一、分布式光伏發(fā)展迅猛成為分布式能源主力
“分布式”能源，是相較于傳統的“集中式”能源利用方式而言的，是指建立在用戶(hù)負荷中心附近而非遠距離傳輸的能源綜合利用系統，涵蓋發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、儲能和能源管理系統等多種形式，比如家用太陽(yáng)能發(fā)電系統或戶(hù)用壁掛式燃氣供暖系統都是常見(jiàn)的分布式能源。早期的分布式能源是在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(CHP)的基礎上發(fā)展而來(lái)，隨后分布式能源系統逐漸擴展到用戶(hù)側的多種能源類(lèi)型的冷、熱、電、蒸汽多聯(lián)供(CCHP)系統以及可再生能源發(fā)電系統。
隨著(zhù)我國持續推進(jìn)能源供給側結構性改革，推動(dòng)能源發(fā)展方式由粗放式向提質(zhì)增效轉變，光伏、天然氣、風(fēng)電、生物質(zhì)能、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容。
天然氣分布式能源發(fā)展較早。根據前瞻《2018~2023年中國分布式能源行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng )新與投資前景預測分析報告》數據顯示，2016年，全國天然氣分布式發(fā)電累計裝機容量為1200萬(wàn)千瓦，不到全國總裝機容量的2%，距離《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》中，到2020年裝機規模達到5000萬(wàn)千瓦的目標差距很大。
近年，我國的分布式光伏出現了爆發(fā)式增長(cháng)。《中國清潔能源行業(yè)年度發(fā)展報告》顯示，2017年，我國光伏發(fā)電裝機容量繼續保持快速增長(cháng)，新增裝機53.06吉瓦，連續五年位居世界第一，同比增長(cháng)53.6%。其中，分布式光伏新增19.44吉瓦，同比增長(cháng)3.7倍。截至2017年底，全國光伏發(fā)電累計裝機容量達到130吉瓦，其中，光伏電站100.59吉瓦，分布式光伏29.66吉瓦。
相比分布式光伏，分散式風(fēng)電發(fā)展相對較慢。業(yè)內專(zhuān)家表示，很多體制機制上的問(wèn)題導致目前分散風(fēng)電還很少，但是參考發(fā)達國家，基本都是分布式的，只有跟用戶(hù)側、需求側結合，未來(lái)才有希望。如果分散式風(fēng)電搞不起來(lái)，中國的風(fēng)電可能不會(huì )有希望。2018年，風(fēng)電除了將會(huì )繼續向負荷中心——中國中東南部發(fā)展之外，分散式風(fēng)電將成為“下一個(gè)田野”。
此外，分布式地熱、生物質(zhì)能、多能互補項目等分布式能源也在向前發(fā)展。
二、高利用效率的分布式能源更利于新能源消納
“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系”，是十九大報告中對我國能源體系建設的重要明確。發(fā)展分布式是能源轉型的合理選擇。國家能源局原副局長(cháng)張玉清指出，分布式能源具有能源利用效率高等優(yōu)勢，是我國未來(lái)能源發(fā)展的一種重要趨勢，要積極推動(dòng)分布式能源成為重要的能源方式。分布式能源系統的能源利用率，遠遠高于多數國家依靠大型主要電站將電力從發(fā)電廠(chǎng)向終端用戶(hù)單向傳輸的集中供電系統。從理論上說(shuō)，“大機組、大電網(wǎng)、特高壓”是高效率的，然而這僅僅是在能量轉換環(huán)節和輸送環(huán)節。如果從整個(gè)能源系統分析，結論并非如此。大火電機組雖然發(fā)電效率高，但是由于供熱規模和供熱半徑的局限，發(fā)電余熱無(wú)法利用，故其能源利用效率無(wú)法與分布式能源相比。發(fā)電廠(chǎng)最終只能將燃料能源燃燒產(chǎn)生的1/3熱能轉化成電能，而近50%的熱能流失，傳輸環(huán)節損耗近10%的熱能。由于分布式能源可用發(fā)電后介質(zhì)的余熱來(lái)制熱、制冷，因此能源得以合理的梯級利用，用戶(hù)可根據自己所需來(lái)向電網(wǎng)輸電和購電，能源的利用效率達到80%以上，一些設計完善的分布式能源可以達到90%，甚至更高。
正如業(yè)內專(zhuān)家所言，能源究竟走分布式還是走集中式，和能源結構、能源技術(shù)、能源需求的變化密切相關(guān)。過(guò)去我國能源結構是以煤為主，決定了其設施越來(lái)越大型化和能源系統越來(lái)越集中化。但現在，我國天然氣和可再生能源加速發(fā)展，而風(fēng)電和太陽(yáng)能等清潔能源本身就是分散的，需要研究如何讓這些能源在其發(fā)生地更好的被直接利用。
分布式能源是解決新能源利用難題的重要途徑。雖然我國風(fēng)電和太陽(yáng)能總裝機容量已達全球第一，但“棄風(fēng)”“棄光”現象依然比較嚴重。大型新能源基地主要集中在西部和西北部，但當地的用電市場(chǎng)容量有限，要讓電能被充分利用，必須借助特高壓輸電系統，經(jīng)長(cháng)距離將電力輸送到東部經(jīng)濟發(fā)達地區。但是，這種方式的輸送成本太高。此外，新能源天然的波動(dòng)性還會(huì )對電網(wǎng)系統帶來(lái)沖擊。要想突破這個(gè)瓶頸，采用分布式能源是一條可行之路，也是當前我國政府已經(jīng)明確的發(fā)展思路。這種方式的最大優(yōu)勢就是發(fā)電設施距離負荷中心比較近，可以在一定程度上避免“棄風(fēng)”“棄光”問(wèn)題。有業(yè)內人士稱(chēng)，可再生能源本質(zhì)的形式是分布式。
分布式能源可為電力系統調峰，提高供電可靠性，也是偏遠地區供電非常經(jīng)濟的一種選擇。天然氣分布式能源項目只需要少量投資增加供冷供熱的調峰設備(如燃氣發(fā)電機與直燃機對接型三聯(lián)供項目，只要在直燃機上增加補燃的燃燒器;如燃氣熱電項目只需加裝調峰用的燃氣鍋爐等)便可成為可中斷、可調節的發(fā)電系統，為周邊提供冷熱電的同時(shí)還可以為電網(wǎng)調峰。分布式能源系統作為一種區域性能源供給系統，主要建設在配電側，具有因地制宜、就近配套、就近取材、即發(fā)即用的特點(diǎn)。無(wú)論是美國東北部地區及加拿大東部地區2003年大停電，還是我國深圳2012年的大停電，都表明缺少應急式電源—分布式能源建設存在諸多隱患。即便沒(méi)有意外發(fā)生，每年高峰時(shí)節市政電網(wǎng)負擔也會(huì )過(guò)大，而分布式能源系統的建設具有削峰填谷、緩解電力緊張的優(yōu)勢。在極端災害或傳統輸配體系事故發(fā)生之后，分布式能源在一定程度上可確保當地基本能源的供給，切實(shí)提高了供能可靠性，也提升了整個(gè)能源系統的安全性。由于我國許多邊遠及農村地區遠離大電網(wǎng)，這些區域無(wú)法或者很難享受到大電網(wǎng)建設規模擴大所帶來(lái)的收益，由于遠距離供電的投資維護成本過(guò)大，或者一些地區因為自然條件不具備建設集中供電網(wǎng)的條件，而分布式發(fā)電則很好地解決了這些問(wèn)題，給不發(fā)達地區的供電帶來(lái)了一條新的解決思路。
三、分布式能源發(fā)展期盼政策支持
當前，分布式能源發(fā)展也面臨不少挑戰。業(yè)內人士反映，由于有關(guān)政策不明確及政策落地難，分布式能源項目在備用容量、電力接入方式、政府基金減免、天然氣價(jià)格折讓等方面遇到了挑戰。此外，分布式能源項目一般都是新建項目，初期達產(chǎn)率往往達不到50%，而通常只有在達到60%～70%負荷利用率的情況下企業(yè)才能盈利，如何實(shí)現分布式能源項目在培育期里的經(jīng)濟性，仍有待探索。
新疆金風(fēng)科技股份有限公司董事長(cháng)武鋼表示，在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“十字路口”，分散式風(fēng)電被認為是下一片藍海。但相對分布式光伏而言，分散式風(fēng)電項目審批手續更加復雜。目前實(shí)施的分布式能源項目多是兩種及兩種以上能源組合的形式。開(kāi)發(fā)商在辦理核準手續時(shí)，要將一個(gè)分布式能源項目拆解成多個(gè)子項進(jìn)行核準。受理的主體、條件、手續、流程差異較大，導致了總體項目核準周期較長(cháng)。
遠景創(chuàng )始人兼CEO張雷表示，電力市場(chǎng)化改革目前尚未體現分布式清潔能源的核心價(jià)值。分布式發(fā)電不能就近賣(mài)給有需求的用戶(hù)，很多只能自發(fā)自用、余量低價(jià)賣(mài)給電網(wǎng)或白白棄掉，不利于分布式能源的清潔利用和能效提高。此外，電網(wǎng)接入成本過(guò)高、效率有待提升。電網(wǎng)企業(yè)對分布式接入，仍然參考集中式的管理辦法，沒(méi)有明確的流程規范和服務(wù)標準，也沒(méi)有并網(wǎng)業(yè)務(wù)辦理時(shí)限。缺少針對分布式風(fēng)電并網(wǎng)接入標準的專(zhuān)題研究和技術(shù)要求。以成本近800萬(wàn)元的開(kāi)關(guān)站為例，在集中式發(fā)電項目中分攤成本并不顯著(zhù)，但在分布式場(chǎng)景中，投資商支付過(guò)多不必要成本。
因此，分布式能源需要國家從政策層面給予進(jìn)一步支持。中國節能協(xié)會(huì )熱電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(cháng)張東勝認為，由于應用在分布式能源領(lǐng)域的小型燃氣輪機、光伏組件和儲能系統等價(jià)格高昂，分布式能源的建設成本仍然較高，與常規能源相比，經(jīng)濟性相對較差。如果沒(méi)有國家財政政策的支持，過(guò)長(cháng)的投資回收期將影響投資熱情。因此，技術(shù)開(kāi)發(fā)鼓勵、投資鼓勵和稅收激勵，電力體制改革和熱力體制改革等國家有關(guān)部門(mén)的宏觀(guān)政策，以及地方政府的區域發(fā)展政策，都是推廣分布式能源應用不可或缺的外部環(huán)境。
除了政策支持，分布式能源的發(fā)展也需要技術(shù)支持。由于天然的間歇性和隨機性等問(wèn)題，分布式能源并網(wǎng)后容易引起電壓波動(dòng)和電壓閃變，要實(shí)現配電網(wǎng)的功率平衡，保證供電可靠性和電能質(zhì)量是主要挑戰。
四、儲能、微電網(wǎng)為分布式發(fā)展添加新動(dòng)力
有能源專(zhuān)家表示，要解決新能源的波動(dòng)性問(wèn)題，就要將儲能等創(chuàng )新技術(shù)充分融入微電網(wǎng)模式。一些跨國公司可以通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)解決儲能問(wèn)題，并把智能微電網(wǎng)和分布式一體化管理做得更好，從技術(shù)上和商業(yè)模式上破解中國分布式能源發(fā)展中存在的問(wèn)題。
在分布式能源系統引入儲能設備，有效地實(shí)現需求側管理，減小負荷峰谷差，降低供電成本，將對傳統的能源消費方式等方面帶來(lái)革命性變化。分布式能源系統離不開(kāi)儲能系統的輔助。以分布式光伏為例，雖然每臺裝機容量并不大，但數量多了依然會(huì )對電網(wǎng)造成不小的沖擊，為保證電網(wǎng)的穩定與安全，便需要配套的儲能裝置進(jìn)行調節。此外，分布式電站成千上萬(wàn)，不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的發(fā)電量有所不同，要建立起自由傳輸、智慧調配的全球能源因特網(wǎng)，并實(shí)現安全、穩定供電，大規模儲能技術(shù)必不可少。
“分布式能源+儲能”系統開(kāi)發(fā)利用模式受到廣泛重視，各國紛紛出臺政策予以扶持，“分布式能源+儲能”系統處在飛速發(fā)展階段，儲能與分布式的結合已經(jīng)開(kāi)始顯著(zhù)減少發(fā)達國家電網(wǎng)的銷(xiāo)售量，引發(fā)“負荷脫網(wǎng)”甚至是“用戶(hù)脫網(wǎng)”現象。推進(jìn)用戶(hù)側分布式能源加儲能規模化發(fā)展，可有效地提高可再生能源利用率、降低高峰負荷壓力，是應對當前電力系統兩端波動(dòng)性加大，提升系統安全穩定性，降低系統運行調節成本的重要手段。隨著(zhù)儲能技術(shù)的快速發(fā)展、成本的快速下降，用戶(hù)側分布式儲能調節的經(jīng)濟性已在很多情形下優(yōu)于供應側，且優(yōu)勢將越來(lái)越明顯。
微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、負荷、監控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統。微電網(wǎng)是一個(gè)能夠實(shí)現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。微電網(wǎng)的提出旨在實(shí)現分布式電源的靈活、高效應用，解決數量龐大、形式多樣的分布式電源并網(wǎng)問(wèn)題。微電網(wǎng)依其靈活的配置結構和方便的運行方式在近年來(lái)得到廣泛的研究，它能在提高電力系統的安全性和可靠性的同時(shí)，提高用戶(hù)的供電質(zhì)量和電網(wǎng)服務(wù)水平，促進(jìn)可再生能源分布式發(fā)電的應用。
來(lái)源：能源研究俱樂(lè )部
