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  • 分布式能源新型动能如何影响电力系统转型?
  • 2019-09-18 10:56:32  发布:  来源:中国石油报
  • 摘要:清洁加速 分布能源看好

    清洁加速 分布能源看好

    随着天然气产业的快速发展和可再生能源平价时代的到来,我国分布式能源系统的多元化和产业化程度正在不断加深。2019年9月5-6日,由中国能源研究会分布式能源专业委员会、中国能源网、能源link主办的“2019(第十五届)中国分布式能源国际论坛”在北京召开。

    与会专家认为,当前,我国能源生产和消费深入推进,正在从以化石能源为主的传统能源体系向清洁低碳安全高效多元化发展的现代能源体系转型发展;分布式能源系统作为一种新型动能系统和能源利用的方式,比传统能源具有更高效和更环保的优势,将在未来电力系统转型中扮演关键角色。

    近年来,随着政府对能源革命和清洁低碳转型的推动,清洁能源竞争力大幅度提高。2018年清洁能源消费占全国能源消费总量的比重为22%,可再生能源发电量占总发电量的比重为26.7%。中国的能源结构逐渐由以煤炭为主向低碳化、清洁化、多元化转型。分布式能源系统作为一种新型动能系统和利用的方式,具有更高效和更环保的优势。

    分布式能源是以小型发电技术为核心,集成智能电网、储能等技术形成一种主要分布于用户侧的小型电力系统。技术方面,分布式能源选择多样,既可以利用天然气,也可以利用太阳能、风能、生物质能等可再生能源;从供能模式来看,可以用于发电、制热、制冷多联供;从运行模式来看,可以独立运行,也可以并网运行。

    分布式能源有哪些优势?首先,分布式能源兼具经济效益和生态效益,可以满足用户多种能源需求,能够对资源配置进行供需优化整合;其次,分布式能源有助于降低社会经济运行总体成本,能大幅降低实体经济用电负担,使中小企业有更多资金投入技术研发和升级;最后,分布式能源让能源生产靠近需求侧,将电力线损和热(冷)力管损等降到最低,以“温度对口,梯级利用”为原则,按照不同热力温度对能源进行不同程度的利用,可大幅提升能效。

    除此之外,相比集中式,分布式发展利用田间地头和港口河道的碎片空地,土地利用效率更高,对环境更友好。

    “当前我国正处于经济结构调整和经济增长方式转变的关键时刻,推动能源转型,以更高效和更智能的方式来升级能源供应和消费系统至关重要。”中国能源研究会分布式能源专业委员会主任冯丽雯在会上表示,这种经济和能源系统结构的转型伴随着分布式能源相关成本的降低和能源系统的数字化进程,为我国分布式能源的发展创造了新的机会。

    我国的终端用能从一次能源快速向二次能源转变,以光伏、风电为代表的新能源产业迅速发展,技术水平屡破世界纪录。IEA(国际能源署)和世界银行等近期发布的电力报告显示,全球的无电人口仍有8.4亿,其中印度占比最大,尚有9900万无电人口。相比之下,同是发展中国家的中国于2015年底就已经实现了100%的电力普及。

    数据显示,2018年末,我国发电装机容量达到19亿千瓦,比1978年末增长32倍,年发电量接近7万亿千瓦时,比1978年末增长26倍。到2018年底,我国风电、光伏并网装机容量分别为1.84亿千瓦和1.75亿千瓦,应用规模位居全球首位;生物质能产业规模化发展,并网装机容量达1781万千瓦;地热能开发规模不断扩大,并网装机容量达4.638万千瓦。新能源市场的开发利用取得了明显成效,清洁能源替代作用日益凸显。

    天然气是清洁的化石能源,以燃气为能源可以有效地降低污染,减少环境生态压力。根据中国能源网战略发展副总经理冉泽公布的数据显示,截至2019年8月底,天然气分布式总装机已超过1800万千瓦(含已建、在建、筹建)。其中,2017年以来新获批或签约天然气分布式项目达71个,项目装机规模合计492万千瓦。

    天然气分布式能源在提升能源效率、清洁环保、安全性以及削峰填谷等方面具有多重优势,因湘江欢乐城天然气分布式供能项目连续第六年荣获“中国分布式能源优秀项目特等奖”的双良节能副总经理赵云表示,双良将继续以科技创新为驱动,专注节能环保产业,用先进的科技为我国绿色发展之路提供有力支撑。

    国际视角 市场未来走向

    传统能源使用正面临转型,电力将主导未来能源体系。北京国际能源专家俱乐部总裁陈新华表示,未来的能源体系将是分布式的,其特征可以概括为“安全稳定、智慧高效、经济便捷、清洁低碳、互联共享、柔性自给”。

    从世界的发展前景来看,目前屋顶式的光伏在欧美国家非常流行,相比我国发展大规模的能源风电送出基地、光伏送出基地,欧洲、美国等国土地紧缺,因此,无论光伏还是太阳能,近几年都是以分布式为主,尤其在民用行业,有很多节省空间的屋顶式光伏。IEA(国际能源署)中国联络办公室张瑞卿认为,随着储能技术和智能电器的发展,分布式也会改变我国能源生产和消费的方式。

    在能源服务市场新模式方面,对于分布式投资者的吸引,就在于提高预期的收益。前几年明显可以发现,一些国家给予上网电价补贴的政策为分布式提供了可预测的收入来源。张瑞卿介绍,在欧美国家,完全实现电力市场化之后,一些时段电价是非常高的,在零售电价比较高的地区,分布式系统贴近于用户侧,收益比较好,因此系统回收期也比较短。

    由于环保和低碳清洁的意识,欧美国家对于使用可持续产品的意愿比较强,生产者和消费者的身份结合在一起,是国际上比较热的概念。所以综合来说,技术进步、政策激励、消费者偏好,这种有机的结合驱动着分布式能源的发展。

    分布式发展在效益上显而易见,尤其在初始分布式占比不高的阶段,不会对安全、可靠运行带来影响和挑战。从大部分国家的情况来看,分布式的发展在电网中占比还是可控的状态,随着未来渗透率的逐渐增加,在系统的平衡与安全调度上,可能还会有进一步的措施。

    供应侧接近需求,有助于减少输配电损失,这也是分布式能源发展最吸引人的口号。热点耦合和电力数据的双向流向都能够提高电网的智能性及效率。分布式系统除了能够保障供电质量,在商业模式上也提供了大量辅助电力市场的机会。分布式的应用可以提升局部电网和整个电力系统的弹性。

    德国通过传统和热电联产的耦合,实现了一种传统能源与可再生能源、生产与消费过程的有机结合,满足了本国的能源需求;南澳大利亚是以屋顶光伏为主,人均装机量远高于其他大洲,在技术标准、运行规范和市场方面下了大功夫进行设计,通过这个模式提高分布式的能源水平,使得电力系统更具有弹性,更具经济性;美国很多基础设施是比较老化的,所以也在通过提升区域的能源基础设施,结合分布式能源,抵御可能发生的自然灾害。

    参考国际情况可以获悉,下一步分布式能源的发展政策考量是非常重要的,如电网规划运行、通信与控制、评估和建模、机制协调、价格设计等方面。只有有效的市场和政策环境,以及兼顾各地的不同情况,再结合有竞争力的技术,才能真正实现分布式能源的发展。

    打破障碍 业态创新要求

    在一系列政策推动下,一批分布式光伏、分散式风电、天然气分布式能源、能源互联网、微电网、多能互补项目成批涌现,一批代表性企业正在积极向综合能源服务转型,“分布式能源向何处去”成为摆在所有从事分布式能源工作企业面前的一个重大课题。

    目前,分布式能源在开发、并网、交易等环节还存在诸多瓶颈,如增量配电网改革进展缓慢,试点项目进展总体缓慢;分布式发电市场化交易已延迟,交叉补贴、配输电价问题难以确定等。亟须打破体制机制方面的障碍,促进分布式能源更快成长。

    “为应对这些挑战,须大力推动多能协同互补、清洁发展,集中与分布式能源并举,供应与消费集成,公共电网与终端微电网、局域电网相互支持,发电与用户需求双向响应,共同构建一个现代能源体系。”国家能源局原副局长张玉清分析指出,要实现这个目标需要各级政府职能部门和全产业链共同努力,从能源规划、产业政策、标准规范、体制机制、加强监管、技术创新等多方面协同推进我国分布式能源的高质量发展,从而推动我国能源系统的转型。

    在国家层面已经出台了不少有利于分布式能源发展的政策,但是这些政策如何在各行各业中落实仍需要有具体的行政与技术政策。譬如,城市扩建与住宅小区、学校、医院、车站等公共设施的规划与设计中,考虑用分布式能源供能需要有政策与设计规范的支持。再如,电网企业目前在输配电业务的基础上,利用能源互联网、综合能源服务等概念,扩大经营范围,进行分布式能源投资,其形式有控股或参股。监管部门应营造公平竞争环境,调动各方参与投资的积极性。

    总之,现有分布式能源发展政策的落实存在着不少问题,亟须加强监管。如果能出台分布式能源专项监管制度,就能使得能源监管机构有法可依、强化监管,可以保障国家分布式能源政策的真正落实。

    “技术上的挑战方面,我们对单一能源系统的控制,包括建模、运行、分析、控制相对来讲已经比较成熟,但是不同能源形式、不同品类、不同时间尺度的能源混杂在一起后的形态究竟是什么样,有很多问题没有解决。如果没有良好的系统设计,就很难达到一个盈利的状态。”面对快速发展的产业形势,天津大学电气工程系副教授穆云飞表示应该完善设计和运行标准,加强相关技术研究与成果推广,积极推进成果的实用化、商业化。

    除此之外,我国电网的接入效率还有待提高。电网企业对分布式接入,仍然参考集中式的管理办法,没有明确的流程规范和服务标准,也没有并网业务办理时限。缺少针对分布式风电并网接入标准的专题研究和技术要求,未来应优化电网接入技术标准,降低接入成本,提高接入效率。

    我国正处在工业化和城镇化的发展进程中,有利于同步进行区域总体规划和分布式能源规划。建设更多的区域型或大规模的分布式能源系统,发挥分布式能源的规模效益,为实现节能减排目标提供更有利条件。包括居民建筑和公用建筑节能、老电厂与供热厂的设备更新和扩容改造、具有高负荷密度的数据中心、区域供热供冷、工业园与经济开发区的能源中心等,应用范围向小型化和规模化的两级扩展,未来能够发挥更大的社会效益。

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