/中電傳媒能源情報研究中心 齊正平/
我國分布式能源發展現狀分析與建議
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為滿足經濟社會的可持續發展,我國正在經歷能源轉型階段,分布式能源作為轉型的重要方向和新型能源系統的重要組成部分,在政府層面應統一認識,進一步明確分布式能源在能源轉型中的發展定位,將分布式能源納入我國能源轉型戰略,將分布式能源作為今后提高天然氣消費比重的重要方式和太陽能、風電等可再生能源利用的主要形式。

能源工業是國民經濟的重要基礎,安全、高效、低碳是現代能源技術特點的集中體現,也是搶占能源技術制高點的核心方向。當前,我國能源結構中,清潔能源消費比例過低,霧霾等環境問題突出,治理難度大;原有大電源、大電網的單一運營模式難以應對影響供電安全的突發事件,能源系統亟需進一步轉型升級。在此背景下,能源供給由集中式向分布式轉型、多能源互補融合發展成為解決問題的新途徑。以分布式能源、可再生能源為代表的新型能源系統,與常規集中式供能系統的有機結合,將成為未來能源系統的發展方向。
長期以來,我國能源的集中式開發模式在實現資源優化配置、提高能源利用效率方面具有獨特優勢,對于推動我國能源系統和經濟社會發展發揮了重要作用。然而,隨著資源環境約束和氣候變化的挑戰不斷加強,以及新能源、新裝備、新技術的快速發展,能源集中式開發在傳輸損耗、利用效率、環境污染等方面已經不能滿足要求,分布式能源近用戶、高能效的優勢開始顯現。分布式能源的優勢主要體現在以下幾個方面:
能源利用效率高。分布式能源可以進行冷、熱、電聯供,實現能源的梯級利用,顯著提高能源利用效率。
能源傳輸損耗低。分布式能源靠近用戶,可就近消納,減少了傳輸距離,降低了能源在傳輸過程中的損耗。
利于可再生能源的發展。風能、光伏等可再生能源發電具有間歇性和波動性,大容量集中接入電網將對主網產生強烈沖擊,分布式發電為可再生能源發電接入電網提供了新的途徑。
環境污染小。分布式能源系統通常采用天然氣、風能、太陽能、氫氣或生物質能作為能源,可有效減少污染物的排放。
解決邊遠地區的供能問題。邊遠地區集中供能代價高昂,根據當地資源稟賦,因地制宜地發展分布式能源,可有效解決邊遠地區的用能問題。
我國分布式能源發展至今,與政府對分布式能源發展規劃的布局和產業政策的支持引導密不可分。
在發展規劃方面,早在2007年,《能源發展“十一五”規劃》首次將分布式供能系統列為重點發展的前沿技術。2013年,《能源發展“十二五”規劃》提出大力發展分布式能源;統籌傳統能源、新能源和可再生能源的綜合利用,積極發展分布式能源,實現分布式能源與集中供能協調發展;并首次對分布式能源發展提出明確的建設目標。2016年,《能源發展“十三五”規劃》提出堅持集中開發和分散利用并舉,高度重視分布式能源發展;加快建設分布式能源項目和天然氣調峰電站;優化太陽能開發格局,優先發展分布式光伏發電。到2020年中國分布式天然氣發電和分布式光伏裝機將分別達到1500萬千瓦和6000萬千瓦。
在產業政策方面,“十二五”時期,以分布式天然氣和分布式光伏為代表的分布式能源產業政策密集出臺。
2011年,國家發展改革委、財政部、住房城鄉建設部、國家能源局聯合發布《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》,首次提出了天然氣分布式能源的發展目標和具體的政策措施。“十二五”期間建設1000個左右天然氣分布式能源項目,擬建設10個左右各類典型特征的分布式能源示范區域。加強規劃指導,健全財稅扶持政策,完善并網及上網運行管理體系,發揮示范項目帶動作用。
2012年,國家發展改革委、財政部、住房城鄉建設部、國家能源局聯合發布《關于下達首批國家天然氣分布式能源示范項目的通知》,部署了首批國家天然氣分布式能源示范項目,中央財政對首批示范項目給予適當支持。
2013年,國家發展改革委印發了《分布式發電管理暫行辦法》,首次對分布式發電進行了定義,對分布式發電項目建設、電網接入、運行管理等提出要求。并鼓勵企業、專業化能源服務公司和包括個人在內的各類電力用戶投資、建設、經營分布式發電項目,對用戶給予一定補貼。
此外,國家發展改革委等部門還印發了關于分布式光伏、分散式風電、新能源微電網等一系列政策措施,有關地方政府也發布了相關配套文件(相關政策見文末附表)。
分布式能源從“十一五”期間的一項前沿技術,發展成為能源轉型的重要方向,再到現階段設定具體發展指標,充分體現了政府和能源主管部門對發展分布式能源的重視,分布式能源在我國新型能源系統轉型過程中扮演著越來越重要的角色。
分布式能源是以分布式為特征的能源利用方式,在我國主要包括天然氣分布式、分布式光伏、分散式風電和多能互補等形式。
天然氣分布式:利用天然氣為燃料,通過熱、電、冷三聯供等方式實現能源的梯級利用,綜合能源利用效率在70%以上,并在負荷中心就近實現能源供應的現代能源供應方式。
分布式光伏:在用戶所在場地或附近建設運行,以用戶側自發自用為主、多余電量上網且在配電網系統平衡調節為特征的光伏發電設施。
分散式風電:位于用電負荷中心附近,不以大規模遠距離輸送電力為目的,所產生的電力就近接入電網,并在當地消納的風電項目。
多能互補:一是面向終端用戶電、熱、冷、氣等多種用能需求,因地制宜、統籌開發、互補利用傳統能源和新能源,優化布局建設一體化集成供能基礎設施,通過天然氣熱、電、冷三聯供,分布式可再生能源和能源智能微網等方式,實現多能協同供應和能源綜合梯級利用;二是利用大型綜合能源基地,風能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優勢,推進風光水火儲多能互補系統建設運行。
在2000年之后,中國開始建設真正意義上的分布式能源項目,陸續建成了以北京燃氣大廈調度中心、廣州大學城、上海浦東機場、上海黃浦區中心醫院等天然氣分布式能源示范項目。進入“十二五”時期,天然氣分布式能源發展明顯加快,在上海、北京、廣州等大中型城市建設了一批分布式能源項目。

2015年底天然氣分布式能源項目和裝機情況
有關數據顯示,截止2015年底,天然氣分布式能源已建和在建項目約288個,裝機規模約1112萬千瓦。其中,樓宇式133項,裝機約23萬千瓦;區域式155項,裝機約1089萬千瓦。主要用戶為工業園區、生態園區、綜合商業體、數據中心、學校、交通樞紐、辦公樓等,其中工業園區裝機規模占比最高,約占行業總裝機規模的76.3%。
從全國各區域來看,長三角、川渝地區、京津冀魯、珠三角裝機容量占比較大,四個地區裝機容量占比之和約占全國總裝機容量的75.9%。
截至2016年底,中國光伏發電新增裝機容量3454萬千瓦,累計裝機容量7742萬千瓦,新增和累計裝機容量均為全球第一。其中,光伏電站累計裝機容量6710萬千瓦,分布式累計裝機容量1032萬千瓦。全年發電量662億千瓦時,占中國全年總發電量的1%。預計2017年底中國光伏累計裝機容量將達8930萬千瓦,新增裝機容量約3564.5萬千瓦。
光伏發電向中東部轉移。全國新增光伏發電裝機中,西北地區為974萬千瓦,占全國的28%;西北以外地區為2480萬千瓦,占全國的72%;中東部地區新增裝機容量超過100萬千瓦的省份達9個,分別是山東322萬千瓦、河南244萬千瓦、安徽225萬千瓦、河北203萬千瓦、江西185萬千瓦、山西183萬千瓦、浙江175萬千瓦、湖北138萬千瓦、江蘇123萬千瓦。
分布式光伏發電裝機規模發展提速。2016年新增裝機容量424萬千瓦,比2015年新增裝機容量增長200%。中東部地區分布式光伏有較大增長,新增裝機排名前5位的省份是浙江(86萬千瓦)、山東(75萬千瓦)、江蘇(53萬千瓦)和安徽(46萬千瓦)和江西(31萬千瓦)。

2016年分布式光伏發電新增裝機容量
2016年中國風電新增裝機容量1930萬千瓦,累計裝機容量達到1.49億千瓦。其中,海上風電建設有序推進,2016年海上風電新增裝機154臺,新增容量59萬千瓦,同比增長64%。
雖然我國風電裝機容量發展迅速,但分散式風電發展相對緩慢,分散式風電并網量只占全國風電并網總量的1%左右,其發展水平總體滯后于我國分布式光伏。究其原因,一是國內風電投資主體單一,絕大部分是國有資本,對投資少、規模小的分散式接入風電投資積極性不足,影響了分散式風電的發展進程。二是分散式風電的推動沒有和縣域經濟的發展結合起來,尤其是和廣大農村、農戶的利益沒有切實結合起來,未得到地方政府支持。
發展分散式風電的核心是要轉變觀念和轉變思路,要從提高風能利用率、優化風電布局、推動產業發展需要的角度去發展分散式風電,采取就近接入、就地消納的方式減少輸送成本。
在當前風電發展的新環境下,中東南部多個地區已顯現出對分散式風電的濃厚興趣。隨著越來越多民營資本涌入風電開發領域,具有投資規模小、建設周期短,收益穩定等特點的分散式風電對民間投資將具有很大的吸引力。
建設多能互補集成優化示范工程是構建“互聯網+”智慧能源系統的重要任務之一,有利于提高能源供需協調能力,推動能源清潔生產和就近消納,減少棄風、棄光、棄水限電,促進可再生能源消納,是提高能源系統綜合效率的重要抓手。
隨著工業園區的興起建設、新能源微網概念的普及、配電網投資模式的不斷升級,為提高能源綜合利用效率,發展多能互補概念下的終端一體化集成供能系統成為未來趨勢。
國家能源局從2016年開始組織開展了多能互補集成優化示范工程審核認定工作,于2017年初公布了首批多能互補集成優化示范工程共安排23個項目,其中,終端一體化集成供能系統17個、風光水火儲多能互補系統6個。首批示范工程要求于2017年6月底前開工,在2018年底前建成投產。
作為“十三五”的開局之年,2016年我國密集出臺了各項能源發展規劃,儲能以越來越高的頻率出現在國家能源電力發展戰略、能源技術創新、可再生能源發展、“互聯網+智慧能源”等領域的政策中。我國電力市場化改革持續深入推進,配售電放開、構建靈活價格機制和輔助服務市場試點建設等為儲能打開了市場化應用的空間。
截至2016年底,中國投運儲能項目累計裝機規模24.3吉瓦,同比增長4.7%。其中電化學儲能項目的累計裝機規模達243.0兆瓦,同比增長72%。
2016年中國新增投運電化學儲能項目的裝機規模為101.4兆瓦,同比增長299%。從應用分布來看,可再生能源并網仍然是2016年中國新增投運電化學儲能項目應用規模最大的領域,占比55%。從技術分布來看,2016年中國新增投運的電化學儲能項目幾乎全部使用鋰離子電池和鉛蓄電池,兩類技術的新增裝機占比分別為62%和37%。
隨著儲能在工商業用戶側、可再生能源電力調峰、調頻輔助服務等領域的應用價值日益清晰,儲能項目快速規劃部署,2016年我國新增規劃、在建的電化學儲能項目裝機規模高達845.6兆瓦??梢灶A見,中國儲能將繼續保持強勁增長之勢。

天然氣分布式能源方面,根據《能源發展“十三五”規劃》,我國將實施“天然氣消費提升計劃”,以民用、發電、交通和工業等領域為著力點,鼓勵提高天然氣消費比重,預計“十三五”期間天然氣消費年均增速13%,2020年達3500億立方米?!赌茉窗l展“十三五”規劃》提出,到2020年底,天然氣消費比重力爭達到10%,煤炭消費比重降低到58%以下。2015年天然氣消費占比5.9%,提高天然氣消費占比的目標為天然氣分布式能源的發展創造了良好的發展環境。
《太陽能發展“十三五”規劃》提出,到2020年底,光伏發電裝機達到1.05億千瓦以上。2015年全國光伏累計裝機為4318萬千瓦,增長空間143%。
《風電發展“十三五”規劃》提出,到2020年底,風電累計并網裝機容量確保達到2.1億千瓦以上,其中海上風電并網裝機容量達到500萬千瓦以上。2015年全國風電并網裝機為1.29億千瓦,增長空間63%。
從天然氣源供應方面看,中國天然氣資源豐富,且擁有中國—中亞、中緬、中俄等多條天然氣管道進口渠道,目前基本形成了中國國產氣、進口管道氣和液化天然氣的多元化供應格局。
根據《天然氣發展“十三五”規劃》,到2020年中國國內天然氣綜合保供能力達到3600億立方米以上。儲量方面,到2020年,常規天然氣累計探明地質儲量將達16萬億立方米;頁巖氣累計探明地質儲量超過1.5萬億立方米;煤層氣累計探明地質儲量超過1萬億立方米?;A設施方面,到2020年天然氣主干及配套管道總里程達到10.4萬公里,干線輸氣能力超過4000億立方米/年;地下儲氣庫累計形成工作氣量148億立方米。
太陽能、風電資源屬于可再生能源,取之不盡、用之不竭,供應源源不斷。
隨著燃氣輪機和燃氣內燃機等天然氣分布式能源關鍵技術的不斷發展和進步,國內企業的設備國產化和制造能力的不斷提升,近年來天然氣分布式能源生產成本在持續降低,市場競爭力逐步提升,提高了建設天然氣分布式能源項目的積極性。
隨著光伏、風電市場的規?;l展、技術進步,其成本也在迅速下降。在國家能源局“光伏領跑者計劃”中實施的內蒙古烏海光伏發電示范工程的最低報價為0.45元千瓦時,已經接近“平價上網”。

現階段,分布式能源的發展面臨著經濟性欠佳的挑戰。主要原因有:
一是燃料成本價格相對昂貴。如天然氣分布式能源項目中,我國天然氣價格較高,天然氣分布式能源發電成本是普通燃煤電站的2~3倍,因此分布式能源多適用于用戶價格承受能力較強的經濟發達地區,其廣泛應用受到區域限制。
二是分布式能源的社會效益未在經濟收益中體現。分布式能源具有能源利用效率高、傳輸損耗低、清潔低碳、解決邊遠地區的供能問題等眾多社會效益,然而,由于目前分布式能源上網電價機制不順,項目的社會效益優勢未能在經濟收益中科學地體現出來。
三是負荷預測不準確導致項目系統規劃容量過大。在項目規劃階段,并未深入開展前期設計工作,對于項目的經濟性考慮不足,一味追求項目容量大,導致在負荷分析和機組選型選擇過大,在項目投產后,負荷利用率低,經濟性差。
近年來,我國政府一直致力于推動能源領域的市場化改革,2015年發布了深化電力體制改革的9號文,嘗試營造更為公平開放的分布式能源發展環境,形成市場化的能源價格體系,但由于各方利益復雜,仍存在一些問題:
一是價格關系仍需進一步理順,市場化定價機制尚未完全形成?,F行電價管理仍以政府定價為主,電價調整往往滯后成本變化,難以及時并合理反映用電成本、市場供求狀況、資源稀缺程度和環境保護支出。
二是壟斷屬性導致價格不透明。長期以來,我國能源企業由于其壟斷屬性,能源生產成本不透明,導致能源價格的不透明,無法反映市場供需情況,厘清電價成本,形成公開透明的價格信息平臺,將有利于分布式能源的發展。
三是能源基礎設施準入仍需進一步放開。以天然氣分布式能源為例,從天然氣需求預期和消費現狀來看,天然氣管網基礎設施建設需求日益迫切。盡管國家能源局出臺了相關政策來推進天然氣管網設施的公平準入,但受多方面制約,三大石油公司之外的其他企業利用現有的天然氣管網資源仍較困難。第三方準入的限制造成天然氣管網建設費用和輸送費用不透明及區域性壟斷,終端天然氣價格高企將成為天然氣分布式能源發展的阻力。
分布式能源在國家層面上得到大力鼓勵和支持,而分布式能源的價格及補貼等支撐政策實行省級負責制,由于各省對分布式能源的概念、特點、模式等理解上的差異,造成部分省份在項目管理、產業規劃、扶持政策、技術標準等方面還不完善,在國家政策執行過程中也存在偏差。
一是缺乏實操性的具體指導文件以及執行經驗;
二是政府部門辦理手續仍較為復雜;
三是管理上缺乏專門的職能部門負責;
四是由于分布式能源涉及的利益相關方較多,欠缺多部門協調機制。
與國外相比,我國在天然氣分布式能源系統方面的基礎研究相對滯后,燃氣發電機組的研發制造滯后于市場的需求,目前國內現有分布式系統的燃氣發電機組90%以上都需要從國外引進。尤其是涉及到燃氣輪機部件和聯合循環運行控制技術等核心技術,仍由外方把控,進口設備價格和運營維護成本高居不下也是影響項目投資經濟性的重要因素。因此亟待技術創新,掌握核心技術,降低分布式能源成本,增強分布式能源內在競爭力,為分布式能源市場獲得發展機遇提供經濟性支撐。
為滿足經濟社會的可持續發展,我國正在經歷能源轉型階段,分布式能源作為轉型的重要方向和新型能源系統的重要組成部分,在政府層面應統一認識,進一步明確分布式能源在能源轉型中的發展定位,將分布式能源納入我國能源轉型戰略,將分布式能源作為今后提高天然氣消費比重的重要方式和太陽能、風電等可再生能源利用的主要形式。
建議繼續出臺明確的政策信號,提供寬松的政策環境,進一步細化分布式能源發展的總體目標和主要技術指標,并提供有利的并網條件,對分布式能源項目規劃進行重點把關,加大項目建成后并網、交易等重點環節監管力度。
政策出臺后,規劃是龍頭,緊緊抓住頂層設計,做好分布式能源項目的戰略規劃。分布式能源的發展與城市建設息息相關,涉及到電網、天然氣、供熱、供冷等眾多基礎設施領域,建議將分布式能源發展規劃納入到整體城市規劃當中,與城市電網、燃氣管網、供冷供熱管網及其他基礎設施發展規劃相協調,統籌考慮發展布局及建設規模。
建議在選取分布式能源項目時,一定要統籌考慮,因地制宜地確定最適宜使用分布式能源系統的區域和方式,不能盲目跟風,為了上分布式而上分布式,要科學論證項目的社會效益和經濟效益,并制定相應的發展計劃和實施方案。
分布式能源在業務模式、技術標準、建設流程、運維方式等方面與傳統集中式能源項目存在較大不同,現有的技術標準體系無法滿足分布式能源項目設計、建設和運維。因此,建議加強有關技術研究,盡快建立統一完備的分布式能源標準體系,為分布式能源的發展提供堅實的基礎。
并網問題一直是制約分布式能源發展的因素之一,國家電網公司雖然出臺了《分布式電源接入電網技術規定》,但主要是針對光伏和風電,而對同屬于分布式能源的天然氣冷熱電聯供項目的并網,只有原則性的鼓勵,尚無配套和落實措施。建議盡快建立分布式能源并網標準,明確分布式能源并網技術標準、并網程序、運行要求和權責劃分等,實現分布式能源公平上網,對促進分布式能源的發展具有重要意義。

建議抓住當前能源價格市場化改革和電力體制改革契機,盡快完善分布式能源價格形成機制,在經濟效益上充分體現分布式能源的環保、低碳、高效等社會效益,改變長期依賴補貼生存的現象,提高行業競爭力,為政府減負。

表 我國分布式能源有關政策

6 天然氣發展“十三五”規劃 國家能源局結合電力體制改革,全面推進中東部地區分布式光伏發電;優先支持分布式光伏發電發展,重點支持分布式光伏發電分散接入低壓配電網并就近消納。2016年7 能源生產和消費革命戰略(2016-2030) 國家發改委 推動能源集中式和分布式開發并舉;堅持分布式和集中式并舉,以分布式利用為主,推動可再生能源高比例發展。2016年8 關于發展天然氣分布式能源的指導意見2011年國家發改委、國家能源局、住房城鄉建設部、財政部“十二五”期間建設1000個左右天然氣分布式能源項目,擬建設10個左右各類典型特征的分布式能源示范區域。加強規劃指導,健全財稅扶持政策,完善并網及上網運行管理體系,發揮示范項目帶動作用。序號 標題 發文單位 主要內容 時間9 天然氣利用政策 國家發改委 將天然氣分布式能源項目(綜合能源利用效率70%以上,包括與可再生能源的綜合利用)、天然氣熱電聯產項目等列為優先類供氣。 2012年10關于下達首批國家天然氣分布式能源示范項目的通知國家發改委、國家能源局、住房城鄉建設部、財政部首批國家天然氣分布式能源示范項目共安排4 個。項目業主抓緊做好首批示范項目前期準備工作,盡快完成各項工作。中央財政將對首批示范項目給予適當支持。2012年11 分布式發電管理暫行辦法 國家發改委 鼓勵企業、專業化能源服務公司和包括個人在內的各類電力用戶投資、建設、經營分布式發電項目,并對用戶給予一定補貼。 2013年12關于印發分布式光伏發電項目管理暫行辦法的通知國家能源局定義了分布式光伏發電,并對其規模管理、項目備案、建設條件、電網接入和運行、計量與結算、產業信息監測、違規責任等相關內容進行了規定。2013年13關于分布式光伏發電實行按照電量補貼政策等有關問題的通知財政部 發布了分布式光伏發電項目按電量補貼實施辦法;改進光伏電站、大型風力發電等補貼資金管理 2013年14 天然氣分布式能源示范項目實施細則國家發改委、國家能源局、住房城鄉建設部、發布了天然氣分布式能源示范項目的申報條件、評選原則與要求、實施驗收后評估、激勵政策 2014年15 關于進一步落實分布式光伏發電有關政策的通知 國家能源局加強分布式光伏發電應用規劃工作;鼓勵開展多種形式的分布式光伏發電應用;加強對建筑屋頂資源使用的統籌協調;完善分布式光伏發電工程標準和質量管理;進一步創新分布式光伏發電應用示范區建設等。2014年16 關于推進分布式光伏發電應用示范區建設的通知 國家能源局在已公布的第一批18個分布式光伏發電應用示范區外,增加嘉興光伏高新區等12個園區,共30個國家首批基礎設施等領域,鼓勵社會投資分布式光伏發電應用示范區。2014年
隨著政府簡政放權的持續推進,政府部門將工作重點由原先的審批向當前的服務轉變。建議加強對分布式能源項目的監管工作,加強事中監管可以有效促進分布式能源項目與其他基礎設施的整體協調,有效督促項目實施;加強事后監管可以保證分布式能源項目的實施效果,是保障分布式能源并網工作順利進行的關鍵。
在分布式能源并網方面,建議進一步明確監管主體,加強并網工作和并網后項目運行情況的監管,確保電網企業和分布式能源項目雙方的權利和義務均得到有效履行和保證。
分布式能源技術是涉及到電力技術、信息技術、控制技術和儲能技術等多領域的綜合技術,與國外相比,一直處于追趕狀態。當下,應該借我國分布式能源快速發展的東風,鼓勵科技創新,實現當前分布式能源核心技術的不斷突破,同時對準確把握未來分布式能源技術的發展方向進行技術儲備。
建立整合政府、企業、科研院所和學校等相關資源,研究設立相關技術研發中心,持續加大分布式能源技術研發投入,對分布式供能、儲能等核心技術加以研究突破,提高燃氣輪機和燃氣內燃機等關鍵設備的國產化率,進而降低分布式能源項目成本,為分布式能源的更好更快發展提供基礎。
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