分布能源具有整合的魔力
在傳統(tǒng)建筑能源系統(tǒng)中，因為每一個系統(tǒng)都是相對孤立的，所以增加功能必定增加投入。但對于分布能源技術而言，它通過有效整合過去相對孤立的電力、熱力、燃氣等能源系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)綜合優(yōu)化，從而實現(xiàn)降低總體工程造價和配套費用的目的。
分布能源優(yōu)化整合建筑能源系統(tǒng)
如果我們在城市中建設一座大樓，采用傳統(tǒng)方式，為了消防等安全要求，我們需要建設兩路供電系統(tǒng)。有時為確保樓宇電力系統(tǒng)的供應安全，以滿足未來的各類使用者的要求，還不得不采購安裝應急柴油發(fā)電機和與之配套的系統(tǒng)；為了解決采暖問題，我們需要接入集中供熱，或者采用燃氣鍋爐，也許是電鍋爐和相應的電力系統(tǒng)；制冷需要制冷機組，可能是電力離心制冷機、直燃機或單體電空調，也可能是地源或水熱泵；解決做飯和生活熱水需要接入燃氣和購買燃氣熱水器；如果采用中央空調，也許還要除濕設備；若是智能樓宇還需要一個比較大的UPS電源。
以北京為例：建筑物電力系統(tǒng)投資100-500元/平方米不等，平均約250元/平方米；集中采暖資源費80-120元/平方米；電空調平均100元/平方米。如果采用分布式能源，也許僅需要一條天然氣管道，最多增加一條輔助供電線路，建一套熱電冷能源中心就可以完成上述多個系統(tǒng)的功能。如果條件不允許，也可以采用液化天然氣/石油氣，建立一個獨立的“島”式能源系統(tǒng)。建筑能夠在規(guī)劃階段就采用這一設計理念，對絕大多數(shù)建設項目來說是可以實現(xiàn)降低工程造價的目標。
采用分布能源技術不僅僅在工程造價中能得到優(yōu)化，在系統(tǒng)使用上也可得到長期經(jīng)濟效益。道理很簡單，以上海居民公寓為例：1立方米天然氣價格為2.1元，采用微燃機熱電冷聯(lián)產(chǎn)可以產(chǎn)生2.47~2.98元的產(chǎn)值，利用1立方米天然氣節(jié)約0.37~0.88元支出；如果是北京的賓館，天然氣價格1.8元/立方米，每利用1立方米天然氣可以節(jié)約0.76~1.06元能源支出。各類用戶平均節(jié)約支出水平在20~60%之間，效益非常明顯。
分布能源的主要技術裝備
目前世界各國的能源技術研究專家們，正充分發(fā)揮想象，利用一切最新科技成果，并竭力挖掘各類傳統(tǒng)技術，研制生產(chǎn)了各種各樣的分布式能源設備。例如：以美國Solar公司為代表的小型燃氣輪機；以英國Bowman公司為代表的微型燃氣輪機；以美國Cat公司為代表的燃氣內燃機；以美國STM公司為代表的燃氣外燃機，以及燃料電池、太陽能電池、太陽熱發(fā)電、余熱吸收式制冷機組、樓宇式風力發(fā)電、樓宇式抽水蓄能發(fā)電、污水熱泵能量回收系統(tǒng)、微型污水處理站沼氣回收系統(tǒng)、微型垃圾焚化余熱利用系統(tǒng)等等。由于大家對與燃氣內燃機和小型燃氣輪機的技術都已比較熟悉，所以這里我們著重介紹有標志性的兩種燃氣機組熱電（冷）系統(tǒng)。
微型燃氣輪機：中國科學院工程熱物理研究所分布能源技術專家徐建中院士將微燃機稱之為“分布能源的核心技術”。因為微燃機是一種結構簡單便于大量工業(yè)化生產(chǎn)、余熱品質高適合熱電冷聯(lián)產(chǎn)、技術潛力大的能源轉換設備。同樣是燃氣輪機，微燃機將傳統(tǒng)燃機的多級空氣壓縮機葉輪和動力透平葉輪構成的轉子一次精密鑄造成為一個輪盤轉子，一邊是空氣壓縮機，一邊是動力葉輪，讓轉子在滑油或空氣軸承上高速旋轉，帶動永磁發(fā)電機產(chǎn)生高頻交流電，經(jīng)過可控硅電子變頻控制器進行“交—直—交”可控變頻，自動跟隨電網(wǎng)的頻率、相位、周波并網(wǎng)發(fā)電。這一設計大大簡化的發(fā)電和控制系統(tǒng)，不僅可以有效降低造價，還可以有效降低運行成本。為了提高效率，微燃機普遍采用了回熱循環(huán)技術，利用燃機排出的600-700℃高溫煙氣，對壓縮過的空氣進行預熱，并使之提高到250℃以上，使燃燒基溫提高，并讓燃料能夠充分燃燒，實現(xiàn)節(jié)能。
微燃機轉子與永磁電機 電子變頻控制器
微型燃氣輪機采用了模塊化集成設計，每一個機組就是一個獨立的發(fā)電單元，可以獨立使用，也可以多臺機組陣列布置，非常靈活。由于微燃機排煙溫度在287-650℃以上，可以與余熱吸收制冷機組實現(xiàn)直接對接，同時因微燃機排煙中含氧超過15%，可以與燃料再燃，能夠直接提高直燃機和鍋爐的燃燒效率。微燃機還可以使用包括沼氣在內的低熱值燃料，應用范圍非常廣泛。
微型燃氣輪機與余熱吸收制冷機組直接對接的實驗正在進行，美國馬立蘭州大學建立了一套測試系統(tǒng)，利用微燃機發(fā)電的余熱制冷和除濕，該項目已經(jīng)運行兩年。北京燃氣集團采用英國Bowman 80kW GT80微型燃氣輪機為基礎組織了一套熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)，目前正在安裝。上海理工大學一套采用Capaston 60kW微燃機組成的熱電冷系統(tǒng)也在安裝測試之中。與直燃機的直接對接是否適用，還需要進一步研究和通過運行考驗。但是利用BowmanGT80微型燃氣輪機煙氣的余熱鍋爐能產(chǎn)生140kW高溫熱水和蒸汽，可以產(chǎn)生8.5-15萬大卡的冷量，能滿足1500-2500平方米建筑的制冷需要，而蒸汽或熱水制冷機組技術十分成熟，價格也更加低廉，運行安全可靠。業(yè)主可以根據(jù)需要采用不同的技術路線，但該技術的實用性已經(jīng)確立無疑。
Bowman微型燃氣輪機發(fā)電容量80kW，煙氣供熱量140kW，另有10kW熱量來自滑油冷卻水，溫度足以供應生活熱水。機組自身也采用了模塊化組合設計，回熱器、余熱鍋爐、燃氣增壓機、并網(wǎng)/獨立發(fā)電雙模式模塊全部是選裝設備，使用非常靈活。該機組采用較為傳統(tǒng)的滑油軸承，其噪音明顯小于空氣軸承，僅77分貝（1米），而且不同于空氣軸承不能緊急停機?；兔磕旮鼡Q一次，油濾半年更換一次，其他基本沒有什么大的維護工作，設備大修周期為3-5年。機組長3米，寬0.8 米，高1.8米，重1.8噸（含余熱鍋爐），布置非常靈活。標準型可每小時生產(chǎn)90℃熱水150kW，氮氧化物排放25ppm。設備可在室內布置，也可以放在室外，很靈活。
燃氣外燃機：對于只使用熱水的用戶，例如：賓館飯店、游泳池、洗浴中心和公寓熱水系統(tǒng)，外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)越性是無與倫比的。外燃機利用的歷史悠久的斯特林循環(huán)，如同蒸汽火車頭的原理，在熱端加熱管束中的介質，利用介質膨脹做功推動活塞運行出力產(chǎn)生電流和60℃的熱水。
STM外燃機熱電系統(tǒng) 外燃機內部結構示意圖
STM外燃機作為一個獨立模塊，將發(fā)電、冷卻、供熱、控制等各種功能全部集成于一身，每一模塊就是一個獨立發(fā)電單元。因而組成的發(fā)電系統(tǒng)不論是單臺，還是多臺機組陣列，既不需要廠房，也不需要現(xiàn)場控制室，完全實現(xiàn)現(xiàn)場無人職守。每臺機組都可通過普通網(wǎng)線或電話線進行遠控，而遙控控制端，僅需要一臺使用Win95視窗的普通PC機即可。因此，系統(tǒng)造價大大低于其他技術，且使用極為靈活方便。 8臺機組組成的陣列發(fā)電系統(tǒng)
STM外燃機發(fā)電出力55kW，效率31.5%，噪音68分貝（1米），氮氧化物排放8ppm，一氧化碳為1ppm，是目前世界上最環(huán)保的熱發(fā)電機組。設備震動非常小，運行時可將一枚1元硬幣直立在機殼上不倒。體積為長2.59m、寬0.86m、高1.1m（不含散熱器）。該設備供電同時可供熱90kW，相當每日供應60℃熱水50噸，綜合熱電聯(lián)產(chǎn)效率為82%。由于外燃機的獨特設計，對于燃料的熱值和成分要求較低，熱值2670大卡/立方米以上的燃氣，無論是天然氣、煤氣、煤層氣，還是沼氣、生物質熱解氣、氫氣等都可使用。進氣壓力僅為0.017~0.136kg/cm在城市低壓和次中壓管道上即可使用。
STM外燃機是一種長壽命、低維護機組，因零件僅為內燃機的50%，所以性能可靠，維護簡單，大修周期5萬小時。通常耗材只有機油、冷卻液、去離子水和火花塞。機油為普通汽車機油，2年更換一次；冷卻液為汽車防凍劑；用于制造功質的去離子水，每年填加一次；火花塞因不同于燃氣內燃機需頻繁工作，所以沒有使用更換壽命限制，只需要定期檢查。運行不足成本內燃機的1/10。
STM外燃機的供電系統(tǒng)非常簡單，采用異步發(fā)電機，由電網(wǎng)的電力啟動系統(tǒng)，隨電網(wǎng)的周波、頻率和相位運行，在電力達到輸出能量時自動并網(wǎng)供電。電力380V 輸出，在用戶端低壓系統(tǒng)供電，減少不必要的投資和損耗。設備有完善的保護系統(tǒng)，電力出現(xiàn)不正常波動和電網(wǎng)斷電，可以迅速反映，完全確保用戶電力系統(tǒng)和電網(wǎng)的安全。
中國第一套20kW外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)示范驗證項目由清華大學、北京燃氣集團和中國能源網(wǎng)，在新加坡STK 公司資助下正在北京進行測試，該系統(tǒng)將為清華每日提供480kWh電力并為北區(qū)學生浴室提供24噸洗澡水，解決約500名學生的洗澡需求。
分布能源系統(tǒng)設計應用的一些問題
設計應用分布能源系統(tǒng)一要擺脫傳統(tǒng)能源系統(tǒng)設計理念的慣性思維，二要用于創(chuàng)新。當一件新生事物出現(xiàn)時，在我們還不能完全理解和清楚認識的時候，一定不要預先設置立場。分布能源是一種基于需求的能源系統(tǒng)，一切應該實事求是，從用戶的實際需要出發(fā)，同時盡力在適用性和經(jīng)濟性中尋求平衡。
“島——網(wǎng)”之異：對于發(fā)展分布能源國內外專家一直存在是建立“能源島”還是建立“能源網(wǎng)”的不同看法。所謂“島”就是系統(tǒng)完全獨立，自給自足，完全不依靠電網(wǎng)供電，甚至燃氣也采用雙燃料，不受制于任何人。而“網(wǎng)”則強調于電力和燃氣系統(tǒng)的積極融合，追求設備利用的化和能源供應的安全性。很多能源島是被電力壟斷逼出來得，發(fā)展島式能源系統(tǒng)，出于電器設備啟動要求，裝機容量需要的比較大，投資比較浪費，同時因為完全不需要電網(wǎng)，電網(wǎng)一分錢也賺不到，對誰都沒有好處，是一種極端的做法。隨著電力壟斷被逐步打破，電力改革進一步深入，電力部門和用戶都應該選擇投資更少，使用效率更高的能源網(wǎng)系統(tǒng)。日本的經(jīng)驗是分布能源系統(tǒng)的發(fā)電容量在25-35%之間，不足部分由電網(wǎng)補充，友好供電，相互依存。
“以熱定電”還是“以電定熱”，在確定分布能源系統(tǒng)設計原則時，設計人員往往困惑于上述問題。如果按照國家四部委聯(lián)合頒布的（計基礎）1268號《關于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》“以熱定電”的要求設計，機組選型不是大就是小，不易匹配。在北京燃氣集團調度大樓項目中，中國電機工程協(xié)會熱電專業(yè)委員會王振銘秘書長提出的設計原則建議，該工程能源配置的原則是“以基荷電力定容量，不足電力從電網(wǎng)補充，不足熱量補燃解決”和電力“并網(wǎng)不上網(wǎng)售電”。因此燃氣發(fā)電裝置的功率選擇，接近或小于大樓要求的實際電力需求，并具有較大的調節(jié)靈活性。
與建筑規(guī)范的關系問題。我國建筑工程中與能源相關的規(guī)范，通常都是在比較極端的邊界條件下確定的，與實際運行情況的需求相差甚遠，大大超過基本負荷需求。如果按照建筑規(guī)范設計分布熱電冷系統(tǒng)，恐怕沒有一套系統(tǒng)能夠開起來。上海黃埔中心醫(yī)院就是一個典型的例子：按照規(guī)范的標準需要2套1180kW小型燃氣輪機，當時由于資金原因只建了一套，結果建好運行，一臺也只能達到60%的負荷出力。除了電力，熱和冷也不能按照建筑規(guī)范設計，否則熱量和冷量也是難以用掉的。解決這一問題可以采用復合系統(tǒng)技術，利用日間和夜間氣溫變化，采用蓄熱和蓄冷技術削峰填谷，實現(xiàn)自身平衡。如果還不能滿足可以使用一部分電力制冷，利用多余電量，達到綜合平衡。在北京一些項目中，根據(jù)研究分析實際需要的能量為電力20W/m2、采暖30W/m2、制冷40W/m2。熱電冷聯(lián)產(chǎn)是一種新興技術，需要在摸索中尋找規(guī)律，照搬傳統(tǒng)規(guī)范肯定是不適合的。分布能源多為模塊化組合，如果發(fā)現(xiàn)容量明顯不足或過多可迅速調整。
分布能源的安全性問題。一些地方的電力部門反對分布能源系統(tǒng)主要的理由是對電網(wǎng)的安全影響，認為小電源必然不安全。實際上美國、歐洲已經(jīng)使用該技術20余年，并沒有影響電網(wǎng)的安全供電，所以各國才積極推廣。目前的主要設備電子自動化程度非常高，安全性大大好于傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)，電流的品質非常直高，遠好于電網(wǎng)與建筑系統(tǒng)的銜接安全問題，也可以通過優(yōu)化設計解決。所以，安全可靠性不是主要問題，關鍵還是利益機制。電力改革的一個重點就是加強競爭，保護環(huán)境，有效利用資源，隨著電力改革的深入，阻力將逐步消除。
在傳統(tǒng)建筑能源系統(tǒng)中，因為每一個系統(tǒng)都是相對孤立的，所以增加功能必定增加投入。但對于分布能源技術而言，它通過有效整合過去相對孤立的電力、熱力、燃氣等能源系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)綜合優(yōu)化，從而實現(xiàn)降低總體工程造價和配套費用的目的。
分布能源優(yōu)化整合建筑能源系統(tǒng)
如果我們在城市中建設一座大樓，采用傳統(tǒng)方式，為了消防等安全要求，我們需要建設兩路供電系統(tǒng)。有時為確保樓宇電力系統(tǒng)的供應安全，以滿足未來的各類使用者的要求，還不得不采購安裝應急柴油發(fā)電機和與之配套的系統(tǒng)；為了解決采暖問題，我們需要接入集中供熱，或者采用燃氣鍋爐，也許是電鍋爐和相應的電力系統(tǒng)；制冷需要制冷機組，可能是電力離心制冷機、直燃機或單體電空調，也可能是地源或水熱泵；解決做飯和生活熱水需要接入燃氣和購買燃氣熱水器；如果采用中央空調，也許還要除濕設備；若是智能樓宇還需要一個比較大的UPS電源。
以北京為例：建筑物電力系統(tǒng)投資100-500元/平方米不等，平均約250元/平方米；集中采暖資源費80-120元/平方米；電空調平均100元/平方米。如果采用分布式能源，也許僅需要一條天然氣管道，最多增加一條輔助供電線路，建一套熱電冷能源中心就可以完成上述多個系統(tǒng)的功能。如果條件不允許，也可以采用液化天然氣/石油氣，建立一個獨立的“島”式能源系統(tǒng)。建筑能夠在規(guī)劃階段就采用這一設計理念，對絕大多數(shù)建設項目來說是可以實現(xiàn)降低工程造價的目標。
采用分布能源技術不僅僅在工程造價中能得到優(yōu)化，在系統(tǒng)使用上也可得到長期經(jīng)濟效益。道理很簡單，以上海居民公寓為例：1立方米天然氣價格為2.1元，采用微燃機熱電冷聯(lián)產(chǎn)可以產(chǎn)生2.47~2.98元的產(chǎn)值，利用1立方米天然氣節(jié)約0.37~0.88元支出；如果是北京的賓館，天然氣價格1.8元/立方米，每利用1立方米天然氣可以節(jié)約0.76~1.06元能源支出。各類用戶平均節(jié)約支出水平在20~60%之間，效益非常明顯。
分布能源的主要技術裝備
目前世界各國的能源技術研究專家們，正充分發(fā)揮想象，利用一切最新科技成果，并竭力挖掘各類傳統(tǒng)技術，研制生產(chǎn)了各種各樣的分布式能源設備。例如：以美國Solar公司為代表的小型燃氣輪機；以英國Bowman公司為代表的微型燃氣輪機；以美國Cat公司為代表的燃氣內燃機；以美國STM公司為代表的燃氣外燃機，以及燃料電池、太陽能電池、太陽熱發(fā)電、余熱吸收式制冷機組、樓宇式風力發(fā)電、樓宇式抽水蓄能發(fā)電、污水熱泵能量回收系統(tǒng)、微型污水處理站沼氣回收系統(tǒng)、微型垃圾焚化余熱利用系統(tǒng)等等。由于大家對與燃氣內燃機和小型燃氣輪機的技術都已比較熟悉，所以這里我們著重介紹有標志性的兩種燃氣機組熱電（冷）系統(tǒng)。
微型燃氣輪機：中國科學院工程熱物理研究所分布能源技術專家徐建中院士將微燃機稱之為“分布能源的核心技術”。因為微燃機是一種結構簡單便于大量工業(yè)化生產(chǎn)、余熱品質高適合熱電冷聯(lián)產(chǎn)、技術潛力大的能源轉換設備。同樣是燃氣輪機，微燃機將傳統(tǒng)燃機的多級空氣壓縮機葉輪和動力透平葉輪構成的轉子一次精密鑄造成為一個輪盤轉子，一邊是空氣壓縮機，一邊是動力葉輪，讓轉子在滑油或空氣軸承上高速旋轉，帶動永磁發(fā)電機產(chǎn)生高頻交流電，經(jīng)過可控硅電子變頻控制器進行“交—直—交”可控變頻，自動跟隨電網(wǎng)的頻率、相位、周波并網(wǎng)發(fā)電。這一設計大大簡化的發(fā)電和控制系統(tǒng)，不僅可以有效降低造價，還可以有效降低運行成本。為了提高效率，微燃機普遍采用了回熱循環(huán)技術，利用燃機排出的600-700℃高溫煙氣，對壓縮過的空氣進行預熱，并使之提高到250℃以上，使燃燒基溫提高，并讓燃料能夠充分燃燒，實現(xiàn)節(jié)能。
微燃機轉子與永磁電機 電子變頻控制器
微型燃氣輪機采用了模塊化集成設計，每一個機組就是一個獨立的發(fā)電單元，可以獨立使用，也可以多臺機組陣列布置，非常靈活。由于微燃機排煙溫度在287-650℃以上，可以與余熱吸收制冷機組實現(xiàn)直接對接，同時因微燃機排煙中含氧超過15%，可以與燃料再燃，能夠直接提高直燃機和鍋爐的燃燒效率。微燃機還可以使用包括沼氣在內的低熱值燃料，應用范圍非常廣泛。
微型燃氣輪機與余熱吸收制冷機組直接對接的實驗正在進行，美國馬立蘭州大學建立了一套測試系統(tǒng)，利用微燃機發(fā)電的余熱制冷和除濕，該項目已經(jīng)運行兩年。北京燃氣集團采用英國Bowman 80kW GT80微型燃氣輪機為基礎組織了一套熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)，目前正在安裝。上海理工大學一套采用Capaston 60kW微燃機組成的熱電冷系統(tǒng)也在安裝測試之中。與直燃機的直接對接是否適用，還需要進一步研究和通過運行考驗。但是利用BowmanGT80微型燃氣輪機煙氣的余熱鍋爐能產(chǎn)生140kW高溫熱水和蒸汽，可以產(chǎn)生8.5-15萬大卡的冷量，能滿足1500-2500平方米建筑的制冷需要，而蒸汽或熱水制冷機組技術十分成熟，價格也更加低廉，運行安全可靠。業(yè)主可以根據(jù)需要采用不同的技術路線，但該技術的實用性已經(jīng)確立無疑。
Bowman微型燃氣輪機發(fā)電容量80kW，煙氣供熱量140kW，另有10kW熱量來自滑油冷卻水，溫度足以供應生活熱水。機組自身也采用了模塊化組合設計，回熱器、余熱鍋爐、燃氣增壓機、并網(wǎng)/獨立發(fā)電雙模式模塊全部是選裝設備，使用非常靈活。該機組采用較為傳統(tǒng)的滑油軸承，其噪音明顯小于空氣軸承，僅77分貝（1米），而且不同于空氣軸承不能緊急停機?；兔磕旮鼡Q一次，油濾半年更換一次，其他基本沒有什么大的維護工作，設備大修周期為3-5年。機組長3米，寬0.8 米，高1.8米，重1.8噸（含余熱鍋爐），布置非常靈活。標準型可每小時生產(chǎn)90℃熱水150kW，氮氧化物排放25ppm。設備可在室內布置，也可以放在室外，很靈活。
燃氣外燃機：對于只使用熱水的用戶，例如：賓館飯店、游泳池、洗浴中心和公寓熱水系統(tǒng)，外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)越性是無與倫比的。外燃機利用的歷史悠久的斯特林循環(huán)，如同蒸汽火車頭的原理，在熱端加熱管束中的介質，利用介質膨脹做功推動活塞運行出力產(chǎn)生電流和60℃的熱水。
STM外燃機熱電系統(tǒng) 外燃機內部結構示意圖
STM外燃機作為一個獨立模塊，將發(fā)電、冷卻、供熱、控制等各種功能全部集成于一身，每一模塊就是一個獨立發(fā)電單元。因而組成的發(fā)電系統(tǒng)不論是單臺，還是多臺機組陣列，既不需要廠房，也不需要現(xiàn)場控制室，完全實現(xiàn)現(xiàn)場無人職守。每臺機組都可通過普通網(wǎng)線或電話線進行遠控，而遙控控制端，僅需要一臺使用Win95視窗的普通PC機即可。因此，系統(tǒng)造價大大低于其他技術，且使用極為靈活方便。 8臺機組組成的陣列發(fā)電系統(tǒng)
STM外燃機發(fā)電出力55kW，效率31.5%，噪音68分貝（1米），氮氧化物排放8ppm，一氧化碳為1ppm，是目前世界上最環(huán)保的熱發(fā)電機組。設備震動非常小，運行時可將一枚1元硬幣直立在機殼上不倒。體積為長2.59m、寬0.86m、高1.1m（不含散熱器）。該設備供電同時可供熱90kW，相當每日供應60℃熱水50噸，綜合熱電聯(lián)產(chǎn)效率為82%。由于外燃機的獨特設計，對于燃料的熱值和成分要求較低，熱值2670大卡/立方米以上的燃氣，無論是天然氣、煤氣、煤層氣，還是沼氣、生物質熱解氣、氫氣等都可使用。進氣壓力僅為0.017~0.136kg/cm在城市低壓和次中壓管道上即可使用。
STM外燃機是一種長壽命、低維護機組，因零件僅為內燃機的50%，所以性能可靠，維護簡單，大修周期5萬小時。通常耗材只有機油、冷卻液、去離子水和火花塞。機油為普通汽車機油，2年更換一次；冷卻液為汽車防凍劑；用于制造功質的去離子水，每年填加一次；火花塞因不同于燃氣內燃機需頻繁工作，所以沒有使用更換壽命限制，只需要定期檢查。運行不足成本內燃機的1/10。
STM外燃機的供電系統(tǒng)非常簡單，采用異步發(fā)電機，由電網(wǎng)的電力啟動系統(tǒng)，隨電網(wǎng)的周波、頻率和相位運行，在電力達到輸出能量時自動并網(wǎng)供電。電力380V 輸出，在用戶端低壓系統(tǒng)供電，減少不必要的投資和損耗。設備有完善的保護系統(tǒng)，電力出現(xiàn)不正常波動和電網(wǎng)斷電，可以迅速反映，完全確保用戶電力系統(tǒng)和電網(wǎng)的安全。
中國第一套20kW外燃機熱電聯(lián)產(chǎn)示范驗證項目由清華大學、北京燃氣集團和中國能源網(wǎng)，在新加坡STK 公司資助下正在北京進行測試，該系統(tǒng)將為清華每日提供480kWh電力并為北區(qū)學生浴室提供24噸洗澡水，解決約500名學生的洗澡需求。
分布能源系統(tǒng)設計應用的一些問題
設計應用分布能源系統(tǒng)一要擺脫傳統(tǒng)能源系統(tǒng)設計理念的慣性思維，二要用于創(chuàng)新。當一件新生事物出現(xiàn)時，在我們還不能完全理解和清楚認識的時候，一定不要預先設置立場。分布能源是一種基于需求的能源系統(tǒng)，一切應該實事求是，從用戶的實際需要出發(fā)，同時盡力在適用性和經(jīng)濟性中尋求平衡。
“島——網(wǎng)”之異：對于發(fā)展分布能源國內外專家一直存在是建立“能源島”還是建立“能源網(wǎng)”的不同看法。所謂“島”就是系統(tǒng)完全獨立，自給自足，完全不依靠電網(wǎng)供電，甚至燃氣也采用雙燃料，不受制于任何人。而“網(wǎng)”則強調于電力和燃氣系統(tǒng)的積極融合，追求設備利用的化和能源供應的安全性。很多能源島是被電力壟斷逼出來得，發(fā)展島式能源系統(tǒng)，出于電器設備啟動要求，裝機容量需要的比較大，投資比較浪費，同時因為完全不需要電網(wǎng)，電網(wǎng)一分錢也賺不到，對誰都沒有好處，是一種極端的做法。隨著電力壟斷被逐步打破，電力改革進一步深入，電力部門和用戶都應該選擇投資更少，使用效率更高的能源網(wǎng)系統(tǒng)。日本的經(jīng)驗是分布能源系統(tǒng)的發(fā)電容量在25-35%之間，不足部分由電網(wǎng)補充，友好供電，相互依存。
“以熱定電”還是“以電定熱”，在確定分布能源系統(tǒng)設計原則時，設計人員往往困惑于上述問題。如果按照國家四部委聯(lián)合頒布的（計基礎）1268號《關于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》“以熱定電”的要求設計，機組選型不是大就是小，不易匹配。在北京燃氣集團調度大樓項目中，中國電機工程協(xié)會熱電專業(yè)委員會王振銘秘書長提出的設計原則建議，該工程能源配置的原則是“以基荷電力定容量，不足電力從電網(wǎng)補充，不足熱量補燃解決”和電力“并網(wǎng)不上網(wǎng)售電”。因此燃氣發(fā)電裝置的功率選擇，接近或小于大樓要求的實際電力需求，并具有較大的調節(jié)靈活性。
與建筑規(guī)范的關系問題。我國建筑工程中與能源相關的規(guī)范，通常都是在比較極端的邊界條件下確定的，與實際運行情況的需求相差甚遠，大大超過基本負荷需求。如果按照建筑規(guī)范設計分布熱電冷系統(tǒng)，恐怕沒有一套系統(tǒng)能夠開起來。上海黃埔中心醫(yī)院就是一個典型的例子：按照規(guī)范的標準需要2套1180kW小型燃氣輪機，當時由于資金原因只建了一套，結果建好運行，一臺也只能達到60%的負荷出力。除了電力，熱和冷也不能按照建筑規(guī)范設計，否則熱量和冷量也是難以用掉的。解決這一問題可以采用復合系統(tǒng)技術，利用日間和夜間氣溫變化，采用蓄熱和蓄冷技術削峰填谷，實現(xiàn)自身平衡。如果還不能滿足可以使用一部分電力制冷，利用多余電量，達到綜合平衡。在北京一些項目中，根據(jù)研究分析實際需要的能量為電力20W/m2、采暖30W/m2、制冷40W/m2。熱電冷聯(lián)產(chǎn)是一種新興技術，需要在摸索中尋找規(guī)律，照搬傳統(tǒng)規(guī)范肯定是不適合的。分布能源多為模塊化組合，如果發(fā)現(xiàn)容量明顯不足或過多可迅速調整。
分布能源的安全性問題。一些地方的電力部門反對分布能源系統(tǒng)主要的理由是對電網(wǎng)的安全影響，認為小電源必然不安全。實際上美國、歐洲已經(jīng)使用該技術20余年，并沒有影響電網(wǎng)的安全供電，所以各國才積極推廣。目前的主要設備電子自動化程度非常高，安全性大大好于傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)，電流的品質非常直高，遠好于電網(wǎng)與建筑系統(tǒng)的銜接安全問題，也可以通過優(yōu)化設計解決。所以，安全可靠性不是主要問題，關鍵還是利益機制。電力改革的一個重點就是加強競爭，保護環(huán)境，有效利用資源，隨著電力改革的深入，阻力將逐步消除。