今年《政府工作報告》提出,推動分布式能源開發(fā)利用。這是“分布式能源”首次被寫入《政府工作報告》。在我國新型能源體系建設過程中,分布式能源將迎來重大發(fā)展機遇,也亟待解決行業(yè)發(fā)展存在的關鍵問題,完善分布式能源發(fā)展的市場環(huán)境。
一、發(fā)展分布式能源,積極培育新質(zhì)生產(chǎn)力
(一)持續(xù)更新的分布式能源概念
分布式能源概念最早起源于歐美國家,起初的目的是通過用戶端的發(fā)電裝置,保障電力安全,利用應急發(fā)電機并網(wǎng)供電,以保持電網(wǎng)安全。2000年左右分布式能源理念才逐漸被國內(nèi)認識并重視起來。1988年吳仲華院士在《能的梯級利用與燃氣輪機總能系統(tǒng)》一書中提出了總能系統(tǒng)中能的綜合梯級利用與品位概念,即“分配得當、各得其所、溫度對口、梯級利用”,這可以理解為最早的有關分布式能源理念的詮釋。
2004年分布式能源概念首次出現(xiàn)在政府文件中,國家發(fā)展改革委《關于分布式能源系統(tǒng)有關問題的報告》對分布式能源的定義是“利用小型設備向用戶提供能源供應的新的能源利用方式”;2006年,國務院印發(fā)《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》將分布式供能技術列為“先進能源技術”領域的四個前沿技術之一,并指出分布式供能系統(tǒng)是為終端用戶提供靈活、節(jié)能型的綜合能源服務的重要途徑。2013年,國家發(fā)展改革委頒布《分布式發(fā)電管理暫行辦法》對分布式能源的描述則是,在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶端自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng),且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的發(fā)電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯(lián)供設施,包括以各個電壓等級接入配電網(wǎng)的風能、太陽能、生物質(zhì)能、海洋能、地熱能等新能源發(fā)電。
近期,中國能源研究會分布式能源專委會在對分布式能源應用和案例總結(jié)的基礎上,對促進高比例可再生能源發(fā)展實現(xiàn)碳中和目標背景下的分布式能源概念進行了延伸,正在探索“源網(wǎng)荷儲”一體化分布式能源概念,即以可再生能源為主,包含風、光、水、氣、氫、儲等多種能源品類,可以通過點對點專線輸送至負荷側(cè),能夠滿足園區(qū)、城市或特定地區(qū)能源需求的一種供能系統(tǒng),是“源網(wǎng)荷儲”一體化的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)。
(二)促進多能融合多品聯(lián)供的分布式能源再發(fā)展
分布式能源在我國經(jīng)歷二十多年的發(fā)展,主要可以劃分為三個階段。
第一階段是熱電聯(lián)供階段,基本上以天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)或冷熱電聯(lián)產(chǎn)為主,主要解決當?shù)氐臒崮芎凸╇娦枨螅覐V泛應用于園區(qū)、工廠、辦公、醫(yī)院、綜合商業(yè)體、數(shù)據(jù)中心、酒店、大型公建等多種業(yè)態(tài)。
第二階段是分布式可再生能源階段,主要是隨著風電、光伏等可再生能源的快速發(fā)展而出現(xiàn)的在用能端直接將風光等資源的開發(fā)利用大規(guī)模融入分布式能源系統(tǒng)。例如,快速發(fā)展的戶用光伏和工商業(yè)光伏,以及分散式風電等。
第三個階段是綜合能源系統(tǒng)階段,主要是通過智能化、數(shù)字化等先進信息技術實現(xiàn)風、光、儲能、生物質(zhì)能等多種能源品種的深度融合以高效滿足區(qū)域熱/電/冷等多品聯(lián)供,從而實現(xiàn)資源的最大化利用,提高整體能源利用效率。例如,微網(wǎng)系統(tǒng)、園區(qū)綜合能源服務項目等。
目前,我國正處在分布式綜合能源系統(tǒng)階段,分布式能源已經(jīng)成為虛擬電廠的核心、微電網(wǎng)的基礎,并與我國正在構(gòu)建的新型電力系統(tǒng)高度契合,并將在新型電力系統(tǒng)和新型能源體系中發(fā)揮重要基礎作用。
(三)培育分布式能源中的新動能
雖然目前國內(nèi)有關分布式能源的概念界定仍不統(tǒng)一,但分布式能源發(fā)展步伐仍在加快。
發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求和重要著力點。新質(zhì)生產(chǎn)力是創(chuàng)新起主導作用,擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑,具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征,符合新發(fā)展理念的先進生產(chǎn)力質(zhì)態(tài)。在能源領域,發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的新動能關鍵在于持續(xù)推動新能源和可再生能源高質(zhì)量躍升發(fā)展,其中積極發(fā)展分布式新能源就是重點工作之一。目前,國家能源局已經(jīng)開始組織開展農(nóng)村能源革命試點縣建設,實施“千鄉(xiāng)萬村馭風行動”和“千家萬戶沐光行動”,探索推進農(nóng)村能源清潔低碳轉(zhuǎn)型,助力鄉(xiāng)村振興;結(jié)合分布式新能源發(fā)展,積極開展智能電網(wǎng)建設,完善源網(wǎng)荷儲多要素互動模式,持續(xù)提升分布式新能源智能化調(diào)控水平和就地就近消納能力。
總的來講,以創(chuàng)新為主導,積極培育分布式能源中的新動能。當前,新型能源體系下的能源系統(tǒng)形態(tài)加速變革,分散化、扁平化、去中心化的趨勢特征日益明顯;未來的能源生產(chǎn)將逐步向集中式與分散式并重轉(zhuǎn)變,系統(tǒng)模式由大基地大網(wǎng)絡為主逐步向與微電網(wǎng)、智能微網(wǎng)并行轉(zhuǎn)變;未來的能源使用將呈終端化、分布化趨勢,以更好地滿足用戶多元化的、更高品質(zhì)的用能需求為目標。分布式能源作為一種高效、清潔、經(jīng)濟、可靠和靈活的先進供能系統(tǒng),具有貼近用戶、建設周期短、投資規(guī)模小、土地空間占用少和商業(yè)模式多樣等優(yōu)點。未來,分布式能源系統(tǒng)將迎來重大發(fā)展機遇期,推動可再生能源的利用效率提升和經(jīng)濟成本下降。
二、我國分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題
(一)分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀
分布式能源根據(jù)能源來源進行劃分,主要包括非可再生能源中的燃氣分布式能源與可再生能源中的分布式光伏、分散式風電、分布式生物能、地熱能等類型。
燃氣分布式能源是我國最早發(fā)展起來的分布式能源系統(tǒng),但受制于氣源氣價和氣電上網(wǎng)電價約束帶來的經(jīng)濟性影響,燃氣分布式能源實際發(fā)展不及預期。據(jù)統(tǒng)計,截至2023年底,我國燃氣分布式能源累計裝機量不足3000萬千瓦,與國家提出2020年全國規(guī)模以上城市裝機5000萬千瓦的目標相比,仍有較大差距。
分布式光伏是我國發(fā)展最快的分布式能源類型。據(jù)統(tǒng)計,我國分布式光伏裝機從2013年的310萬千瓦增長至2023年的25444萬千瓦(其中戶用光伏累計裝機11580萬千瓦),分布式光伏已經(jīng)成為光伏發(fā)電領域新增裝機的重要部分。
與燃氣分布式能源和分布式光伏相比,我國分散式風電因起步較晚,發(fā)展速度也比較緩慢。據(jù)統(tǒng)計,我國分散式風電裝機從2013年底的33.6萬千瓦增至2022年底的1344萬千瓦,且相對于集中式風電,分散式風電裝機僅占總裝機的3%左右。今后,隨著“千村萬鄉(xiāng)馭風行動”開展,分散式風電有望逐漸與集中式風電、海上風電一并成為拉動我國風電開發(fā)的“三駕馬車”,未來增長潛力巨大。
(二)分布式能源發(fā)展存在的問題
目前,我國分布式能源發(fā)展在盈利能力、技術創(chuàng)新、電網(wǎng)接入以及市場交易等方面仍存在諸多問題亟待解決。
一是分布式能源項目盈利能力面臨挑戰(zhàn)。我國分布式能源在過去的二十年中相關政策不斷演進和發(fā)展,從最初的補貼政策到后來的電價政策,再到即將全面參與電力市場交易,雖然政策一直在不斷完善中,但是很多政策執(zhí)行力度不夠、可再生能源補貼資金不足、電價形成機制不完善等問題直接影響了項目建設運營及盈利能力。例如,早期開發(fā)的燃氣分布式能源基本上都是在經(jīng)濟比較發(fā)達的東南沿海地區(qū),而經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的燃氣分布式能源項目就不多,項目投入好的效益也不夠顯著。再如,近期受多省份調(diào)整分時電價政策影響,出現(xiàn)不少分布式能源項目收益減少,投資回報周期延長等問題,有的甚至造成原有供需合同糾紛,影響項目經(jīng)濟性。
二是分布式能源相關技術水平和創(chuàng)新能力有待提高。科技創(chuàng)新是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素,未來分布式能源的發(fā)展同樣需要技術不斷進步和創(chuàng)新能力提升,包括能源生產(chǎn)核心裝備國產(chǎn)化或自主可控、多種能源互補耦合轉(zhuǎn)化、用戶端負荷預測與調(diào)控、能源高效利用,以及能源數(shù)智化等多方面的技術創(chuàng)新。例如,在燃機國產(chǎn)化方面一直存在障礙;天然氣摻氫燃燒技術方面仍處于探索期;風光儲多能互補融合技術在不同應用場景下的應用探索等。
三是大規(guī)模分布式能源接入電網(wǎng)及網(wǎng)源協(xié)同面臨挑戰(zhàn)。一方面由于分布式可再生能源以低壓電源為主導,點多、面廣、量大,大規(guī)模的分布式可再生能源接入電網(wǎng)確實會對電網(wǎng)安全構(gòu)成挑戰(zhàn);另一方面,分布式能源接入電網(wǎng)將使得配電網(wǎng)由無源網(wǎng)絡向有源網(wǎng)絡轉(zhuǎn)變,傳統(tǒng)以滿足用電需求為導向的規(guī)劃原則不能適應有源配電網(wǎng)的建設需求。今后,分布式能源接入電網(wǎng)參與電力市場交易仍有一段較長的路要走。
四是分布式能源發(fā)展的能源生產(chǎn)關系面臨變革。生產(chǎn)關系必須與生產(chǎn)力發(fā)展要求相適應,發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力必須進一步全面深化改革形成與之相適應的新型生產(chǎn)關系。長久以來我國形成的以服務于傳統(tǒng)集中式供能為主的能源生產(chǎn)關系已經(jīng)和當前及未來大規(guī)模發(fā)展的分布式能源系統(tǒng)不匹配,不能適應分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的要求,現(xiàn)有的能源生產(chǎn)關系已經(jīng)開始制約風、光等分布式能源的發(fā)展?jié)摿Γ档靡鹦袠I(yè)重視。
五是分布式能源發(fā)展的相關基礎設施建設和運維水平有待提升。盡管目前分布式能源項目總體上看自動化水平比較高,但是距智能化建設的要求還有不少差距。同時,分布式能源系統(tǒng)不僅需要與傳統(tǒng)電網(wǎng)進行有效互動,而且需要與其他公共服務網(wǎng)絡(如氣網(wǎng)、熱網(wǎng)等)以及信息通信網(wǎng)絡(如物聯(lián)網(wǎng)、云計算等)之間進行協(xié)同配合,自然對我國相關基礎設施的智慧化、數(shù)字化和網(wǎng)絡化水平提出更高要求,也給電力新基建及相關方面提供挑戰(zhàn)。
三、促進我國分布式能源發(fā)展的建議
為了促進分布式能源快速發(fā)展,助力新質(zhì)生產(chǎn)力形成。建議如下:
一是完善分布式能源市場交易機制,推進分布式發(fā)電參與電力市場交易。建立既鼓勵分布式能源又兼顧電網(wǎng)企業(yè)利益的并網(wǎng)機制,鼓勵電網(wǎng)企業(yè),供電企業(yè)和電力用戶相互支持,均衡利益,通過市場化交易增強分布式發(fā)電的市場競爭力。此外,在綜合能源電力市場建設中,分布式能源需要拓展電、熱、冷及生物質(zhì)能的銷售途徑、銷售量和范圍,主動準備、參與和擴大電力市場現(xiàn)貨交易,積極參與分布式能源綠電的交易,提升分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟性。
二是加強技術創(chuàng)新,提升分布式能源的供給能力和穩(wěn)定性,不斷降低分布式能源生產(chǎn)成本,提高能源利用效率。一方面不僅要推動分布式可再生能源技術進步,不斷在項目投資建設運營過程中持續(xù)摸索,而且要花精力、花資金、產(chǎn)學研結(jié)合共同完成。另一方面,要加強分布式能源、智能電網(wǎng)、儲能等技術的深度融合,提高智慧能源協(xié)同服務的水平。
三是進一步拓展分布式能源的應用領域,樹立最大限度優(yōu)先利用分布式可再生能源的理念。促進分布式可再生能源和傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的融合,實現(xiàn)多能源的互補、互聯(lián)互通,構(gòu)建更加靈活高效的能源體系。同時,不斷拓展分布式可再生能源在農(nóng)村、城市及工業(yè)項目中的應用,在能源開發(fā)過程中把可再生能源應用盡用,使能源系統(tǒng)向零碳看齊。例如,在農(nóng)村用能問題上,要綜合考慮農(nóng)村可再生能源開發(fā),農(nóng)作物和能源的生產(chǎn)齊頭并進,切實改善農(nóng)民生產(chǎn)生活條件;在工業(yè)項目上,拓展可再生能源的利用和節(jié)能降耗并重,擺脫過去“可再生能源密度低、品位低,在工業(yè)上不好用”的觀念;在城市的新建項目和老舊改造項目都要優(yōu)先耦合可再生能源開發(fā)。
四是推動分布式能源及相關基礎設施的智能化建設。加快分布式能源領域的智能化建設,不僅要在分布式能源的設備運維、設備集控、設備管理等方面不斷向數(shù)智化轉(zhuǎn)變,而且在分布式能源的作業(yè)、操作、決策診斷、能效分析、參與電力市場交易方面向數(shù)智化轉(zhuǎn)變。同時,虛擬電廠建設和微電網(wǎng)的建設要成為發(fā)、輸、儲、用的可視、可測、可控、可管的智能系統(tǒng),充分利用先進信息化技術不斷提升分布式能源的安全、高效、低碳和經(jīng)濟運營。五是加強協(xié)同合作,實現(xiàn)互利共贏。鼓勵和支持政府、企業(yè)、研究機構(gòu)等之間在政策措施、技術研發(fā)及基礎研究等層面開展廣泛合作,擴大各參與主體跨領域、跨部門協(xié)同。
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