向楠 李鵬 張雪芹 許凱
摘 ?要:分布式能源因其在能源結構和能源安全方面的優(yōu)勢被認為是未來能源的終極利用形式,也是我國能源結構轉(zhuǎn)型的重要組成。發(fā)達國家分布式能源發(fā)展開始較早,對我國分布式能源的發(fā)展具有一定的借鑒意義。通過分析國內(nèi)主要分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展優(yōu)勢及制約因素,提出不同系統(tǒng)未來的發(fā)展展望。并通過分析典型城市總結我國分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀。
關鍵詞:能源 ?燃氣分布式能源 ?光伏光熱分布式能源
中圖分類號:TM611 ? 文獻標識碼:A ? ? ? ? ? 文章編號:1672-3791(2019)06(c)-0038-07
隨著國民經(jīng)濟水平的不斷提高,我國對能源的需求不斷增加。同時,世界各國對環(huán)境保護的要求逐漸增加。為了滿足我國對能源和環(huán)保的雙向需求,驅(qū)動社會的良性發(fā)展,保證電力供給的安全可靠,能源結構的轉(zhuǎn)型升級。區(qū)別于傳統(tǒng)的發(fā)電模式,指以滿足特定用戶需要并可以與現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)進行匹配聯(lián)動運行的一種供能系統(tǒng)。
分布式能源的發(fā)展離不開政策對其的推動,支持力度也是由最初的宏觀鼓勵到實質(zhì)性的支持。我國分布式能源的發(fā)展具有4種模式:獨立運行、并網(wǎng)不上網(wǎng)、并網(wǎng)上網(wǎng)以及發(fā)電量全部電量上網(wǎng)。不同模式對不同時期、不同地區(qū)、不同利益集團均有特殊意義[1](見圖1、圖2)。
1 ?國內(nèi)外分布式能源發(fā)展狀況
1.1 國外分布式能源發(fā)展狀況
近年來,基于環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等諸多原因,世界各國均在積極尋求清潔能源的發(fā)展,其中分布式能源成為了發(fā)展的重點。相對于集中式發(fā)電,分布式的諸多優(yōu)勢已顯現(xiàn)出來,如能效高、能源自足、可靠性高、環(huán)境污染小等。目前,分布式能源已在美國、日本、丹麥、德國等發(fā)達國家得到廣泛應用。根據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計》,2017年全球一次能源消費強勁增長,主要由天然氣和可再生能源引領[2]。隨著技術的成熟、政策的支持、商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新,我國分布式能源也迎來了穩(wěn)步增長期。
(1)美國。
美國從20世紀70年代末期開始發(fā)展分布式能源,分別從節(jié)能與環(huán)保兩個出發(fā)點推進分布式能源的發(fā)展。環(huán)保署專門成立了分布式能源協(xié)作小組,明確分布式能源是經(jīng)濟可行的清潔能源解決方案,且視為國家首要事務之一。
美國分布式能源以天然氣為主,光伏等其他分布式能源較少,占比分別為71%和29%,應用項目類型集中在工業(yè)和制造業(yè)領域[1],熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機容量超過美國發(fā)電量的15%[3]。目前,美國能源部認為,美國分布式能源的發(fā)展?jié)摿€有110~150GW,其中,工業(yè)領域的分布式能源潛力為70~90GW,商業(yè)及民用領域的分布式能源潛力為40~60GW。同時美國政府發(fā)布多項鼓勵政策,如減免部分投資稅、縮短資產(chǎn)折舊年限、簡化經(jīng)營許可程序、項目并網(wǎng)等,調(diào)動項目投資的積極性。這些配套政策提高了項目的經(jīng)濟性,鼓勵和推動了分布式能源項目的發(fā)展。
(2)日本。
受資源和位置限制,日本很早就開始重視節(jié)能減排技術的推廣。日本分布式發(fā)電以熱電聯(lián)產(chǎn)和太陽能光伏發(fā)電為主,商業(yè)分布式發(fā)電項目主要用于醫(yī)院、飯店、公共休閑娛樂設施等;工業(yè)分布式發(fā)電項目主要用于化工、制造業(yè)、電力、鋼鐵等行業(yè)。據(jù)日本經(jīng)濟貿(mào)易產(chǎn)業(yè)?。∕ETI)預計,到2030年,日本熱電聯(lián)產(chǎn)裝機容量將可能達到1630萬kW,并計劃在2030年前分布式能源系統(tǒng)發(fā)電量將占總電力供應的20%。
政策方面,日本政府通過特殊稅費、低息貸款、投資補貼、新技術發(fā)展補貼等方式,保證分布式能源項目的投資回報,大力推廣分布式能源項目,提高能源利用效率。東京政府以2020年奧運會為契機,制定了8大城市戰(zhàn)略和25個政策方針,其中之一即為構建智能能源城市。為此東京都政府推出了“智能能源區(qū)域形成推進事業(yè)”的補助制度,2015—2019年預計投入55億日元,補助熱電融通網(wǎng)絡及熱電聯(lián)產(chǎn)等項目的初期投資費用[4]。
(3)丹麥。
丹麥是世界上能源利用效率最高的國家,80%以上的區(qū)域供熱能源采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式產(chǎn)生,分布式發(fā)電量超過全部發(fā)電量的50%。丹麥以其風電產(chǎn)業(yè)和大規(guī)模的風力發(fā)電聞名世界。早在1975—2000年,丹麥已經(jīng)減少30%用于住宅供暖的化石能源消費。20世紀90年代,熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)已經(jīng)被丹麥的城鎮(zhèn)、村莊以及住宅落戶廣泛應用,形成了小型CHP與區(qū)域供暖相結合的系統(tǒng)[5]。
丹麥對于分布式能源采取了一系列明確的鼓勵政策,先后制定了《供熱法》《電力供應法》和《全國天然氣供應法》等,在法律上明確了保護和支持立場。《電力供應法》規(guī)定,電網(wǎng)公司必須優(yōu)先購買熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)的電能,而消費者有義務優(yōu)先使用熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)的電能。
(4)德國。
德國的分布式能源利用以可再生能源為主,是全球推廣分布式光伏發(fā)電最成功的國家之一。截至2017年底,德國光伏發(fā)電裝機容量達到41.7GW,主要應用形式為屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)。以天然氣為燃料的小型熱電聯(lián)供設備(CHP)在德國也占有相當市場,德國對其支持政策體現(xiàn)在多方面,如:CHP向公共電網(wǎng)售電實行“優(yōu)先價格法”;全年能效超70%,享受退稅優(yōu)惠等。分布式能源微型化在德國也已實現(xiàn),極適用于家庭用戶。同時德國也涌現(xiàn)了如西門子公司等全球卓越的分布式能源技術領跑者。德國2050年能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型計劃見表1[6]。
1.2 我國分布式能源發(fā)展狀況
隨著我國持續(xù)推進能源供給側(cè)結構性改革,推動能源發(fā)展方式由粗放式向提質(zhì)增效轉(zhuǎn)變,天然氣、光伏、地熱能等分布式能源,已成為我國應對氣候變化、保障能源安全的重要內(nèi)容,勢必會在新一輪能源消費結構中占據(jù)重要地位。截至2017年,我國累計分布式裝機容量為16.58億kW。北京、上海和廣州等地率先開展了多個分布式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的示范性項目建設,取得明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益。據(jù)統(tǒng)計,2017年燃氣發(fā)電、風電、光伏等各類能源利用形式在國家政策調(diào)控下各有增長,其中光伏發(fā)電增長尤其迅速。2018年光伏分布式能源新增裝機量達到20.96GW。隨著我國能源結構的不斷調(diào)整,城鎮(zhèn)化率不斷提高,分布式能源潛在市場廣闊。
但總體而言,我國分布式能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初期,存在受政策影響程度大、缺少整體發(fā)展規(guī)劃、核心設備需引進等問題[6]。針對于此,國家及地方正在積極出臺相應政策,完善指導和推動分布式能源的健康高效發(fā)展;國家發(fā)展與改革委員會、能源局聯(lián)合發(fā)布《依托能源工程推進燃氣輪機創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,推進分布式能源基礎裝備研發(fā)制造,同時鼓勵與擁有先進分布式能源技術的國外企業(yè)開展國際合作。隨著競爭性電力市場的開放,“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源示范項目、多能互補集成優(yōu)化示范工程效果逐漸顯現(xiàn),我們分布式能源市場正快速打開。
2 ?兩種典型分布式能源發(fā)展的優(yōu)勢和瓶頸
2.1 光伏光熱分布式能源
分布式太陽能系統(tǒng)以其對能源的利用方式可以分為3種。第一種是直接吸收太陽輻射的熱量用于生活熱水或供熱(制冷)的太陽能熱利用型分布式能源;第二種是將熱量通過傳熱介質(zhì)收集后直接或間接帶動發(fā)電機發(fā)電;第三種是以光伏發(fā)電技術為核心技術將輻射能量直接用于發(fā)電。第一種在我國發(fā)展時間最長,技術和市場也最為成熟,以下主要分析后兩種新興利用方式。
2.1.1 發(fā)展優(yōu)勢
(1)環(huán)境友好、可再生。太陽能屬于新能源、清潔能源、可再生能源,對社會的可持續(xù)發(fā)展、綠色健康節(jié)能發(fā)展都具有十分重要的意義。不僅如此,光伏光熱發(fā)電的過程中可以達到零排放、零噪聲污染,可以在居民區(qū)內(nèi)安裝且不會對日常生活造成影響,是典型分布式能源概念的詮釋。對我國在能源結構方面的轉(zhuǎn)型升級起到了積極的推動作用。
(2)政策紅利。光伏光熱分布式能源系統(tǒng)的市場應用離不開政策導向的作用,包括對光伏光熱發(fā)電進行政策性補貼,享受用戶側(cè)電價。政策對相關產(chǎn)業(yè)方向的引導作用不僅局限于政策補貼,還在于對未來該產(chǎn)業(yè)方向的發(fā)展給出前瞻性的政策支持。
(3)應用范圍廣泛。我國屬于太陽能資源豐富的國家,全國總面積2/3以上地區(qū)年日照時數(shù)大于2000h,年輻射量大于5000MJ/m2。全國陸地面積每年接收的太陽輻射總量為3.3×103~8.4×103MJ/m2,相當于2.4×104億標準煤的儲量。太陽能資源豐富便于獲取,且具有環(huán)境普適性,尤其適宜于孤島型城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的使用。
(4)光伏發(fā)電可同時利用直射光和散射光,安裝區(qū)域的選擇范圍很廣,可安裝于負荷中心或工業(yè)廠房屋頂?shù)任恢谩?/p>
(5)光熱發(fā)電可通過傳熱介質(zhì)進行熱儲存,與常用的電化學儲能系統(tǒng)相比,使用壽命長、損耗小。
2.1.2 制約因素
(1)發(fā)電存在波動性。光伏發(fā)電由于受季節(jié)性、氣候性以及時段性的限制,不能像傳統(tǒng)電網(wǎng)一樣提供穩(wěn)定、源源不斷的電量,并且會對并入的電網(wǎng)造成一定的沖擊。這是制約光伏分布式能源發(fā)展的最大問題。目前最佳的處理方法是在發(fā)電側(cè)增設儲能系統(tǒng),保證供電的穩(wěn)定性,但是需要增加相應的設備投資。對于儲能系統(tǒng)的設備可循環(huán)次數(shù)、電解質(zhì)泄露等問題仍存在一定的疑慮,并且儲能系統(tǒng)的成本雖然與2015年相比已經(jīng)下降了將近50%,但每千瓦時的成本仍需要2000元。因此,儲能系統(tǒng)目前只是在示范工程中進行試點應用,還不具備市場大規(guī)?;瘧玫哪芰?。
(2)光熱發(fā)電對系統(tǒng)安裝的地理條件要求高,需要安裝在太陽能直射較好的地方,同時占地面積也較大。除此之外,光熱發(fā)電成本是光伏發(fā)電成本的2~3倍,只有在規(guī)模足夠大的前提下,才能實現(xiàn)經(jīng)濟效益。以上兩點是制約光熱發(fā)電發(fā)展的主要因素,大體量的投資使投資者望而卻步,又在客觀上延緩了光熱發(fā)電成本的下降。
(3)光伏發(fā)電能量轉(zhuǎn)化效率只有10%~20%。光伏電池板在生產(chǎn)過程中存在一定的污染。發(fā)電過程對太陽輻射要求較高,發(fā)電穩(wěn)定性較差,配置的儲能系統(tǒng)多為電化學儲能。
2.1.3 發(fā)展展望
太陽能分布式能源是對清潔可再生能源的充分應用,促進了我國能源結構的轉(zhuǎn)型升級,緩解了傳統(tǒng)化石資源對環(huán)境的污染和破壞,具有替代傳統(tǒng)能源的潛力。
(1)隨著光伏發(fā)電相關政策的改變,目前市場將呈現(xiàn)無補貼項目與補貼項目共存狀態(tài),促使光伏發(fā)電成本和價格步入“快速下降通道”,預計2022年內(nèi)可以實現(xiàn)光伏發(fā)電的平價上網(wǎng)。
(2)光熱發(fā)電不具有衰竭的風險,與傳統(tǒng)火力發(fā)電存在共性,適合集中式大規(guī)模發(fā)電。其儲熱成本低且效率高,年發(fā)電小時數(shù)長,可以與其他發(fā)電有效契合,是最具有條件逐步替代火電,擔當基礎電力負荷的新能源。
2.2 天然氣分布式能源
我國國家發(fā)展改革委、財政部、住房城鄉(xiāng)建設部、國家能源局四部委聯(lián)合發(fā)文的《關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》(2011)中明確天然氣分布式能源是指:利用天然氣為燃料,通過冷熱電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)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(xiàn)能源供應的現(xiàn)代能源供應方式,是天然氣高效利用的重要方式。
2.2.1 發(fā)展優(yōu)勢
(1)能源有效利用率高。通過合理的能量梯級利用方案,天然氣分布式能源系統(tǒng)的能源利用率可高達85%,遠高于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電效率(30%~55%)。
(2)天然氣是傳統(tǒng)能源和未來新能源之間最佳的過渡能源。傳統(tǒng)能源如煤、石油等在燃燒過程中會釋放出大量的空氣污染物,隨著社會發(fā)展的發(fā)展,環(huán)境保護與社會發(fā)展需要和諧共存,不能以犧牲環(huán)境為代價而只強調(diào)加速社會發(fā)展。天然氣是清潔能源,燃燒不會產(chǎn)生污染物。同時,可再生新能源,如太陽能、風能、水能、潮汐能、核能等,雖然經(jīng)過了長時間的研究發(fā)展,目前仍存在相應的弊端,尚不具備替代傳統(tǒng)能源的能力,只能作為傳統(tǒng)能源的補充。而在新能源替代傳統(tǒng)能源這個漫長的過程中,就需要天然氣這種清潔、利用方式簡單、供應穩(wěn)定的能源先對市場上的傳統(tǒng)能源進行初步替代。
(3)天然氣分布式能源可中斷的特性,有效緩解用電峰谷差。常規(guī)電網(wǎng)覆蓋范圍廣泛,一旦發(fā)生斷電事故影響范圍也廣。天然氣分布式能源以天然氣作為能源,特殊需求建筑可自行儲備天然氣,可靠性高于傳統(tǒng)電網(wǎng)。
(4)政策支持?!赌茉窗l(fā)展“十三五”規(guī)劃》《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》《大氣污染防治行動計劃》均提出,在京津冀魯、長三角、珠三角等大氣污染重點防控區(qū),鼓勵發(fā)展天然氣分布式冷熱電聯(lián)供項目,結合熱負荷需求適度發(fā)展燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目。2016年11月份發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2016—2020年),2017年6月發(fā)布的《加快推進天然氣利用的意見》都對天然氣分布式能源的發(fā)展起到了實質(zhì)性的促進作用[7]。
2.2.2 制約因素
第一,分布式能源站發(fā)展的根本是節(jié)能,但是目前國內(nèi)分布式能源站的節(jié)能效果尚未達到國外節(jié)能技術水平。主要原因是分布式能源站對系統(tǒng)集成能力要求較高,而我國目前在這方面的水平相對較低[8]。
第二,燃氣分布式能源目前投資收益較差。主要表現(xiàn)在:技術、設備成本較高,國產(chǎn)化程度偏低;天然氣氣源不足,價格偏高;電力上網(wǎng)困難、售價較低。江蘇省除江蘇鳳凰數(shù)據(jù)中心及鹽城亭湖醫(yī)院項目具有收益外,其余項目均虧損[7]。
第三,實際負荷不足。區(qū)域天然氣分布式能源方案設計需要對該地區(qū)的冷熱負荷進行計算,當負荷預測不夠準確時,實際投運的設備機組選型就會偏大,導致部分機組非滿負荷運行,分布式能源系統(tǒng)的綜合能源利用效率就會相應減少。
2.2.3 發(fā)展展望
任洪波等人選取上海市典型辦公樓、醫(yī)院和賓館作為研究對象,計算建筑能耗、經(jīng)濟性、環(huán)境性和節(jié)能性。通過對比得到雙源型分布式能源系統(tǒng)在經(jīng)濟性、節(jié)能性、環(huán)保性3個方面具有良好表現(xiàn),并且對燃氣和電力調(diào)峰有較好的意義,可望為今后燃氣分布式能源的應用于推廣提供新的思路與模式,促進我國燃氣分布式能源的快速發(fā)展[9]。在分布式能源發(fā)電上網(wǎng)政策尚未普及的地區(qū),雙源型系統(tǒng)更具有市場競爭力。
第一,政策上的支持既是優(yōu)勢也是制約因素。目前天然氣分布式能源的發(fā)展基本依賴于政策的支持和推動,市場推動能力較低。對于這種現(xiàn)象,加快低成本設備、系統(tǒng)的研發(fā)是最佳途徑。
第二,我國天然氣供需平衡情況不容樂觀,根據(jù)《2019—2025年中國天然氣行業(yè)市場供需預測及發(fā)展前景預測報告》天然氣消費量具有較強的季節(jié)性,一、四季度需求量較為旺盛,二、三季度為需求淡季。2017年全國天然氣消費呈現(xiàn)淡季不淡、旺季更旺的特點。同時,2017年我國天然氣對外依存度高達39%。天然氣的供需不平衡是制約天然氣分布式能源發(fā)展的重要原因。
3 ?部分區(qū)域的分布式能源應用現(xiàn)狀
我國天然氣分布式能源項目主要分布在環(huán)渤海、長三角、珠三角以及川渝等地區(qū)[10](見表2)。
3.1 北京
3.1.1 政策背景
在國家《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》等相關政策的指導下,結合現(xiàn)有能源布局及環(huán)境狀況,北京市針對區(qū)域分布式能源的發(fā)展提出了相應的發(fā)展規(guī)劃、實施指導意見和補償措施等相關政策,更具針對性和實施性地指導了分布式能源項目的推進和落地(見表3)。
總體規(guī)劃中,《北京市“十三五”時期能源發(fā)展規(guī)劃》提出優(yōu)化能源結構,加快開展壓減燃煤和燃氣設施體系完善工作,有序發(fā)展中小型天然氣分布式能源系統(tǒng)?!丁笆濉睍r期新能源和可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出,到2020年,北京新能源和可再生能源開發(fā)利用總量達到620萬t標準煤,較2015年增長35%以上,占全市能源消費總量的比重達到8%以上,其中,新增光伏發(fā)電裝機容量100萬kW、新增地熱及熱泵利用面積2000萬m2;相關鼓勵政策,根據(jù)《北京市分布式光伏發(fā)電獎勵資金管理辦法》,并網(wǎng)發(fā)電的分布式光伏發(fā)電項目,市級財政按項目實際發(fā)電量給予獎勵,獎勵標準為0.3元/kW·h(含稅),獎勵期限5年?!蛾P于進一步明確煤改地源熱泵項目支持政策的通知》,規(guī)定煤改地源熱泵項目,市政府固定資產(chǎn)投資按照工程建設投資的50%安排資金支持。
隨相關政策機制的推進和完善,逐步明確了分布式能源發(fā)展的形式和目標,規(guī)范了其市場管理,北京分布式能源市場將進入新一輪增長期(見表3)。
3.1.2 應用現(xiàn)狀
“十二五”期間,天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)在政策的支持下,得到較快發(fā)展,局部成為了替代燃煤和能源高效使用的典范,但仍處于起步階段。“十三五”期間,北京市在發(fā)展模式、發(fā)展規(guī)劃和加快建設智能電網(wǎng)等方面采取了一系列措施,規(guī)劃到2020年,北京市天然氣年用氣量達到200億m3,在北京市能源結構中的比例達到33%,其中優(yōu)先保障居民用氣,推進采暖用氣,鼓勵發(fā)展燃氣分布式能源系統(tǒng)用氣。
近年來,北京光伏、地熱、風電等可再生能源開發(fā)利用規(guī)模也顯著提升,政策環(huán)境及配套服務體系逐步完善。據(jù)統(tǒng)計,2015年,全市新能源和可再生能源開發(fā)利用總量達450萬t標準煤,占能源消費總量的比重提升至6.6%。其中,太陽能利用水平顯著提高,實施金太陽示范工程,啟動了海淀、順義國家級分布式光伏發(fā)電應用示范區(qū)建設,全市太陽能光伏裝機規(guī)模從2010年的2.3MW大幅提升至2015年的165MW。地熱及熱泵系統(tǒng)利用實現(xiàn)突破,方式由單體小型項目逐步向區(qū)域復合型項目發(fā)展,建成延慶三里河深層地熱、未來科技城煙氣余熱利用等大型示范項目。2015年,全市地熱及熱泵使用面積達到5000萬m2。生物質(zhì)、風能利用規(guī)模穩(wěn)步提高,2015年,全市生物質(zhì)發(fā)電和風電裝機規(guī)模分別達到10萬kW和20萬kW。
配套政策的完善和技術革新,吸引社會資本不斷進駐分布式能源市場,項目進入實質(zhì)性開發(fā)階段,部分項目信息見表4。北京目前已實施和在建天然氣分布式能源項目30余個。其中,中國石油科技創(chuàng)新基地大數(shù)據(jù)能源中心是全國第一個采用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)功能的數(shù)據(jù)中心,總裝機容量為16.5MW,能實現(xiàn)全年制冷量為34.86萬GJ,全年供熱量為11.22萬GJ,年發(fā)電量為11萬MW·h,為其他數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排起到示范作用。同時,部分項目因電力并網(wǎng)、效益或技術等問題處于停頓狀態(tài)[7],也反映了北京市燃氣分布式能源的制約因素。主要有:(1)法律配套及補貼政策不完善;(2)專業(yè)化公司較少,未形成良好的市場競爭;(3)缺乏前期規(guī)劃,現(xiàn)在實施改造較為困難。但隨著更多央企的加入以及綜合功能體系的推廣,天然氣分布式能源發(fā)展雖面臨一些難題,但前景廣闊。
未來北京分布式能源的應用將以天然氣、太陽能、風能、地熱等多種能源綜合調(diào)配、相互補充的形式逐步開展。
3.2 上海
3.2.1 政策背景
上海市對分布式能源的政策支持力度處于全國前列(見表5)。
3.2.2 應用現(xiàn)狀
上海市分布式能源的快速發(fā)展與國家和上海市政府的大力支持密不可分。在各種扶持政策的鼓勵和支持下,從“十一五”期間至今上海市燃氣分布式能源不僅在數(shù)量上有所增加,而且在質(zhì)量上也取得了進步。上海市分布式能源的發(fā)展經(jīng)過了2005—2007年的試點階段和2008—2011年的擴大試點階段和2012—2015年的繼續(xù)擴大試點階段。從2015年之后分布式能源項目進入了爆發(fā)式增長的階段,截至2016年,建成項目43個,覆蓋醫(yī)院、辦公、賓館、工廠和交通樞紐、商務區(qū)、旅游、會展中心等多個行業(yè),總裝機規(guī)模150MW,總規(guī)模居全國第一(見圖3)。
上海市人民政府發(fā)展研究中心對分布式能源資源普查,上海市總共建成并投產(chǎn)的分布式能源項目中調(diào)研了26個項目,其中除6個項目由于設計、選型、經(jīng)營的原因停用外,其余項目均運行良好。已停運的項目有黃浦區(qū)中心醫(yī)院、上海燃氣市北銷售公司等,其停運原因主要有以下幾點:(1)由于設計之初對冷熱負荷分析預測不準確,導致后續(xù)設備選型時機組不能耦合負荷側(cè)的負荷變化,致使設備未能滿負荷運行,造成設備的浪費;(2)系統(tǒng)經(jīng)濟性較差,業(yè)主自行放棄;(3)客觀原因造成項目停運,如市政動遷、天然氣供應不足[11]。
3.3 小結
我國的主要城市正在逐漸形成分布式能源網(wǎng)絡,目的是將多種能源和信息網(wǎng)絡高度融合,形成新型智能化的能源網(wǎng)絡系統(tǒng)。多能源作為能源互聯(lián)網(wǎng)的物理載體,需要對系統(tǒng)的模型、運行特性、動態(tài)行為和穩(wěn)定性等關鍵理論與技術進行深入研究[12]。通過將區(qū)域內(nèi)的多種可再生能源與天然氣以分布式能源的方式與終端用戶聯(lián)接,實現(xiàn)冷、熱、電即產(chǎn)即用和雙向傳輸,并通過物質(zhì)流、能量流和信息流的協(xié)同控制,實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的有序化,從而構建高效的分布式能源網(wǎng)絡系統(tǒng)[3]。這種新興的分布式能源網(wǎng)絡系統(tǒng)是中國未來能源網(wǎng)絡的有效補充,也是中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎之一。
4 ?結語
分布式能源在發(fā)達國家已經(jīng)具有數(shù)十年的歷史,在我國也已經(jīng)具有20多年的歷史。從早期新能源的簡單利用,到提出系統(tǒng)的部署能源微網(wǎng)絡,世界各國正在積極尋求能源結構最優(yōu)化的形式。我國也在近年來加快了分布式能源的發(fā)展步伐,通過出臺一系列國家及地方政策,扶持相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)國際能源署的研究,中國將會成為繼俄羅斯、德國之后分布式能源占比最高的國家,預計2030年可達到28%。與此同時,分布式能源的發(fā)展具有客觀的制約因素,包括能源利用穩(wěn)定性、安全性以及經(jīng)濟性等。解決制約因素,促進相關產(chǎn)業(yè)由粗放到精細化高質(zhì)量的發(fā)展,將是我國分布式能源行業(yè)未來一段時間內(nèi)的發(fā)展重點。
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