参照日本和马来西亚的经验 ， 印度尼西亚工业部门的热电联产潜力

ERIA研究报告2023财年，第14期 参照日本和马来西亚的经验，印度尼西亚工业部门的热电联产潜力 由ShigeruKimura编辑 梁秀夫·宫城 参照日本和日本，印度尼西亚工业部门的热电联产潜力马来西亚经验 东盟和东亚经济研究所（ERIA）中央SenayanII6楼JalanAsiaAfrikaNo.8,GeloraBungKarno Senayan,JakartaPusat10270 印度尼西亚 ©东盟和东亚经济研究所，2023年ERIA研究项目报告FY2023第14号 2023年11月发布 Allrightsreserved.Nopartofthispublicationmaybereplicated,storedinaretrievalsystem,ortransmittedinanyformbyanymeanselectronicormechanicalwithoutpriorwrittennoticetoandpermissionfromERIA. 在其各自章节中表达的发现，解释，结论和观点完全是作者/他们的观点，并不反映东盟和东亚经济研究所，其理事会，学术咨询委员会的观点和政策，或他们所代表的机构和政府。各章节中的任何内容或引用错误均由作者自行负责。 本出版物中的材料可以自由引用或转载，并附有适当的确认。 前言 印度尼西亚宣布到2060年实现能源部门的碳中和。因此，它将需要零排放技术，如氢和碳捕获、利用和储存。但首先，印度尼西亚必须减少其最终部门的能源消耗：工业，运输，住宅和商业。在过去的几十年中，该国的能源消耗，特别是电力，一直在快速增长，工业部门是第二大能源消费国。因此，促进能源效率和节约是工业部门的优先能源政策。该行业消耗两种类型的能源：热能和电能。因此，如果工厂的生产活动需要热量和电力，则热电联产系统 （CGS）应具有较高的热效率。这是因为CGS回收热量，这是对空气的浪费。 由于这一背景，本项目研究了印度尼西亚工业部门的CGS潜力，参考了日本和马来西亚在其工业部门安装CGS方面的经验。 印度尼西亚的工业部门配备了称为“ge-se”的自动发电系统，这是由于负责该国能源需求的国有公司PersahaaListriNegara的公用事业服务不稳定。因此，当工厂想要从自动发电系统转向热电联产系统时，他们将通过应用热交换系统来连接热回收系统。但是如果他们只需要电力，他们就不需要热回收系统。因此，CGS适用于需要电力和热量的工厂。然后，有关化学品和机器等子行业的信息对印度尼西亚寻求其行业的CGS潜力很有用。 我希望这份报告将有助于增加工业部门的CGS，并为印度尼西亚节省大量能源。 木村茂 东盟和东亚能源事务经济研究所主席特别顾问 Acknowledgement 该报告是由东盟和东亚经济研究所（ERIA），日本和马来西亚的热电联产系统（CGS）专家以及印度尼西亚的能源专家开发的。日本CGS专家介绍了日本子行业的CGS系统的33个样本。马来西亚CGS专家介绍了马来西亚子行业部门的CGS系统的24个样本。我们特别感谢ERIA总裁能源事务特别顾问木村茂，他发起并领导了这个CGS项目。此外，特别感谢StefaWesia领导的ERIA出版团队为提高本报告质量做出的巨大贡献。 SalehAbdurrahman博士 印度尼西亚能源和矿产资源部下游石油和天然气监管机构委员会成员 目录 前言 iii Acknowledgement iv 数字列表 vi 表列表 viii 项目成员列表 ix 缩写和首字母缩略词列表 x 执行摘要 xi Chapter1 日本热电联产系统安装现状 1 Chapter2 日本工业部门安装的CGS介绍 16 Chapter3 在马来西亚安装热电联产系统的案例 34 Chapter4 结论和建议 57 参考文献 59 附录 附录1.日本热电联产系统：案例研究 60 附录2.马来西亚热电联产系统：案例研究 134 数字列表 图1.1 热电联产系统的图像 1 图1.2 CGS应用于燃气发动机的机理 2 图1.3 CGS在燃气轮机上的应用机理 2 图1.4 CGS应用于燃料电池的机理 3 图1.5 大型电力系统与CGS的热效率比较 4 图1.6 CGS的节油效果 5 图1.7 CO2CGS的节约效果 5 图1.8 电源连续性系统的图像 8 图1.9 CGS历史装机容量 8 图1.10 2004-2022年经济增长率 9 图1.11 累计CGS安装单元 10 图1.12 累计CGS安装能力 10 图1.13 按工业部门划分的单位和能力 12 图1.14 CGS安装容量（MW），1986-2020财年和2010-2020财年 13 图1.15 CGS累积容量（MW），1986-2020财年 14 图1.16 CGS2011-2020财年累计产能（MW） 15 图2.1 CGS工厂的能源利用流程(制药业) 20 图2.2 CGS电厂能源利用流程(燃气中继站发电) 23 图2.3 CGS厂能源利用流程(县经营净水厂) 27 图2.4 CGS工厂的能源利用流程(化学工业) 30 图2.5 CGS工厂的能源利用流程(食品工业) 32 图3.1 峰值需求，2015-2020年实际和2021-2039年预测 34 图3.2 ITA应用流程图 36 图3.3 热电联产/热电联产（CHP），提高了90%的工厂效率，而传统工厂的工厂效率为45% 38 图3.4 显示碳排放和能源成本显着降低的示例 38 图3.5 各行业CGS安装的百分比，按安装数量 40 图3.6 各行业CGS装置的百分比，按 已安装的容量 40 图3.7 图：2006-2018年马来西亚热电联产能源 41 图3.8 马来西亚天然气价格 41 表列表 表1.1 累计单位数和装机容量 7 表1.2 按每个子行业部门安装的CGS 11 表1.3 1986-2020财年和2021-2020财年已安装CGS的数量和容量 13 表2.1 35个选定的CGS案例研究列表（1/2） 17 Table2.2 配置和性能 19 表2.3 配置和性能 22 表2.4 配置和性能 25 表2.5 配置和性能 27 表2.6 配置和性能 30 表2.7 CGS设备成本（不包括管道和附带工程） 32 表3.1 通过比较基于“有”和“无”税收激励的税收计算，基于假定的绿色项目投资1000万令吉 36 表3.2 CGS在马来西亚工业中的应用和安装概述 38 表3.3 马来西亚工业和工业的热电联产工厂名单 42 商业部门 表3.4 CGS案例研究1号系统规范 45 表3.5 CGS案例研究1号的投资和回报 47 表3.6 CGS案例研究2号的系统规范 48 表3.7 CGS案例研究2的投资与回报 49 表3.8 CGS案例研究第3号系统规范 50 表3.9 CGS案例研究3的投资与回报 51 项目成员列表 东盟和东亚经济研究所（ERIA）能源事务总统特别顾问AlloysiusJokoPurwanto，能源股能源经济学家 CitraEndahNurSetyawati，能源部门研究助理 日本CGS专家 日本能源效率和节约方法专家SetsuoMiyakoshi 马来西亚的CGS专家 LeongSiewMeng，能源效率独立顾问LukChauBeng，能源工程独立顾问 印度尼西亚能源和矿产资源部（MEMR） SalehAbdurrahman，印度尼西亚MEMR下游石油和天然气监管机构委员会成员FathorRahman，印度尼西亚电力协会 缩写和首字母缩略词列表 BCP 业务连续性计划 BOS 停电开始 BTG 锅炉汽轮发电机 CCGT 联合循环燃气轮机 CGS 热电联产系统 CHP 热电联产 CO2 二氧化碳 EMS 能源管理系统 EPC 能源绩效合同 EPCC 工程、采购、施工和调试 ESCO 能源服务公司 EV 电动汽车 GHG 温室气体 GE 燃气发动机 GT' 燃气轮机 GTG 燃气轮机发电机 HRSG 热回收蒸汽发生器 IEPRe 能源政策研究所 ITA 投资免税额 LNG 液化天然气 LPG 液化石油气 MGT 微型燃气轮机 VOC 挥发性有机化合物 PEFC 聚合物电解质燃料电池 SOFC 固体氧化物燃料电池 执行摘要 热电联产系统（CGS）是工业和商业部门的能源效率技术之一。它显示出较高的能源效率，定义为能源输出（电力和热量）除以燃料输入，尤其是天然气，通常达到70％以上。但是，如果工厂和商业建筑中没有电力和热力需求，则无法应用CGS。这是CGS在全球范围内不受欢迎的原因之一。 该项目显示了到目前为止，哪些工业子行业已经应用了CGS。就日本而言，食品，化学和机械子行业是CGS安装的前三名。另一方面，在马来西亚，化学，棕榈油/油脂化学和糖加工是CGS安装的三个主要子行业。因此，印度尼西亚工业部门的食品和化学子行业可能具有相当大的CGS潜力。此外，CGS可以安装在机械，钢铁和金属，纺织品，陶瓷和水泥子行业。 CGS的安装取决于经济激励活动，因为CGS可以节省能源并降低工厂的能源成本。因此，马来西亚的CGS安装案例表明投资回收期短，主要少于5年。在日本安装CGS的决定基于三个因素：（i）经济因素（节省能源消耗和成本），（ii）气候变化问题（减少二氧化碳[CO。2]排放)，以及(Iii)业务连续性计划(BCP)。如果工厂没有CGS，电力和供暖燃料等能源将通过公共基础设施提供，如输电线路和道路。东日本大地震和强台风破坏了公共基础设施。结果，由于电力和取暖燃料的供应中断，工厂不得不停止生产商品。因此，工厂安装了CGS或自能源供应系统以继续生产。这就是BCP的概念。 CGS安装需要熟悉工程问题和基本经济学的专家。他们被称为能源经理或能源服务公司（ESCO），他们可以估算CGS安装带来的节能效果。除了节能计算外，他们还可以提出合适的燃气轮机，燃气发动机和热交换器的尺寸。日本和马来西亚有许多能源经理和ESCO。这就是为什么这两个国家都比印度尼西亚安装了更多的CGS装置。在这方面，不断增长的能源管理人员和ESCO对于印度尼西亚增加CGS安装必不可少，敦促机构发展能源管理人员。 CGS安装取决于经济激励。但是日本和马来西亚为CGS准备了财政支持系统-日本对CGS成本的补贴和马来西亚的税收激励。因此，CGS安装的财政支持系统在印度尼西亚的行业中可能是合适的。 Chapter1 日本热电联产系统安装现状 1.1.什么是热电联产系统？ 本节介绍了热电联产系统(CGSs)的含义和机制。引言包含以下三点:CGS类型、机制和效果。来源是日本天然气协会的一份文件。 1.1.1.热电联产的机制和类型 CGS是一种从单一形式同时产生多种形式能量的系统。热电联产（热电联产）使用天然气，石油，液化石油气（LPG）或其他燃料通过发动机或涡轮机发电，并同时回收过程中产生的废热。 图1.1.热电联产系统的图像 来源：作者。 回收的余热可以转化为蒸汽或热水，用于工厂热源，空调，热水供应等，如果热量和电力一起使用，可以在燃料原始能量含量的75％-80％时实现高的整体能源效率。 根据电源有三种类型的发电机。 1)燃气发动机 气体燃料发动机通过旋转发电机发电,发电效率高,输出稳定,废气燃烧温度高,可用作各种用途的蒸汽或热水,输出电比(40%-50%)高(23%-40%),综合效率达到63%-90%。 图1.2.CGS应用于燃气发动机的机理 资料来源：日本天然气协会，由作者修改。 2)燃气轮机 燃烧器中产生的高温燃烧气体使涡轮机旋转发电，由于其热回收效率高，主要供热量需求大的客户使用，输出具有高的热比（40％-60％），电比为24％-40％，因此整体效率为64％-100％ 。 图1.3.CGS应用于燃气轮机的机理 资料来源：日本天然气协会，由作者修改。 3)燃料电池 氢气是从城市燃气和液化石油气中含有的甲烷中提取出来