国内外分布式能源发展现状

国内外分布式能源系统发展现状研究【摘要】分布式能源系统是能源系统发展的重要趋势，不同机构对于分布式能源系统概念有着不同的侧重点和界定。美国、日本、欧盟是分布式能源系统发展最为迅速、市场推广最成功的国家和地区。我国分布式能源的发展与国外发达国家相比有着较大的差距，但现有的分布式能源政策表明了我国将大力支持并推动这一领域的发展。【关键词】分布式能源系统；发展现状；国内外【作者简介】冉娜，同济大学经济与管理学院硕士研究生，研究方向：低碳经济。分布式能源系统从20世纪70年代末开始兴起于西方发达国家，并迅速发展，也受到了发展中国家的广泛重视。全球能源危机与气候变化问题是发展分布式能源的宏观背景，分布式能源系统可利用多种能源，并将发电的气体余热用于制冷、供热，实现了能量的梯级利用，提高系统的能源利用率，起到调峰作用且减少了对环境的污染。因为建设靠近用户，系统无需建设输变电设施和制冷、供热管道，减少投资和线损，具有良好的经济效益。这些突出的特点让分布式能源系统成为重要的供能模式转变方向。一、分布式能源的概念分布式能源系统在技术类别、应用场合、容量大小等诸多因素上都存在多样性，不同的国家或机构所采用的名词也有所差异。以下总结了欧美一些机构对于不同范畴分布式能源系统的定义。分布式供能（DistributedGeneration,DG）：存在于传统公共电网以外任何能发电的系统，原动机包括了以各种能源类型为动力的发电系统。分布式电力（DistributedPower,DP）：在DG的技术基础上，能将电能通过蓄电池、飞轮、再生型燃料电池等将电能储存下来的系统。分布式能源资源（DistributedEnergyResources,DER）：在DG的概念上，包含了与公共电网相连接的系统，用户可将本地多余电能通过联网出售给公共电力公司，是更加广泛的概念。国际能源署（IEA）（2002）将分布式能源系统定义为给客户就地提供产电或支持配电网连接到分布电压水平的服务。全球分布式能源协会（WADE，前身是新能源联盟）在2004年的统计报告中指出分布式能源系统是在用户消费地点或附近产生电能和热能，其由三个主要部分构成：一是高效率的热电联产；二是可再生能源系统；三是能源的循环系统。在各种含义理解中，站点靠近用户、能源梯级使用、提供多种形式能源是分布式能源系统含义中不可缺失的一部分，因而我们可将分布式能源系统（DistributedEnergySystem,DES）的定义总结为：建在用户附近，可使用多种能源并按用户需求提供电、热、冷等多种形式能源的系统。二、发达国家分布式能源发展的现状分布式能源系统的概念是从1978年《美国公共事业管理政策法》公布后在美国开始推行的，后被其他发达国家所接受。近年来，一些发达国家正大力开发、推广以天然气等气体燃料以及可再生能源为动力的、分布在用户端的供能系统，特别是以热电联产（CHP）或冷热电三联产（CCHP）为主要技术的分布式供能系统，实现直接满足用户需求的能源梯级利用。（一）美国自开发分布式能源系统以来，美国的DES站点已有6000多座，总装机超过9000万千瓦，政府计划至2020年将有50%以上的新建办公或商用建筑采用CCHP供能模式，15%的现有建筑供能转型完成。美国DES发电量占国内总发电量的14%左右，以天然气CCHP为主（占总发电量的4.1%），其他包括中小水能、太阳能、风能等。美国能源部认为，美国分布式能源发展潜力在11～15百万千瓦，其中工业领域7～9百万千瓦，商业领域4～6百万千瓦。全球大多数商用DES设备由美国制造。在支持分布式发电的相关政策上，美国在2001年颁布了IEEE-P1547/D08“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”，并通过了有关的法令让分布式发电系统并网运行和向电网售电。美国能源部在2005年制订了国内微电网技术发展路线图，以2005~2015年为基础研究与示范应用期，2015~2020为微电网技术的应用发展期。2009年，美国大力推行发展智能电网和可再生能源的发展，并对分布式发电制定了相应的优惠政策：减免分布式发电项目部分投资税；缩短分布式发电项目资产的折旧年限；简化分布式发电项目经营许可证审批程序。除此，美国在分布式能源上还采用了可再生能源配额机制（RPS）等体系，为分布式能源提供了公平、公开的市场条件，在保证分布式能源的经济效益上起到了重要的作用。美国DES的快速发展，与其本身的电力供应格局和采取的措施都息息相关。美国电力供需以小范围平衡为主，跨区电力交换少，而城市工业、商业、居住功能区域分割的空间布局决定了大多数DES项目的规模偏小。其先进的发电技术更是DES发展中不可缺少的一环，近年来美国加大了推动可再生能源的分布式发电模式力度。（二）日本由于日本的天然气价格很高，所以燃气发电很不经济，其分布式发电以CHP和太阳能光伏发电为主。日本DES总装机容量约3600万千瓦，占全国的13.4%，至2000年底已建立分布式CHP系统1400多个。光伏分布式发电不仅用于公用设施，还开展了居民住宅屋顶光电应用示范项目工程。至2006年底，用户光伏系统安装累积容量达到125.4万千瓦，为全球第一。日本计划在2030年前DES发电量将占总电力供应的20%。日本制定了相关的法令和优惠政策保证该项事业的发展，有条件、有限度地允许这些分布式发电系统上网，通过优惠的环保资金支持分布式发电系统的建设，包括对城市分布式发电单位进行减税或免税；鼓励银行、财团对分布式发电系统出资、融资；修订《电力事业法》在内的一系列放宽管制的办法出台。（三）欧盟欧洲各国积极推行分布式能源系统，并采用可再生能源为主体的技术应用。丹麦、荷兰、德国的分布式能源发电量分别占到国内总发电量的53%、38%和38%，欧盟分布式能源平均占电市场比例达10%，以天然气为主，并与可再生能源发展紧密结合。1.丹麦。丹麦政府从1999年开始进行电力改革，是目前世界上DES推广力度最大的国家，其占有率在整个能源系统中接近40%，占电力市场的比例已达到53%，2010年丹麦政府宣布铺设全球最长的智能化电网基础设施。丹麦的CHP技术的发展方向主要是规模化和传统煤燃料的转型。全丹麦8个互联的CHP大区的煤/电转化效率超过50%，总效率高达90%。丹麦政府先后出台一些鼓励DES的法律法规如《供热法》和《电力供应法》，分别对DES明确提出予以鼓励、保护和支持，并制定补偿政策和优惠贷款。2.英国。英国与丹麦相同，1999年开始逐步开放电力市场，分布式发电政策的制定更多地着眼于环保，特别是气候的变化影响。除了支持可再生能源的政策，还有许多支持CHP发展的政策。英国对CHP所用燃料免收气候变化税，免收企业的商业税，对现代化的供热系统提供支持。为调动各发电厂平衡自身发电量的积极性，其《新电力交易规则》对明确发电量做出了规定。3.德国。德国在2000年颁布了《可再生能源法》，并已经多次修订，利用“灵活的电价调整机制”引导DES有序发展。2002年，德国通过了新的《热电法》，鼓励、支持发展CHP，对光伏装机进行大规模财政补贴。德国计划在2020年可再生能源发电量要占总电耗的35%，并确定了光伏发电的总装机新增计划。截止2011年，德国光伏发电装机容量达到2470万千瓦，其中分布式光伏发电系统容量占比近80%，主要应用形式为屋顶光伏发电系统。另外，德国拥有300多个1万千瓦以下的沼气和其他生物质能发电站。德国还先后制定发布接入中、低压配电网的分布式电源并网技术标准，从法律上明确严格的并网技术标准，确保公共电网安全稳定，为分布式能源系统的市场推广扫除了技术障碍。4.荷兰。荷兰的大多数分布式发电厂是配电方和工业联合投资的，电力市场自由化加强了竞争。通过一些早期的激励政策，荷兰的CHP发电量迅速上升，包括政府投资津贴、发电公司购电义务、天然气优惠价等。2000年，采取新一轮的措施来解决CHP机组面临的财政困难问题，包括增加能源投资补贴、免收管制能源税和相应的财政支持等。欧盟DES的发展有赖于政策支持，集中在有计划的市场定价、发展目标、标准规范三个方面。此外，组织、成员国合作开展微电网计划，建立不同规模的微电网实验平台，进一步推进DES的发展和应用。三、我国分布式能源的发展的趋势和政策支持（一）发展趋势分布式能源系统在我国的发展主要集中在北京、上海和广东地区，且多依靠CCHP技术，天然气是我国分布式能源系统的战略资源。现今，DES已由理论探讨进入到工程开发阶段，政府也已采取了相应的政策措施，但相关政策尚不完善，存在很大的改进空间，处于试点推广阶段。很多投入运行的DES项目体现出良好的节能、经济和环境效益，如上海的浦东国际机场、黄埔中心医院、闵行区中心医院和北京的首都国际机场等。目前我国天然气分布式能源装机总容量500万千瓦左右，不到全国总装机容量的1%，还处于起步阶段。2010年4月，国家能源局就提出，到2011年拟建设1000个天然气分布式能源项目；到2020年，在大城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万千瓦，并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。按照国家发改委规划，中国2020年总电力装机容量将达到17亿千瓦，天然气分布式能源项目装机容量将占3%。这表明，我国即将进入分布式能源的大规模发展阶段。（二）现有推广政策早在2000年，我国四部委出台《关于发展热点联产的规定》，这是我国发展分布式能源体系的标志性文件，明确了“统一规划、分步实施、以热定电和适度规模”的发展原则，鼓励使用清洁能源，发展CCHP技术以提高热能综合利用率。分布式能源系统是我国“十二五”规划的重点。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确指出，“十二五”期间加强并网配套工程建设，有效发展风电，积极发展太阳能、生物质能能等其他新能源，促进分布式能源系统的推广应用。“十二五”发展规划中提出要促进天然气产量快速增长，推进煤层气、页岩气等非常规油气资源开发利用，促进分布式能源系统的推广应用。2011年8月，国家发改委等公布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》提出，2015年我国节能减排压力较大，发展热电联产、推广分布式能源是加强工业节能减排的重要举措。分布式能源系统的发展是我国经济可持续发展的重要战略之一。2011年，国家能源局下发《关于发展天然气分布式能源的指导意见》，计划“十二五”期间将建设1000个左右天然气分布式能源项目，到2020年在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万千瓦。在未来5~10年内，在分布式能源装备核心能力和产品研制应用方面取得实质性突破，以初步形成具有自主知识产权的分布式能源装备产业体系。随着智能电网建设的节奏加快，必将有效解决分布式能源并网的技术难题。电网方面。2010年8月，国家电网也制定了《分布式能源接入电网技术规定》，从政策层面为分布式能源系统接入电网扫清了障碍。2013年2月27日，国家电网正式发布《关于做好分布式能源并网服务工作的意见》，出台了一系列标准和细则，包括适用范围、一般原则和并网服务程序等，优化并网流程，简化并网手续，提升服务效率。四、总结与发达国家分布式能源的发展规模和市场建设相比，我国还存在很大的差距。在推广DES的政策支持上还比较分散，没有创建一个完整的能从DES各环节进行推动的市场环境，因而推广效果并不明显，但政策支持体系正在逐步地完善。总的来说，在“十二五”期间，在分布式能源系统特别是天然气分布式能源系统的开发和应用上必将投入大量的人力、财力和物力，以取得实质性进展，并对分布式能源核心装备（动力和能源技术）有推动作用的企业给予大力支持，引入发达国家的先进技术，真正将分布式能源系统的效益带给我国。参考文献[1]吴大为,王如竹.分布式能源定义及其与冷热电联产关系的探讨[J].制冷与空调,2005,10(5):1-6.[2]陈霄阳.分布式能源可让中国走出能源困局[A].中国城市燃气学会液化气专业委员会第二十届年会论文集[C].2004.[3]杨素萍,赵永亮等.分布式发电技术及其在国外的发展状况[J].电