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对推进我国分布式能源科学发展的几点思考

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/12/27 10:37:57   

  所属频道:  电网    关键词:  分布式能源 微电网

分布式能源是指位于用户附近,装机规模小,所产生能源就地消纳,可再生能源与能源综合利用系统的总称。具有能源高效利用、节能环保等优点。近年来,分布式能源在我国得到了高度重视和快速发展,同时,也面临不少问题和瓶颈,社会各方面对其发展定位、发展重点和模式也有不同认识。笔者结合自身研究工作和国内外实践,提出对科学推进我国分布式能源发展的几点粗浅思考。

要把握分布式能源系统的本质特征

什么是分布式能源系统?目前国际上并没有一个较为统一的定义,美、日、欧提出的术语和含义都不完全一致。国内学术界、企业界、政府机构尚未形成统一共识,但是将分布式能源“泛化”的倾向比较明显。一些装机几十万千瓦、供热半径数十平方千米的热电联产工程也被称之为分布式能源系统。这使得分布式能源相关的研究、统计、规划、立法、政策制订都面临很多困惑和难题。出台的一些政策也难以真正发挥作用,有关部门新出台的关于发展天然气分布式能源的指导意见,提出了2020年装机5000万千瓦的宏伟目标,但是其中包含什么却不明确。

如果单纯从学术研究角度,分布式能源的概念完全可以含糊和宽泛一些,但是作为一个国家重点推进的方向和产业,必须明确其内涵和外延,确定其标准和适用范围,有的放矢的制定政策规划。而确定其标准必须从分布式能源发展的动因和目标定位出发,结合我国国情、把握住其本质特征。

分布式能源系统发展的目的是为了更好地满足社会生产和人民生活的用能需求,促进节能环保和能源优化利用,弥补集中式能源系统的不足。通过一次能源的综合利用和梯级利用提高能源利用效率,减少能源网络建设投资和能量输送损耗,降低污染排放,提高能源供应的可靠性和稳定性,同时也促进可再生能源的利用。但是其发展的前提要有特定的资源禀赋和负荷条件,强调“就地取材”、“因地制宜”。

纵观国内外分布式能源相关理论和发展实践,其主要特征有三点:一是靠近需求,以用户自用为主,避免能源的远距离传输,通常接入低压配电网。二是节能环保,能效高(天然气冷热电三联供能效达到70%以上)。三是装机规模小,装机容量通常为千瓦级、兆瓦级。概括起来就是“高能效、低排放、小型化”,其中自用为主、就近消费是分布式能源最本质的特征。

目前,一些城市的工业园区规划建设的大型、区域性天然气热电联产工程,装机容量通常在二三十万千瓦以上,接入110千伏甚至220千伏电网,尽管其设计的能源综合利用效率较高,比传统的燃煤热电联产系统环境友好性更强,但是与分布式能源的本质特征不符。国家确实应当积极支持和鼓励具有节能环保特点的、公用的区域性热电联产系统发展,但不宜将其作为分布式能源来看待和管理。

客观认识分布式能源在现代能源体系中的地位和作用

为了追求较高的能源利用效率和规模效益,传统的能源供应系统都采用集中供能方式,以提高能源利用效率,实现规模效益。随着分布式能源技术的发展,分布式能源具有的能源综合利用效率高、污染少、能耗低等优点逐步显现,逐渐成为能源开发利用的一个重要方式。

但是分布式能源主要不是解决全局性和大范围的能源供需平衡和资源优化配置问题,重点是满足特殊场合的需求,解决特定行业和特定区域用户的资源综合利用和能量梯级利用问题。

分布式能源在能源体系中的作用包括:一是实现能源资源的优化利用,提高能源利用效率。通过热电联产或冷热电三联产的方式,可以提高能源的利用效率。二是促进可再生能源的开发利用,减少污染物排放。发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,推动了可再生能源的开发。三是解决偏远或人口稀少地区的能源供应问题。对于偏远或人口稀少的地区,与采用传统供能方式相比,采取分布式能源系统在技术和经济上都是更好选择。

不论是从基础理论和欧美国家的发展现实来看,分布式能源都不会取代传统的集中供能方式,只能是集中供能方式的重要补充。分布式能源与集中式能源系统有各自特点和定位,不存在先进与落后之说,不存在谁代替谁之说,未来二者需要更加协调有序地发展,共同构成结构合理、运行高效、充满活力的现代能源供应体系。

我国分布式能源的发展要有准确合理的定位

我国的能源资源禀赋、经济发展阶段、生产力布局、建筑结构和居住条件与西方发达国家有很大的差异,因此,决定了我国的能源发展战略,分布式能源的发展重点和路径也会与这些国家有很大的不同,不能拿来做简单的比较。

与欧美国家相比,我国分布式能源发展有自身的特点。从技术类型来讲,主要是分布式小水电、热电联产和综合利用机组装机比重较大。

我国能源资源相对集中并且与能源消费地域逆向分布的客观条件,决定了集中式能源开发和跨区远距离输送仍将是解决我国能源和电力供应问题的主渠道。分布式能源作为我国能源利用的重要方式,是我国集中能源供应系统的有益补充。政府、企业等各个层面都应高度重视分布式能源的发展,但还是应该有一个准确合理、恰如其分的定位,比如将分布式三联供系统作为电力系统调峰电源的定位和预期是不现实的。调峰电源发电出力是完全由电网调度来控制的,必须具备快速负荷响应能力。这两者定位有根本的不同,即便增加蓄热(冷)装置也很难改变这种差异。分布式能源系统可以起到一定的削峰作用,但是系统调峰还主要依靠抽水蓄能电站和大容量单循环燃气发电机组。

我国需要因地制宜确定分布式能源的发展定位和发展重点,在进一步做好小水电、资源综合利用的同时,重点推动建筑光伏和中小型天然气三联供的发展和应用。

应分类制定分布式能源的政策并与现行政策有效衔接

分布式能源技术类型多、投资主体不同、装机规模各异、发电成本悬殊,应在发展定位、项目审批、并网管理、支持政策等方面区别对待,并按照各自特点细化政策措施,避免对各种类型采用“一刀切”的政策。同时,我国现行的政策法规有效地促进分布式能源的快速发展。例如,我国小水电产业发展政策完善,同时小水电开发成本低、竞争能力强,没必要再制订额外的政策。《可再生能源法》及相关配套文件为风电等分布式可再生能源发展提供有效的政策支持。资源综合利用电厂认定管理暂行规定等政策有效地促进了余热、余压等资源综合利用发电快速发展,也无需制定特殊支持政策。

因此,我国在制定分布式能源的相关政策时,需要抓住重点和薄弱环节,充分考虑与现行的政策法规相协调,调动各方面的积极性。

合理确定天然气分布式能源的发展模式和规模

在我国运营的天然气分布式系统中,已经出现了由于装机规模过大、运营方式不合理导致经济性不高,以及采用单纯上网发电导致资源浪费等问题。

对于我国天然气分布式能源的发展,应以资源效率最大化,技术经济性最优化为发展原则,应坚持“以热定电”的设计原则。对当地冷热负荷的需求及特性进行深入,统筹考虑分布式能源资源、配电网结构、地区电网接纳能力等因素,通过与集中供能方式进行经济技术比较,在此基础上确定合理装机规模和运行方式,避免因建设规模过大,使得分布式系统的运行不经济和单纯发电上网,造成资源的浪费,这将违背分布式能源的发展初衷和目的。

我国的分布式能源发展不能以微电网建设作为必需条件

为了减少分布式可再生能源简单并网对电网和用户造成的冲击,本世纪初,国外学者提出了微电网的概念和框架设计。微电网是以分布式能源技术为基础,利用储能和控制装置,实现网络内部电力电量平衡的微型供电网络,其本质是新技术在配电网的应用,是智能电网的重要组成部分。

但是从全球来看,目前微电网技术依然还处于研发和试验示范阶段,微电网能量优化管理技术、保护控制技术、储能技术尚未完全成熟,投资成本过高,国内外均有一些孤立运行的示范性项目,但是能够真正实现联网模式与孤岛运行模式平滑过渡、无缝切换,经得起各种工况考验的微电网几乎没有。因此,我们既要积极支持和促进微电网的研发与应用,又不能对其抱有不切实际的想法,其技术特别是经济性问题的解决还需要一个较长的过程。

从现实出发,我国的分布式能源发展不能以微电网建设作为必需条件。在大电网能够覆盖和延伸的范围内,还是应充分发挥大电网的优势,通过智能电网的建设,实现分布式能源有效接入,使得用户的供电可靠性更有保障、经济性更优。在微电网技术成熟和建设成本大幅下降后,在孤立偏远地区、分布式能源规模较大地区,以及对电能质量和供电可靠性有特殊要求的用户,可考虑采用微电网等先进技术手段实现安全、可靠、经济的电力供应。

来源:中电新闻网
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