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  • 分布式能源新型動能如何影響電力系統轉型?
  • 2019-09-18 10:56:32  發布:  來源:中國石油報
  • 摘要:清潔加速 分布能源看好

    清潔加速 分布能源看好

    隨著天然氣產業的快速發展和可再生能源平價時代的到來,我國分布式能源系統的多元化和產業化程度正在不斷加深。2019年9月5-6日,由中國能源研究會分布式能源專業委員會、中國能源網、能源link主辦的“2019(第十五屆)中國分布式能源國際論壇”在北京召開。

    與會專家認為,當前,我國能源生產和消費深入推進,正在從以化石能源為主的傳統能源體系向清潔低碳安全高效多元化發展的現代能源體系轉型發展;分布式能源系統作為一種新型動能系統和能源利用的方式,比傳統能源具有更高效和更環保的優勢,將在未來電力系統轉型中扮演關鍵角色。

    近年來,隨著政府對能源革命和清潔低碳轉型的推動,清潔能源競爭力大幅度提高。2018年清潔能源消費占全國能源消費總量的比重為22%,可再生能源發電量占總發電量的比重為26.7%。中國的能源結構逐漸由以煤炭為主向低碳化、清潔化、多元化轉型。分布式能源系統作為一種新型動能系統和利用的方式,具有更高效和更環保的優勢。

    分布式能源是以小型發電技術為核心,集成智能電網、儲能等技術形成一種主要分布于用戶側的小型電力系統。技術方面,分布式能源選擇多樣,既可以利用天然氣,也可以利用太陽能、風能、生物質能等可再生能源;從供能模式來看,可以用于發電、制熱、制冷多聯供;從運行模式來看,可以獨立運行,也可以并網運行。

    分布式能源有哪些優勢?首先,分布式能源兼具經濟效益和生態效益,可以滿足用戶多種能源需求,能夠對資源配置進行供需優化整合;其次,分布式能源有助于降低社會經濟運行總體成本,能大幅降低實體經濟用電負擔,使中小企業有更多資金投入技術研發和升級;最后,分布式能源讓能源生產靠近需求側,將電力線損和熱(冷)力管損等降到最低,以“溫度對口,梯級利用”為原則,按照不同熱力溫度對能源進行不同程度的利用,可大幅提升能效。

    除此之外,相比集中式,分布式發展利用田間地頭和港口河道的碎片空地,土地利用效率更高,對環境更友好。

    “當前我國正處于經濟結構調整和經濟增長方式轉變的關鍵時刻,推動能源轉型,以更高效和更智能的方式來升級能源供應和消費系統至關重要。”中國能源研究會分布式能源專業委員會主任馮麗雯在會上表示,這種經濟和能源系統結構的轉型伴隨著分布式能源相關成本的降低和能源系統的數字化進程,為我國分布式能源的發展創造了新的機會。

    我國的終端用能從一次能源快速向二次能源轉變,以光伏、風電為代表的新能源產業迅速發展,技術水平屢破世界紀錄。IEA(國際能源署)和世界銀行等近期發布的電力報告顯示,全球的無電人口仍有8.4億,其中印度占比最大,尚有9900萬無電人口。相比之下,同是發展中國家的中國于2015年底就已經實現了100%的電力普及。

    數據顯示,2018年末,我國發電裝機容量達到19億千瓦,比1978年末增長32倍,年發電量接近7萬億千瓦時,比1978年末增長26倍。到2018年底,我國風電、光伏并網裝機容量分別為1.84億千瓦和1.75億千瓦,應用規模位居全球首位;生物質能產業規模化發展,并網裝機容量達1781萬千瓦;地熱能開發規模不斷擴大,并網裝機容量達4.638萬千瓦。新能源市場的開發利用取得了明顯成效,清潔能源替代作用日益凸顯。

    天然氣是清潔的化石能源,以燃氣為能源可以有效地降低污染,減少環境生態壓力。根據中國能源網戰略發展副總經理冉澤公布的數據顯示,截至2019年8月底,天然氣分布式總裝機已超過1800萬千瓦(含已建、在建、籌建)。其中,2017年以來新獲批或簽約天然氣分布式項目達71個,項目裝機規模合計492萬千瓦。

    天然氣分布式能源在提升能源效率、清潔環保、安全性以及削峰填谷等方面具有多重優勢,因湘江歡樂城天然氣分布式供能項目連續第六年榮獲“中國分布式能源優秀項目特等獎”的雙良節能副總經理趙云表示,雙良將繼續以科技創新為驅動,專注節能環保產業,用先進的科技為我國綠色發展之路提供有力支撐。

    國際視角 市場未來走向

    傳統能源使用正面臨轉型,電力將主導未來能源體系。北京國際能源專家俱樂部總裁陳新華表示,未來的能源體系將是分布式的,其特征可以概括為“安全穩定、智慧高效、經濟便捷、清潔低碳、互聯共享、柔性自給”。

    從世界的發展前景來看,目前屋頂式的光伏在歐美國家非常流行,相比我國發展大規模的能源風電送出基地、光伏送出基地,歐洲、美國等國土地緊缺,因此,無論光伏還是太陽能,近幾年都是以分布式為主,尤其在民用行業,有很多節省空間的屋頂式光伏。IEA(國際能源署)中國聯絡辦公室張瑞卿認為,隨著儲能技術和智能電器的發展,分布式也會改變我國能源生產和消費的方式。

    在能源服務市場新模式方面,對于分布式投資者的吸引,就在于提高預期的收益。前幾年明顯可以發現,一些國家給予上網電價補貼的政策為分布式提供了可預測的收入來源。張瑞卿介紹,在歐美國家,完全實現電力市場化之后,一些時段電價是非常高的,在零售電價比較高的地區,分布式系統貼近于用戶側,收益比較好,因此系統回收期也比較短。

    由于環保和低碳清潔的意識,歐美國家對于使用可持續產品的意愿比較強,生產者和消費者的身份結合在一起,是國際上比較熱的概念。所以綜合來說,技術進步、政策激勵、消費者偏好,這種有機的結合驅動著分布式能源的發展。

    分布式發展在效益上顯而易見,尤其在初始分布式占比不高的階段,不會對安全、可靠運行帶來影響和挑戰。從大部分國家的情況來看,分布式的發展在電網中占比還是可控的狀態,隨著未來滲透率的逐漸增加,在系統的平衡與安全調度上,可能還會有進一步的措施。

    供應側接近需求,有助于減少輸配電損失,這也是分布式能源發展最吸引人的口號。熱點耦合和電力數據的雙向流向都能夠提高電網的智能性及效率。分布式系統除了能夠保障供電質量,在商業模式上也提供了大量輔助電力市場的機會。分布式的應用可以提升局部電網和整個電力系統的彈性。

    德國通過傳統和熱電聯產的耦合,實現了一種傳統能源與可再生能源、生產與消費過程的有機結合,滿足了本國的能源需求;南澳大利亞是以屋頂光伏為主,人均裝機量遠高于其他大洲,在技術標準、運行規范和市場方面下了大功夫進行設計,通過這個模式提高分布式的能源水平,使得電力系統更具有彈性,更具經濟性;美國很多基礎設施是比較老化的,所以也在通過提升區域的能源基礎設施,結合分布式能源,抵御可能發生的自然災害。

    參考國際情況可以獲悉,下一步分布式能源的發展政策考量是非常重要的,如電網規劃運行、通信與控制、評估和建模、機制協調、價格設計等方面。只有有效的市場和政策環境,以及兼顧各地的不同情況,再結合有競爭力的技術,才能真正實現分布式能源的發展。

    打破障礙 業態創新要求

    在一系列政策推動下,一批分布式光伏、分散式風電、天然氣分布式能源、能源互聯網、微電網、多能互補項目成批涌現,一批代表性企業正在積極向綜合能源服務轉型,“分布式能源向何處去”成為擺在所有從事分布式能源工作企業面前的一個重大課題。

    目前,分布式能源在開發、并網、交易等環節還存在諸多瓶頸,如增量配電網改革進展緩慢,試點項目進展總體緩慢;分布式發電市場化交易已延遲,交叉補貼、配輸電價問題難以確定等。亟須打破體制機制方面的障礙,促進分布式能源更快成長。

    “為應對這些挑戰,須大力推動多能協同互補、清潔發展,集中與分布式能源并舉,供應與消費集成,公共電網與終端微電網、局域電網相互支持,發電與用戶需求雙向響應,共同構建一個現代能源體系。”國家能源局原副局長張玉清分析指出,要實現這個目標需要各級政府職能部門和全產業鏈共同努力,從能源規劃、產業政策、標準規范、體制機制、加強監管、技術創新等多方面協同推進我國分布式能源的高質量發展,從而推動我國能源系統的轉型。

    在國家層面已經出臺了不少有利于分布式能源發展的政策,但是這些政策如何在各行各業中落實仍需要有具體的行政與技術政策。譬如,城市擴建與住宅小區、學校、醫院、車站等公共設施的規劃與設計中,考慮用分布式能源供能需要有政策與設計規范的支持。再如,電網企業目前在輸配電業務的基礎上,利用能源互聯網、綜合能源服務等概念,擴大經營范圍,進行分布式能源投資,其形式有控股或參股。監管部門應營造公平競爭環境,調動各方參與投資的積極性。

    總之,現有分布式能源發展政策的落實存在著不少問題,亟須加強監管。如果能出臺分布式能源專項監管制度,就能使得能源監管機構有法可依、強化監管,可以保障國家分布式能源政策的真正落實。

    “技術上的挑戰方面,我們對單一能源系統的控制,包括建模、運行、分析、控制相對來講已經比較成熟,但是不同能源形式、不同品類、不同時間尺度的能源混雜在一起后的形態究竟是什么樣,有很多問題沒有解決。如果沒有良好的系統設計,就很難達到一個盈利的狀態。”面對快速發展的產業形勢,天津大學電氣工程系副教授穆云飛表示應該完善設計和運行標準,加強相關技術研究與成果推廣,積極推進成果的實用化、商業化。

    除此之外,我國電網的接入效率還有待提高。電網企業對分布式接入,仍然參考集中式的管理辦法,沒有明確的流程規范和服務標準,也沒有并網業務辦理時限。缺少針對分布式風電并網接入標準的專題研究和技術要求,未來應優化電網接入技術標準,降低接入成本,提高接入效率。

    我國正處在工業化和城鎮化的發展進程中,有利于同步進行區域總體規劃和分布式能源規劃。建設更多的區域型或大規模的分布式能源系統,發揮分布式能源的規模效益,為實現節能減排目標提供更有利條件。包括居民建筑和公用建筑節能、老電廠與供熱廠的設備更新和擴容改造、具有高負荷密度的數據中心、區域供熱供冷、工業園與經濟開發區的能源中心等,應用范圍向小型化和規模化的兩級擴展,未來能夠發揮更大的社會效益。

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