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深评|分布式能源的发展实践与环境效益研究

北极星储能网  来源:中债资信    2018/11/2 9:41:20  我要投稿  

北极星储能网讯:分布式能源与大电网的结合,是我国电力工业未来的发展方向之一,也受到了政策的重点支持和关注。目前以分布式光伏、天然气分布式能源等类型项目为典型代表,我国的分布式能源发展正在进入快速的发展期。

2004年,“分布式能源”正式出现在我国的政府文件;“十一五”、“十二五”期间,分布式能源的相关政策颁布力度不断加大,国务院、国家发改委、国家能源局,均从不同的层次,对分布式能源发展设定了政策支持领域和重点行动;在十三五的能源规划、可再生能源规划、太阳能发展规划中,均对分布式能源的发展提出了要求和目标。

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;主要的分布式能源项目,包括天然气分布式、分布式光伏等类型,目前市场处于快速发展期,但仍存在很大的发展空间。

基于可再生能源的分布式能源项目在运营阶段均没有直接的大气污染物排放,节能减排效益明显,可通过可再生能源的转化效率、可利用小时数、布置的合理性等考察项目的表现水平。而基于天然气的项目,污染物减排效益仍然比较显著,尽管其仍存在一定的氮氧化物排放,此类项目可通过能源利用效率、单位能源输出的污染物排放强度、负荷匹配程度等考察项目的表现水平。

分布式能源具有明确的节能减排效益,同时其鲜明特点和独特优势,值得在更大范围内进行推广和示范;而以此作为融资标的、特别是绿色金融支持的项目,预计也将在市场中涌现。

随着传统化石能源使用所带来的环境污染日益严重,尤其是我国以煤为主的资源禀赋限制带来的诸如大面积灰霾爆发等生态环境问题频发,能源结构调整优化和能源地高效利用成为社会可持续发展的基础性问题。分布式能源作为一种清洁高效的新型能源利用技术,得到了诸多方面越来越多的关注;分布式能源与大电网的结合也被国内外许多专家学者认为是降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式,这是世界能源工业和未来电力市场发展中的一个重要方向,同时也是我国电力工业未来的发展方向之一。

一、分布式能源的概念

分布式能源目前有几个常用的称谓或概念,但在国际上并没有统一的定义。参考欧美机构的主要定义,分布式能源相关的概念主要包括:分布式能源(DistributedEnergy Resources,DER)、分布式发电(DistributedGeneration,DG)和分布式电力(DistributedPower,DP)。此外,国内还有热电冷联供(CombinedCooling Heating And Power,CCHP)等概念。

分布式发电(DG)是一种新兴的能源利用方式,其通常被定义为:直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施,经济、高效、可靠地发电[郑志宇, 艾芊. 分布式发电概论[M]. 中国电力出版社, 北京, 2013]。分布式发电系统中的发电设施称为分布式电源,主要包括风力发电、太阳能发电、燃料电池、微型燃气轮机等,通常发电规模较小(一般在50MW以下)且靠近用户,一般可以直接向其附近的负荷供电或根据需要向电网输出电能。与传统的集中式能源相比,分布式发电具有投资小、发电方式灵活、损耗低、利于环保等优点,对于高峰期电力负荷比集中供电更经济、有效,因此已成为现代电力系统规划中重要的研究方向。DG所涉及的技术和设备包括内燃机、燃料电池、燃气轮机、微燃机、水力发电和小型水力发电、光伏、太阳能、风能、废热/生物质能源,还包括非公用热电联产[殷平.冷热电三联供系统研究(1):分布式能源还是冷热电三联供[J].暖通空调,2013,43(04):10-17]。分布式电力(DP)则包括任何分布式的发电和储能技术;分布式能源(DER)则包括了DG和DP在内的任何技术以及需求侧的应用措施,所发电可以上网销售。欧洲热电联产促进协会(TheEuropean Association for the Promotion of Cogeneration)就在其专题报告中指出,DER的“Resource(源)”,比起狭义的DG中的“Generation(供电)”,涵盖了能源管理方面更加广泛的概念2,包括了储能和用户侧管理。

与分布式能源(以下简称DER)不同,目前国内外关于热电冷联供(CCHP)的定义基本统一,即在发电的同时,利用发电所产生的余热供热和供冷。对于DER和CCHP的关系,CCHP是否属于DER的一部分,学术研究领域存在一定的观点争议;但总体而言,根据DER的典型定义,CCHP只有一小部分内涵属于DER范畴,例如楼宇式冷热电三联供系统和装机规模不太大的分布式天然气热电冷联供机组,而CCHP的更大一部分内涵中,其实已经包括集中式热电冷联产的中大型机组,由于其装机容量已经大大超出了分布式能源的范畴,所以不认为CCHP只是DER的一种形式。整体上,上述概念的内涵示意图,可如图1所示。

特别地,分布式能源因其更高的能源利用效率、更低的排放或者无直接排放、降低集中式电站和大电网的传输损耗,产生的节能减排等生态环境效益明确,可以作为绿色金融的融资支持标的。在《绿色债券支持项目目录(2015年版)》中,“5.4分布式能源”的界定条件为:区域能源站(包括天然气区域能源站)、分布式光伏发电系统等分布式能源设施建设运营以及分布式能源接入及峰谷调节系统、分布式电力交易平台等能源管理系统建设运营。此界定说明,与通常意义上的DER概念保持一致。

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