分布式能源撐起能源“半壁江山”
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) | 0評(píng)論 | 4078查看 | 2013-12-18 11:07:00
“如果把中國(guó)的電網(wǎng)比作一條高速公路，那么它可能是世界上最擁堵的，因?yàn)橹袊?guó)幾乎所有的用電都要從統(tǒng)一的電網(wǎng)高速公路上輸送，使得這條高速公路不堪重負(fù)。”中科院院士徐建中在寫給國(guó)務(wù)院的發(fā)展分布式能源建議報(bào)告中，打了這樣一個(gè)形象的比喻。
他認(rèn)為，在中國(guó)大力發(fā)展分布式能源，相當(dāng)于給電網(wǎng)高速公路開辟有效分支，從而減輕大電網(wǎng)的壓力。
不僅如此，分布式能源還能讓這種設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)：居民躺在家里，一邊用自產(chǎn)的電，一邊把用不完的電賣給電網(wǎng)公司。
撐起能源“半壁江山”
分布式能源是一個(gè)就地取材，“吃光用盡”，同時(shí)供應(yīng)冷、熱、電甚至肥、水等的系統(tǒng)過(guò)程
在“規(guī)模效益”法則下，“大機(jī)組、大電網(wǎng)、超高壓”構(gòu)筑了第一代能源系統(tǒng)。這種由大容量、超高壓、機(jī)組互聯(lián)、遠(yuǎn)距離輸電形成的大電網(wǎng)供電模式，是當(dāng)今電力工業(yè)的主要特征。
以北京為例，山西和內(nèi)蒙古的火電廠生產(chǎn)出電后，交由地方電網(wǎng)或華北電網(wǎng)公司，經(jīng)長(zhǎng)距離輸送并多次變壓到達(dá)北京市區(qū)，再根據(jù)用戶的申請(qǐng)負(fù)荷支配使用。
不同于第一代能源系統(tǒng)，分布式能源將發(fā)電系統(tǒng)小規(guī)模、分散布置在用戶附近，將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)相結(jié)合，好似一個(gè)個(gè)可獨(dú)立輸出冷、熱、電等能源的多功能小電站。
前不久，天津市一位居民利用太陽(yáng)能、風(fēng)能自發(fā)電并網(wǎng)成功，個(gè)人發(fā)電一方面自用，一方面成為商品出售，“沒想到有一天我發(fā)的電也能賣給國(guó)家”。
分布式能源是相對(duì)于傳統(tǒng)集中供電方式而言的第二代能源系統(tǒng)。它是一個(gè)就地取材，“吃光用盡”，同時(shí)供應(yīng)冷、熱、電甚至肥、水等的系統(tǒng)過(guò)程。中科院工程熱物理所研究員隋軍表示，分布式能源與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，克服了傳統(tǒng)供電的一些弱點(diǎn)，成為不可缺少的有益補(bǔ)充。
2012年7月，印度大停電。位于首都新德里衛(wèi)星城古爾岡的DLP數(shù)碼城卻躲過(guò)一劫，靠的就是冷熱電聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)。
“世界上發(fā)生的幾次大的停電事故，充分反映出集中供電的現(xiàn)代電力系統(tǒng)脆弱的一面，分布式能源則為改變單一集中供電提供了解決方案。”隋軍說(shuō)。
不難想象，電網(wǎng)規(guī)模越大，大停電的后果就越嚴(yán)重。大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸電一旦遇上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，就容易導(dǎo)致系統(tǒng)“崩盤”。
此外，與集中式發(fā)電—遠(yuǎn)程送電相比，分布式能源可大大提高能源利用效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大型發(fā)電廠的發(fā)電效率一般為35%～55%，扣除廠用電和線損率，終端的利用效率只能達(dá)到30%～47%；而分布式能源的利用率可達(dá)到90%，且沒有輸電損耗。
正因?yàn)榉植际侥茉丛谔岣吣茉蠢寐省⒏纳瓢踩耘c解決環(huán)境污染方面有很大作用，其在發(fā)達(dá)國(guó)家已占到能源供應(yīng)總量的25%以上。例如，美國(guó)有6000多座區(qū)域分布式能源站，日本區(qū)域能源站總裝機(jī)容量達(dá)920萬(wàn)千瓦，英國(guó)區(qū)域能源站總裝機(jī)容量已有500萬(wàn)千瓦，荷蘭有40%的電力來(lái)自天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，丹麥分布式能源占其能源總量的一半。
中科院院士周孝信表示，從中國(guó)能源發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，分布式能源將來(lái)可能撐起“半壁江山”，但目前還處在發(fā)展的初級(jí)階段。
面臨不少“高門檻”
主要問(wèn)題是打破行業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)投資方、能源服務(wù)企業(yè)、用戶和電網(wǎng)等相關(guān)方的利益平衡
近年來(lái)，分布式能源已成為中國(guó)能源戰(zhàn)略的關(guān)鍵一環(huán)。國(guó)務(wù)院《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》首次專辟一節(jié)提出大力發(fā)展分布式能源，要求到2015年建成1000個(gè)左右天然氣分布式能源項(xiàng)目、10個(gè)左右各具特色的天然氣分布式能源示范區(qū)、100個(gè)以分布式可再生能源應(yīng)用為主的新能源示范城市。
隋軍表示，這些示范工程是我國(guó)分布式能源的先行者，對(duì)技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展作了很好的探索。不過(guò)，由于早期項(xiàng)目技術(shù)和設(shè)計(jì)水平欠缺，加之經(jīng)驗(yàn)不足，目前僅有少數(shù)運(yùn)行良好。如北京南站、上海浦東機(jī)場(chǎng)、廣州大學(xué)城等大型分布式能源項(xiàng)目長(zhǎng)期不能并網(wǎng)，至今孤網(wǎng)運(yùn)行。
“作為獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行沒問(wèn)題，但是要入網(wǎng)，前幾年政策不到位，有很多限制。”周孝信坦言，分布式電源并網(wǎng)，并非接一根電線就能實(shí)現(xiàn)，并網(wǎng)背后有大量復(fù)雜的準(zhǔn)備工作。大量分布式能源接入電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性提出了挑戰(zhàn)，技術(shù)上有一定難度。
不過(guò)，國(guó)外分布式能源已順利發(fā)展了幾十年，并網(wǎng)并不是無(wú)法解決的難題。
“目前主要的問(wèn)題是打破行業(yè)壁壘，實(shí)現(xiàn)投資方、能源服務(wù)企業(yè)、用戶和電網(wǎng)等相關(guān)方的利益平衡。”隋軍表示，根據(jù)《分布式發(fā)電管理暫行辦法》，一些省份已將分布式能源的管理歸口到電網(wǎng)公司，電網(wǎng)方面應(yīng)在促進(jìn)分布式能源的發(fā)展中發(fā)揮更積極的作用。
今年，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)相繼出臺(tái)了分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作意見，此前在該領(lǐng)域存在的并網(wǎng)困難等問(wèn)題有望從政策層面獲得解決。
然而，在中國(guó)，分布式電源仍面臨不少“高門檻”。
一位長(zhǎng)期工作在市場(chǎng)一線的專家表示，除電力市場(chǎng)的開放和并網(wǎng)問(wèn)題外，分布式能源發(fā)展面臨的另一個(gè)重大難題是天然氣價(jià)格波動(dòng)。他認(rèn)為，天然氣漲價(jià)嚴(yán)重影響到分布式能源的發(fā)展，氣價(jià)提高后大部分項(xiàng)目需要尋找新的盈利點(diǎn)，目前來(lái)看，處于規(guī)劃之中的項(xiàng)目，有2/3已失去經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
記者還了解到，北京供電公司購(gòu)買個(gè)人發(fā)電的價(jià)格執(zhí)行燃煤脫硫電價(jià)，為每度0.42元。按照該價(jià)格，若投資5萬(wàn)元建設(shè)一個(gè)光伏電站，需要20年左右才能回收成本，而光伏發(fā)電站的使用壽命通常在25年左右。這對(duì)很多居民來(lái)說(shuō)，吸引力不大。
今年10月，山西晉城澤州縣村民李國(guó)杰家的“光伏發(fā)電站”并入電網(wǎng)。
李國(guó)杰家屋頂安裝了12塊太陽(yáng)能多晶板，月發(fā)電450多度。并網(wǎng)后，白天發(fā)的電除供自家使用外，多余的電并入電網(wǎng)。
逐步走向規(guī)模化
社會(huì)各界對(duì)分布式能源的認(rèn)同度正在大幅提高，專門從事分布式能源的企業(yè)從起初的幾家發(fā)展到上百家
除政策問(wèn)題外，技術(shù)同樣是掣肘中國(guó)分布式能源發(fā)展的重要因素。
比如，在中國(guó)得到普遍認(rèn)可的天然氣分布式系統(tǒng)雖然正在普及，但燃?xì)廨啓C(jī)等核心設(shè)備主要靠進(jìn)口，即使日常檢修也要依賴國(guó)外人員，致使項(xiàng)目投資和運(yùn)行維護(hù)成本較高。
“發(fā)展瓶頸主要還是先進(jìn)動(dòng)力技術(shù)。”隋軍說(shuō)，我國(guó)在微小型燃?xì)廨啓C(jī)、高效低排放內(nèi)燃機(jī)方面與國(guó)外還存在較大差距，在余熱利用、儲(chǔ)能等方面也需要進(jìn)一步研發(fā)性能更先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品。
對(duì)于目前的市場(chǎng)需求，國(guó)產(chǎn)設(shè)備僅在制冷機(jī)、換熱器及配套設(shè)備方面基本能滿足。
隋軍坦言，在微小型燃?xì)廨啓C(jī)的性能上，國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口幾乎差了20年。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)分布式能源系統(tǒng)的高效節(jié)能，國(guó)產(chǎn)的還達(dá)不到。
比如，由中科院工程熱物理所承擔(dān)的廣東宏達(dá)工業(yè)園分布式能源系統(tǒng)，作為國(guó)家“863”項(xiàng)目示范工程，實(shí)現(xiàn)了能源深度梯級(jí)利用。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)節(jié)能率為國(guó)內(nèi)最高水平，接近30%。但是，“動(dòng)力方面都是進(jìn)口設(shè)備”。
作為國(guó)內(nèi)最早開展分布式能源研究的科研團(tuán)隊(duì)之一，中科院工程熱物理所在燃?xì)廨啓C(jī)方面有很長(zhǎng)時(shí)間的研究積累。隋軍透露說(shuō)，“十二五”期間，他們將聯(lián)合全國(guó)最強(qiáng)的科研力量攻克微小型燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵技術(shù)，并建設(shè)一個(gè)多能源互補(bǔ)的分布式能源示范工程。
與此同時(shí)，社會(huì)各界對(duì)分布式能源的的認(rèn)同度正在大幅提高。目前，專門從事分布式能源的企業(yè)從起初的幾家發(fā)展到上百家，包括設(shè)備制造商、系統(tǒng)集成商到能源服務(wù)商。
“分布式能源已經(jīng)迎來(lái)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的曙光。”隋軍說(shuō)。
周孝信則表示，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)，分布式能源一定會(huì)占相當(dāng)比例，而且和大型電力設(shè)施相互結(jié)合，這是中國(guó)將來(lái)的能源模式。
他認(rèn)為，要根據(jù)中國(guó)的國(guó)情和地區(qū)的具體情況，制定適合本地區(qū)資源稟賦、價(jià)格體系和市場(chǎng)需求的分布式能源發(fā)展戰(zhàn)略。“
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