分布式能源新型動能如何影響電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型?

編者按：隨著天然氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和可再生能源平價時代的到來，我國分布式能源系統(tǒng)的多元化和產(chǎn)業(yè)化程度正在不斷加深。2019年9月5-6日，由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)、能源link主辦的“2019(第十五屆)中國分布式能源國際論壇”在北京召開。

與會專家認為，當前，我國能源生產(chǎn)和消費深入推進，正在從以化石能源為主的傳統(tǒng)能源體系向清潔低碳安全高效多元化發(fā)展的現(xiàn)代能源體系轉(zhuǎn)型發(fā)展;分布式能源系統(tǒng)作為一種新型動能系統(tǒng)和能源利用的方式，比傳統(tǒng)能源具有更高效和更環(huán)保的優(yōu)勢，將在未來電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中扮演關(guān)鍵角色。

清潔加速分布能源看好

近年來，隨著政府對能源革命和清潔低碳轉(zhuǎn)型的推動，清潔能源競爭力大幅度提高。2018年清潔能源消費占全國能源消費總量的比重為22%，可再生能源發(fā)電量占總發(fā)電量的比重為26.7%。中國的能源結(jié)構(gòu)逐漸由以煤炭為主向低碳化、清潔化、多元化轉(zhuǎn)型。分布式能源系統(tǒng)作為一種新型動能系統(tǒng)和利用的方式，具有更高效和更環(huán)保的優(yōu)勢。

分布式能源是以小型發(fā)電技術(shù)為核心，集成智能電網(wǎng)、儲能等技術(shù)形成一種主要分布于用戶側(cè)的小型電力系統(tǒng)。技術(shù)方面，分布式能源選擇多樣，既可以利用天然氣，也可以利用太陽能、風能、生物質(zhì)能等可再生能源;從供能模式來看，可以用于發(fā)電、制熱、制冷多聯(lián)供;從運行模式來看，可以獨立運行，也可以并網(wǎng)運行。

分布式能源有哪些優(yōu)勢?首先，分布式能源兼具經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，可以滿足用戶多種能源需求，能夠?qū)Y源配置進行供需優(yōu)化整合;其次，分布式能源有助于降低社會經(jīng)濟運行總體成本，能大幅降低實體經(jīng)濟用電負擔，使中小企業(yè)有更多資金投入技術(shù)研發(fā)和升級;最后，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“溫度對口，梯級利用”為原則，按照不同熱力溫度對能源進行不同程度的利用，可大幅提升能效。

除此之外，相比集中式，分布式發(fā)展利用田間地頭和港口河道的碎片空地，土地利用效率更高，對環(huán)境更友好。

“當前我國正處于經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時刻，推動能源轉(zhuǎn)型，以更高效和更智能的方式來升級能源供應(yīng)和消費系統(tǒng)至關(guān)重要。”中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會主任馮麗雯在會上表示，這種經(jīng)濟和能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型伴隨著分布式能源相關(guān)成本的降低和能源系統(tǒng)的數(shù)字化進程，為我國分布式能源的發(fā)展創(chuàng)造了新的機會。

我國的終端用能從一次能源快速向二次能源轉(zhuǎn)變，以光伏、風電為代表的新能源產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，技術(shù)水平屢破世界紀錄。IEA(國際能源署)和世界銀行等近期發(fā)布的電力報告顯示，全球的無電人口仍有8.4億，其中印度占比最大，尚有9900萬無電人口。相比之下，同是發(fā)展中國家的中國于2015年底就已經(jīng)實現(xiàn)了100%的電力普及。

數(shù)據(jù)顯示，2018年末，我國發(fā)電裝機容量達到19億千瓦，比1978年末增長32倍，年發(fā)電量接近7萬億千瓦時，比1978年末增長26倍。到2018年底，我國風電、光伏并網(wǎng)裝機容量分別為1.84億千瓦和1.75億千瓦，應(yīng)用規(guī)模位居全球首位;生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，并網(wǎng)裝機容量達1781萬千瓦;地熱能開發(fā)規(guī)模不斷擴大，并網(wǎng)裝機容量達4.638萬千瓦。新能源市場的開發(fā)利用取得了明顯成效,清潔能源替代作用日益凸顯。

天然氣是清潔的化石能源，以燃氣為能源可以有效地降低污染，減少環(huán)境生態(tài)壓力。根據(jù)中國能源網(wǎng)戰(zhàn)略發(fā)展副總經(jīng)理冉澤公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年8月底，天然氣分布式總裝機已超過1800萬千瓦(含已建、在建、籌建)。其中，2017年以來新獲批或簽約天然氣分布式項目達71個，項目裝機規(guī)模合計492萬千瓦。

天然氣分布式能源在提升能源效率、清潔環(huán)保、安全性以及削峰填谷等方面具有多重優(yōu)勢，因湘江歡樂城天然氣分布式供能項目連續(xù)第六年榮獲“中國分布式能源優(yōu)秀項目特等獎”的雙良節(jié)能副總經(jīng)理趙云表示，雙良將繼續(xù)以科技創(chuàng)新為驅(qū)動，專注節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，用先進的科技為我國綠色發(fā)展之路提供有力支撐。

國際視角市場未來走向

傳統(tǒng)能源使用正面臨轉(zhuǎn)型，電力將主導未來能源體系。北京國際能源專家俱樂部總裁陳新華表示，未來的能源體系將是分布式的，其特征可以概括為“安全穩(wěn)定、智慧高效、經(jīng)濟便捷、清潔低碳、互聯(lián)共享、柔性自給”。

從世界的發(fā)展前景來看，目前屋頂式的光伏在歐美國家非常流行，相比我國發(fā)展大規(guī)模的能源風電送出基地、光伏送出基地，歐洲、美國等國土地緊缺，因此，無論光伏還是太陽能，近幾年都是以分布式為主，尤其在民用行業(yè)，有很多節(jié)省空間的屋頂式光伏。IEA(國際能源署)中國聯(lián)絡(luò)辦公室張瑞卿認為，隨著儲能技術(shù)和智能電器的發(fā)展，分布式也會改變我國能源生產(chǎn)和消費的方式。

在能源服務(wù)市場新模式方面，對于分布式投資者的吸引，就在于提高預期的收益。前幾年明顯可以發(fā)現(xiàn)，一些國家給予上網(wǎng)電價補貼的政策為分布式提供了可預測的收入來源。張瑞卿介紹，在歐美國家，完全實現(xiàn)電力市場化之后，一些時段電價是非常高的，在零售電價比較高的地區(qū)，分布式系統(tǒng)貼近于用戶側(cè)，收益比較好，因此系統(tǒng)回收期也比較短。

由于環(huán)保和低碳清潔的意識，歐美國家對于使用可持續(xù)產(chǎn)品的意愿比較強，生產(chǎn)者和消費者的身份結(jié)合在一起，是國際上比較熱的概念。所以綜合來說，技術(shù)進步、政策激勵、消費者偏好，這種有機的結(jié)合驅(qū)動著分布式能源的發(fā)展。

分布式發(fā)展在效益上顯而易見，尤其在初始分布式占比不高的階段，不會對安全、可靠運行帶來影響和挑戰(zhàn)。從大部分國家的情況來看，分布式的發(fā)展在電網(wǎng)中占比還是可控的狀態(tài)，隨著未來滲透率的逐漸增加，在系統(tǒng)的平衡與安全調(diào)度上，可能還會有進一步的措施。

供應(yīng)側(cè)接近需求，有助于減少輸配電損失，這也是分布式能源發(fā)展最吸引人的口號。熱點耦合和電力數(shù)據(jù)的雙向流向都能夠提高電網(wǎng)的智能性及效率。分布式系統(tǒng)除了能夠保障供電質(zhì)量，在商業(yè)模式上也提供了大量輔助電力市場的機會。分布式的應(yīng)用可以提升局部電網(wǎng)和整個電力系統(tǒng)的彈性。

德國通過傳統(tǒng)和熱電聯(lián)產(chǎn)的耦合，實現(xiàn)了一種傳統(tǒng)能源與可再生能源、生產(chǎn)與消費過程的有機結(jié)合，滿足了本國的能源需求;南澳大利亞是以屋頂光伏為主，人均裝機量遠高于其他大洲，在技術(shù)標準、運行規(guī)范和市場方面下了大功夫進行設(shè)計，通過這個模式提高分布式的能源水平，使得電力系統(tǒng)更具有彈性，更具經(jīng)濟性;美國很多基礎(chǔ)設(shè)施是比較老化的，所以也在通過提升區(qū)域的能源基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合分布式能源，抵御可能發(fā)生的自然災害。

參考國際情況可以獲悉，下一步分布式能源的發(fā)展政策考量是非常重要的，如電網(wǎng)規(guī)劃運行、通信與控制、評估和建模、機制協(xié)調(diào)、價格設(shè)計等方面。只有有效的市場和政策環(huán)境，以及兼顧各地的不同情況，再結(jié)合有競爭力的技術(shù)，才能真正實現(xiàn)分布式能源的發(fā)展。

打破障礙業(yè)態(tài)創(chuàng)新要求

在一系列政策推動下，一批分布式光伏、分散式風電、天然氣分布式能源、能源互聯(lián)網(wǎng)、微電網(wǎng)、多能互補項目成批涌現(xiàn)，一批代表性企業(yè)正在積極向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型，“分布式能源向何處去”成為擺在所有從事分布式能源工作企業(yè)面前的一個重大課題。

目前，分布式能源在開發(fā)、并網(wǎng)、交易等環(huán)節(jié)還存在諸多瓶頸，如增量配電網(wǎng)改革進展緩慢，試點項目進展總體緩慢;分布式發(fā)電市場化交易已延遲，交叉補貼、配輸電價問題難以確定等。亟須打破體制機制方面的障礙，促進分布式能源更快成長。

“為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，須大力推動多能協(xié)同互補、清潔發(fā)展，集中與分布式能源并舉，供應(yīng)與消費集成，公共電網(wǎng)與終端微電網(wǎng)、局域電網(wǎng)相互支持，發(fā)電與用戶需求雙向響應(yīng)，共同構(gòu)建一個現(xiàn)代能源體系。”國家能源局原副局長張玉清分析指出，要實現(xiàn)這個目標需要各級政府職能部門和全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力，從能源規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策、標準規(guī)范、體制機制、加強監(jiān)管、技術(shù)創(chuàng)新等多方面協(xié)同推進我國分布式能源的高質(zhì)量發(fā)展，從而推動我國能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。

在國家層面已經(jīng)出臺了不少有利于分布式能源發(fā)展的政策，但是這些政策如何在各行各業(yè)中落實仍需要有具體的行政與技術(shù)政策。譬如，城市擴建與住宅小區(qū)、學校、醫(yī)院、車站等公共設(shè)施的規(guī)劃與設(shè)計中，考慮用分布式能源供能需要有政策與設(shè)計規(guī)范的支持。再如，電網(wǎng)企業(yè)目前在輸配電業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，利用能源互聯(lián)網(wǎng)、綜合能源服務(wù)等概念，擴大經(jīng)營范圍，進行分布式能源投資，其形式有控股或參股。監(jiān)管部門應(yīng)營造公平競爭環(huán)境，調(diào)動各方參與投資的積極性。

總之，現(xiàn)有分布式能源發(fā)展政策的落實存在著不少問題，亟須加強監(jiān)管。如果能出臺分布式能源專項監(jiān)管制度，就能使得能源監(jiān)管機構(gòu)有法可依、強化監(jiān)管，可以保障國家分布式能源政策的真正落實。

“技術(shù)上的挑戰(zhàn)方面，我們對單一能源系統(tǒng)的控制，包括建模、運行、分析、控制相對來講已經(jīng)比較成熟，但是不同能源形式、不同品類、不同時間尺度的能源混雜在一起后的形態(tài)究竟是什么樣，有很多問題沒有解決。如果沒有良好的系統(tǒng)設(shè)計，就很難達到一個盈利的狀態(tài)。”面對快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)形勢，天津大學電氣工程系副教授穆云飛表示應(yīng)該完善設(shè)計和運行標準，加強相關(guān)技術(shù)研究與成果推廣，積極推進成果的實用化、商業(yè)化。

除此之外，我國電網(wǎng)的接入效率還有待提高。電網(wǎng)企業(yè)對分布式接入，仍然參考集中式的管理辦法，沒有明確的流程規(guī)范和服務(wù)標準，也沒有并網(wǎng)業(yè)務(wù)辦理時限。缺少針對分布式風電并網(wǎng)接入標準的專題研究和技術(shù)要求，未來應(yīng)優(yōu)化電網(wǎng)接入技術(shù)標準，降低接入成本，提高接入效率。

我國正處在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展進程中，有利于同步進行區(qū)域總體規(guī)劃和分布式能源規(guī)劃。建設(shè)更多的區(qū)域型或大規(guī)模的分布式能源系統(tǒng)，發(fā)揮分布式能源的規(guī)模效益，為實現(xiàn)節(jié)能減排目標提供更有利條件。包括居民建筑和公用建筑節(jié)能、老電廠與供熱廠的設(shè)備更新和擴容改造、具有高負荷密度的數(shù)據(jù)中心、區(qū)域供熱供冷、工業(yè)園與經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的能源中心等，應(yīng)用范圍向小型化和規(guī)?；膬杉墧U展，未來能夠發(fā)揮更大的社會效益。