深评｜分布式能源的发展实践与环境效益研究

三、分布式能源的发展现状

分布式能源因其能源利用方式的独特优点，值得在我国推广。一方面，随着2015年12月青海省最后3.98万无电人口实现通电，我国已实际上全面解决无电人口用电问题;从现实意义上看，分布式能源的独立运行模式更适合于大电网覆盖不到的偏远地区。对于此类边远地区，独立运行的分布式能源系统可以借助西部的天然气资源与多种可再生能源多样，以较小的代价来获得稳定的电力供应，这类独立运行的分布式能源系统可形成对大电网的有效补充。另一方面，我国大量使用化石能源，特别是煤的过度开发与使用，是造成京津冀、长三角、珠三角等能源负荷集中区酸雨、灰霾等环境问题的主要原因;分布式能源系统可根据用户当地能源资源情况和能量需求特点，就近利用清洁燃料和可再生能源，大幅度减少常规化石燃料的使用及电力、热能的远距离输送，缓解区域的环境污染问题[金红光,隋军.变革性能源利用技术——分布式能源系统[J].分布式能源,2016,1(01):1-5]。从电网安全的角度考虑，分布式供能为主的新型能源系统是常规供能系统不可缺少的有益补充，通过分布式能源系统的主动调控作用，有助于城市电力和燃气的双重调峰，并为配电网提供更多的支撑电源，提高供能可靠性。

(一)运行模式

根据我国不同时期政策支持下的分布式能源项目案例，可以总结出我国分布式能源的四种发展模式：独立运行、并网不上网、并网上网和发电量全部上网[侯健敏,周德群.我国分布式能源的政策演变与三阶段、四模式发展[J].经济问题探索,2015(02):126-132.]。

1、独立运行：在国家电网正式出台文件允许分布式能源并网之前，很多系统都只能独立运行。独立运行的系统在经济上并不具有优势，由于系统用电负荷波动，导致发电机组很难连续满负荷运行，因而系统的经济性得不到保证。当然，此类独立运行的DER，适合在大电网难以覆盖或输配电网建设成本高昂的偏远地区和海岛等地，实现小范围的能源自给。

2、并网不上网：分布式能源项目通常应具有开放性，即允许分布式能源系统和大电网并网运行，从而实现系统内能源的供需平衡。并网不上网模式，是指分布式能源系统接入大电网并网运行，电力自发自用，不足部分由大电网提供，但不能反向送电。

3、并网上网：该模式下分布式能源系统不仅可以与公共电网并网运行，同时多余电力可向电网销售，国家财政对分布式能源提供补贴，主要原则为鼓励自发自用。自发自用、余电上网，可提高系统的能效和经济效益，对电网削峰填谷，进而实现保护环境、保障电力安全等环境和社会效益，实现多赢。

4、发电量全部上网：此模式可分两种情况，1)对于天然气分布式能源系统，若其所发电力全部上网，冷、热、蒸汽等就近供给，而当地所需电力由电网供给，这相当于起到提高能源综合利用效率和调峰作用的小型燃气热电厂;2)从消纳新能源、减少碳排放等角度考虑，发电量全部上网更适合可再生分布式能源系统，例如分布式光伏。

理论上，具有节能减排效益的分布式能源项目，除了服务偏远地区的自给型能源站之外，应当是能够并网、且可以上网的分布式能源，即鼓励自发自用、余电上网，同时支持电网的削峰填谷，提高能源使用效率，减少输电损耗，并促进电网安全。

(二)主要分布式能源的发展概况

1、天然气分布式能源

2016年12月20日，中国城市燃气协会分布式能源专委会在京发布《天然气分布式能源产业发展报告2016》，这是我国首份天然气分布式能源行业报告。我国天然气分布式能源行业自2002年起步以来，经历10余年探索，在少数发达地区和城市已初见雏形。近两年，随着能源行业市场化改革的推进，有利于天然气行业发展的政策频出。“天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好等众多优点，对改善我国一次能源消费结构、保证能源供给安全、解决环境大气污染均可发挥积极作用。同时基于天然气的可调节性，其还能与可再生能源实现良性互补、融合发展，天然气分布式能源在提高天然气消费比重上有望做出重要贡献。”

根据《天然气分布式能源产业发展报告2016》，截至2015年底，我国天然气分布式能源项目(单机规模小于或等于50兆瓦，总装机容量200兆瓦以下)共计288个，总装机超过1,112万千瓦。天然气分布式能源产业在2015年从在建、筹建项目数量和规模等多方面表现出了明显的发展拐点和加速趋势，2015年成为天然气分布式能源的“快速发展年”。目前已开始从早期的北京、上海、广州等经济发达地区向国内二三线城市渗透发展。综合各地规划，到2020年，我国天然气分布式能源装机总量将超过2,000万千瓦。据此《报告》预计，受市场、政策、能源、环境和社会等不确定性因素影响，到2020年天然气分布式能源市场装机规模可能达到2,700~3,000万千瓦。

此外，根据前瞻《2018-2023年中国分布式能源行业商业模式创新与投资前景预测分析报告》数据显示，2016年全国天然气分布式发电累计装机容量为1,200万千瓦，尚不到全国总装机容量的2%，中国天然气分布式发展目前刚刚起步，距离《关于发展天然气分布式能源的指导意见》提出的到2020年装机规模达到5,000万千瓦的目标差距很大。天然气分布式能源的可开发市场规模较大。

2、分布式光伏

如今我国在“全面推进分布式光伏和‘光伏+’综合利用工程”上已经初见成效。数据显示，截至2017年年底，我国光伏电站累计并网容量为100,590MW，而分布式累计装机容量则达到了29,660MW，且分布式光伏的年增长率在2017年明显超出了光伏整体的增速，发展概况如图2所示。

受益于新能源需求快速增长及国家产业政策引导，2015年以来我国光伏产业发展迅猛，投资热情高涨。根据2017年7月国家能源局发布的《关于可再生能源发展“十三五”规划实施的指导意见》，2017~2020年国内光伏电站新增建设规模(含领跑基地项目建设，每年8GW)分别为22.4GW、21.9GW、21.1GW、21.1GW，合计86.5GW，但2017年全年实际装机达到53.06GW，同比增长53.45%，其中光伏电站33.62GW，同比增长11%，分布式光伏19.44GW，同比增长3.7倍。由于分布式光伏装机的快速增长，实际建成规模远超规划目标，我国新增装机规模连续三年全球排名第一，累计装机规模连续五年全球排名第一。2018年1~4月，光伏发电新增装机容量12.94GW，同比增长45.72%，继续呈现爆发式增长。

3、分布式生物质能

根据《生物质能发展“十三五”规划》公布的基本数据，我国生物质资源丰富，能源化利用潜力大;全国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。截至2015年，生物质能利用量约3,500万吨标准煤，其中商品化的生物质能利用量约1,800万吨标准煤。生物质发电和液体燃料产业已形成一定规模，生物质成型燃料、生物天然气等产业已起步，呈现良好发展势头。

截至2017年底，全国共有30个省(区、市)投产了747个生物质发电项目，并网装机容量1,476.2万千瓦(不含自备电厂)，占全国电力装机容量的0.6%;2017年发电量794.5亿千瓦时，占全部发电量的1.2%;其中农林生物质发电项目271个，累计并网装机700.9万千瓦，年发电量397.3亿千瓦时;生活垃圾焚烧发电项目339个，累计并网装机725.3万千瓦，年发电量375.2亿千瓦时;沼气发电项目137个，累计并网装机50.0万千瓦，年发电量22.0亿千瓦时。生物质发电技术基本成熟。

若不考虑以处理处置生活垃圾为目的的垃圾焚烧发电，目前我国的农林生物质发电项目通常仍以电力生产为主要目的，并依托国家的新能源补贴电价实现基本的盈亏平衡或盈利。从实际应用状态上看，单纯以电力生产为目的的电站建设其实并不完全契合生物质发电的特点。生物质发电装机规模小，单机通常不超过25MW，同时需要靠近农林生物质收集区域，而这些区域除了单纯的林区之外，通常存在城镇聚集区，客观存在一定规模电力和热力(制冷)需求，这些特点恰恰符合分布式能源的供需关系和发展特点。因而以分布式生物质热电联产为形式的能源开发模式和项目建设，预期可成为我国城镇化发展和城乡现代建设的重要举措之一，协同解决小型城镇和城乡居住区的包括居民取暖在内的热力供应，并满足区域范围的电力负荷需求，同时有效消纳周边农林地区的生物质，降低采暖期的化石燃料消耗和污染排放，减少农林生物质散烧带来的负面环境影响。