分布式能源撑起能源“半壁江山”
来源：中国科学报 | 0评论 | 4091查看 | 2013-12-18 11:07:00
“如果把中国的电网比作一条高速公路，那么它可能是世界上最拥堵的，因为中国几乎所有的用电都要从统一的电网高速公路上输送，使得这条高速公路不堪重负。”中科院院士徐建中在写给国务院的发展分布式能源建议报告中，打了这样一个形象的比喻。
他认为，在中国大力发展分布式能源，相当于给电网高速公路开辟有效分支，从而减轻大电网的压力。
不仅如此，分布式能源还能让这种设想成为现实：居民躺在家里，一边用自产的电，一边把用不完的电卖给电网公司。
撑起能源“半壁江山”
分布式能源是一个就地取材，“吃光用尽”，同时供应冷、热、电甚至肥、水等的系统过程
在“规模效益”法则下，“大机组、大电网、超高压”构筑了第一代能源系统。这种由大容量、超高压、机组互联、远距离输电形成的大电网供电模式，是当今电力工业的主要特征。
以北京为例，山西和内蒙古的火电厂生产出电后，交由地方电网或华北电网公司，经长距离输送并多次变压到达北京市区，再根据用户的申请负荷支配使用。
不同于第一代能源系统，分布式能源将发电系统小规模、分散布置在用户附近，将电力、热力、制冷与蓄能技术相结合，好似一个个可独立输出冷、热、电等能源的多功能小电站。
前不久，天津市一位居民利用太阳能、风能自发电并网成功，个人发电一方面自用，一方面成为商品出售，“没想到有一天我发的电也能卖给国家”。
分布式能源是相对于传统集中供电方式而言的第二代能源系统。它是一个就地取材，“吃光用尽”，同时供应冷、热、电甚至肥、水等的系统过程。中科院工程热物理所研究员隋军表示，分布式能源与传统电力系统相比，克服了传统供电的一些弱点，成为不可缺少的有益补充。
2012年7月，印度大停电。位于首都新德里卫星城古尔冈的DLP数码城却躲过一劫，靠的就是冷热电联供分布式能源系统。
“世界上发生的几次大的停电事故，充分反映出集中供电的现代电力系统脆弱的一面，分布式能源则为改变单一集中供电提供了解决方案。”隋军说。
不难想象，电网规模越大，大停电的后果就越严重。大规模、长距离输电一旦遇上电网结构薄弱，就容易导致系统“崩盘”。
此外，与集中式发电—远程送电相比，分布式能源可大大提高能源利用效率。据统计，大型发电厂的发电效率一般为35%～55%，扣除厂用电和线损率，终端的利用效率只能达到30%～47%；而分布式能源的利用率可达到90%，且没有输电损耗。
正因为分布式能源在提高能源利用率、改善安全性与解决环境污染方面有很大作用，其在发达国家已占到能源供应总量的25%以上。例如，美国有6000多座区域分布式能源站，日本区域能源站总装机容量达920万千瓦，英国区域能源站总装机容量已有500万千瓦，荷兰有40%的电力来自天然气冷热电三联供系统，丹麦分布式能源占其能源总量的一半。
中科院院士周孝信表示，从中国能源发展的趋势来说，分布式能源将来可能撑起“半壁江山”，但目前还处在发展的初级阶段。
面临不少“高门槛”
主要问题是打破行业壁垒，实现投资方、能源服务企业、用户和电网等相关方的利益平衡
近年来，分布式能源已成为中国能源战略的关键一环。国务院《能源发展“十二五”规划》首次专辟一节提出大力发展分布式能源，要求到2015年建成1000个左右天然气分布式能源项目、10个左右各具特色的天然气分布式能源示范区、100个以分布式可再生能源应用为主的新能源示范城市。
隋军表示，这些示范工程是我国分布式能源的先行者，对技术和市场的发展作了很好的探索。不过，由于早期项目技术和设计水平欠缺，加之经验不足，目前仅有少数运行良好。如北京南站、上海浦东机场、广州大学城等大型分布式能源项目长期不能并网，至今孤网运行。
“作为独立系统运行没问题，但是要入网，前几年政策不到位，有很多限制。”周孝信坦言，分布式电源并网，并非接一根电线就能实现，并网背后有大量复杂的准备工作。大量分布式能源接入电网，对电网的稳定性和安全性提出了挑战，技术上有一定难度。
不过，国外分布式能源已顺利发展了几十年，并网并不是无法解决的难题。
“目前主要的问题是打破行业壁垒，实现投资方、能源服务企业、用户和电网等相关方的利益平衡。”隋军表示，根据《分布式发电管理暂行办法》，一些省份已将分布式能源的管理归口到电网公司，电网方面应在促进分布式能源的发展中发挥更积极的作用。
今年，国家电网和南方电网相继出台了分布式电源并网服务工作意见，此前在该领域存在的并网困难等问题有望从政策层面获得解决。
然而，在中国，分布式电源仍面临不少“高门槛”。
一位长期工作在市场一线的专家表示，除电力市场的开放和并网问题外，分布式能源发展面临的另一个重大难题是天然气价格波动。他认为，天然气涨价严重影响到分布式能源的发展，气价提高后大部分项目需要寻找新的盈利点，目前来看，处于规划之中的项目，有2/3已失去经济价值。
记者还了解到，北京供电公司购买个人发电的价格执行燃煤脱硫电价，为每度0.42元。按照该价格，若投资5万元建设一个光伏电站，需要20年左右才能回收成本，而光伏发电站的使用寿命通常在25年左右。这对很多居民来说，吸引力不大。
今年10月，山西晋城泽州县村民李国杰家的“光伏发电站”并入电网。
李国杰家屋顶安装了12块太阳能多晶板，月发电450多度。并网后，白天发的电除供自家使用外，多余的电并入电网。
逐步走向规模化
社会各界对分布式能源的认同度正在大幅提高，专门从事分布式能源的企业从起初的几家发展到上百家
除政策问题外，技术同样是掣肘中国分布式能源发展的重要因素。
比如，在中国得到普遍认可的天然气分布式系统虽然正在普及，但燃气轮机等核心设备主要靠进口，即使日常检修也要依赖国外人员，致使项目投资和运行维护成本较高。
“发展瓶颈主要还是先进动力技术。”隋军说，我国在微小型燃气轮机、高效低排放内燃机方面与国外还存在较大差距，在余热利用、储能等方面也需要进一步研发性能更先进的技术产品。
对于目前的市场需求，国产设备仅在制冷机、换热器及配套设备方面基本能满足。
隋军坦言，在微小型燃气轮机的性能上，国产与进口几乎差了20年。要实现整个分布式能源系统的高效节能，国产的还达不到。
比如，由中科院工程热物理所承担的广东宏达工业园分布式能源系统，作为国家“863”项目示范工程，实现了能源深度梯级利用。运行结果表明，该系统节能率为国内最高水平，接近30%。但是，“动力方面都是进口设备”。
作为国内最早开展分布式能源研究的科研团队之一，中科院工程热物理所在燃气轮机方面有很长时间的研究积累。隋军透露说，“十二五”期间，他们将联合全国最强的科研力量攻克微小型燃气轮机关键技术，并建设一个多能源互补的分布式能源示范工程。
与此同时，社会各界对分布式能源的的认同度正在大幅提高。目前，专门从事分布式能源的企业从起初的几家发展到上百家，包括设备制造商、系统集成商到能源服务商。
“分布式能源已经迎来规模化、产业化发展的曙光。”隋军说。
周孝信则表示，从长远来说，分布式能源一定会占相当比例，而且和大型电力设施相互结合，这是中国将来的能源模式。
他认为，要根据中国的国情和地区的具体情况，制定适合本地区资源禀赋、价格体系和市场需求的分布式能源发展战略。“
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