分佈式能源

分佈式能源是一種建在用户端的能源供應方式，可獨立運行，也可併網運行，是以資源、環境效益最大化確定方式和容量的系統，將用户多種能源需求，以及資源配置狀況進行系統整合優化，採用需求應對式設計和模塊化配置的新型能源系統，是相對於集中供能的分散式供能方式。

國際分佈式能源聯盟WADE對分佈式能源定義為：安裝在用户端的高效冷/熱電聯供系統，系統能夠在消費地點（或附近）發電，高效利用發電產生的廢能--生產熱和電；現場端可再生能源系統包括利用現場廢氣、廢熱以及多餘壓差來發電的能源循環利用系統。國內由於分佈式能源正處於發展過程，對分佈式能源認識存在不同的表述。具有代表性的主要有如下兩種：第一種是指將冷/熱電系統以小規模、小容量、模塊化、分散式的方式直接安裝在用户端，可獨立地輸出冷、熱、電能的系統。能源包括太陽能利用、風能利用、燃料電池和燃氣冷、熱、電三聯供等多種形式。第二種是指安裝在用户端的能源系統，一次能源以氣體燃料為主，可再生能源為輔。二次能源以分佈在用户端的冷、熱、電聯產為主，其它能源供應系統為輔，將電力、熱力、製冷與蓄能技術結合，以直接滿足用户多種需求，實現能源梯級利用，並通過公用能源供應系統提供支持和補充，實現資源利用最大化。

分佈式能源具有能效利用合理、損耗小、污染少、運行靈活，系統經濟性好等特點。發展主要存在併網、供電質量、容量儲備、燃料供應等問題。

分佈式能源系統分佈安置在需求側的能源梯級利用，以及資源綜合利用和可再生能源設施。通過在需求現場根據用户對能源的不同需求，實現温度對口供應能源，將輸送環節的損耗降至最低，從而實現能源利用效能的最大化。

分佈式能源是以資源、環境效益最大化確定方式和容量的系統，根據終端能源利用效率最優化確定規模。

分佈式能源採用先進的能源轉換技術，盡力減少污染物的排放，並使排放分散化，便於周邊植被的吸收。同時，分佈式能源利用其排放量小，排放密度低的優勢，可以將主要排放物實現資源化再利用，例如：排放氣體肥料化。

分佈式能源依賴於最先進的信息技術，採用智能化監控、網絡化羣控和遠程遙控技術，實現現場無人值守。同時，也依賴於未來以能源服務公司為主體的能源社會化服務體系，實現運行管理的專業化，以保障各能源系統的安全可靠運行。

分佈式能源技術的基礎科學主要在以下幾個方面：

1、動力與能源轉換設備:主要是指一些基於傳統技術的完善和新技術的發展。

2、一次和二次能源相關技術；

3、智能控制與羣控優化技術；

4、綜合系統優化技術；

5、資源深度利用技術。

發達國家分佈式能源發展迅猛。發達國家政府通過規劃引領、技術支持、優惠政策以及建立合理的價格機制和統一的併網標準，有效地推動分佈式能源的發展，分佈式能源系統在整個能源系統中佔比不斷提高，其中歐盟分佈式能源佔比約達10%。

我國分佈式能源起步較晚，主要集中在北京、上海、廣州等大城市，安裝地點為醫院、賓館、寫字樓和大學城等，由於技術、標準、利益、法規等方面的問題，主要採用“不併網”或“併網不上網”的方式運行。

分佈式能源技術是未來世界能源技術的重要發展方向，它具有能源利用效率高，環境負面影響小，提高能源供應可靠性和經濟效益好的特點。

分佈式能源是最能體現節能、減排、安全、靈活等多重優點的能源發展方式，且"十二五"規劃明確提出，促進分佈式能源系統的推廣應用。因此，國內優秀的分佈式能源行業企業愈來愈重視對行業市場的研究，特別是對公司發展環境和需求趨勢變化的深入研究。

分佈式能源技術是中國可持續發展的必須選擇。中國人口眾多，自身資源有限，按照能源利用方式，依靠自己的能源是絕對不可能支撐13億人的“全面小康”，使用國際能源不僅存在着能源安全的嚴重製約，而且也使世界的發展面臨一系列新的問題和矛盾。中國必須立足於現有能源資源，全力提高資源利用效率，擴大資源的綜合利用範圍，而分佈式能源無疑是解決問題的關鍵技術。

分佈式能源是緩解我國嚴重缺電局面、保證可持續發展戰略實施的有效途徑之一，發展潛力巨大。它是能源戰略安全、電力安全以及我國天然氣發展戰略的需要，可緩解環境、電網調峯的壓力，能夠提高能源利用效率。

2004年以來，美國和加拿大、英國、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國的相繼發生的大停電事故，深刻説明傳統能源供應形式存在着嚴重的技術缺陷，隨着時代的發展，特別是信息社會的發展，已經不可能繼續支撐人類文明的發展進程，必須加快信息時代的新型能源體系的建立，分佈式能源是該體系的核心技術。

隨着我國智能電網建設步伐加快，必將有效應對分佈式能源頻繁和不穩定的電壓負荷，解決分佈式能源併網技術難題。此外，我國已經有多家分佈式能源專業化服務公司，大部分已建項目運行良好，天然氣分佈式能源在我國已具備大規模發展的條件。

截止2015年6月，我國天然氣分佈式能源發展還存在不少問題，其中包括技術、經濟、市場及運營管理等方面的障礙，比如用户認知度問題、設備國產化問題、併網問題、部分地區氣源問題等，但核心仍是價格問題，具體可歸納為幾個方面。 ^[1] 

政策不具體，致使落實不到位。國家層面及地方政府均陸續出台了鼓勵天然氣分佈式能源發展的支持政策，提出了發展目標及措施，但因沒有具體的實施細則或相關利益關係沒有捋順，牽扯到如税收優惠政策、天然氣價格折讓、上網電價、電力直供等問題而無法落到實處。由於國家政策沒有強制執行標準，分佈式能源戰略風險、市場風險很高。

分佈式能源項目的發電輸送電模式與現行的《電力法》有相違背之處。目前已投或在建項目，面臨的最大阻礙仍是電力“併網”問題。已經建成運營的天然氣分佈式能源項目所發電量多是自發自用，不由電網公司統一調度，且電價一般是由項目公司與用户之間協商。

再者，天然氣分佈式能源系統所需要的技術含量非常廣泛，最核心的是發電設備。分佈式能源站的技術設備主要包括燃氣輪機、餘熱鍋爐、壓縮式製冷、吸收式製冷、蓄冷蓄熱設備以及控制系統和設備。所有這些硬件設備當中，國內在技術上還跟國外有較大差距，缺乏具有自主知識產權的先進技術。 ^[1] 

天然氣分佈式能源產品尚未進入真正的市場經濟。天然氣分佈式能源所生產的產品——電、熱和冷等能源，儘管已被廣泛認知是商品，但未實行真正的市場定價，其出廠價格則由政府定價或政府指導定價，所以當上遊原料、人工成本上漲時，下游電價、熱和冷價不動，勢必會帶來較大的矛盾。 ^[1] 

天然氣分佈式能源企業自身運營存在的制約因素主要體現在投資成本大、回收期限長、設備運行以及燃料成本過高等方面。

《中國分佈式能源行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示，固定投資成本方面，我國還難以實現分佈式能源成套設備自主生產，關鍵設備和控制系統尚需進口。儘管進口設備的價格在逐年下降,但仍維持在較高水平。較高的設備成本是阻礙分佈式能源廣泛推廣的一個重要原因。同時，由於本地化的工程師與高級技工比較稀缺, 天然氣分佈式能源項目安裝成本的變化範圍也很大，特別是對一些不太成熟的技術，安裝成本可佔其設備成本的30%。

運行與維護成本方面。因為分佈式能源是新技術,有管理和維護經驗的當地工程師及高級技工較少，運行維護設備的人工成本不可小視，同時由於主機是進口設備,定期檢查、替換、維修系統部件及易耗品價格也不菲。當然,運行與維護成本只佔整個電力成本很低的比例，如微型燃氣輪機一年通常只做1～2次保養，平均維護成本為0.5～1.6美分每千瓦時。根據調研，國內一個示範性項目每年的運行與維護成本達到2200萬元。 ^[1] 

根據中國電力企業聯合會編制的《2005年全國電力工業發電統計年報》到2005年底，中國燃煤的單機6000KW及以上供熱機組6981萬KW，按國際分佈式能源聯盟的説法，這些全算分佈式能源。我們假設2006年全國供熱機組增加1500萬KW。根據《2010年熱電聯產發展規劃及2020年遠景發展目標》：到2010年時，全國熱電聯產機組總容量將達1.2億千瓦，其中城市建築物採暖集中供熱熱電廠約5600萬千瓦，工業生產用熱熱電廠約6400萬千瓦。預計到2010年全國發電裝機容量將達8億千瓦左右，屆時熱電聯產將佔全國發電總裝機容量的15%。根據發展形勢來看，原預計2010年熱電將達1.2億千瓦，可能偏小。因為2005年底熱電已達6981萬千瓦，2006年估計可增加1500萬千瓦，以後按每年增加1000萬千瓦考慮，到2010年底可能達1.25億千瓦。

國內以天然氣為燃料的分佈式能源情況如下：我國北京、上海、廣州等地已有一批以油、氣為燃料的分佈式熱、電、冷工程投入運行，取得明顯的經濟效益、環保效益和社會效益。

與此同時，幾經修改的“新興能源產業發展規劃”日前終於初定。2010年7月20日，國家能源局規劃發展司司長江冰透露了這一消息：規劃期（2011年－2020年）將累計直接增加投資高達5萬億元。規劃對潔淨煤、智能電網、分佈式能源、車用新能源等技術的產業化應用提出了政策指導，這將直接推動國內分佈式能源的投資熱潮。

分佈式能源具有保護環境、節約能源、減少排放等優點，但是這些優點都是外部影響，這些優點很難在市場中體現，而分佈式能源的投資吸引力相對較弱，需要政府制定相關的優惠政策予以扶持。

1、分佈式能源鼓勵政策的准入條件

分佈式能源的鼓勵政策應遵循統籌兼顧資源開發、能源需求、環境保護和經濟效益，以節能減排為目標，以滿足用户供電可靠性為宗旨，以提高能源效率為中心，因地制宜，規範發展的原則。准入條件應包括以下三個方面：

一是鼓勵清潔環保的分佈式能源發展，重點對可再生能源、天然氣熱電聯產、冷熱電三聯供、燃料電池等清潔高效的項目類型進行鼓勵。

二是針對化石燃料類的分佈式能源設立能效標準，促進能源的綜合利用效率的提高。例如，利用化石燃料的分佈式能源系統的總熱效率不應小於70%，熱電比不應小於75%。

三是鼓勵先進能源利用技術。應對微型燃氣輪機、燃料電池、風力發電等進行鼓勵，對小煤電、柴油發電等污染大、技術落後的技術不予鼓勵。

2、我國分佈式能源的鼓勵政策

考慮到各地區社會與經濟發展水平差異，可由國家有關部門共同制定鼓勵政策制定的總體原則和指導意見，由各省制定針對分佈式能源的具體鼓勵政策。鼓勵政策可以包括以下三方面：

一是對分佈式能源的投資進行優惠。優惠政策包括：（1）按照分佈式能源設備的銘牌容量給予財政補貼；（2）在當前國產設備技術條件尚不成熟的情況下，對於確需進口設備的工程，免除設備進口税，隨着國內分佈式技術的發展，逐年減少設備進口税的優惠力度；（3）銀行等金融機構對分佈式能源項目優先貸款並給予利息優惠；（4）在分佈式能源接入系統的投資方面給予財政補貼。

二是對分佈式能源運行進行補貼。補貼方式有：（1）對分佈式能源系統使用的燃料價格予以優惠；（2）對於分佈式能源企業?提供税收減免等優惠政策。

三是對分佈式能源國產設備的研發和推廣進行引導和鼓勵。相關的措施包括：（1）建立和健全科技創新激勵和保障機制、加大對分佈式能源技術研究與開發的投入、促進技術轉讓、完善產業創新體系等；（2）設立分佈式能源技術研究的專項資金，扶持和鼓勵國內企業引進、消化、吸收國外技術，並在此基礎上自主創新。

我國分佈式能源尚處於起步階段，分佈式能源有投資大、運行維護技術複雜等自身缺點，我國分佈式能源發展，其運營模式至關重要。此外，在分佈式能源向其他用户供電方面，還存在一些法律障礙，也是分佈式能源發展中需要重點解決的問題。

1、分佈式能源的運營模式分析

我國的分佈式能源項目的運營主要有三種模式：

模式一：業主自行投資，並負責日常維護。分佈式能源項目由其所屬業主投資興建，並由業主負責組織專業人員負責日常設備運行與維護。

模式二：採用能源服務公司模式。在這種方式中，分佈式能源項目由業主投資，項目建成後聘請或採用能源服務的方式，由專業機構如能源服務公司負責設備的運行和維護。

模式三：採用合同能源管理模式。由節能服務公司與客户簽訂節能服務合同，可以通過使用分佈式能源設備來提供客户的能源使用效率，降低用户的能耗。節能服務公司提供的合同能源管理包括：項目設計、項目融資、設備採購、施工、設備安裝調試等節能服務，並通過從客户進行節能改造後獲得的節能效益中收回投資和取得利潤。

對於分佈式可再生能源，其初始投資相對較小，日常維護相對簡單，並且富餘電量一般採用直接上網方式，可以採用模式一或模式二方式。

對於天然氣分佈式能源，特別是熱電聯產和三聯供系統，由於涉及到發動機機械、併網和三相負荷管理、水路循環的熱力技術和計算機化管理等多方面的知識，需要多個專業領域的技術人員來負責運行維護。對於這一類的分佈式能源系統?可以引入專業的能源服務公司，採用由能源服務公司負責日常維護或採用合同能源管理的方式。

2、向其他用户供電的問題

分佈式能源的開發和利用應該首先立足於滿足用户自身的能源需求，減少能源傳輸損耗，提高用户的能源綜合利用效率。在滿足自身的電力需求的基礎上，在用户用電低谷期，可能會出現電力富餘的情況。

根據我國《電力法》的規定，“供電企業在批准的供電營業區內向用户供電”，“一個供電營業區內只設立一個供電營業機構”，“供電營業機構持《供電營業許可證》向工商行政管理部門申請領取營業執照，方可營業”。分佈式能源業主將多餘電力出售給其他用户，並不符合電力法的相關規定。

此外，由於我國尚未開展電力零售側競爭，獨立的輸配電價尚未形成，政策條件還不具備分佈式能源的餘電向其他用户出售的條件。建議在現階段，分佈式能源的餘電只向電網企業進行出售，上網電價按照政府批准的分佈式能源上網電價來執行。隨着我國電力市場建設的開展，輸配電價機制的建立，在政策和法律條件具備的情況下，再開展分佈式能源與其他用户的售電交易。

具體而言發展分佈式能源的重要意義有以下幾方面：

由於分佈式能源可用發電的餘熱來制熱、製冷，因此能源得以合理的梯級利用，從而可提高能源的利用效率(達70%.90%)。由於分佈式電源的併網，減少或緩建了大型發電廠和高壓輸電網，緩建了電網而節約投資。同時，使得輸配電網的潮流減少，相應的降低了網損。

因其採用天然氣做燃料或以氫氣、太陽能、風能為能源，故可減少有害物的排放總量，減輕環保的壓力：大量的就近供電減少了大容量遠距離高電壓輸電線的建設，由此不但減少了高壓輸電線的電磁污染，也減少了高壓輸電線的徵地面積和線路走廊，減少了對線路下樹本的砍伐，有利於環保。

分佈式發電可利用多種能源，如清潔能源(天然氣)、新能源(氫)和可再生能源(風能和太陽能等)，並同時為用户提供冷、熱、電等多種能源應用方式，因此是解決能源危機、提高能源利用效率和能源安全問題的一種很好的途徑。

夏季和冬季往往是負荷的高峯時期，此時如採用以天然氣為燃料的燃氣輪機等冷、熱、電三聯供系統，不但可解決夏季的供冷與冬季的供熱需要，同時也提供了一部分電力，由此可對電網起到削峯填谷作用。此外，也部分解決了天然氣供應時的峯谷差過大問題，發揮了天然氣與電力的互補作用。

當大電網出現大面積停電事故時，具有特殊設計的分佈式發電系統仍能保持正常運行，由此可提高供電的安全性和可靠性。

分佈式發電可以適應電力市場發展的需要、由多家集資辦電，發揮電力建設市場、電力供應市場的競爭機制。

(7)投資風險分佈式發電的裝機容量一般較小，建設週期短，因此可避免類似大型發電站建設週期帶來的投資風險。

(8)邊遠地區的供電問題我國許多邊遠及農村地區遠離大電網，因此難以從大電網向其供電。採用太陽能光伏發電、風力發電和生物質能發電的獨立發電系統不失為一種優選的方法。

就全世界來看，能源利用率越高、環境保護越好的國家，對於發展分佈式能源技術的推廣應用就越熱衷，支持政策越明確。如丹麥、荷蘭、日本對分佈式電源都採取了一系列鼓勵政策;“911事件”後，出於供電安全的考慮，發達國家都加快了分佈式電源建設的步伐，到目前為止，英國已有1000多座分佈式電源站;美國有6000多座分佈式電源站，僅大學校園就有200多座分佈式電源站。在眾多國家中，丹麥是世界上公認的經濟發展、資源消耗和環境保護三方面有機結合的典範，是實現了可持續發展的國家。20多年來丹麥的國民總產值翻了一番但能源消耗卻未增加，環境污染也未加劇，其奧妙就在於丹麥積極發展冷、熱、電聯產，提倡科學用能，扶持分佈式能源，靠提高能源利用率支持國民經濟的發展。2013年以前丹麥沒有一個火電廠不供熱，也沒有一個供熱鍋爐房不發電，將冷、熱、電產品的分別生成，變成高科技的冷、熱、電聯產，使科技進步變成真正的生產力。

據文獻報道，2010 年之前全球累計新增發電容量的25%～30%為分佈式發電。美國是世界上開發新能源和可再生分佈式能源發電最多的國家，也是全球絕大多數的商用分佈式電源設備的主要提供商。2004 年，美國分佈式發電總容量為67 GW，約佔美國國內總髮電量的7%，達世界平均水平，據美國電力科學研究院預測，在2010 年美國新增發電容量的25%將採用分佈式電源，而國家天然氣基金會的估計則高達30%，到2020年有一半以上的新建商用或辦公建築使用分佈式電源，同時到2020年有15%的現有建築改用分佈式電源。歐洲分佈式電源的發展在世界處於領先水平;2000 年，歐盟地區分佈式電源裝機容量為74 GW，而2004年丹麥、荷蘭、芬蘭分佈式電源的發電總量分別佔國內總髮電量的52%、38%和36%，歐盟預測2020年將達到195 GW，發電量將達到總髮電量的22%。