我國智能電網(wǎng)中推進(jìn)分布式能源科學(xué)發(fā)展的分析

分布式能源是指位于用戶附近，裝機(jī)規(guī)模小，所產(chǎn)生能源就地消納，可再生能源與能源綜合利用系統(tǒng)的總稱。具有能源高效利用、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。近年來，分布式能源在我國得到了高度重視和快速發(fā)展，同時(shí)，也面臨不少問題和瓶頸，社會(huì)各方面對(duì)其發(fā)展定位、發(fā)展重點(diǎn)和模式也有不同認(rèn)識(shí)。筆者結(jié)合自身研究工作和國內(nèi)、外實(shí)踐，提出對(duì)科學(xué)推進(jìn)我國分布式能源發(fā)展的幾點(diǎn)粗淺思考。

要把握分布式能源系統(tǒng)的本質(zhì)特征

什么是分布式能源系統(tǒng)？目前國際上并沒有一個(gè)較為統(tǒng)一的定義，美、日、歐提出的術(shù)語和含義都不完全一致。國內(nèi)學(xué)術(shù)界、企業(yè)界、政府機(jī)構(gòu)尚未形成統(tǒng)一共識(shí)，但是將分布式能源“泛化”的傾向比較明顯。一些裝機(jī)幾十萬千瓦、供熱半徑數(shù)十平方千米的熱電聯(lián)產(chǎn)工程也被稱之為分布式能源系統(tǒng)。這使得分布式能源相關(guān)的研究、統(tǒng)計(jì)、規(guī)劃、立法、政策制訂都面臨很多困惑和難題。出臺(tái)的一些政策也難以真正發(fā)揮作用，有關(guān)部門新出臺(tái)的關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見，提出了2020年裝機(jī)5000萬千瓦的宏偉目標(biāo)，但是其中包含什么卻不明確。

如果單純從學(xué)術(shù)研究角度，分布式能源的概念完全可以含糊和寬泛一些，但是作為一個(gè)國家重點(diǎn)推進(jìn)的方向和產(chǎn)業(yè)，必須明確其內(nèi)涵和外延，確定其標(biāo)準(zhǔn)和適用范圍，有的放矢的制定政策規(guī)劃。而確定其標(biāo)準(zhǔn)必須從分布式能源發(fā)展的動(dòng)因和目標(biāo)定位出發(fā)，結(jié)合我國國情、把握住其本質(zhì)特征。

分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的目的是為了更好地滿足社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的用能需求，促進(jìn)節(jié)能環(huán)保和能源優(yōu)化利用，彌補(bǔ)集中式能源系統(tǒng)的不足。通過一次能源的綜合利用和梯級(jí)利用提高能源利用效率，減少能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資和能量輸送損耗，降低污染排放，提高能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)也促進(jìn)可再生能源的利用。但是其發(fā)展的前提要有特定的資源稟賦和負(fù)荷條件，強(qiáng)調(diào)“就地取材”、“因地制宜”。

縱觀國內(nèi)、外分布式能源相關(guān)理論和發(fā)展實(shí)踐，其主要特征有三點(diǎn)：一是靠近需求，以用戶自用為主，避免能源的遠(yuǎn)距離傳輸，通常接入低壓配電網(wǎng)。二是節(jié)能環(huán)保，能效高（天然氣冷熱電三聯(lián)供能效達(dá)到70%以上）。三是裝機(jī)規(guī)模小，裝機(jī)容量通常為千瓦級(jí)、兆瓦級(jí)。概括起來就是“高能效、低排放、小型化”，其中自用為主、就近消費(fèi)是分布式能源最本質(zhì)的特征。

目前，一些城市的工業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設(shè)的大型、區(qū)域性天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)工程，裝機(jī)容量通常在二三十萬千瓦以上，接入110千伏甚至220千伏電網(wǎng)，盡管其設(shè)計(jì)的能源綜合利用效率較高，比傳統(tǒng)的燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境友好性更強(qiáng)，但是與分布式能源的本質(zhì)特征不符。國家確實(shí)應(yīng)當(dāng)積極支持和鼓勵(lì)具有節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)的、公用的區(qū)域性熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展，但不宜將其作為分布式能源來看待和管理。

客觀認(rèn)識(shí)分布式能源在現(xiàn)代能源體系中的地位和作用

為了追求較高的能源利用效率和規(guī)模效益，傳統(tǒng)的能源供應(yīng)系統(tǒng)都采用集中供能方式，以提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益。隨著分布式能源技術(shù)的發(fā)展，分布式能源具有的能源綜合利用效率高、污染少、能耗低等優(yōu)點(diǎn)逐步顯現(xiàn)，逐漸成為能源開發(fā)利用的一個(gè)重要方式。

但是分布式能源主要不是解決全局性和大范圍的能源供需平衡和資源優(yōu)化配置問題，重點(diǎn)是滿足特殊場合的需求，解決特定行業(yè)和特定區(qū)域用戶的資源綜合利用和能量梯級(jí)利用問題。

分布式能源在能源體系中的作用包括：一是實(shí)現(xiàn)能源資源的優(yōu)化利用，提高能源利用效率。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或冷熱電三聯(lián)產(chǎn)的方式，可以提高能源的利用效率。二是促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用，減少污染物排放。發(fā)展分布式可再生能源，拓展了分散性可再生能源的利用方式，推動(dòng)了可再生能源的開發(fā)。三是解決偏遠(yuǎn)或人口稀少地區(qū)的能源供應(yīng)問題。對(duì)于偏遠(yuǎn)或人口稀少的地區(qū)，與采用傳統(tǒng)供能方式相比，采取分布式能源系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是更好選擇。

不論是從基礎(chǔ)理論和歐美國家的發(fā)展現(xiàn)實(shí)來看，分布式能源都不會(huì)取代傳統(tǒng)的集中供能方式，只能是集中供能方式的重要補(bǔ)充。分布式能源與集中式能源系統(tǒng)有各自特點(diǎn)和定位，不存在先進(jìn)與落后之說，不存在誰代替誰之說，未來二者需要更加協(xié)調(diào)有序地發(fā)展，共同構(gòu)成結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行高效、充滿活力的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系。

我國分布式能源的發(fā)展要有準(zhǔn)確合理的定位

我國的能源資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段、生產(chǎn)力布局、建筑結(jié)構(gòu)和居住條件與西方發(fā)達(dá)國家有很大的差異，因此，決定了我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略，分布式能源的發(fā)展重點(diǎn)和路徑也會(huì)與這些國家有很大的不同，不能拿來做簡單的比較。

與歐美國家相比，我國分布式能源發(fā)展有自身的特點(diǎn)。從技術(shù)類型來講，主要是分布式小水電、熱電聯(lián)產(chǎn)和綜合利用機(jī)組裝機(jī)比重較大。

我國能源資源相對(duì)集中并且與能源消費(fèi)地域逆向分布的客觀條件，決定了集中式能源開發(fā)和跨區(qū)遠(yuǎn)距離輸送仍將是解決我國能源和電力供應(yīng)問題的主渠道。分布式能源作為我國能源利用的重要方式，是我國集中能源供應(yīng)系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。政府、企業(yè)等各個(gè)層面都應(yīng)高度重視分布式能源的發(fā)展，但還是應(yīng)該有一個(gè)準(zhǔn)確合理、恰如其分的定位，比如將分布式三聯(lián)供系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)調(diào)峰電源的定位和預(yù)期是不現(xiàn)實(shí)的。調(diào)峰電源發(fā)電出力是完全由電網(wǎng)調(diào)度來控制的，必須具備快速負(fù)荷響應(yīng)能力。這兩者定位有根本的不同，即便增加蓄熱（冷）裝置也很難改變這種差異。分布式能源系統(tǒng)可以起到一定的削峰作用，但是系統(tǒng)調(diào)峰還主要依靠抽水蓄能電站和大容量單循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。

我國需要因地制宜確定分布式能源的發(fā)展定位和發(fā)展重點(diǎn)，在進(jìn)一步做好小水電、資源綜合利用的同時(shí)，重點(diǎn)推動(dòng)建筑光伏和中小型天然氣三聯(lián)供的發(fā)展和應(yīng)用。

應(yīng)分類制定分布式能源的政策并與現(xiàn)行政策有效銜接

分布式能源技術(shù)類型多、投資主體不同、裝機(jī)規(guī)模各異、發(fā)電成本懸殊，應(yīng)在發(fā)展定位、項(xiàng)目審批、并網(wǎng)管理、支持政策等方面區(qū)別對(duì)待，并按照各自特點(diǎn)細(xì)化政策措施，避免對(duì)各種類型采用“一刀切”的政策。同時(shí)，我國現(xiàn)行的政策法規(guī)有效地促進(jìn)分布式能源的快速發(fā)展。例如，我國小水電產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策完善，同時(shí)小水電開發(fā)成本低、競爭能力強(qiáng)，沒必要再制訂額外的政策。《可再生能源法》及相關(guān)配套文件為風(fēng)電等分布式可再生能源發(fā)展提供有效的政策支持。資源綜合利用電廠認(rèn)定管理暫行規(guī)定等政策有效地促進(jìn)了余熱、余壓等資源綜合利用發(fā)電快速發(fā)展，也無需制定特殊支持政策。

因此，我國在制定分布式能源的相關(guān)政策時(shí)，需要抓住重點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，充分考慮與現(xiàn)行的政策法規(guī)相協(xié)調(diào)，調(diào)動(dòng)各方面的積極性。

合理確定天然氣分布式能源的發(fā)展模式和規(guī)模

在我國運(yùn)營的天然氣分布式系統(tǒng)中，已經(jīng)出現(xiàn)了由于裝機(jī)規(guī)模過大、運(yùn)營方式不合理導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性不高，以及采用單純上網(wǎng)發(fā)電導(dǎo)致資源浪費(fèi)等問題。

對(duì)于我國天然氣分布式能源的發(fā)展，應(yīng)以資源效率最大化，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)化為發(fā)展原則，應(yīng)堅(jiān)持“以熱定電”的設(shè)計(jì)原則。對(duì)當(dāng)?shù)乩錈嶝?fù)荷的需求及特性進(jìn)行深入，統(tǒng)籌考慮分布式能源資源、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、地區(qū)電網(wǎng)接納能力等因素，通過與集中供能方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，在此基礎(chǔ)上確定合理裝機(jī)規(guī)模和運(yùn)行方式，避免因建設(shè)規(guī)模過大，使得分布式系統(tǒng)的運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)和單純發(fā)電上網(wǎng)，造成資源的浪費(fèi)，這將違背分布式能源的發(fā)展初衷和目的。

我國的分布式能源發(fā)展不能以微電網(wǎng)建設(shè)作為必需條件

為了減少分布式可再生能源簡單并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)和用戶造成的沖擊，本世紀(jì)初，國外學(xué)者提出了微電網(wǎng)的概念和框架設(shè)計(jì)。微電網(wǎng)是以分布式能源技術(shù)為基礎(chǔ)，利用儲(chǔ)能和控制裝置，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電力電量平衡的微型供電網(wǎng)絡(luò)，其本質(zhì)是新技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用，是智能電網(wǎng)的重要組成部分。

但是從全球來看，目前微電網(wǎng)技術(shù)依然還處于研發(fā)和試驗(yàn)示范階段，微電網(wǎng)能量優(yōu)化管理技術(shù)、保護(hù)控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)尚未完全成熟，投資成本過高，國內(nèi)外均有一些孤立運(yùn)行的示范性項(xiàng)目，但是能夠真正實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)模式與孤島運(yùn)行模式平滑過渡、無縫切換，經(jīng)得起各種工況考驗(yàn)的微電網(wǎng)幾乎沒有。因此，我們既要積極支持和促進(jìn)微電網(wǎng)的研發(fā)與應(yīng)用，又不能對(duì)其抱有不切實(shí)際的想法，其技術(shù)特別是經(jīng)濟(jì)性問題的解決還需要一個(gè)較長的過程。

從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，我國的分布式能源發(fā)展不能以微電網(wǎng)建設(shè)作為必需條件。在大電網(wǎng)能夠覆蓋和延伸的范圍內(nèi)，還是應(yīng)充分發(fā)揮大電網(wǎng)的優(yōu)勢，通過智能電網(wǎng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)分布式能源有效接入，使得用戶的供電可靠性更有保障、經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。在微電網(wǎng)技術(shù)成熟和建設(shè)成本大幅下降后，在孤立偏遠(yuǎn)地區(qū)、分布式能源規(guī)模較大地區(qū)，以及對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠性有特殊要求的用戶，可考慮采用微電網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)。