分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

陽金龍，孫奇，王文武，田瑞青，盧天劍

(東方汽輪機(jī)有限公司，四川德陽，618000)

分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

陽金龍，孫奇，王文武，田瑞青，盧天劍

(東方汽輪機(jī)有限公司，四川德陽，618000)

目前集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在著能耗高、污染嚴(yán)重等問題，分布式能源可實(shí)現(xiàn)能源梯級利用，具有能源綜合利用效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛關(guān)注。文章介紹了國內(nèi)外分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)分布式能源的主要政策及限制分布式能源發(fā)展的瓶頸因素、發(fā)展前景，為公司分布式能源的政策制定提供了參考。

分布式能源，節(jié)能環(huán)保，燃?xì)廨啓C(jī)

0 引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國電力需求迅速增長，2010年全國用電量達(dá)到了4 192億kW·h，5年平均增長率11.09%[1]。目前集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)互聯(lián)的電力系統(tǒng)是我國電能生產(chǎn)、輸送和分配的主要方式[2]，存在污染嚴(yán)重、靈活性差、輸配電損耗高、故障容易導(dǎo)致大面積停電等問題[3]。

分布式電源系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)能源梯級利用，具有輸配電損耗低、基建費(fèi)用低、節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)[4-5]，受到廣泛關(guān)注。我國天然氣資源豐富，2015年將比2010年新增供應(yīng)812億m3，為分布式能源系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的氣源保障。《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》明確：到2015年，將建成1 000個天然氣分布式能源項(xiàng)目、10個左右各具特色的天然氣分布式能源示范區(qū)，因此，“十二·五”將是分布式能源發(fā)展的重要機(jī)遇期。本文介紹了國內(nèi)外分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀及最新進(jìn)展，對國內(nèi)分布式能源發(fā)展的瓶頸因素進(jìn)行了分析，以推動分布式能源的快速發(fā)展。

1 國內(nèi)外分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀

分布式能源系統(tǒng)由美國1978年在公共事業(yè)管理政策法中提出，隨后得到迅速發(fā)展。美國的分布式能源技術(shù)已從小型熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）發(fā)展為熱電冷三聯(lián)產(chǎn)（CCHP）系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)的能源利用率最高可達(dá)95%以上。目前美國已建成6 000多座分布式能源站，預(yù)計(jì)到2020年將有15%的現(xiàn)有建筑、50%的新增建筑采用分布式能源站[6]。歐洲從20世紀(jì)末就開始重視節(jié)能環(huán)保，分布式能源技術(shù)發(fā)展較早。丹麥?zhǔn)鞘澜缟夏茉蠢眯首罡叩膰遥谶^去20年中，能耗未增加，GDP翻番，污染排放大幅度下降，其主要的措施就是大力發(fā)展分布式能源[7]，目前丹麥分布式發(fā)電量超過全部發(fā)電量的50%，80%以上的區(qū)域供熱能源采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式。英國分布式能源站已達(dá)1 000多個，節(jié)約能源20%以上。荷蘭分布式能源系統(tǒng)容量1987年已達(dá)2 700 MW，由于效率較高的分布式能源系統(tǒng)裝機(jī)容量迅速增加，2000年年底荷蘭能源利用效率比1987年提高了22.3%[8]。日本自然資源相對貧乏，一直致力于分布式能源技術(shù)的開發(fā)，是亞洲能源利用效率最高的國家，截止2005年已建成分布式能源系統(tǒng)6 000多個，平均容量約為1.5 MW[9]。

綜上所述，分布式能源具有節(jié)能環(huán)保、能源綜合利用率高的特點(diǎn)，國外通過大力推廣分布式能源技術(shù)，在節(jié)能降耗、環(huán)保方面取得了突出成效。目前我國能效體系低于40%，且以煤電為主，污染物排放量大。隨著社會用電量增加和環(huán)保意識的增強(qiáng)，發(fā)展分布式能源將成為解決環(huán)保、能源問題的重要途徑。

圖1 典型分布式能源系統(tǒng)示意圖

1.2 國內(nèi)分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀

由于風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉词茏匀粭l件的限制，大中城市仍以天然氣分布式能源為主，目前國內(nèi)已建和在建天然氣分布式能源項(xiàng)目裝機(jī)總?cè)萘考s540萬kW，形成了一定規(guī)模。目前，我國已在多領(lǐng)域建設(shè)了多個示范項(xiàng)目，如：廣州大學(xué)城分布式能源項(xiàng)目、北京燃?xì)饧瘓F(tuán)分布式能源項(xiàng)目、中關(guān)村分布式能源項(xiàng)目、北京南站分布式能源項(xiàng)目等。

2009年華電集團(tuán)建成的廣州大學(xué)城分布式能源站，采用2×78 MW燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)為普惠FT8-3 SwiftPac雙聯(lián)燃機(jī)（60 MW），該機(jī)組以溴化鋰蒸汽制冷，并利用煙氣余熱提供生活熱水，設(shè)計(jì)能源梯級利用效率達(dá)80%，是目前國內(nèi)最大的分布式能源站，如圖2所示。2012年，4個首批國家分布式能源項(xiàng)目獲批，總裝機(jī)容量4萬kW，開啟了分布式能源發(fā)展快車道。

目前，國內(nèi)各大能源、電力公司也正加緊開展北京、天津、河北、江浙沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源品質(zhì)要求高的大中城市和大型工業(yè)產(chǎn)業(yè)園等的分布式能源項(xiàng)目，以及江西、四川等天然氣供應(yīng)有保障的內(nèi)陸地區(qū)的分布式能源項(xiàng)目。但總體看來，目前我國分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用仍處于初級階段，與國外存在著一定差距，特別是我國未掌握用于燃?xì)夥植际侥茉丛瓌訖C(jī)的核心技術(shù)，導(dǎo)致原動機(jī)售價(jià)昂貴，成為阻礙分布式能源發(fā)展的重要因素。

針對中國分布式能源市場的巨大潛力，2003年GE收購了顏巴赫，并于2008年在杭州建立了顏巴赫工廠，完成了對分布式能源的布局。2011年8月美國通用電氣（GE）公司與華電集團(tuán)在滬成立華電通用輕型燃機(jī)設(shè)備公司，主要生產(chǎn)航改型燃?xì)廨啓C(jī)，GE將轉(zhuǎn)移部分部件生產(chǎn)和核心技術(shù)，并逐步提高產(chǎn)品的國產(chǎn)化率。2013年5月，三菱收購了美國普惠中小型燃?xì)廨啓C(jī)部門，以完善其分布式能源產(chǎn)品系列。在分布式能源領(lǐng)域，華電集團(tuán)已取得6個共計(jì)72.2萬kW的分布式能源核準(zhǔn)批復(fù)，占全國的三分之二，走在國內(nèi)前列。由于分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是對傳統(tǒng)發(fā)電輸電的替代和補(bǔ)充，將極大改變未來電力設(shè)備制造行業(yè)版圖，這對國內(nèi)三大傳統(tǒng)電力設(shè)備制造商，既是轉(zhuǎn)型的機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。

圖2 廣州大學(xué)城分布式能源站圖片

2 國內(nèi)分布式能源政策及應(yīng)用前景分析

2.1 國內(nèi)分布式能源產(chǎn)業(yè)政策分析

2000年《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》提出支持發(fā)展以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)冷熱電聯(lián)供項(xiàng)目。2004年《國家發(fā)展改革委關(guān)于分布式能源系統(tǒng)有關(guān)問題的報(bào)告》提出發(fā)展分布式能源存在的體制障礙。2006年公布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出積極發(fā)展分布式能源，形成基于可再生能源和化石能源互補(bǔ)、微小型燃?xì)廨啓C(jī)與燃料電池混合的分布式終端能源供給系統(tǒng)。《2010年熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)》提出：把（冷）熱電聯(lián)產(chǎn)作為采暖地區(qū)大氣環(huán)境治理的重要手段；把（冷）熱電聯(lián)產(chǎn)作為提高發(fā)電效率的重要措施。2011年《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》提出到“十二·五”期末建設(shè)1 000個示范項(xiàng)目、10個示范區(qū)。2013年3月開始實(shí)施《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)的工作意見》的有關(guān)規(guī)定，用戶所發(fā)的電不僅可以自用，也可以上網(wǎng)出售，這大大提高了社會發(fā)展分布式電源的積極性。從以上可以看出，國家積極鼓勵采用分布式電源，推動分布式能源裝備的國產(chǎn)化，形成分布式能源的全產(chǎn)業(yè)鏈。但目前全社會對分布式發(fā)電的環(huán)境效益、提高電力服務(wù)質(zhì)量和安全可靠性的作用認(rèn)識不夠，有關(guān)利用分布式能源的政策和法規(guī)還不健全，稅收等方面的優(yōu)惠政策也還欠缺，特別是上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼政策還未有明確，已成為分布式能源發(fā)展的瓶頸因素。

2.2 國內(nèi)分布式能源應(yīng)用前景分析

2008年中國雪災(zāi)導(dǎo)致大面積停電，造成的經(jīng)濟(jì)損失難以估量。2012年印度7·30全國大面積停電事故，導(dǎo)致3億人受影響，地鐵停運(yùn)交通癱瘓，這證明了集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離輸電方式的風(fēng)險(xiǎn)性，分布式能源靠近用戶中心，電力供應(yīng)穩(wěn)定可靠，優(yōu)勢明顯，可與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)形成互補(bǔ)。隨著中國空氣污染的持續(xù)加重，PM2.5值持續(xù)偏高，傳統(tǒng)的燃煤電廠必將受到嚴(yán)格限制，節(jié)能環(huán)保的分布式能源系統(tǒng)受到了廣泛關(guān)注。2013年以來，全國中東部陷入嚴(yán)重霧霾和污染天氣，北京霧霾尤為嚴(yán)重。根據(jù)《2013～2017清潔空氣行動計(jì)劃》，到2017年北京將成百座分布式能源清潔中心，總裝機(jī)容量高達(dá)100萬kW，由此推斷受霧霾天氣影響嚴(yán)重的上海、天津、南京、武漢將會逐步推廣分布式能源系統(tǒng)，中國分布式能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨重要機(jī)遇期。因此按照國家規(guī)劃，至“十三·五”結(jié)束國內(nèi)分布式能源市場規(guī)模應(yīng)該達(dá)到或超過7 000億元～9 000億元人民幣，中國分布式能源未來的市場前景非常廣闊。

2.3 分布式能源發(fā)展的瓶頸因素

中國分布式能源的發(fā)展已經(jīng)取得新突破，但目前分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還受到以下幾個因素的束縛：

（1）發(fā)電補(bǔ)貼政策不明確。根據(jù)《天然氣發(fā)展“十二·五”規(guī)劃》，用于分布式能源發(fā)電的天然氣將會有充足保障，然而天然氣價(jià)格較高，由分布式電源所發(fā)的電力成本比利用常規(guī)煤電所發(fā)電力成本要高，只有明確具體的發(fā)電補(bǔ)貼價(jià)格，才能促進(jìn)分布式能源的快速發(fā)展。

（2）運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)缺乏。分布式電源的理論效率可達(dá)到95%以上，但設(shè)計(jì)施工、能源利用、運(yùn)營管理對分布式能源的效率有重要影響。目前我國在運(yùn)營管理方面的經(jīng)驗(yàn)比較缺乏，導(dǎo)致部分分布式能源站綜合能源利用效率偏低，經(jīng)濟(jì)性能差，影響了分布式能源的推廣利用。

（3）分布式能源設(shè)備的國產(chǎn)化需進(jìn)一步加強(qiáng)。目前分布式能源系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，如中小型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，多是國外品牌，價(jià)格昂貴，如圖3所示。國內(nèi)自主研發(fā)的設(shè)備技術(shù)水平較低，可靠性差，導(dǎo)致分布式能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)性水平不高。

圖3 三菱GS16R（1 000 kW）燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)外觀圖

總之，未來我國對分布式能源的需求較大，應(yīng)用前景廣闊，但在目前市場、政策條件下，分布式能源發(fā)電的社會效益未內(nèi)部化，項(xiàng)目不確定因素多，且分布式能源發(fā)電中小公司眾多，資金實(shí)力弱，融資資信低，制約了分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3 結(jié)語

目前世界上分布式發(fā)電的發(fā)展十分迅速，但國內(nèi)分布式電源的發(fā)展還存在不少瓶頸和障礙，因而進(jìn)展并不理想，2015年完成1 000個分布式能源項(xiàng)目的壓力較大。分布式發(fā)電的發(fā)展障礙包括政策、市場規(guī)則、技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性諸多方面，認(rèn)識這些障礙和采取切實(shí)有效的對策是促進(jìn)分布式發(fā)電發(fā)展的關(guān)鍵。

[1]國家能源局.2010年中國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

[2]胡庶.分布式發(fā)電裝置經(jīng)濟(jì)性研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2007

[3]Karl Alanne,Arto Saari.Distributed energy generation and sustainable development[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2006,10:541-542

[4]張富貴.適用于大型IC工廠的一種新型的不間斷電源-動態(tài)UPS[J].潔凈與空調(diào)技術(shù),2005,1(1)：48-52

[5]朱寶田.潔凈發(fā)電的環(huán)境價(jià)值[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào), 2005,25(25)：314-318

[6]魏必華,王如竹.分布式供能系統(tǒng)[J].太陽能,2004(3)：2

[7]高思靜.分布式能源系統(tǒng)適應(yīng)條件及配置的研究[D].濟(jì)南:山東建筑大學(xué),2013

[8]周萍.分布式能源三聯(lián)供系統(tǒng)燃?xì)庳?fù)荷分析[D].北京:北京建筑工程學(xué)院,2012

[9]付林,李輝,等.天然氣熱電冷聯(lián)供技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008

東汽要聞

公司簽訂陜西榆林能源有限公司橫山電廠2×1 000 MW高效超超臨界汽輪機(jī)級附屬設(shè)備合同

2015年10月13日，東方電氣股份有限公司與陜西榆林能源有限公司正式簽訂橫山電廠2×1 000 MW超超臨界燃煤主機(jī)供貨合同。陜西榆林能源有限公司黨委書記趙勇、副總經(jīng)理張繼孝、東方電氣集團(tuán)公司董事長王計(jì)、東方電氣股份有限公司常務(wù)副總裁張志英、東汽副總經(jīng)理喻剛等共同出席了簽字儀式。

橫山項(xiàng)目是東汽與陜西榆林能源有限公司合作的第一個項(xiàng)目，也是東汽2015年第二個百萬項(xiàng)目訂單。橫山項(xiàng)目作為陜西榆林能源有限公司的第一個火電項(xiàng)目，業(yè)主最終選擇與東方合作，其意義非常重大，也為東汽與陜西榆林能源有限公司的合作打開了大門。

Application Status and Development Tendency of Distributed Energy Resource

Yanɡ Jinlonɡ，Sun Qi，Wanɡ Wenwu，Tian Ruiqinɡ，Lu Tianjian
（Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000）

The centralized power generation and long-distance transmission of traditional power system caused high energy consumption and serious pollution.Because of the energy cascade utilization,distributed energy resource had the advantage of high energy comprehensive utilization,energy saving and environmental protection,which had been widely concerned.The current application status was introduced in this paper.In order to provide a reference for distributed energy policy,the main policy and the key factor which limited distributed energy resource were analyzed.

distributed energy resource,energy saving and environmental protection,gas turbine

TK14

A

1674-9987（2015）04-0073-04

10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2015.04.016

陽金龍(1986-)，男，碩士，工程師，2011年畢業(yè)于清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，主要從事用于分布式能源微型燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)工作。