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分布式能源发展现状与前景：储能与微电网增添新动能
发布时间：
2018-05-11
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首先，分布式光伏的快速发展已成为分布式能源的主要力量
“分布式”能源与传统的“集中式”能源利用方式相比，是指在靠近用户负荷中心而不是远距离输送的情况下建立的能源综合利用系统，涵盖发电、热电联产和储能。能源和能源管理系统以及其他形式，例如家用太阳能发电系统或家用壁挂式燃气采暖系统，都是常见的分布式能源。早期的分布式能源是在热电联产（Chemical Heat and Power Cogeneration System，CHP）的基础上发展起来的。后来，分布式能源系统逐渐扩展到用户的多种冷、热、电、汽（CCHP）系统和可再生能源发电系统。
随着中国持续推进能源供给侧结构性改革，推动能源发展方式由粗放型向提质增效转变，光伏、天然气、风电、生物质能、地热能等分布式能源已成为中国应对气候变化、保障能源安全的重要内容。
天然气分布式能源发展较早。根据《2018-2023年中国分布式能源产业商业模式创新与投资前景预测报告》的前瞻性数据，2016年中国累计分布式天然气发电装机容量为1200万千瓦，不到全国总装机容量的2%。从《关于发展分布式天然气的指导意见》来看，距离2020年装机5000万千瓦的目标还有很大差距。
近年来，中国分布式光伏发展迅猛。《中国清洁能源产业年度发展报告》显示，2017年中国光伏发电新增装机容量持续快速增长，新增装机容量达53.06吉瓦，连续五年位居世界第一，同比增长53.6%。其中，分布式光伏新增19.44吉瓦，同比增长3.7倍。截至2017年底，中国光伏发电累计装机容量达130吉瓦，其中光伏电站100.59吉瓦，分布式光伏29.66吉瓦。
与分布式光伏相比，分散式风电发展相对缓慢。业内专家表示，诸多体制机制问题导致分散式风电较少，但参照发达国家，基本上都是分布式的。只有用户侧和需求侧结合起来，未来才有希望。如果分散式风电做不好，中国风电可能没有前途。2018年，除了风电将继续向负荷中心发展外，中国南方中东部地区，分散式风电将成为“下一个战场”。
此外，分布式地热、生物质能、多能互补项目等分布式能源也在推进中。
其次，高效的分布式能源更有利于新能源消纳
“推动能源生产和消费革命，建设清洁低碳安全高效的能源体系”是十九大对中国能源体系建设的重要阐述。发展分布式是能源转型的合理选择。国家能源局原副局长张玉清指出，分布式能源具有能源效率高的优势，是中国未来能源发展的重要趋势，需要积极推广分布式能源作为重要能源来源。能源效率分布式能源系统，远高于大多数国家依赖大型电厂主要集中供电系统从电厂到最终用户的单向输送。理论上讲，“大机组、大电网、特高压”效率很高，但这只是在能源转换和输送环节。如果从整个能源系统分析，结论并非如此。大型火电发电单元虽然发电效率高，但由于供热规模和供热半径的限制，发电余热无法利用，因此能源利用效率无法与分布式能源相比。电厂最终只能将燃料和能源燃烧产生的热能的1/3转化为电能，近50%的热能损失。输送环节损失近10%的热能。因为分布式能源可以利用发电后介质的余热进行供热制冷，能源可以合理分步利用。用户可以根据自身需求向电网送电和购电。能源利用效率达到80%以上，一些设计良好的分布式能源可以达到90%甚至更高。”
正如业内专家所说，能源是分布式还是集中式，与能源结构、能源技术和能源需求的变化密切相关。过去，中国能源结构以煤炭为主，决定了其设施越来越大，能源系统越来越集中。但现在，中国天然气和可再生能源发展加速，风能、太阳能等清洁能源本身就是分散的，需要研究如何就地直接利用这些能源。
分布式能源是解决新能源消纳问题的重要途径。虽然中国风电和太阳能装机容量已位居世界第一，但“弃风”、“弃光”现象依然严重。大型新能源基地主要集中在西部和西北地区，但当地电力市场容量有限。要充分利用电能，需要利用特高压输电系统将电力远距离输送到经济发达的东部地区。但这种方式的输送成本过高。此外，新能源的自然波动性也会冲击电网系统。如果要突破这个瓶颈，采用分布式能源是一个可行的路径，也是中国政府明确的发展思路。这种方式最大的优势是发电设施相对靠近负荷中心，可以在一定程度上避免“弃风”、“弃光”的问题。据业内人士介绍，可再生能源的本质是分布式的。
分布式能源可以作为电力系统的调峰电源，提高供电可靠性，也是偏远地区供电的一种非常经济的选择。天然气分布式能源项目只需少量投资增加冷热调峰设备（例如，联合三供项目的气电联产和直燃机组，只需在直燃机组上增加燃烧器；例如，燃气热电联产项目只需配备调峰的燃气锅炉等），即可作为可中断可调节的发电系统，为周边地区提供冷、热、电，也可用于电网调峰。作为区域能源供应系统，分布式能源系统主要建设在配电侧，具有因地制宜、就近配套、就地取材、即用即取的特点。无论是2003年美国东北部和加拿大东部的停电事故，还是2012年深圳的停电事故，都说明应急电源不足——分布式能源建设中存在诸多隐患。即使没有事故，每年高峰期市政电网的负担也会过大，建设分布式能源系统具有削峰填谷、缓解电力短缺的优势。在极端灾害或传统输配电系统事故发生后，分布式能源可在一定程度上保障当地基本能源供应，有效提高能源供应可靠性，增强整个能源系统的安全性。由于中国许多偏远农村地区远离大型电网，这些地区无法或不会享受到大型电网建设扩张带来的好处，因为长距离供电投资维护成本过大，或者因为一些地区没有建设供电网络的自然条件，集中式供电，分布式发电是解决这些问题的好办法，为欠发达地区供电带来了新的解决方案。
第三，分布式能源发展期待政策支持
目前，分布式能源的发展也面临诸多挑战。业内人士表示，由于政策不明朗、政策难落地，分布式能源项目在备用容量、接入方式、政府资金减少、天然气价格优惠等方面都遇到了挑战。此外，分布式能源项目普遍属于新建项目，初期发电率往往不足50%，但通常只有达到60%到70%的负荷利用率时，企业才能盈利。如何实现分布式能源项目的经济性，孵化期的经济性还有待探索。
新疆金风科技股份有限公司董事长吴刚表示，在风电产业发展“十字路口”，分散式风电被认为是下一个蓝海。但对于分布式光伏而言，分散式风电项目的审批流程更为复杂。目前实施的分布式能源项目大多以两种或多种能源组合的形式存在。开发商在申请审批时，一个分布式能源项目需要拆分成多个子项进行审批，过程中涉及的主体、条件、程序、流程等方面的差异，导致整体项目审批周期较长。
Vision创始人兼CEO张磊表示，电力市场化改革尚未体现分布式清洁能源的核心价值。分布式发电无法卖给有需要的用户，很多只能自用，剩余部分低价卖给电网或弃之不用，不利于分布式能源的清洁利用和能源效率的提升。此外，并网成本过高，效率有待提高。电网公司对分布式接入仍然沿用集中式管理方式，缺乏明确的流程规范和服务标准，也没有并网服务的时限要求。缺乏针对分布式风电并网标准的专门研究和技术要求。以一个造价近800万元的开关站为例，在集中式发电项目中，成本分摊并不显著，但在分布式场景下，投资方支付了过多的不必要成本。
因此，分布式能源需要国家在政策层面给予进一步的支持。中国节能协会热电产业联盟秘书长张东胜认为，由于分布式能源领域使用的燃气小汽轮机、光伏组件、储能系统价格较高，分布式能源的建设成本仍然较高，与常规能源相比，经济效益相对较差。在没有国家财政政策支持的情况下，较长的投资回收期会影响投资积极性。因此，技术研发鼓励、投资激励和税收优惠、电力体制改革和热力体制改革等相关国家部门的宏观政策以及地方政府的区域发展政策，都是分布式能源应用不可或缺的外部环境。
除了政策支持外，分布式能源的发展还需要技术支撑。由于自然间歇性和随机性问题，分布式能源接入电网后容易造成电压波动和电压闪烁，如何在配电网实现电力平衡，保证供电可靠性和电力质量，是重大挑战。
四、储能与微电网为分布式发展注入新动力
一些能源专家表示，要解决新能源波动性问题，需要将储能等创新技术充分融入微电网模式。一些跨国公司可以通过先进技术解决储能问题，做好智能微电网和分布式集成管理，从技术和商业模式上解决中国分布式能源发展中的问题。
在分布式能源系统中引入储能设备，将有效实现需求侧管理，降低电力供需峰谷差，降低供电成本，这将给传统的能源消费方式等方面带来革命性的变化。分布式能源系统与储能系统密不可分。以分布式光伏发电为例，虽然每个单元的装机容量不大，但数量众多，仍然对电网造成相当大的冲击。为保证电网的稳定性和安全性，需要调节储能装置。此外，成千上万个分布式电站，不同时间、不同地点的发电量不同，需要建立一个自由传输、智能调度的全球能源互联网，实现安全稳定的电力供应，大规模储能技术必不可少。
“分布式能源+储能”系统开发利用模式受到广泛关注，各国纷纷出台政策扶持。“分布式能源+储能”系统正处于快速发展阶段，储能与分布式的结合已开始显著降低国家电网的销售量，造成“弃荷限电”甚至“用户断电”现象。在用户侧推广分布式能源和储能的大规模发展，可以有效提高可再生能源利用率，降低峰值负荷压力，应对当前电力系统两端波动性日益增强的局面，提高系统安全稳定性，降低系统运行调节成本的重要工具。随着储能技术快速发展和成本快速下降，用户侧分布式储能调峰在很多情况下已经优于电源侧，优势将越来越明显。
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的中小规模电力系统。微电网是一个能够进行自主控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并联运行，也可以孤岛运行。微电网的目的是为了实现分布式电源的灵活高效应用，解决分布式电源数量众多、种类繁多的问题。微电网以其灵活的配置结构和便捷的运行方式，近年来受到广泛研究，它可以在提高电力系统安全可靠性的同时，提高用户的电力质量和电网服务水平，促进可再生能源分布式发电的应用。
来源：中国电力新闻网
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