
　　2、我国环境严重污染的压力
　　长期以来，我国能源资源以煤为主，城市煤气、工业窑炉、发电都以燃煤为主。燃烧产物中的硫化物、二氧化碳、氮氧化物，以及大量烟尘污染，使城市空气质量严重恶化。
　　1998年联合国公布了世界空气污染最严重的十大城市,排名为：太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。只有中国、南非、波兰、和北朝鲜，煤炭使用率超过70%。
　　据权威部门检测显示：烟尘排放量的70%，二气化硫的90%来自烧煤的结果。按我国目前烧煤炭比重高达70%的能源结构测算，每年排放二氧化硫2000多万吨，工业烟尘1000多万吨，酸雨控制面积达40%，环境污染非常严重。
　　面对环境严重污染的现象，扩大国内天然气生产、加促引进国外天然气和液化天然气改变我国能源结构已成为迫不可待和需要认真研究的重要课题。
　　3、建设环保城市和生态城市的迫切要求
　　第二次世界大战之后，科学技术的突飞猛进、经济高速增长、城市规模迅速膨胀、农村城市化进程不断加快，以大气污染和水资源环境恶化为特征的“城市病”不断在漫延，不断在报服人类，引起了各国政府的高度重视，大力支持环保城市的建设和生态城市的建设，用最清洁的能源不断取代污染性的能源是当代城市建设者们的一项重要任务。
　　4、天然气是当今世界的理想能源
　　天然气是当今世界的理想能源，天然气的合理利用，特别是广泛应用在燃气空调、燃气联合循环发电和区域制冷对优化我国能源结构、优化生态城市建设、优化理想人居空间，创造人和自然的和谐环境都具有非常重要的意义。
　　天然气作为一次能源具有三大优势：
　　第一、高效。绝大部分燃煤机组发电效率为30%左右，最高的亚临界点发电效率也不超过38%；天然气联合循环发电效率高达60%；如果采用功热联产技术应用天然气，能源利用效率可达80%以上。
　　第二、洁净。天然气的主要成份为甲烷，1分子CH4燃烧产物为2分子H2O和1分子CO2，每立方米天然气燃烧产物含2公斤水。CO2的总排放量远远小于燃煤，也小于燃烧液化石油气。
液化天然气（LNG），是天然气从气井开采出来之后，经净化，除去杂质在低温下液化的产物，其燃烧产物非常干净，基本不含硫化物和氮氧化物。
　　第三、方便。液化天然气（LNG）在接收基地气化以后，通过高压管线输送到门站，降低压力后送至城市居民用户和工商用户，与管道天然气一样再不要后处理，既方便又省事。总的经济效益和社会效益远远大于用煤和其他燃料。这是天然气在全球能耗比例中增长最快的主要原因。
　　5、引进天然气的经济意义和社会意义
我国的广东深圳早在1994年就开始研究引进液化天然气。1998年国家作出重大决策，西气东输、川气出川、俄气南送、从澳大利亚、印度尼西亚等地引进液化天然气。
引进国外天然气的经济意义在于：
   第一、今后几年我国电力将严重短缺
　　随着我国经济建设的持续快速发展以及人民生活生平的不断提高，对电力用量急剧增长的需求，就是采取西电东送和加速建设火力发电厂，也很难使缺电的局面得到缓解。
因此，引进天然气，对增加电网调峰手段，改善环境污染都具有非常重要的意义。
    第二、引进天然气为开发功热联产技术提供保证
　　引进天然气为我国热电联产技术的发展，广泛建立区域能源站，充分提高能量利用效率提供了非常有利的条件。对我国的供电安全也有重大作用。9.11事件和非典事件以后，发达国家都在加速建立区域制冷系统的步伐，避免由于意外事故造成大面积中断供电事故，保障供电安全。
    第三、大量引进天然气有利于石化原料的结构调整
　　大量引进天然气占领民用燃气市场以后，可以把目前每年消耗的1500万吨的民用液化石油气顶替出来，回到石油化工原料市场上去，进一步优化我国石油产品的分布结构、优化乙烯和各种石化产品的原料结构，降低能耗，提高总体经济效益。
    三、天然气优化利用的途经分
    1、用作民用燃料和锅炉燃料
　　天然气用来烧水做饭，虽说是一种非常理想的清洁燃料，但就其热量利用效率来说是极其不合算的。利用天然气产生的高温烟气来加热热水，达到80至 100℃，从热力学第二定律计算可知其利用效率极低。作为民用燃料又不得不使用。随着电磁灶的出现和普及，天然气炉灶会被遂步顶替。作为工业燃料直接烧锅炉，将大量热能浪费在烟气中，更是极不经济的做法。
    2、用作直燃空调燃料
　　利用天然气燃烧的高温烟气作为溴化锂制冷机组的热源，使制冷机产生冷量，随着国防环境意识的增强和溴化锂制冷技术的不断成熟，燃气中央空调在世界各地得到了越来越广泛的应用。在日本，燃气空调每年增长60多万冷吨，并以13.6%的速度增长，比电空调以8.7%的速度增长快得多。目前在日本，5000平方米以上的现代建筑，有 70%以上使用吸收式制冷机。科学工作者正在研究5KW、2.7KW甚至更小的别墅和家庭用的小型吸收式燃气空调。但就天然气在直燃式燃气空调的利用来论，其热力学效率还是比较低的。
    3、用作联合循环发电燃料
　　燃气轮机是一种布来顿循环的新型发动机，目前喷气式飞机的发动机都是燃气轮机,属轻型燃气轮机。而发电厂用的是重型燃气轮机，规模可达几十万KW。燃气轮机发电技术发展非常快，20年前的发电效率只有20%左右，现在的大型燃气轮机一次发电效率已经超过40%。
联合循环发电就是燃气轮机和蒸汽轮机联合发电，天然气先在燃气轮机里发电，排出的400至600℃的高温烟气通入余热锅炉，产生400℃的高温和4MPa的高压蒸汽，进入蒸汽轮机发电，两者发电效率总和可达60%以上。
    4、用作区域能源站燃料
　　天然气通过燃气轮机发电以后，高温烟气或用作制冷，或进入热锅炉产生蒸汽，这些蒸汽或用来发电，或用作其他工艺热源利用，比单用来烧锅炉的效率要高得多。因为天然气在燃气轮机发电利用了30~40%的效率之后，余热产生的蒸汽再发电或供热或制冷，这就是所谓的电热冷联产效应，热效率可达到80%以上。
　　因为燃烧的烟气不含二氧化硫，产生的水蒸汽冷凝潜热，还可以得到利用，使燃气轮机的最终排气温度可低至38℃，几乎90%的热量都被利用了。这是一种最高效的热量利用途径，国外用得很多，发展也很迅速。
　　采用热电冷三联供系统，一次能源利用率可高达1.49的比值，比热电冷分供要高一倍，标准气耗则降低一半。预计到2020年，楼宇能源的最主要的形式将会有一半被热电冷三联供的形式代替，这是21世纪能源的发展方向。
    四、天然气在区域能源站的高效利用
    1、电热冷三联产节能原理
　　天然气作为能源利用的最高效率是电热冷三联产。从热力学第一定律来说，它的节能原理就是能把能量吃光榨尽。
　　天然气在燃气轮机里就有30-40%的能量转化为电能，一次转化的效率就高于一般火电厂的锅炉蒸汽轮机机组的效率。再加上排出高温烟气产生的高温高压蒸汽进入蒸汽轮机发电，使能量利用率达到60%以上。剩余的能量还可以用来制冷，产生热水，用于各种不同能级的用户，系统能量梯级充分利用，使能量利用率达到80%以上的最高境界。这便是天然气电热冷三联产的供能价格比烧煤还有竞争力的根本原因。
能源产业的一场革命，大电网与微小型发电机并存，被全球专家认为投资省、能耗低、可靠性高的能源系统，是21世纪的发展方向。
    2、国外区域能源站的迅速发展
　　区域能源站，在国外有称区域冷暖中心，区域燃气制冷系统，区域制冷系统、分布式能源站。
　　区域能源站技术从七十年代末期以后开始发展起来，目前美国已有6000多座区域能源站，仅大学校园就有200多座。据美国有关资料统计，商用建筑采用热电冷三联产后节能效果达到46%以上。美国政府计划在2010年有20%新建商用或办公用建筑使用热电冷三联产，有5%现有的商用和办公楼宇改用热电冷三联产，25%美国能源部的项目改用热电冷三联产。至2020年，计划有一半以上新建办公或商用建筑采用热电冷三联产。并有15%的现有建筑改用热电冷三联产。英国只有5000多万人口的国家，就有1000多座区域能源站。俄罗斯采用热电联产的比例占总能耗的33%，美国占50%。
　　区域制冷系统是大城市的理想制冷系统，世界上先进的国家如美国、欧洲和日本，使用得非常普遍和广泛，技术十分成熟可靠，发展也十分迅速。
　　1991年1月投入运行的日本东京都新宿都心区冷暖中心，制冷规模达到了59000RT，供冷面积为2200000M2，为15栋摩天大厦和东京市政厅提供了良好的供电、供冷、供热水服务。远远超过美国纽约原世界贸易中心大厦49000RT的冷暖房，成为世界最大规模的区域冷暖中心。
　　冷暖中心系统的功能：
　　（一）发电照明
　　利用天然气燃烧的热量推动燃气透平发电机发电输入电网，或直接供应办公照明。
　　（二）提供冷气
　　利用天然气燃烧的热量使水管式锅炉产生4Mpa，400℃的高压蒸汽，通过背压透机组，进入吸收式冷冻机，再到轮机式冷冻机，制造出4℃的冷冻水，送入制造冷源的空调机为办公室提供冷气，温度升高至12℃的冷冻水送入循环系统循环使用。
　　（三）提供暖气
　　将水管锅炉房的4Mpa，400℃的高压蒸汽减压至0.7 Mpa，送进暖气空调机产生暖气送办公室取暖。
　　（四）提供热水
　　减压至0.7 Mpa的蒸汽送入热交换器，加热冷水变成热水送用户使用

       4、国内区域能源站和电热冷联产技术发展状况
　　我国的能源资源严重不足，利用率极低，急需大力发展高能效的电热冷三联产技术。2000年国务院四部一委发布了紧急通知，要求各地大力采用热电联产技术。三年多来，中国的热电联产技术仍然没有发展起来，更不用说高效能的区域性能源站的发展。究其原因为：第一是我国对能源优化利用研究还没有到位，宣传力度不够，政府部门和科学技术工作者对热电冷三联供的技术还认识不足；第二是电力系统体制的制约，电力部门垄断了电厂和电网，热电联产的电力难于上网，或者“过网费”高得使高效率得不到高效益；第三是没有加速开发天然气和引进天然气，缺乏清洁燃料的来源作燃料保证。
　　目前，国家正在加速电力体制的改革，提出“厂网分开，竞价上网”的原则；与此同时，国家又做出了西气东输和引进天然气的决策；最近北京市还制定出一系列有关低谷电价和低谷气价的措施。制约热电联产和热电冷三联产技术发展的条件正在改变，我国热电冷三联产的技术发展和区域能源站的建设将会有一个重大的转机。
    五、建设区域能源站需要政府政策的大力支持
    1、建设区域能源站是先进时代的特征
　　 环保城市的建设，生态城市的建设是现代化大都市城市建设的特征。十分需要以最优化的能源结构去改善人类居住环境、生活环境、办公环境。采用热电冷三联供技术为区域内的公共设施，办公大楼、酒店、住宅提供良好的服务是十分理想的办法。
对于一个煤炭发电占总发电量80%以上，二氧化硫和烟尘排放量大，使酸雨面积达到40%，CO2排放量达到世界之最的中国来说，多多采用天然气区域性能源站，对缓解能源矛盾，提高能源利用效率，改善环境都是非常有利的措施。
    2、区域性能源站的建设必须得到政府政策的大力支持
　　加快开发利用天然气，提高天然气在能源消费中的比重，优化能源结构，保护环境是坚持可持续发展的重要举措。把区域性能源站使用天然气纳入天然气利用总体规划；把区域性能源站对电网的调峰作用纳入电网的运行规划和电力工业建设规划；并作为整个能源系统工程来统筹协调国民经济和能源发展规划。做到有计划、有组织、有领导、有步骤去实施区域性能源站的建设。
日本政府从立法、政府补助、建立示范工程、低利率融资以及给予建筑补助金等角度来促进能源开发和节能事业的发展，同时也带动和促进了燃气空调和区域能源站的开发、推广和使用。
    3、为区域性能源站的建设提供优惠条件
　　通过深入的经济技术分析和可行性研究，把区域性能源站纳入引进天然气的总体规划中，统筹考虑用气量、用气价格、享受优惠的待遇。在法律上给予区域性能源站在区域内的直接供电、供热、供冷的权限和资格。对大型的区域能源站，赋予权力与电力公司签订上网协议，在可能的条件下可按照电网的要求向网上提供峰电。
　　大力发展和建设区域性能源站的时机即将到来。我们必须充分地，清醒地认识当今的时代形势，把握好机遇，不失时机地处理好区域性能源站的各种相关技术、政策、资金运作模式，为区域性能源站的建设，创造条件，开辟道路。让区域性能源站真正为人类创造良好的环境和温馨的生活，创造更美好的未来。
    六、广东是推动区域能源站建设最具潜力的地方
　　广东是我国改革开放的前沿阵地，经济增长速度快，人民生活比较富裕，承受能力较强，文化理念先进，比较容易接受新事物、新技术。
　　随着广东第三产业的发展和建筑能耗的提高，电力负荷的增加、电网峰谷差突出和供电安全的需要，区域能源站的建设在广东迅速发展将是一种必然的趋势。
　　在新的一场能源革命的浪尖上，广东作为展示中华民族经济、文化双重复兴的世界性窗口城市，应为人类多做一些杰出的贡献，要高瞻远瞩在看到，一场大力建筑区域能源站的时机已经到来。
    1、广州大学城区域能源站的规划方案简介
　　广州大学城区域能源站设计为100MWLNG热电冷三联供系统。燃气能量的38-40%先经燃气轮机转换为电能，500℃左右的烟气在余热锅炉产生 4.0Mpa蒸汽，经抽凝式汽轮机再做功发电；抽出部分1.0Mpa蒸汽供给园区内的蒸汽用户和用作溴化锂吸收制冷。利用余热锅炉170℃到110℃左右的烟气显热和汽轮机凝汽器（冬季适当升压）作为生活热水的主要热源，这样构成一个高效的联产系统。系统提供大学城的日常用电的一部分，不足部分向市电网购买。通过调节燃气轮机、佘热锅炉和汽轮机的运行台数和负荷率，可以满足各种季节、气候下不同冷、热、汽、电负荷工况的需求。系统具有很高的灵活性。并同市网供电设施一起，构成一个目前世界流行的分布式区域供电安全系统。该系统将在04年9月以后投入使用。

 
    2、香港地区区域能源站的研究工作正在进行
　　据有关资料报导：香港正在展开一些有关区域能源站的可行性研究，发现有15个区域极具潜力发展区域制冷。
　　其中原香港启德机场旧址的东南九龙重建区面积约460公顷（约4600000M2），潜在冷冻量需求约75000RT。
　　研究还指出，若该15个区域全部实施区域制冷，至2020年，每年可节约190000mwh的能量，并可以减少二氧化碳排放量约116000吨。将为净化香港这座商业大都市做出重大的贡献。
　　香港中华煤气有限公司正在积极参与香港区域能源站的调查研究工作，并将为筹建香港地区区域能源站投入人力和物力。