原文首发于《能源情报研究》第9期
我国分布式能源发展现状分析与建议
中国电力传媒能源信息研究中心齐正平
一、简介
能源工业是国民经济的重要基础。 安全、高效、低碳是现代能源技术特点的集中体现,也是抢占能源技术制高点的核心方向。 当前,我国能源结构中,清洁能源消费比重过低,雾霾等环境问题突出,治理难度大; 原有大电源、大电网单一运行模式难以应对影响供电安全的突发事件,能源系统亟待进一步转型升级。 在此背景下,能源供应由集中式向分布式转变,多种能源互补整合成为解决问题的新途径。 以分布式能源、可再生能源为代表的新能源系统与传统集中供能系统的有机结合将成为未来能源系统的发展方向。
长期以来,我国能源集中发展模式在实现资源优化配置、提高能源利用效率方面具有独特优势,为推动我国能源体系和经济社会发展发挥了重要作用。 但随着资源环境约束和气候变化挑战的不断加强,以及新能源、新设备、新技术的快速发展,集中式能源开发在传输损耗方面已不能满足要求,利用效率和环境污染。 能源就近用户、能效高等优势开始显现。 分布式能源的优势主要体现在以下几个方面:
高能效
分布式能源可实现冷、热、电三联供,实现能源梯级利用,显着提高能源利用效率。
低能量传输损失
分布式能源离用户近,就近消费,缩短传输距离,减少传输过程中的能量损耗。
有利于可再生能源的发展
风能、光伏等可再生能源发电具有间歇性和波动性,大容量集中接入电网将对主电网产生强烈冲击。 分布式发电为可再生能源发电并网提供了新途径。
环境污染小
分布式能源系统通常采用天然气、风能、太阳能、氢能或生物质能作为能源,可有效减少污染物排放。
解决偏远地区能源供应问题
偏远地区集中供能成本高。 根据当地资源禀赋,因地制宜发展分布式能源,可以有效解决偏远地区的能源消耗问题。
2 我国发展分布式能源的政策环境
我国分布式能源发展至今,离不开政府对分布式能源发展规划布局和产业政策的支持和引导。
在发展规划方面,早在2007年,《能源发展“十一五”规划》就首次将分布式供能系统列为重点发展的前沿技术。 2013年,《能源发展“十二五”规划》提出大力发展分布式能源; 统筹传统能源、新能源和可再生能源综合利用,积极发展分布式能源,实现分布式能源与集中供能协调发展; 并首次对发展分布式能源提出了明确的建设目标。 2016年,《能源发展“十三五”规划》提出坚持集中开发、分散利用,高度重视分布式能源发展; 加快分布式能源项目和天然气调峰电站建设; 优化太阳能发展方式,优先发展分布式能源光伏。 到2020年,我国分布式天然气发电和分布式光伏装机容量将分别达到1500万千瓦和6000万千瓦。
在产业政策方面中国能源现状,“十二五”期间,以分布式天然气、分布式光伏为代表的分布式能源产业政策密集出台。
2011年
国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局联合印发《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,首次提出发展目标和天然气分布式能源的具体政策措施。 “十二五”期间,将建设天然气分布式能源项目约1000个,建设各类典型特色分布式能源示范区约10个。 加强规划引导,完善财税支持政策,完善并网上线运行管理体系,发挥示范工程带动作用。
2012
国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局联合印发《关于印发第一批全国天然气分布式能源示范工程的通知》,部署部署首批国家天然气分布式能源示范项目。 对示范项目给予适当支持。
2013年
国家发改委印发《分布式电源管理暂行办法》,首次对分布式电源进行定义,对分布式电源项目建设、并网发电、运行管理等提出要求。 鼓励企业、专业能源服务企业和包括个人在内的各类电力用户投资、建设和运营分布式发电项目,并给予用户一定的补贴。
此外,国家发改委等部门也出台了分布式光伏、分散式风电、新能源微电网等一系列政策措施,相关地方政府也出台了相关配套文件(见附表)相关政策见文末)。
分布式能源从“十一五”时期的前沿技术发展成为能源转型的重要方向,并在此阶段制定具体的发展指标,充分体现了政府和能源主管部门的重视发展分布式能源。 分布式能源在我国新能源体系转型中发挥着越来越重要的作用。
我国分布式能源的三大发展现状
分布式能源是一种以分布式能源为特征的能源利用方式。 在我国主要包括分布式天然气、分布式光伏、分布式风电、多能互补等。
天然气配送:
以天然气为燃料,通过热、电、冷联供等方式实现能源梯级利用,综合能源利用效率达70%以上,实现就近用电,就近负荷中心供能的现代能源供应方式。
分布式光伏:
是在用户所在地或附近建设和运行的,以用户侧自用为主,剩余电量并网,在配电网系统中平衡调节的光伏发电设施。
分布式风电:
位于电力负荷中心附近,不以大规模远距离输电为目的,所发电力就近并网,风电项目就地消纳。
多功能互补:
一是满足终端用户用电、供热、供冷、供气需求,因地制宜、协调发展、传统能源与新能源互补利用,优化布局,构建一体化能源供应基础设施,并使用天然气供热、供电和制冷。 联合供电、分布式可再生能源、能源智能微网,实现多能源协调供应和能源综合梯级利用; 二是发挥大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势,推进风、水、热储和多能互补的建设和运营。系统。
(1)天然气分布式能源
2000年以后,我国开始建设真正意义上的分布式能源工程,先后建设了北京燃气大厦调度中心、广州大学城、上海浦东机场、上海市黄浦区中心医院等天然气分布式能源示范工程。 进入“十二五”时期,天然气分布式能源发展明显提速,上海、北京、广州等大中城市建设了一批分布式能源项目。
2015年底天然气分布式能源项目及装机容量
相关数据显示,截至2015年底,已建成和在建的天然气分布式能源项目约288个,装机容量约1112万千瓦。 其中,建筑类项目133个,装机容量约23万千瓦; 区域型项目155个,装机容量约1089万千瓦。 主要用户为产业园区、生态园区、综合商业综合体、数据中心、学校、交通枢纽、写字楼等,其中产业园区装机容量占比最高,约占总量的76.3%工业装机容量。
从全国各地区看,长三角、川渝地区、京津冀鲁、珠三角地区装机容量占比较大,装机容量总和四大地区装机容量约占全国总装机容量的75.9%。
(2)分布式光伏
截至2016年底,我国光伏发电新增装机3454万千瓦,累计装机7742万千瓦,新增装机和累计装机均居世界第一。 其中,光伏电站累计装机6710万千瓦,分布式系统累计装机1032万千瓦。 年发电量662亿千瓦时,占全国年发电总量的1%。 预计到2017年底,我国光伏累计装机容量将达到8930万千瓦,新增装机容量约3564.5万千瓦。
光伏发电向中东转移。 在全国新增光伏发电装机容量中,西北地区974万千瓦,占全国的28%; 西北以外地区有2480万千瓦,占全国的72%; 中东部地区新增装机容量超过100万千瓦。 9省 山东322万千瓦、河南244万千瓦、安徽225万千瓦、河北203万千瓦、江西185万千瓦、山西183万千瓦、浙江175万千瓦、湖北138万千瓦、江苏123万千瓦。
分布式光伏发电装机规模加快。 2016年新增装机424万千瓦,比2015年新增装机增长200%。中东部地区分布式光伏增长明显,新增装机前五省份为浙江(86万千瓦)。千瓦)、山东(75万千瓦)、江苏(53万千瓦)、安徽(46万千瓦)和江西(31万千瓦)。
2016年分布式光伏发电新增装机容量
(3) 分布式风电
2016年,我国风电新增装机1930万千瓦,累计装机1.49亿千瓦。 其中,海上风电建设正在有序推进。 2016年新增海上风电装机154台,新增装机容量59万千瓦,同比增长64%。
虽然我国风电装机发展迅速,但分散式风电发展相对缓慢。 分散式风电并网量仅占全国风电并网总量的1%左右,发展水平普遍落后于我国分布式光伏。 究其原因,一是国内风电投资主体单一,多为国有资本,投资小、规模小的分散式风电投资积极性不足,影响了分散式风电的发展进程。风力。 二是分散式风电推广没有与县域经济发展特别是广大农村和农民的利益相结合,得不到地方政府的支持。
发展分布式风电的核心是转变观念和观念。 从提高风能利用率、优化风电布局、促进产业发展需要等角度出发,发展分散式风电,采取就近接入、就地消纳的方式,降低输送成本。
在当前风电发展新环境下,中东东南部多个地区对分散式风电表现出浓厚兴趣。 随着越来越多的民间资本涌入风电开发领域,分散式风电具有投资规模小、建设周期短、收益稳定等特点,将对民间投资极具吸引力。
(4) 多能互补
建设多能互补融合优化示范工程是构建“互联网+”智慧能源体系的重要任务之一,有利于提高能源供需协调能力,促进能源清洁生产和就近消费。 ,并减少弃风、弃光和弃水。 电力、促进可再生能源消纳是提高能源系统整体效率的重要抓手。
随着产业园区的兴起和建设、新能源微网概念的普及、配电网投资模式的不断升级,为提高能源综合利用效率,发展终端综合供能系统。多能互补理念已成为未来趋势。
国家能源局自2016年起组织开展多能互补整合优化示范项目评审认定工作,2017年初公布了首批多能互补整合优化示范项目。 17、风、水、火、储6大多能互补系统。 首批示范项目要求2017年6月底前开工,2018年底前建成投产。
(5) 储能
2016年作为“十三五”开局之年,我国密集出台各项能源发展规划,储能出现在国家能源电力发展战略、能源技术创新、可再生能源发展、物联网等领域。随着频率的增加。 + 智能能源等领域的政策。 我国电力市场化改革继续深入推进。 放开配售电、建立灵活的价格机制、试点建设辅助服务市场,为储能市场化应用打开了空间。
截至2016年底,我国投运储能项目累计装机容量24.3GW,同比增长4.7%。 其中,电化学储能项目累计装机容量达到243.0MW,同比增长72%。
2016年我国新增电化学储能项目装机101.4MW,同比增长299%。 从应用分布来看,并网可再生能源仍是2016年我国新投产电化学储能项目应用规模最大的领域,占比达55%。 从技术分布来看,2016年我国新投产的电化学储能项目几乎全部采用锂离子电池和铅酸电池,两类技术新增装机容量占比达62%,分别为 37%。
随着储能在工商业用户侧、可再生能源电力调峰、调频辅助服务等方面的应用价值日益明朗,储能项目快速规划部署。 规模高达845.6MW。 可以预见,中国储能将继续保持强劲增长态势。
我国分布式能源的四大发展空间
(一)消费需求
在天然气分布式能源方面,根据《能源发展“十三五”规划》,我国将实施《天然气消纳提升计划》,以民用、发电、交通、工业为重点,鼓励增量在天然气消费中的比重。 “十三五”期间,天然气消费量年均增长13%,2020年达到3500亿立方米。《能源发展“十三五”规划》提出,到2020年底,天然气消费比重力争达到10%,煤炭消费比重降至58%以下。 2015年天然气消费占比5.9%,提高天然气消费比重的目标为天然气分布式能源的发展创造了良好的发展环境。
《太阳能发展“十三五”规划》提出,到2020年底,光伏发电装机容量达到1.05亿千瓦以上。 2015年全国光伏累计装机4318万千瓦,增长潜力143%。
《风电发展“十三五”规划》提出,到2020年底,风电累计并网装机达到2.1亿千瓦以上,其中海上风电装机达到超过500万千瓦。 2015年,全国风电并网装机容量1.29亿千瓦,增长潜力63%。
(二)供给侧
从天然气气源供应来看,我国天然气资源丰富,拥有中国-中亚、中缅、中俄等多条天然气管道进口通道。 目前,我国国产天然气、进口管道气和液化天然气已基本形成多元化供应格局。
根据《天然气发展“十三五”规划》,到2020年我国国内天然气供应能力将达到3600亿立方米以上。 储量方面,到2020年,常规天然气累计探明地质储量达到16万亿立方米; 页岩气累计探明地质储量超过1.5万亿立方米; 煤层气累计探明地质储量将超过1万亿立方米。 基础设施方面,到2020年,天然气干线及配套管道总里程达到10.4万公里,干线输气能力超过4000亿立方米/年; 地下储气库累计工作气量148亿立方米。
太阳能和风能资源是可再生能源,取之不尽,用之不竭,源源不断。
(三)技术方面
随着燃气轮机、燃气内燃机等天然气分布式能源关键技术的不断发展和进步,以及国内企业装备国产化和制造能力的不断提升,天然气分布式能源的生产成本不断降低近年来,市场竞争力逐步提升。 天然气分布式能源项目建设热情高涨。
随着光伏和风电市场规模化发展和技术进步,其成本也在快速下降。 国家能源局“光伏领跑者计划”实施的内蒙古乌海光伏发电示范项目最低报价为0.45元/千瓦时,接近“平价上网”。
我国分布式能源发展存在的五个问题
(一)经济问题
现阶段分布式能源发展面临经济不景气的挑战。 主要原因是:
首先,燃料成本相对昂贵。 比如天然气分布式能源项目,我国天然气价格较高,天然气分布式能源发电成本是普通燃煤电站的2~3倍。 因此,分布式能源多适用于经济发达、用户承受能力强的地区。 广泛应用受区域限制。
二是分布式能源的社会效益没有体现在经济效益上。 分布式能源具有能源利用效率高、传输损耗低、清洁低碳、解决偏远地区能源供应问题等诸多社会效益。 科学地体现在经济效益上。
三是负荷预测不准确导致项目系统规划容量过大。 在项目规划阶段,前期设计工作没有深入开展,对项目的经济性考虑不够,盲目追求项目容量,导致负荷分析和机组选择过多。 项目投产后,负荷利用率低,经济性差。
(二)体制机制问题
近年来,中国政府一直致力于推进能源领域的市场化改革。 2015年出台深化电力体制改革9号文件,力图为分布式能源发展营造更加公平开放的环境,形成市场化的能源价格体系。 但由于各方利益复杂,还存在一些问题:
一是价格关系仍需进一步理顺,市场化定价机制尚未完全形成。 当前电价管理仍以政府定价为主,电价调整往往滞后于成本变化,难以及时合理反映电力成本、市场供求、资源稀缺、环保支出等情况。
其次,垄断属性导致价格不透明。 长期以来,由于我国能源企业的垄断性质,能源生产成本不透明,导致能源价格不透明,无法反映市场供求情况。 明确电价成本,形成公开透明的价格信息平台,将有利于分布式能源的发展。
第三,能源基础设施准入仍需进一步放开。 以天然气分布式能源为例,从天然气需求预期和消费现状来看,天然气管网基础设施建设的需求日益迫切。 尽管国家能源局已出台相关政策促进天然气管网设施公平使用,但三大石油公司以外的企业受制于各种制约因素,仍难以利用现有天然气管网资源。 第三方准入的限制导致天然气管网建设成本和运输成本的不透明和区域垄断,高昂的终端天然气价格将成为天然气分布式能源发展的障碍。
(三)政策执行问题
分布式能源在国家层面得到了大力鼓励和支持中国能源现状,而分布式能源的价格、补贴等扶持政策在省级层面得到落实。 各省在项目管理、产业规划、扶持政策、技术标准等方面还不够完善,在执行国家政策方面也存在偏差。
一是缺乏切实可行的指导文件和实施经验;
二是政府部门的手续还比较复杂;
三是缺乏专门负责管理的职能部门;
第四,由于分布式能源涉及的利益相关者众多,缺乏多部门协调机制。
(四)核心技术问题
与国外相比,我国天然气分布式能源系统基础研究相对滞后,燃气发电机组研发制造滞后于市场需求。 目前,国内现有分布式系统燃气发电机组90%以上需要从国外进口。 特别是燃气轮机部件、联合循环运行控制技术等核心技术仍被外方控制。 进口设备价格高,运行维护费用高,也是影响项目投资经济性的重要因素。 因此,迫切需要技术创新,掌握核心技术,降低分布式能源成本,增强分布式能源内部竞争力,为分布式能源市场获得发展机遇提供经济支撑。
我国发展分布式能源的六点建议
(一)发布政策信号进一步明确发展定位
为满足经济社会的可持续发展,我国正处于能源转型阶段。 分布式能源作为转型的重要方向和新能源体系的重要组成部分,应在政府层面得到认可,进一步明确分布式能源在能源转型中的作用。 发展定位,将分布式能源纳入我国能源转型战略,将分布式能源作为未来提高天然气消费比重的重要途径和太阳能、风电等可再生能源利用的主要形式。
建议继续释放明确的政策信号,提供宽松的政策环境,进一步细化分布式能源发展的总体目标和主要技术指标,提供有利的并网条件,重点规划分布式能源项目,增加项目建成后,将加强对并网、交易等关键环节的监管。
(二)做好城市发展规划的顶层设计和统筹协调
政策出台后,以规划为龙头,牢牢把握顶层设计,做好分布式能源项目战略规划。 The development of distributed energy is closely related to urban construction, involving many infrastructure fields such as power grids, natural gas, heating, and cooling. The cooling and heating pipe network and other infrastructure development plans are coordinated, and the development layout and construction scale are considered as a whole.
It is suggested that when selecting a distributed energy project, it is necessary to make overall considerations, determine the most suitable area and method for using the distributed energy system according to local conditions, and not blindly follow the trend. In order to promote distributed energy, it is necessary to scientifically demonstrate the social benefits and benefits of the project. Economic benefits, and formulate corresponding development plans and implementation plans.
(3) Strengthen standard construction and establish a unified and complete standard system
Distributed energy is quite different from traditional centralized energy projects in terms of business models, technical standards, construction processes, and operation and maintenance methods. The existing technical standard system cannot meet the design, construction, and operation and maintenance of distributed energy projects. Therefore, it is recommended to strengthen relevant technical research, establish a unified and complete distributed energy standard system as soon as possible, and provide a solid foundation for the development of distributed energy.
The problem of grid connection has always been one of the factors restricting the development of distributed energy. Although the State Grid Corporation of China has issued the "Technical Regulations for Connecting Distributed Power to the Grid", it is mainly aimed at photovoltaic and wind power, while natural gas cooling, which also belongs to distributed energy. The grid connection of cogeneration projects is only encouraged in principle, and there are no supporting and implementation measures. It is recommended to establish distributed energy grid-connected standards as soon as possible, clarify the distributed energy grid-connected technical standards, grid-connected procedures, operation requirements, and division of powers and responsibilities, etc., to achieve fair grid connection of distributed energy resources, which is of great significance to promote the development of distributed energy resources.
It is recommended to seize the opportunity of the current energy price marketization reform and power system reform, improve the price formation mechanism of distributed energy as soon as possible, fully reflect the social benefits of distributed energy such as environmental protection, low carbon, and high efficiency in terms of economic benefits, and change the long-term dependence on subsidies for survival. phenomenon, improve the competitiveness of the industry, and reduce the burden on the government.
(4) Strengthen supervision to ensure the effect of project implementation
With the continuous promotion of government simplification and decentralization, government departments have shifted their work focus from the original approval to the current service. It is recommended to strengthen the supervision of distributed energy projects. Strengthening supervision during the event can effectively promote the overall coordination of distributed energy projects and other infrastructure, and effectively supervise the implementation of projects; strengthening post-event supervision can ensure the implementation effect of distributed energy projects, which is a guarantee The key to the smooth progress of distributed energy grid connection.
In terms of distributed energy grid connection, it is recommended to further clarify the regulatory body, strengthen the supervision of grid connection work and project operation after grid connection, and ensure that the rights and obligations of both grid companies and distributed energy projects are effectively fulfilled and guaranteed.
(5) Encourage scientific and technological innovation and accelerate the progress of distributed energy technology
Distributed energy technology is a comprehensive technology involving many fields such as power technology, information technology, control technology and energy storage technology. Compared with foreign countries, it has been catching up. At present, we should take advantage of the rapid development of distributed energy in my country to encourage scientific and technological innovation, achieve continuous breakthroughs in the core technology of distributed energy, and at the same time make technical reserves for accurately grasping the development direction of distributed energy technology in the future.
Establish and integrate relevant resources of the government, enterprises, scientific research institutes and schools, study and establish related technology research and development centers, continue to increase investment in distributed energy technology research and development, make breakthroughs in research and breakthroughs in core technologies such as distributed energy supply and energy storage, and improve gas turbines and The localization rate of key equipment such as gas internal combustion engines will reduce the cost of distributed energy projects and provide a basis for better and faster development of distributed energy.
Attached table my country's distributed energy related policies
参考:
[1] Li Lihui, Zhang Yongjun, Xu Min. The Evolution of my country's Energy System and the Development of Distributed Energy [J]. Distributed Energy, 2017,2(1):2-9.
[2] Hou Jianmin, Zhou Dequn. my country's distributed energy policy evolution and three-stage, four-mode development [J]. Exploration of Economic Issues, 2015, (2): 126-132.
[3] Li Xiaoyu, Huang Ke. Literature review of distributed energy development policy research [J]. Journal of North China Electric Power University (Social Science Edition), 2015, (1): 20-25.
Reviewer: Qi Zhengping