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1、浅析分布式能源摘要：文章主要论述分布式能源基本概念、优势、发展历程和影响因素，并结合 当前中国能源形势分析在中国发展分布式能源的优势。关键词：分布式能源、热力发电厂、影响因素一、基本概念所谓“分布式能源”（distributed energy sources）是指分布在用户端的 能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以 利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷（植）联产为主，其他中央能源 供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源 供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实 现适度排放的目标 。分布式能源系
2、统分布安置在需求侧的能源梯级利用，以及资源综合利用和可 再生能源设施。通过在需求现场根据用户对能源的不同需求，实现温度对口供应 能源，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效能的最大化。分布式能源是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，根据终端能 源利用效率最优化确定规模。分布式能源是将用户多种能源需求，以及资源配置 状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统。分 布式能源采用先进的能源转换技术，尽力减少污染物的排放，并使排放分散化， 便于周边植被的吸收。同时，分布式能源利用其排放量小，排放密度低的优势， 可以将主要排放物实现资源化再利用，例如：排放气体肥料化
3、。分布式能源依赖于最先进的信息技术，采用智能化监控、网络化群控和远程 遥控技术，实现现场无人职守。同时，也依赖于未来以能源服务公司为主体的能 源社会化服务体系，实现运行管理的专业化，以保障各能源系统的安全可靠运行。二、分布式能源的优势分析与传统的集中发电方式相比，分布式能源系统发电的优势十分明显，主要是：（1）能效高。实现了能源梯级合理利用，分布式能源系统能效可达80%以上。（2）污染少。多采用清洁、高效的天然气和可再生能源发电，分布式能源系 统污染排放量很低，同时，由于分布式能源系统发电的电压等级比较低，电磁污 染比传统的集中式发电要小得多去。（3）运行灵活，完全性好。分布式能源系统发电方式
4、灵活，在公用电网故障 时，可自动与公用电网断开，独立向用户供电，提高了用户自身的用电可靠性； 当所在地的用户出现故障时，可主动与公用电网断开，减小了对其他用户的影响。（ 4）系统经济性好。由于高效、低损耗和低污染排放，分布式能源系统具有 明显的经济性。将分布式能源系统接入传统的电力系统，既可以满足电力系统和 用户的特定要求，又可以提高系统的灵活性、可靠性和安全性。正因为分布式能源有上述优势，在国际上得到迅速发展，在我国经过几年来 国内科技人员和工程技术人员的大力宣传，积极推广，目前在分布式能源领域， 已由学会研讨会上的科学探讨，进入工程开发阶段。现在北京、上海、广东、浙 江、四川、等地已有一批
5、分布式能源工程投入运行，实现热、电、冷联产，在节 能与环保方面发挥着重要作用。据不完全统计目前我国分布式能源装机总容量已 近 500 万千瓦。如果国家的有关政策落实，积极引导，专家们预计分布式能源将 如燎原烈火席卷中华大地，必将在节能与环保方面做出更大贡献。三、分布式能源的发展以天然气，煤层气，沼气或燃油为燃料的燃机，余热锅炉，溴化锂吸收式制 冷机组组成的小型分布式能源，由于建在用户侧，减少输送损失，并能实现优势 能源的梯级利用，因而效率极高。分布式能源系统的一次能源以气体燃料为主， 可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源。其二次能源以分布在用户端的热， 电，冷联产为主，其他能源供应系统为辅，
6、将电力，热力，制冷与蓄能技术结合， 以直接满足用户多种需求，实现能源梯极利用，并通过公用能源供应系统提供支 持和补给。各系统在低压电网和冷，热水管道上进行就近支援，互保能源供应的 可靠性。分布式能源系统将能源利用效率发挥到最大状态，从而节约了能源，保 护了环境。分布式能源系统依托智能信息化技术可以实现现场无人值班，通过社会化服 务体系提供设计，安装，运行，维修一体化保障。在研究分布式能源系统有关问 题时，在业内也有称之为“分布式供电”，“分布式发电”或“分散式电源”，就其概 念而言，是有一定区别的。在国际上，尤其是在经济发达或较发达的国家中，经济发展带动电力负荷的 持续增长，对供电可靠性，电能
7、质量的要求不断提高，新型发电技术和储能技术 得到发展，电力市场化改革的逐步推行，环境保护问题日益突出并受到重视，在 这些行业内外部条件和因素综合作用下，使具有较高能源利用效率的分布式能源 系统得到了快速发展。美国在1978 年颁布公共事业管理政策法后，正式开始推 广建设分布式能源系统。近年来，日本，德国，荷兰，丹麦和加拿大等国家的分 布式能源系统也得到很大的发展。分布式能源系统的能源利用率远远高于多数国家依靠大型主要电站将电力 从发电厂向终端用户单向传输的集中供电系统。发电厂最终只能将燃料能源燃烧 产生的 1/3 热能转化成电能，而近 50%的热能流失，传输环节损耗近 10%的热能 而且，当前
8、20%的发电装机容量只用于满足用电高峰期的需求。因此，这些发电 机组运行时间仅占全部机组运行时间的 5%，发电量仅占发电总量的 1%。由于只 依靠几条主要线路传输电力，集中供电系统的供电线路拥堵问题日益凸显。电力 供应过剩迫使公用事业单位依靠污染性更高和效率更低的能源发电来满足用电 高峰期需求，而不是简单地将剩余电力从需求量低的市场重新配送至需求量高的 市场，从而造成能源利用率更为低下。在美国，分布式能源系统推广面临来自电力企业的阻力。分布式能源供应旨 在消除电力企业盈利和电力消费之间的关联性，从而激发电力企业投资研发高效 节能技术来推动分布式能源系统建设的热情。改变这种关系甚至比技术创新更为
9、 重要。清洁能源技术咨询公司Clean Edge的联合创始人Ron Per nick认为：如果没 有公用事业单位参与其中，分布式能源系统推广将很难取得进展。监管机构需要 制定一些政策，促使公用事业单位投身分布式能源系统建设。而根本之处在于， 消除电力企业盈利同电力消费之间的关联性。”美国西部各州的电力企业已开始将提高能源利用率列为长期资源投资战略中的重要一环。在华盛顿州，电力公司PG&E计划通过投资研发高效节能技术来 增强分布式能源系统，通过分布式能源系统来满足未来 50%的能源需求。其他电力企业正在推出雄心勃勃的计划来推动分布式能源系统建设。总部 位于南加州的爱迪生电力公司计划在 2013
10、年完成在南加州地区建筑物顶安装 250 兆瓦太阳能电池板项目。与此同时，许多企业和消费者已经率先参与进来。 在过去10 年中，大幅降低对集中能源系统依赖性的小型企业和消费者数量在以 每年 33%的速度递增。总部位于美国加州山景城的谷歌公司在其用电高峰期间， 利用安装在山景城园区内的 1.6 兆瓦太阳能电池板来满足30%的电力需求。我们 有充分的理由预期其他硅谷企业将竞相效仿。在北京召开的“分布式能源技术在燃气领域中的应用”研讨会上，专家指 出，现阶段分布式能源在我国虽原则上受国家鼓励，但相关政策环境却对其发展 不利；专家呼吁尽快对“什么是中国特色的分布式能源”进行统一定义，否则难 以作出政策支
11、持和技术规范。四、分布式能源发展影响因素 影响分布式能源系统发展的主要因素可归结为技术、政策与机制、市场等几 方面。1. 技术因素技术因素涵盖了与分布式能源系统相关的各个技术问题。具体地说,就是分 布式能源设备的技术性能,如发电机组、并网设施、输配电网的运行,以及电网安 全、可靠及稳定运行的标准等。分布式能源系统并网存在以下的限制。(1) 电网的技术条件:如农村电网的电压城市电网的故障率等限制。分布式 能源系统并网可能使电网的故障率上升,这就限制了分布式能源系统尤其是热电 联产机组的并网。此外,并网还意味着电网电压的升高。这些都对电网的改造提 出了新要求。(2) 安全问题:分布式能源系统的并网
12、可能引发意想不到的操作。如, 某一 条馈线的故障可能使另一条馈线产生断路。(3) 产生可能的波动和配备辅助装置 :并网的分布式能源系统数量越多 ,对 电网的冲击大。间歇性的分布式能源系统还需要配备存储设备等。(4) 缺乏必要的基础设施,制约了远离电网的分布式能源系统的建设。为了 并网,分布式能源开发商必须接受电网公司或电力公司的有关并网技术条款 ,其 中包括各方的责任、电网改造及线路延伸的成本分摊等。2. 政策与机制因素 政策与机制因素包括直接和间接地影响分布式能源项目的政策,以及制定、实施相关政策的体制结构等。支持政策的空缺或不确定是分布式能源发展的重要 障碍。目前欧盟各国正处于电力市场开放
13、的过渡时期,对电力市场的监管和分布 式能源(可再生能源技术和热电联产技术) 支持政策有着很多的争议,许多政策 和措施变更频繁。在新旧机制交替之际,出现了政策空缺,增加了分布式能源发展 规划的不确定性。在欧洲,影响分布式能源技术发展的各种障碍与电力监管体制 密切相关。而现有的电力监管体制未能充分认识分布式能源系统的价值,尤其是 环保效益、提高电网服务质量、保障电力供应等方面的益处。分布式能源能否纳 入区域规划关系到分布式能源项目建设和运行的许可审批。许多分布式能源项目, 如小水电、风电、兆瓦级光伏发电等常常由于保护生态和土地、景观及历史遗迹 等原因而造成选址困难。如果分布式能源系统的选址能尽早纳
14、入区域规划中,就 可避免选址与保护自然的冲突。例如,德国将分布式能源的开发纳入区域规划中, 一方面使当地政府为风力发电提供合适的场地,另一方面也降低了开发商的选址 成本。还有,天然气热电冷设备选址的困难一般较少,因为不论工业、医院还是住 宅在建筑设计时已为能源设备留有一定的空间 ,除非因地点的特殊性 ,其噪音可 能影响一些热电联产项目的许可审批。3. 市场因素 市场因素包括分布式能源技术自身的经济特性和市场结构。前者指的是设 备及运行成本,以及融资、燃料和产品合同等。后者指的是市场参与者的数量和 规模大小、定价和交易机制、竞争的力度、进入市场条件等。许多分布式能源系 统的开发商、运营商往往不是
15、实力雄厚的电力公司 ,多为新成立的中小型企业 , 因此在技术、经验和能力方面不及有实力的大公司。许多分布式热电联产设备的 运行商或用户在市场中多处于弱势地位。电力公司的市场操纵力可能直接影响分 布式能源项目的发展。对于中小规模的独立发电商来说 ,一旦发电和批发市场的开放程度有限 ,电 网公司就可能对分布式能源开发商制造各种并网的障碍,例如电网公司可能会采 用拖延处理并网申请、使申请手续复杂化或联合抵制等手段阻碍分布式能源系统 的并网,这就使资金紧缺的开发商面临更多困难。市场操纵力还体现在电网公司 可能压低分布式能源的上网电价,对非电力部门的分布式能源开发商采取抵制的 策略;燃气公司也可能会抬高
16、热电机组燃料供应的容量费等。对于天然气热电联 产设备而言,气价/ 电价比的迅速攀升极大地影响了分布式热电联产技术的推广。 一方面,天然气价格不断上涨,而另一方面,电力市场开放的负面结果（未计入环 境成本）使电价偏低,热电设备运行的经济性则难以维持。四.大型燃气-蒸汽联合循环热电厂vs小型分布式能源分布式能源对比大型燃气-蒸汽联合循环有四大优势。优势一：分布式热电冷联产，由于占地小，一般的写字楼、商场、宾馆、 学校等建筑在地下室均可。没有大型热电厂厂址选择的诸多限制因素。也可以认 为发展分布式热电冷联产并不增加城市建设用地，如北京经济开发区联合循环热 电厂，仅土地购置费就需550 元/平米，工程支出3288 万元，这对北京来讲是难 得的机遇。北京草桥燃机热电厂征地150 万元/亩，北京太阳宫燃机热电厂征地 135，万元/亩，可见大热电厂征地费是不小的开支。优势二：由于分布式热、电、冷联产，是各单位筹建，因为工程小，造
