分布式能源的智慧之路

能源是驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展必不可少的動(dòng)力。在我國，環(huán)境問題已受到廣泛關(guān)注，對(duì)于企業(yè)的節(jié)能減排要求愈發(fā)嚴(yán)格。同時(shí)，能源經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整也不斷深化。如何讓未來的能源生產(chǎn)和消費(fèi)保持良好的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和可持續(xù)性?專家認(rèn)為，因地制宜地發(fā)展靠近用戶端的分布式能源，是實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)、合理和友好的電力生產(chǎn)與使用的可行之路。

我國分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀如何?遇到了哪些機(jī)遇與挑戰(zhàn)?又該如何應(yīng)對(duì)?廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)教授、天津華電北宸分布式能源有限公司副總經(jīng)理鄧優(yōu)群和中國節(jié)能協(xié)會(huì)熱電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長張東勝分別從各自的角度分享了他們的觀點(diǎn)。

發(fā)展分布式是能源轉(zhuǎn)型的合理選擇

當(dāng)前，我國能源結(jié)構(gòu)仍以化石能源為主，清潔能源和可再生能源利用水平有待提高，但整體能源產(chǎn)消結(jié)構(gòu)正不斷優(yōu)化。2016年全國能源工作會(huì)議發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)年我國一次能源生產(chǎn)中的煤炭占比首次低于70%，非化石能源增速接近12%。2017年上半年，我國清潔能源裝機(jī)增量明顯高于火電，可再生能源占新增裝機(jī)比重達(dá)70%。

中國節(jié)能協(xié)會(huì)熱電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長張東勝

對(duì)此，張東勝認(rèn)為，我國能源結(jié)構(gòu)已進(jìn)入戰(zhàn)略性調(diào)整期，油氣替代煤炭，非化石能源替代化石能源的雙重更替正在加快，要想提高環(huán)保治理水平，能源領(lǐng)域供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革應(yīng)擺在首要位置。

與此同時(shí)，太陽能和風(fēng)能等新能源已開始蓬勃發(fā)展。在林伯強(qiáng)看來，分布式能源是解決新能源利用難題的重要途徑。他指出，雖然我國風(fēng)電和太陽能總裝機(jī)容量已達(dá)全球第一，但“棄風(fēng)、棄光”現(xiàn)象依然比較嚴(yán)重。

“大型新能源基地主要集中在西部和西北部，但當(dāng)?shù)氐挠秒娛袌?chǎng)容量有限，要讓機(jī)組被充分利用，必須借助特高壓輸電系統(tǒng)，經(jīng)長距離將電力輸送到東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。但是，這種方式的輸送成本太高。此外，新能源天然的波動(dòng)性還會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)帶來沖擊?？傮w來看，新能源的利用小時(shí)數(shù)太低。要想突破這個(gè)瓶頸，采用分布式能源是一條可行之路，也是當(dāng)前我國政府已經(jīng)明確的發(fā)展思路。這種方式的最大優(yōu)勢(shì)就是發(fā)電設(shè)施距離負(fù)荷中心比較近，可以在一定程度上避免大規(guī)模的‘棄風(fēng)’、‘棄光’問題。”他解釋道。

張東勝認(rèn)為，我國應(yīng)大力發(fā)展分布式能源的主要原因有三點(diǎn)：其一，分布式能源讓能源生產(chǎn)靠近需求側(cè)，將電力線損和熱(冷)力管損等降到最低，以“溫度對(duì)口，梯級(jí)利用”為原則，按照不同熱力溫度對(duì)能源進(jìn)行不同程度的利用，可大幅提升能效;其二，無論分布式天然氣還是分布式光伏，都屬于清潔高效能源，能顯著降低廢氣、廢水和固體廢棄物的排放;其三，數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)步，尤其是智能電網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用普及，為分布式能源系統(tǒng)發(fā)展開拓了思路，也提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

盡管具有許多優(yōu)勢(shì)，分布式能源在我國的推廣應(yīng)用依然受限于諸多因素，需要國家從政策層面給予進(jìn)一步支持。對(duì)此，張東勝指出，由于應(yīng)用在分布式能源領(lǐng)域的小型燃?xì)廨啓C(jī)、光伏組件和儲(chǔ)能系統(tǒng)等價(jià)格高昂，分布式能源的建設(shè)成本仍然較高，與常規(guī)能源相比，經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。如果沒有國家財(cái)政政策的支持，過長的投資回收期將影響投資熱情。因此，技術(shù)開發(fā)鼓勵(lì)、投資鼓勵(lì)和稅收激勵(lì)，電力體制改革和熱力體制改革等國家有關(guān)部門的宏觀政策，以及地方政府的區(qū)域發(fā)展政策，都是推廣分布式能源應(yīng)用不可或缺的外部環(huán)境。

產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)性創(chuàng)新需要突破瓶頸

除了政策支持，分布式能源的發(fā)展也需要技術(shù)支持。由于天然的間歇性和隨機(jī)性等問題，分布式能源在并網(wǎng)后容易引起電壓波動(dòng)和電壓閃變，要實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的功率平衡，保證供電可靠性和電能質(zhì)量是主要挑戰(zhàn)。

廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)教授

林伯強(qiáng)表示：“要解決新能源的波動(dòng)性問題，就要將儲(chǔ)能等創(chuàng)新技術(shù)充分融入微電網(wǎng)模式。在此方面，擁有先進(jìn)微電網(wǎng)數(shù)字化和自動(dòng)化技術(shù)的跨國企業(yè)可以為中國企業(yè)提供借鑒。像西門子這樣的跨國公司，可以通過先進(jìn)的技術(shù)解決儲(chǔ)能問題，并把智能微電網(wǎng)和分布式一體化管理做得更好，從技術(shù)上和商業(yè)模式上破解中國分布式能源發(fā)展中存在的問題。”

林伯強(qiáng)認(rèn)為，人才與技術(shù)相輔相成。要實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)性創(chuàng)新，核心作用離不開人。德國長期以來一直采取雙元制教育來應(yīng)對(duì)這方面的挑戰(zhàn)。在這種制度下，學(xué)生可以進(jìn)入公立職業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)，同時(shí)可在西門子這樣的企業(yè)里以帶薪實(shí)習(xí)的方式接受在職培訓(xùn)。這樣就將人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐很好地結(jié)合起來。我國的分布式能源行業(yè)正在走向成熟，像這種理論與實(shí)踐相結(jié)合的人才培養(yǎng)方式或許可以為我們提供一些啟發(fā)。

一體化方案潛力巨大

天津華電北宸分布式能源有限公司副總經(jīng)理鄧優(yōu)群

與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)相比，分布式能源項(xiàng)目因?yàn)橐?guī)模小、技術(shù)新，在實(shí)際落地過程中有自己的特點(diǎn)。在電力行業(yè)從事了多年分布式能源研究和實(shí)踐的鄧優(yōu)群認(rèn)為，做好分布式能源項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)有四個(gè)。第一，精選廠址、分步實(shí)施，按市場(chǎng)需求逐步推進(jìn)項(xiàng)目;第二，去電廠化、培養(yǎng)用戶，拋開建設(shè)現(xiàn)有大型燃?xì)獍l(fā)電站和大型風(fēng)電光伏基地的思路，根據(jù)新能源本身的特點(diǎn)，以因地制宜的理念實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展;第三，合理配置、降低造價(jià)，用最科學(xué)的優(yōu)化方案實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用;第四，提質(zhì)增效、引入競爭，在不斷變化的環(huán)境中用創(chuàng)新型視角改善運(yùn)營管理。

結(jié)合豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鄧優(yōu)群對(duì)分布式能源項(xiàng)目建設(shè)給出了自己的意見：“如果分布式能源站只是為了發(fā)電，而沒有將冷熱負(fù)荷投入使用，是不經(jīng)濟(jì)的。因此，分布式能源不能以發(fā)電為主要目的，而要以冷熱定電，以真實(shí)效益好為原則，充分保證機(jī)組利用小時(shí)數(shù)達(dá)到4500小時(shí)以上，整體效率達(dá)到70%以上，利用好多余的熱水和蒸汽，且綜合應(yīng)用各種包括冷卻塔、熱泵回收技術(shù)、燃?xì)膺M(jìn)氣冷卻和天然氣加熱等節(jié)能措施。尤其應(yīng)注意不要建設(shè)規(guī)模過大的項(xiàng)目，要打破現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)程，更加靈活地布置機(jī)組，同時(shí)重視培育市場(chǎng)和適應(yīng)區(qū)域需求。”

若想達(dá)到這種效果，企業(yè)應(yīng)該對(duì)項(xiàng)目中復(fù)雜的能源流動(dòng)與轉(zhuǎn)化進(jìn)行綜合統(tǒng)籌和把控。如果在發(fā)電、輸配電、儲(chǔ)能等環(huán)節(jié)采用不同供應(yīng)商的產(chǎn)品，則有可能影響信息傳遞效率和項(xiàng)目整體可控性。對(duì)此，張東勝指出：“在分布式能源系統(tǒng)建設(shè)中，采用整體解決方案，可以使業(yè)主在勘測(cè)、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維等各個(gè)階段降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，并規(guī)避由此帶來的一系列問題。”

“整體解決方案是現(xiàn)代商業(yè)服務(wù)的必然產(chǎn)物，整合了資源，簡化了流程，也提高了效率。”張東勝用“四個(gè)有利于”進(jìn)行了總結(jié)，“這種方式有利于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、接口、數(shù)據(jù)和規(guī)范，提高設(shè)備協(xié)作和人機(jī)協(xié)作之間的穩(wěn)定性;有利于系統(tǒng)整體優(yōu)化，方便擴(kuò)充;有利于降低投資成本，提高投資可控性;有利于工期保證和運(yùn)維穩(wěn)定，為人員培訓(xùn)搭建橋梁。”

市場(chǎng)潛在增長性應(yīng)受關(guān)注

談到分布式能源的未來，鄧優(yōu)群持樂觀態(tài)度。“美國現(xiàn)在有7000到8000個(gè)燃?xì)夥植际巾?xiàng)目，我國計(jì)劃在2020年達(dá)到1000個(gè)。目前來看，發(fā)展速度還沒有完全跟上，但潛力巨大。”他表示。

鄧優(yōu)群認(rèn)為，政府、企業(yè)、供應(yīng)商三方都要重視用戶的選擇和培養(yǎng)，對(duì)需求市場(chǎng)給予更多關(guān)注。

張東勝則指出，分布式能源的發(fā)展也是裝備商的盛宴。中小型燃?xì)廨啓C(jī)在未來的爆發(fā)性增長可以預(yù)期。面對(duì)機(jī)遇，像西門子這樣的跨國企業(yè)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與中國本土企業(yè)在技術(shù)開發(fā)和裝備生產(chǎn)等方面的合作，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、培育市場(chǎng)，發(fā)揮好自身在系統(tǒng)集成和控制系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)，在系統(tǒng)優(yōu)化配置和能源高效利用上做好文章。

“分布式能源的發(fā)展，將帶來一次能源生產(chǎn)行業(yè)、電力行業(yè)、技術(shù)供應(yīng)、設(shè)備產(chǎn)銷、用戶端等全產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮。這將是能源領(lǐng)域的一次轉(zhuǎn)型，也是一次重要的歷史機(jī)遇。”張東勝表示。