劉惠萍 宋天琦

1．上海市分布式能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

2．上海航天智慧能源研究院

0 背景

天然氣分布式能源系統(tǒng)是清潔能源應(yīng)用方式發(fā)展的一個重要方向，具有促進節(jié)能環(huán)保、提高能源利用效率、安全保障和推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多重社會效益和經(jīng)濟效益，也是世界各國鼓勵和發(fā)展的方向。上海分布式能源發(fā)展起步較早，天然氣分布式能源系統(tǒng)是其重要的探索方向之一，在近50個超過十類用戶場景項目中進行了先導性科創(chuàng)探索與商業(yè)化應(yīng)用實踐，目前已擁有一批良好運行的單體和區(qū)供項目，走在全國前列，其所歷所得，值得借鑒。

1 回顧推進天然氣分布式能源系統(tǒng)實踐，六個方面做法可借鑒

二十年來，上海從市場潛力分析、發(fā)展可行性研究、試點項目探索和國際合作研究交流等方面開展了一系列先導工作。在1999年4月東海天然氣登陸上海之前，上海就如何讓天然氣“用早、用好、用足”開展了系列產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備和機制創(chuàng)新研究，探索分布式能源系統(tǒng)應(yīng)用也從大學實驗室走向產(chǎn)業(yè)園區(qū)、機場商圈等各類用戶場景。從申博成功的前期研究到世博試點，從打造永不落幕世博會出發(fā)探索虹橋低碳商務(wù)區(qū)區(qū)域分布式能源系統(tǒng)商業(yè)化示范，到后世博園區(qū)、前灘、徐匯濱江、迪斯尼的全方位推廣，歷時又十年。自2004年起，上海市接續(xù)出臺了四輪天然氣分布式能源系統(tǒng)的扶持政策，從建立協(xié)調(diào)機構(gòu)、擬訂政策、制訂規(guī)范、科技支撐、項目推進、聯(lián)盟協(xié)同、組織宣傳等方面積極推動，具體做法梳理如下。

1.1 協(xié)調(diào)機構(gòu)從無到有，推進工作卓有成效

上海市委、市政府高度重視，將發(fā)展分布式供能系統(tǒng)作為供能安全保障、推進節(jié)能減排工作的重要抓手，多次召開工作會議進行決策部署。2004年，上海市發(fā)展改革委牽頭會同相關(guān)委辦成立了市燃氣空調(diào)和分布式供能系統(tǒng)推進發(fā)展工作小組，在原市建管委燃氣行業(yè)管理部門下設(shè)辦公室——上海市燃氣管理處，負責具體日常推進工作。十五年來，已經(jīng)形成了相關(guān)市（區(qū)縣）政府部門及企業(yè)共同參與的協(xié)同工作網(wǎng)絡(luò)。

1.2 政策支持持續(xù)穩(wěn)定，扶持模式逐步優(yōu)化

2004年9月和2008年11月，上海市陸續(xù)發(fā)布了《關(guān)于本市鼓勵發(fā)展燃氣空調(diào)和分布式供能系統(tǒng)的意見》和《上海市分布式供能系統(tǒng)和燃氣空調(diào)發(fā)展專項扶持辦法》，在此基礎(chǔ)上，2013年3月又發(fā)布了《上海市天然氣分布式供能系統(tǒng)和燃氣空調(diào)發(fā)展專項扶持辦法》，在前兩輪設(shè)備投資補貼、電力并網(wǎng)、道路掘路、優(yōu)惠氣價等支持基礎(chǔ)上，進一步明確對項目能效后評估項目再予以補貼的扶持政策。即年平均能源綜合利用效率達到70%及以上且年利用小時在2 000h及以上的分布式供能項目再給予2000元/kW的補貼。每個項目享受的補貼金額最高不超過5 000萬元。同時，明確政府投資項目優(yōu)先使用。即要求政府投資項目，設(shè)計單位在可行性研究報告中要有分布式供能方案的比選論證，具備安裝使用條件的，應(yīng)使用該系統(tǒng)，包括醫(yī)院等公益性項目和年用能（熱、電、冷）超過5 000tce的重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目。2017年，上海市出臺第四輪扶持辦法，在前三輪的基礎(chǔ)之上，提出對年平均能源綜合利用效率達到80%及以上且年利用小時在3 000h及以上的天然氣分布式供能項目，再給予500元/kW的獎勵性支持。

1.3 技術(shù)規(guī)程國內(nèi)首創(chuàng)，突破瓶頸日益完善

鑒于當時國內(nèi)尚無相應(yīng)的分布式供能系統(tǒng)設(shè)計、施工和驗收技術(shù)規(guī)程，為盡快突破這一技術(shù)“瓶頸”，2004年底，上海市發(fā)改委牽頭、市科委立項組織重大攻關(guān)，成立電力、燃氣、建筑企業(yè)及設(shè)計院專家和市政、消防、質(zhì)監(jiān)、安監(jiān)、規(guī)劃、環(huán)保等部門共11個單位38人組成規(guī)程研究編制組。2005年，上海市建設(shè)交通委把建設(shè)工程規(guī)范編制列入計劃，8月批準上海實施《分布式供能系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程（試行）》，2008年又完成了規(guī)程修訂并頒布正式實施。2015年，針對近年來國家、行業(yè)及地方頒發(fā)的有關(guān)促進天然氣分布式供能系統(tǒng)健康發(fā)展的政策和規(guī)定,總結(jié)經(jīng)驗和問題,針對性地開展了如區(qū)域分布式能源系統(tǒng)、滿足環(huán)保新標準等專題研究，在廣泛征求意見基礎(chǔ)上,完成第三次技術(shù)規(guī)程修編，《天然氣分布式供能系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》已正式實施。

1.4 科技支撐試點示范，項目推進覆蓋城鄉(xiāng)

項目涉及類別從單一用戶型向多用戶區(qū)域型拓展，現(xiàn)正逐步向美麗鄉(xiāng)村綜合型延伸，能源品種選擇從單一品種向多能互補轉(zhuǎn)型。如從城市用戶供能型包括低碳商務(wù)園區(qū)示范、工業(yè)園區(qū)燃煤鍋爐替代示范、與可再生能源結(jié)合的新能源產(chǎn)業(yè)基地示范、與電動車船用戶及儲能結(jié)合試點等。行業(yè)涉及面幾乎覆蓋醫(yī)院、賓館、辦公、學校、工業(yè)及區(qū)域供能等適合的領(lǐng)域。區(qū)域如虹橋商務(wù)區(qū)、世博、前灘、徐匯濱江、航天飛奧以及科技大學、迪斯尼等。同時，鼓勵能源、裝備等企業(yè)組建大型能源服務(wù)公司，專業(yè)從事分布式能源系統(tǒng)和智慧能源服務(wù)項目，同時注重從大學學科建設(shè)到設(shè)計建設(shè)工程實踐一線培育能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)人才和能源管理服務(wù)隊伍。

1.5 聯(lián)盟攜手模式創(chuàng)新，抱團發(fā)展催生市場

在互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源的推動下，市場活躍度不斷提高。各類能源、信息、制造、地產(chǎn)、金融等企業(yè)以發(fā)展分布式能源為重要契機，拓展業(yè)務(wù)板塊，延伸企業(yè)價值鏈。2014年，圍繞以企業(yè)為主體，以形成產(chǎn)業(yè)核心競爭力為目標，成立了上海市分布式能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，圍繞優(yōu)化分布式能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新鏈及產(chǎn)學研用結(jié)合機制，實現(xiàn)企業(yè)、高校和科研機構(gòu)在戰(zhàn)略層面的有效結(jié)合，共同致力于突破分布式能源技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，提升分布式能源產(chǎn)業(yè)行業(yè)整體水平。如，針對分布式能源系統(tǒng)是為用戶定制化服務(wù)的市場需求，2017年組織行業(yè)企業(yè)開展上海市地方標準《天然氣分布式能源系統(tǒng)項目服務(wù)規(guī)范》和格式服務(wù)合同的編制，為規(guī)范行業(yè)服務(wù)填補空白。

1.6 宣傳推廣形式多樣，精準服務(wù)力度加大

2004年以來，上海市政府多次組織大型宣傳活動，包括各區(qū)縣政府、相關(guān)行業(yè)的現(xiàn)場推進大會，政策解讀、規(guī)范宣貫會議以及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用大型研討會等。2008年，上海市政府通過新聞發(fā)布的形式，對發(fā)展分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展意義和新一輪政策進行了宣傳。同時，在燃煤鍋爐替代等行動中，相關(guān)協(xié)會、聯(lián)盟也積極組織能源服務(wù)公司與潛在用能企業(yè)對接，通過大型論壇、網(wǎng)站、微信等新媒體大力宣傳，利用互聯(lián)網(wǎng)+分布式能源思維模式創(chuàng)新商業(yè)模式，推廣分布式能源系統(tǒng)。2018年6月，首屆“長三角能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新論壇”在上海召開，為更好普及安全、高效、清潔用能創(chuàng)新方式，倡導區(qū)域能源互聯(lián)、綠色智慧共享，筆者受委托率聯(lián)盟專家委創(chuàng)立專欄“慧能評說”，重點分享分布式能源、綠色交通和智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新故事，受到行業(yè)的歡迎。目前，已經(jīng)有一大批分布式能源的志愿者加入科普公益宣傳隊伍。

2 重塑分布式能源系統(tǒng)發(fā)展優(yōu)勢，四大特征需關(guān)注

天然氣分布式能源系統(tǒng)由于其系統(tǒng)靠近用戶端、運行方式多樣，相比傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)，具有安全、清潔、高效、靈活的四大特征優(yōu)勢。我們發(fā)現(xiàn)部分企業(yè)在市場拓展，向業(yè)主用戶宣傳分布式能源優(yōu)勢時，提及高效節(jié)能較多，提及安全保障和靈活性特征少。行業(yè)中也有部分設(shè)計單位缺乏經(jīng)驗，承接項目后按大電廠、房地產(chǎn)建筑思路設(shè)計分布式能源系統(tǒng)，帶來了一定偏差，讓用戶體會不到分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)勢。推進中，我們體會是成功的項目往往正是更加關(guān)注其提高用能可靠性，關(guān)注低碳形象和綠色價值，從而提升項目的品質(zhì)帶來新的溢出價值。如將分布式能源系統(tǒng)提前納入園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施一體化建設(shè)規(guī)劃，同時能源服務(wù)企業(yè)提前介入，有利于提升園區(qū)專業(yè)化高質(zhì)量全生命周期的能源服務(wù)，提升園區(qū)環(huán)境品質(zhì)和用戶舒適度同時，對招商引資具正向促進作用。

2.1 更加關(guān)注天然氣分布式能源系統(tǒng)可提高用戶端用能安全可靠性

在意外災害、市電故障、電力檢修等情況下，分布式能源系統(tǒng)是對單一大電網(wǎng)、大電源的有益補充，具有在線備用電源的功能，相比傳統(tǒng)的柴油機備用，更具及時響應(yīng)與清潔排放。在2003年美、加大停電、2011年日本大地震、2007年我國南方冰雪等歷次災害事故中已凸顯其作用。根據(jù)行業(yè)調(diào)研，未來無論是對單一用戶或區(qū)域用戶，城市或鄉(xiāng)村，市場需要都呈現(xiàn)上升趨勢。如何提高用戶端抗風險能力，提高供能可靠性，盡管目前已從科技試點到實戰(zhàn)演練進行布局，但調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，還有一定差距，許多用戶得知時項目已經(jīng)設(shè)計，預算已經(jīng)框定，為此，建議項目開發(fā)前期規(guī)劃階段就要介入。能源服務(wù)企業(yè)對于交通樞紐、醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心、重要部門及不可間斷能源的工藝特需、科研實驗室、醫(yī)養(yǎng)結(jié)合養(yǎng)老服務(wù)場所、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖等量大面廣的重要負荷用戶要更加關(guān)注。

2.2 更加關(guān)注基于用戶端的兼具靈活特征的分布式能源系統(tǒng)微網(wǎng)可幫助氣電大網(wǎng)削峰填谷

分布式能源系統(tǒng)一般針對用戶特征設(shè)計，設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等根據(jù)用戶量身定制，靈活選擇技術(shù)和運行方式。同時，分布式能源系統(tǒng)可以根據(jù)新增負荷，靈活配備新的能源系統(tǒng)。

基于用戶端的分布式能源系統(tǒng)可以起到削減高峰負荷的作用，通過價格手段引導用戶在用電高峰時段發(fā)電，在用電低谷時段減少分布式能源系統(tǒng)的電力輸出，盡量使用電網(wǎng)低谷電，可有效減少電網(wǎng)的調(diào)峰需求。同時，我國天然氣絕大部分用于冬季供暖，夏季處于用氣低谷，恰好與電力峰谷互補，因此，天然氣分布式供能系統(tǒng)也具有天然氣季節(jié)性削峰填谷的作用。

隨著分布式可再生能源如光伏項目增多，借鑒國際電力交易經(jīng)驗，通過互聯(lián)網(wǎng)+智慧調(diào)度，將氣象情況變化與用能調(diào)度結(jié)合，創(chuàng)新機制，實現(xiàn)天然氣分布式能源為分布式光伏調(diào)峰。為此，建議未來在城市更新，特別是美麗鄉(xiāng)村建設(shè)中要更加關(guān)注與農(nóng)村多種可再生能源的互補，研究支持農(nóng)村地區(qū)天然氣供應(yīng)的非管輸利用及鄉(xiāng)村社員微能網(wǎng)與大能網(wǎng)的結(jié)合，充分考慮“電商、電樁、電能”融合，構(gòu)建鄉(xiāng)村能源合作社，提升鄉(xiāng)村用能保障品質(zhì)，為鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力。

2.3 更加關(guān)注分布式能源系統(tǒng)兼具有清潔與高效的綜合綠色效益

天然氣分布式能源與采用煤炭等傳統(tǒng)化石能源的集中式供能系統(tǒng)相比，污染物與溫室氣體排放均大幅削減。

分布式能源的梯級利用特征，相比傳統(tǒng)的單獨供能方式，要滿足用戶同樣的能源需求所消耗的一次能源更少，顯著提高了能源利用效率。同時，因用戶的就地使用，減少了電能、熱能等遠距離輸送引起的能源損耗。對用戶而言，減少燃料費用，可產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益。對社會而言，達到同樣的能源供應(yīng)量所消耗的資源更少，減少對環(huán)境的影響，具有明顯的社會效益。如何用數(shù)據(jù)說話，建議未來要更加關(guān)注綠能、綠度評價和認證，關(guān)注區(qū)塊鏈在分布式能源中的應(yīng)用包括能源交易、碳交易、綠度評價和認證等。

3 突破分布式能源系統(tǒng)商業(yè)化瓶頸，兩大關(guān)鍵需關(guān)注

總體看，分布式能源系統(tǒng)在我國仍處于示范與推廣應(yīng)用并存階段，未來市場是否會叫好不叫座，或只是情懷使然？結(jié)合上海前四輪政策推進實踐，以及聯(lián)盟對上海、長三角以及部分省市行業(yè)內(nèi)的專家用戶問卷調(diào)研表明，擔心不少，但信心更足。如有用戶認知和設(shè)計引導問題，氣電價格比問題，也有園區(qū)開發(fā)用戶入住具一定周期，導致供能用戶負荷提升存在不確定性，影響經(jīng)濟性等。還有多種外部效益尚未兌現(xiàn)收益的糾結(jié)，如環(huán)境效益不能轉(zhuǎn)化收益、輔助服務(wù)未能發(fā)揮作用的利益等。但經(jīng)深層次的分析，有兩點值得更加關(guān)注，即設(shè)備系統(tǒng)自主創(chuàng)新與便利化服務(wù)，冷熱價格機制與穩(wěn)定的收益，這是影響用戶安心和開心的根本原因。

3.1 更加關(guān)注運營環(huán)節(jié)精打細算特別是冷熱價格機制與服務(wù)合約談判能力

同樣的投資，基于穩(wěn)定用能負荷、用能時間的用戶，在氣電價格由外部主導的前提下，內(nèi)部的冷熱價格機制是項目經(jīng)濟性的關(guān)鍵指標。從主觀原因看，部分（業(yè)主）投資方冷、熱價格談判能力不強。部分項目（業(yè)主）投資方在價格談判中對天然氣價格波動缺少預期，冷熱定價采用一口價，或冷、熱價和氣價的聯(lián)動公式設(shè)計不合理，當氣價上升時無法向用戶傳遞成本。此外，部分項目因為多種因素在議價談判中的商業(yè)讓步，降低了項目自身的收益。

3.2 更加關(guān)注設(shè)備自主創(chuàng)新與便利服務(wù)問題

部分關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備未實現(xiàn)自主創(chuàng)新，（如微型燃機）、高額的設(shè)備成本及其進口稅費制約了項目的經(jīng)濟性，往往會帶來售后服務(wù)等問題。此外，內(nèi)燃機、熱氣機的產(chǎn)業(yè)化程度也亟需提高，這是目前最需要全力突破的瓶頸，也是我國分布式能源系統(tǒng)技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機遇。

4 關(guān)注天然氣分布式能源系統(tǒng)設(shè)備自主創(chuàng)新的上海實踐與未來

在世界工業(yè)領(lǐng)域，燃氣輪機一直被譽為“皇冠明珠”。國家更是給予其巨大的發(fā)展空間，如：《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》的能源領(lǐng)域部分列出了重點突破基于化石能源的微小型燃氣輪機、冷熱電系統(tǒng)綜合技術(shù)；在《我國應(yīng)掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品目錄》、“航空發(fā)動機與燃氣輪機”兩機專項中出現(xiàn)；國家發(fā)改委等四部委聯(lián)合發(fā)布《發(fā)展天然氣分布式能源指導意見》中提出，2020年以前實現(xiàn)分布式能源關(guān)鍵設(shè)備（燃氣輪機）的自主創(chuàng)新；《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030）》第11部分的高效燃氣輪機創(chuàng)新技術(shù)；《國家十三五規(guī)劃的100個重大項目》中，其排名首位等等。隨著天然氣分布式能源的發(fā)展和其智慧化所蘊藏的能源改革巨大潛能被不斷發(fā)掘，模塊化小型燃氣輪機自主創(chuàng)新領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間和價值潛力值得關(guān)注。

4.1 支持科技攻關(guān)和首臺套示范

近年，上海在多年天然氣分布式能源系統(tǒng)設(shè)備自主創(chuàng)新科技布局基礎(chǔ)上，乘勢而動，在設(shè)備自主創(chuàng)新示范應(yīng)用扶持政策方面積極行動，對采用國內(nèi)研發(fā)的首臺套作為天然氣分布式能源系統(tǒng)項目核心裝備，且滿足項目后評估考核指標的項目給予額外獎勵。如中科院上海高等科學研究院、上海航天智慧能源研究院便是及早布局，積極行動實踐的典型代表。

4.2 支持研發(fā)機構(gòu)產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新

中科院上海高等科學研究院經(jīng)過十年實踐積累和探索，研發(fā)的相關(guān)設(shè)備技術(shù)系統(tǒng)成果轉(zhuǎn)化落地，已相繼在上海校區(qū)和商務(wù)區(qū)供項目調(diào)試成功進行示范應(yīng)用，其小型燃氣輪機產(chǎn)品已逐步成型，結(jié)構(gòu)從全徑流過渡到全軸流，形成系列產(chǎn)品，成為目前國內(nèi)備受矚目的自主研發(fā)燃氣輪機產(chǎn)品中的一個主要系列。

4.3 鼓勵企業(yè)多場景梯級應(yīng)用集成創(chuàng)新

小型燃氣輪機的目標領(lǐng)域主要有工業(yè)分布式供能、商業(yè)分布式供能、固定應(yīng)急電源、移動應(yīng)急電源、動力拖動場合和可再生能源等。分布式能源是其中的重要市場，隨著近期國家對應(yīng)急產(chǎn)業(yè)的高度重視和不斷推進發(fā)展，分布式供能與應(yīng)急產(chǎn)業(yè)結(jié)合的部分，預期將是小型燃氣輪機未來應(yīng)用的一個重點方向。航天智慧能源研究院基于這樣的背景，基于十五年多個項目經(jīng)驗積累，通過自主創(chuàng)新路線，率先研制了一體式撬裝小型燃氣輪機能源站產(chǎn)品，并在園區(qū)試點應(yīng)用。

5 結(jié)語

回顧上海推進天然氣分布式能源系統(tǒng)實踐，分析商業(yè)化應(yīng)用的未來關(guān)注，推進分布式能源系統(tǒng)發(fā)展如同系統(tǒng)本身，注定要高效聯(lián)供、梯級協(xié)同、綠值共享。天然氣優(yōu)雅知性，走進用戶端的分布式能源系統(tǒng)未來向更高品質(zhì)邁進是方向。

清潔能源、智慧利用。關(guān)注重視設(shè)計與評估，使分布式能源向更精益、更實用的方向發(fā)展，以獲得更高的系統(tǒng)年運行小時數(shù)和更高的年綜合能源利用效率。

對接場景、安全為本。國家對各類應(yīng)急能力的提升日益重視，對重要負荷能源保障兼具調(diào)峰和應(yīng)急響應(yīng)的天然氣分布式能源系統(tǒng)也將更受青睞。

天然氣質(zhì)、科產(chǎn)相攜。解決“痛點”，分布式能源系統(tǒng)核心裝備系統(tǒng)自身產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展、自主創(chuàng)新模式的理順將是未來一段時間里最具潛力的一個切入點和重點。

智慧能源時代，基于能源流、信息流、價值流的同軸驅(qū)動，設(shè)計與評估預測的數(shù)字化模擬，氣電融合技術(shù)的不斷滲透，天然氣與可再生能源智慧化結(jié)合的模塊化裝備，給我們提供了追求更便利、更經(jīng)濟、更安全、更清潔、更互聯(lián)互通的可能。冬夏知冷暖，春秋呵溫濕。滿足人民追求美好生活的“不平衡、不充分”需求，做好社區(qū)和社員的能源服務(wù)員，分布式能源主力市場就在城市更新和鄉(xiāng)村振興的希望田野上。