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分布式能源系統(tǒng)分布式能源系統(tǒng)是相對(duì)傳統(tǒng)的集中式供能的能源系統(tǒng)而言的,傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設(shè)備、集中生產(chǎn),然后通過(guò)專(zhuān)門(mén)的輸送設(shè)施(大電網(wǎng)、大熱網(wǎng)等)將各種能量輸送給較大范圍內(nèi)的眾多用戶(hù);而分布式能源系統(tǒng)則是直接面向用戶(hù),按用戶(hù)的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能量,具有多種功能,可滿足多重目標(biāo)的中、小型能量轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)。一、分布式能源系統(tǒng)的特征作為新一代供能模式,分布式能源系統(tǒng)是集中式供能系統(tǒng)的有力補(bǔ)充。它有以下四個(gè)主要特征:[1]作為服務(wù)于當(dāng)?shù)氐哪芰抗?yīng)中心,它直接面向當(dāng)?shù)赜脩?hù)的需求,布置在用戶(hù)的附近,可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)提供用戶(hù)能量的輸送環(huán)節(jié),進(jìn)而減少能量輸送過(guò)程的能量損失與輸送成本,同時(shí)增加用戶(hù)能量供應(yīng)的安全性。由于它不采用大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸出能量的模式,而主要針對(duì)局部用戶(hù)的能量需求,系統(tǒng)的規(guī)模將受用戶(hù)需求的制約,相對(duì)目前傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)而言均為中、小容量。隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展,特別是可再生能源的積極推廣應(yīng)用,用戶(hù)的能量需求開(kāi)始多元化;同時(shí)伴隨不同能源技術(shù)的發(fā)展和成熟,可供選擇的技術(shù)也日益增多。分布式能源系統(tǒng)作為一種開(kāi)放性的能源系統(tǒng),開(kāi)始呈現(xiàn)出多功能的趨勢(shì),既包含多種能源輸入,又可同時(shí)滿足用戶(hù)的多種能量需求。人們的觀念在不斷轉(zhuǎn)變,對(duì)能源系統(tǒng)不斷提出新的要求(高效、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)性發(fā)展等),新型的分布式能源系統(tǒng)通過(guò)選用合適的技術(shù),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和整合,可以更好地同時(shí)滿足這些要求,實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能目標(biāo)。二、分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)1.分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)[2]分布式能源系統(tǒng)的最主要優(yōu)點(diǎn)是用在冷熱電聯(lián)產(chǎn)中。聯(lián)產(chǎn)符合總能系統(tǒng)的“梯級(jí)利用”的準(zhǔn)則,會(huì)得到很好的能源利用率,具有很大的發(fā)展前景。大型(熱)電廠雖然電可遠(yuǎn)距離輸送,但需建設(shè)電網(wǎng)、變電站和配電站并有輸電損耗,而對(duì)于熱,尤其是冷,就不像電能那樣可以較長(zhǎng)距離有效地輸送。所以,除非事先特殊設(shè)計(jì)、安排好,否則,難以達(dá)到輸送冷、熱能的目的。因?yàn)榇箅姀S選址有其自身的要求,一般來(lái)說(shuō),附近難以有足夠大量的、合適的冷、熱能用戶(hù),無(wú)法進(jìn)行有效的聯(lián)產(chǎn)。分布式能源系統(tǒng)卻正好相反,按需就近設(shè)置,可以盡可能與用戶(hù)配合好,也沒(méi)有遠(yuǎn)距離輸送冷、熱能的問(wèn)題,大電網(wǎng)的輸電損失問(wèn)題也不存在了。所以,雖然分布式能源系統(tǒng)純動(dòng)力裝置本身效率低、價(jià)錢(qián)貴,但可以充分發(fā)揮其聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn),體現(xiàn)出它的優(yōu)越之處。分布式能源系統(tǒng)還可以讓使用單位本身有較大的調(diào)節(jié)、控制與保證能力,保證使用單位的各種二次能源能夠充分供應(yīng),非常適合對(duì)發(fā)展中區(qū)域及商業(yè)區(qū)和居民區(qū)、鄉(xiāng)村、牧區(qū)及山區(qū)提供電力、供熱及供冷,大量減少環(huán)保壓力??傊植际侥茉聪到y(tǒng)可滿足特殊場(chǎng)合的需求,為能源的綜合梯級(jí)利用提供了可能,為可再生能源的利用開(kāi)辟了新的方向,并可為提高能源利用率、改善安全性與解決環(huán)境污染方面做出突出貢獻(xiàn)。這也是一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。2.分布式能源系統(tǒng)的缺點(diǎn)分布式能源系統(tǒng)的主要不足在于,由于它是分散供能,單機(jī)功率很小,比起最大電廠單機(jī)功率有百萬(wàn)千瓦以上、單廠功率近千萬(wàn)千瓦而言,發(fā)電效率顯然比不上后者。這是因?yàn)楝F(xiàn)有動(dòng)力設(shè)備都是機(jī)組越大,效率越高。40萬(wàn)千瓦的、以燃?xì)廨啓C(jī)為主的聯(lián)合循環(huán)裝置效率比40kW回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)的效率要高1倍。“麻雀雖小,五臟俱全”,因此大機(jī)組單位功率的售價(jià)相比小機(jī)組要低得多,相差近幾倍。大機(jī)組集中在一起,有專(zhuān)門(mén)高級(jí)技工運(yùn)行維護(hù),安全性、工作壽命都應(yīng)該更有保證。所以,要對(duì)純發(fā)電成本和單位千瓦初投資作比較,分布式能源系統(tǒng)的經(jīng)費(fèi)投入肯定要大大高于現(xiàn)在的大電力系統(tǒng)。另外,分布式能源系統(tǒng)對(duì)當(dāng)?shù)厥褂脝挝坏募夹g(shù)要求要比簡(jiǎn)單使用大電網(wǎng)供電高,要有相應(yīng)的技術(shù)人員與適合的文化環(huán)境。三、分布式能源系統(tǒng)的適用1.分布式能源系統(tǒng)適用的設(shè)備與系統(tǒng)[2]分布式能源系統(tǒng)首先得有一臺(tái)動(dòng)力設(shè)備。經(jīng)典蒸汽動(dòng)力裝置不適合用于出力較小的情況,所以一般不用。現(xiàn)在文獻(xiàn)上提到的有燃?xì)廨啓C(jī)、活塞式內(nèi)燃機(jī)、燃料電池與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)等。其中燃料電池與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)在工程應(yīng)用上嚴(yán)格說(shuō)都還不夠成熟,未達(dá)到廣泛商業(yè)實(shí)用的程度,只可作為示范中試裝置。燃料電池適合用于小機(jī)組,且變工況性能也好。但比較成熟的技術(shù)對(duì)燃料要求較高,正在研制中的高溫燃料電池則要與熱機(jī)聯(lián)合才能獲得較高效率。目前,實(shí)際廣泛應(yīng)用的是廣義的內(nèi)燃機(jī)一一葉輪機(jī)械式(燃?xì)廨啓C(jī))與活塞式的,尤其是回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)。應(yīng)該說(shuō),燃?xì)廨啓C(jī)與活塞式內(nèi)燃機(jī)相比,前者較適宜于功率較大的情況,后者則正相反。在適用于分布式能源系統(tǒng)的功率范圍內(nèi),目前兩者能達(dá)到的發(fā)電效率均在30%以上。從價(jià)格上來(lái)看,活塞式內(nèi)燃機(jī)造價(jià)會(huì)便宜一些。但實(shí)際應(yīng)用還是以燃?xì)廨啓C(jī)為多,原因可能是使用分布式能源的地方都是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū),能夠承受昂貴的費(fèi)用。而燃?xì)廨啓C(jī)在減振、消聲、降低排放污染、重量輕、占地小等方面都有潛在的優(yōu)勢(shì)。另外,它的供熱能力也比活塞式內(nèi)燃機(jī)大。分布式能源系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于冷熱電聯(lián)產(chǎn),所以除了動(dòng)力設(shè)備外,還得有一個(gè)系統(tǒng)。例如,最常規(guī)的辦法是利用廣義的內(nèi)燃機(jī)的排氣余熱通過(guò)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽供熱,同時(shí)通過(guò)吸收式制冷設(shè)備供冷。通常是簡(jiǎn)單或回?zé)嵫h(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的冷熱電聯(lián)產(chǎn)。但要保證聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能滿足很大范圍變工況下的任意冷、熱、電輸出需求(這是聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵科技課題之一),上述系統(tǒng)是難以做到的。這時(shí)可用程循環(huán)(回注蒸汽循環(huán),有時(shí)也稱(chēng)STIG循環(huán))加上補(bǔ)燃,就可以使熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)能夠在電為設(shè)計(jì)點(diǎn)的5/3到0、熱為設(shè)計(jì)點(diǎn)的近3倍到0的任意熱、電數(shù)值的匹配要求下,高效安全運(yùn)行。對(duì)冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)的情況,為達(dá)到廣闊范圍的冷、熱、電輸出,上述程循環(huán)加補(bǔ)燃在原則上也是合適的,但可用范圍的具體數(shù)字尚待研究。2.適合用分布式能源系統(tǒng)的地區(qū)由于分布式能源系統(tǒng)的初投資大,要用好燃料;同時(shí)要有比較穩(wěn)定的冷、熱、電用戶(hù),主要是第三產(chǎn)業(yè)和住宅用戶(hù);要求具有環(huán)保性能較好的特點(diǎn)等等,所以,它在我國(guó)比較適合應(yīng)用的地區(qū)顯然是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。從地域分布來(lái)說(shuō),主要是珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)等等。這些地方是我國(guó)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的黃金寶地,也是應(yīng)該“先環(huán)保起來(lái)”的地區(qū),而且經(jīng)濟(jì)上也確是有可能適宜使用分布式能源系統(tǒng)的地方。另外,分布式能源系統(tǒng)既然是“分布”,也就是說(shuō)與大電廠、大電網(wǎng)不一樣,不是由一小批經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員集中運(yùn)行管理,而是分散式運(yùn)行管理,這就要求使用區(qū)域的總體科技文化水平和素養(yǎng)較高。四、分布式能源系統(tǒng)的種類(lèi)(一)太陽(yáng)能發(fā)電[3]太陽(yáng)光伏發(fā)電太陽(yáng)光伏發(fā)電是一種利用固體(半導(dǎo)體)的光生伏打效應(yīng),把光能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。太陽(yáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)電池板、蓄電池和控制器三部分組成。隨著太陽(yáng)能電池成本的不斷降低(到2020年,預(yù)測(cè)造價(jià)約為每千瓦4000美元),太陽(yáng)光伏發(fā)電將呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。太陽(yáng)能-蒸汽循環(huán)發(fā)電該發(fā)電系統(tǒng)由集熱器、蓄熱器和汽輪發(fā)電機(jī)組所組成。太陽(yáng)輻射能被定日鏡反射后被集熱器(鍋爐)所吸收。集熱器中傳熱介質(zhì)(水或有機(jī)介質(zhì)、金屬鈉)吸熱而汽化,蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)組作功發(fā)電并將電能輸入電網(wǎng)。為保證電站工作穩(wěn)定,還需設(shè)有蓄熱器,以供陰云蔽日或陽(yáng)光不足的傍晚使用。目前這類(lèi)太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)的總效率可達(dá)15%-20%,最高工作溫度500°C(水,有機(jī)介質(zhì))或1000°C(液態(tài)鈉)。(二)燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)合系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)作為能源利用的前置級(jí),其排氣用來(lái)加熱進(jìn)入燃料電池的空氣和燃料。燃料電池是固體氧化物,工作溫度700-1000C,用天然氣或甲烷作燃料。該燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)復(fù)合供電系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn):可以在無(wú)電力供應(yīng)的地區(qū)使用;系統(tǒng)可保持自穩(wěn)定運(yùn)行;啟動(dòng)方便、快捷;SO2和NO2的排放量很少,是一種很有發(fā)展前景的分布式能源系統(tǒng)。(三)地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電是高溫地?zé)崂米钪匾姆绞?。根?jù)地?zé)崃黧w的熱量參數(shù)和性狀,可以有兩種不同的發(fā)電形式。蒸汽型地?zé)岚l(fā)電站蒸汽型地?zé)岚l(fā)電站是把高溫地?zé)嵴羝镏械母烧羝苯右肫啺l(fā)電機(jī)組發(fā)電。在引入之前,先要把地?zé)嵴羝械乃巍⑸傲Ec巖屑分離和清除干凈。近年來(lái),另一類(lèi)也是未來(lái)地?zé)崮艿闹黧w一一干熱巖發(fā)電正在試驗(yàn)之中。在這類(lèi)地?zé)犭娬局校藶榈貙⑺嗳氲叵律顚拥母邷責(zé)釒r層中加熱蒸發(fā),再將產(chǎn)生的蒸汽引向地面的蒸汽輪機(jī)組。由于深層地?zé)衢_(kāi)采的技術(shù)難度很大,這種發(fā)電方式近期內(nèi)還無(wú)法進(jìn)入實(shí)用階段,但前景很好。熱水型地?zé)岚l(fā)電熱水型地?zé)岚l(fā)電是當(dāng)前地?zé)岚l(fā)電的主要方式。目前已采用的循環(huán)有兩種,它們是:(1)高壓熱水從地?zé)峋谐橹恋孛骈W蒸鍋爐內(nèi),由于壓力突然降低,熱水會(huì)發(fā)生沸騰,閃蒸出蒸汽。蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組作功發(fā)電。閃蒸后剩下的熱水以及汽輪機(jī)中的凝結(jié)水可以供給其他熱用戶(hù)利用。利用后的熱水再回灌到地層內(nèi)。這種系統(tǒng)適合于地?zé)崴|(zhì)較好且不凝氣體含量較少的地?zé)豳Y源。(2)雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)地?zé)崴?jīng)換熱器(鍋爐),加熱低沸點(diǎn)的工作介質(zhì)(如氟里昂),使之產(chǎn)生蒸汽,蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組作功發(fā)電,凝結(jié)水再回到換熱器循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)換熱器的地?zé)崴倩亓鞯降貙?。這種系統(tǒng)適合于含鹽量大,腐蝕性強(qiáng)和不凝氣體含量較高的地?zé)豳Y源。我國(guó)的地?zé)豳Y源主要集中在西藏、云南、福建等省。(四)生物質(zhì)能生物質(zhì)是指由植物光合作用而產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)。光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能而存儲(chǔ)于生物質(zhì)中。所以生物質(zhì)能實(shí)際上是物質(zhì)所具有的化學(xué)能。據(jù)測(cè)算,地球上每年由光合作用而生成的生物質(zhì)能達(dá)到3x1021J,它在分布式能源中占有重要的份額。生物質(zhì)能的利用與轉(zhuǎn)換,除了效率較低的直接燃燒提供熱能以外,主要是通過(guò)生物轉(zhuǎn)換(微生物發(fā)酵)和化學(xué)轉(zhuǎn)換(熱解與氣化)將生物質(zhì)變成液體燃料(甲醇、乙醇)、氣體燃料(甲烷)或固體燃料(焦炭)。醇類(lèi)液體燃料和甲烷氣既可以作為發(fā)電廠的燃料,又可以作為燃料電池的燃料,從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能的動(dòng)力利用。由于生物質(zhì)能量多面廣且各地都存在,所以生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用對(duì)分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展有重大意義。(五)風(fēng)力發(fā)電風(fēng)是太陽(yáng)輻射引起的大氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)。地球上可利用的風(fēng)能為2x107MW,特別是在臨海地區(qū)和內(nèi)陸山口地區(qū),風(fēng)力資源十分集中。發(fā)電是風(fēng)能利用的主要形式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)既可單獨(dú)供電,也可與其他發(fā)電方式(如柴油機(jī)發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)等)復(fù)合,向一個(gè)單位或一個(gè)地區(qū)供電,或者將電力并入常規(guī)電網(wǎng)運(yùn)行。我國(guó)西部地區(qū)風(fēng)力資源豐富,例如新疆達(dá)坂城已建成我國(guó)最大的風(fēng)力發(fā)電站,裝機(jī)容量為3300kW,是地區(qū)性分布式能源系統(tǒng)的重要組成之一,將在我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)中發(fā)揮重要作用。總的說(shuō)來(lái),以可再生能源為主體且靈活多樣化的分布式能源系統(tǒng)是本世紀(jì)正在大力發(fā)展的能源優(yōu)化供應(yīng)模式。各種新的分布式能源系統(tǒng)正在不斷地推出,且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和高性能新材料的研制,分布式能源在社會(huì)能源結(jié)構(gòu)中將占有愈來(lái)愈大的比重,將對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生舉足輕重的影響。五、分布式能源系統(tǒng)存在的問(wèn)題在我國(guó),分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用還存在一些不足之處:[4]負(fù)荷分析不夠全面、準(zhǔn)確、細(xì)致。對(duì)分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì),負(fù)荷分析是非常必要的,如果對(duì)建筑的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)或估算不夠細(xì)致,就會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。例如,北京次渠項(xiàng)目中,燃機(jī)發(fā)電量80kW,余熱直燃機(jī)功率2O萬(wàn)kcal,設(shè)計(jì)電負(fù)荷為320kW,供熱、供冷面積為2800m2,但實(shí)際電負(fù)荷只有不足30kW,微燃機(jī)只能處于低出力工況,導(dǎo)致燃機(jī)發(fā)電效率很低,整個(gè)系統(tǒng)的電熱比很低,最終導(dǎo)致了一次能源的利用效率降低,失去了分布式能源系統(tǒng)的最初設(shè)計(jì)意義。所以在今后的分布式能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作中,負(fù)荷分析工作務(wù)必要做到細(xì)致、準(zhǔn)確。對(duì)于過(guò)渡季節(jié),分布式能源系統(tǒng)利用不充分。對(duì)于分布式能源站,冷熱負(fù)荷一般是通過(guò)利用燃機(jī)的余熱獲得,由于夏季和冬季具有穩(wěn)定的冷、熱負(fù)荷,余熱需求量較大,動(dòng)力設(shè)備可以保持比較穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài),而在春季和秋季,無(wú)較大的冷熱負(fù)荷需求,可能就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)處于低效運(yùn)行狀態(tài)或停運(yùn)狀態(tài),降低了系統(tǒng)的效率和使用率。缺乏權(quán)威的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。分布式能源系統(tǒng)是一個(gè)多能量產(chǎn)品輸出的復(fù)雜系統(tǒng),所以如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體評(píng)價(jià)成為研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于冷熱電是不同的產(chǎn)品,很難直接進(jìn)行定量比較,目前的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則主要有火雨效率、節(jié)能率、折合發(fā)電效率等幾種,但這些評(píng)價(jià)方法本質(zhì)上都是對(duì)冷熱電根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)分布式能源系統(tǒng)的能量梯級(jí)利用特點(diǎn)建立系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式能源系統(tǒng)的研究將具有非常重要的意義。需要進(jìn)一步加強(qiáng)天然氣的價(jià)格穩(wěn)定機(jī)制。由于分布式能源系統(tǒng)燃燒的是高品質(zhì)的清潔能源,其運(yùn)行成本受燃料價(jià)格的影響特別大,盡管一個(gè)熱力匹配完好的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)其經(jīng)濟(jì)性也并不一定好。所以穩(wěn)定的價(jià)格機(jī)制也是影響分布式能源站推廣的一個(gè)主要因素。分布式能源站的并網(wǎng)、電價(jià)問(wèn)題。目前,國(guó)家在財(cái)稅和金融等方面還未出臺(tái)相關(guān)的扶持政策,如電價(jià)補(bǔ)貼、接入系統(tǒng)投資、節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)等方面給予優(yōu)惠政策,而且尚未制定和完善行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及并網(wǎng)運(yùn)行管理體系。如歐盟要求成員國(guó)支持分布式能源系統(tǒng)發(fā)展,在電網(wǎng)系統(tǒng)和稅率上支持分布式能源系統(tǒng),盡可能為高效小型分布式能源系統(tǒng)機(jī)組并網(wǎng)提供方便。歐洲委員會(huì)已經(jīng)批準(zhǔn)了強(qiáng)制購(gòu)買(mǎi)熱電聯(lián)供和可再生能源發(fā)電的政策。所以,分布式能源站的大力推廣,還需要政府在這方面加大對(duì)分布式能源的扶持力度。六、分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的爭(zhēng)論和思考關(guān)于分布式能源的爭(zhēng)論[5]關(guān)于分布式能源的爭(zhēng)論大多圍繞并網(wǎng)、能效、供電質(zhì)量、容量?jī)?chǔ)備、燃料供應(yīng)等問(wèn)題。但這些爭(zhēng)論主要集中并停留在技術(shù)層面,而忽略了以下五個(gè)重要的問(wèn)題:分布式能源可以為國(guó)家節(jié)約大量的發(fā)電和輸配電投資。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子,以8%?10%的輸電線損計(jì)算,我國(guó)每年輸電線損達(dá)三個(gè)三峽水電站全年的發(fā)電量。建在用戶(hù)端的分布式能源系統(tǒng)由于不需要通過(guò)電網(wǎng)供能,因此可以避免輸電線損和節(jié)約大量的輸配電投資。如考慮建設(shè)電廠的費(fèi)用,節(jié)約的資金將更為驚人。另外,分布式能源系統(tǒng)的投資出自用戶(hù),而電廠和輸配電投資出自國(guó)家。能節(jié)約線損和國(guó)家投資的事何樂(lè)而不為。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則下的自由選擇權(quán)利。能源安全有兩層含義,國(guó)家能源安全和用戶(hù)能源安全。國(guó)家能源安全體系應(yīng)是對(duì)最終用戶(hù)能源安全的保障。美國(guó)紐約再次大面積停電的事實(shí),進(jìn)一步說(shuō)明了集中供電系統(tǒng)的脆弱和對(duì)用戶(hù)能源安全保障的不完整性。分布式能源系統(tǒng)實(shí)際上是對(duì)單一的集中供能系統(tǒng)的補(bǔ)充,它可以使用戶(hù)更有效的計(jì)劃能源消費(fèi)和避免電網(wǎng)停電給自己帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。在電網(wǎng)有供電的社會(huì)職責(zé)卻無(wú)斷電賠償責(zé)任的條件下,用戶(hù)自由選擇供能方式應(yīng)是用戶(hù)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則下的基本權(quán)利。分布式能源是國(guó)家電網(wǎng)的一種有益補(bǔ)充。從國(guó)家角度看,分布式能源系統(tǒng)的全面發(fā)展,與電力部門(mén)沒(méi)有根本的利益沖突,而且在很大程度上可以減輕發(fā)電和輸配電部門(mén)的壓力,應(yīng)視為集中供能的一種有益補(bǔ)充,特別是在電網(wǎng)無(wú)力覆蓋的邊遠(yuǎn)地區(qū)和其他公用事業(yè)領(lǐng)域。這一點(diǎn)在絕大多數(shù)國(guó)家都已得到了充分的驗(yàn)證。對(duì)能源需求側(cè)的管理。通過(guò)能源需求側(cè)管理來(lái)優(yōu)化電力需求結(jié)構(gòu),減少電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的浪費(fèi),也是能源優(yōu)化的一個(gè)重要步驟。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,需求側(cè)的電力使用結(jié)構(gòu)越趨向合理,波動(dòng)范圍越小,需求越持續(xù)穩(wěn)定,供電側(cè)的發(fā)電效率就越高,設(shè)備使用率自然相應(yīng)增加,而輸配電側(cè)同樣提高效率,這種優(yōu)化的最終結(jié)果就是優(yōu)化各方的經(jīng)濟(jì)效益,達(dá)到共贏。城市能源管理。中國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期,能源需求日益增長(zhǎng),供應(yīng)瓶頸將成為一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題,城市必須學(xué)會(huì)管理自己的能源,因?yàn)檫@是保障城市發(fā)戶(hù)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是對(duì)城市管理者素質(zhì)的基本要求。從分布式能源的發(fā)展歷程來(lái)看,各國(guó)的電力部門(mén)最初也對(duì)分布式能源冷眼相看,百般阻撓,不屑一顧。但隨著市場(chǎng)的發(fā)展,各國(guó)政府不斷推出針對(duì)分布式能源的鼓勵(lì)和支持措施,電力部門(mén)對(duì)分布式能源的態(tài)度也發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。發(fā)展和應(yīng)用前景在我國(guó),以燃?xì)庾鳛槟茉吹姆植际侥茉聪到y(tǒng)的發(fā)電量所占比例較小,預(yù)計(jì)到2020年,也不會(huì)超過(guò)總發(fā)電量的8%,這只是一種非主流的發(fā)電方式,是對(duì)主要發(fā)電系統(tǒng)的補(bǔ)充。雖然在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),分布式供電系統(tǒng)還難以成為我國(guó)主要供電、供熱形式,但可以預(yù)見(jiàn),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化的迅速推進(jìn)和作為城鎮(zhèn)主體形態(tài)的城市群空間格局的形成,以及人民生活水平的提高,建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的思想深入人心和全面落實(shí),分布式供電系統(tǒng)將會(huì)在以下地區(qū)發(fā)展。北京、上海、廣州、武漢等特大城市。沿海有天然氣供應(yīng)的大城市。內(nèi)地有天然氣供應(yīng)的大城市群。七、分布式能源系統(tǒng)與其他供電系統(tǒng)的關(guān)系我國(guó)的供電系統(tǒng)從規(guī)模上分為集中輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分布式能源系統(tǒng)三類(lèi)。[5]集中輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這是國(guó)家級(jí)和省級(jí)電力部門(mén)所經(jīng)營(yíng)的供電系統(tǒng),在靠近煤炭產(chǎn)地或交通方便地點(diǎn)建大型燃煤凝汽式電廠(單機(jī)容量一般大于300MW),用高壓(220kV以上)電網(wǎng)連接成區(qū)域大網(wǎng),向用戶(hù)集中調(diào)配供電,其發(fā)展方向是大容量、超臨界、高電壓、大網(wǎng)絡(luò)。配電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這是地方級(jí)電力部門(mén)所經(jīng)營(yíng)的配電系統(tǒng),用高壓(1100kV以下)電網(wǎng)連接成地方配電網(wǎng),向用戶(hù)配送電力。分布式能源系統(tǒng)這是相對(duì)于集中供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言的一種分散布置的小型供電熱冷站,由用戶(hù)所經(jīng)營(yíng)。分布式能源系統(tǒng)靠近負(fù)荷(電、熱、冷),采用較小型的能源機(jī)組向所在小區(qū)域聯(lián)供熱電冷。所采用的機(jī)組一般是以天然氣為主要燃料(燃油為備用燃料)。其單臺(tái)機(jī)組的發(fā)電量范圍廣(可從3?180MW),由于分布式能源系統(tǒng)可熱電冷聯(lián)供,燃料得到梯級(jí)利用,其熱效可達(dá)70%?85%,電損耗低(2%?3%)。分布式能源系統(tǒng)是一種以燃?xì)庾鳛槟茉?,將制冷、供熱(采暖和供熱水)及發(fā)電過(guò)程一體化的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),通常由發(fā)電機(jī)組、漠化鋰吸收式冷(熱)水機(jī)組和換熱設(shè)備組成,即將高品位熱能用于發(fā)電,發(fā)電機(jī)排放的低品位能源(煙氣余熱、熱水余熱)用于供熱或制冷,實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用,目的在于提高能源利用效率,減少碳化物及有害氣體的排放。幾種供電系統(tǒng)的關(guān)系在我國(guó),三種供電系統(tǒng)都是電源系統(tǒng)中不可缺少的,前兩種擔(dān)負(fù)大區(qū)域電網(wǎng)的主要供電、配電和調(diào)峰作用。分布式擔(dān)負(fù)所在小區(qū)域的部分供電(及熱冷)的責(zé)任,以燃油或天然氣為燃料的分布式系統(tǒng)由于啟停方便,還可用于調(diào)峰。對(duì)于一個(gè)完整的理想的區(qū)域電網(wǎng),應(yīng)當(dāng)是集中式與分布式各占一定比例,互為備用,各司其職,互為補(bǔ)充。八、分布式能源發(fā)展前景分布式能源技術(shù)是未來(lái)世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向,它具有能源利用效率高,環(huán)境負(fù)面影響小,提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。分布式能源是最能體現(xiàn)節(jié)能、減排、安全、靈活等多重優(yōu)點(diǎn)的能源發(fā)展方式,且”十二五”規(guī)劃明確提出,促進(jìn)分布式能源系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。因此,國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的分布式能源行業(yè)企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究,特別是對(duì)公司發(fā)展環(huán)境和需求趨勢(shì)變化的深入研究。分布式能源技術(shù)是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必須選擇。中國(guó)人口眾多,自身資源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是絕對(duì)不可能支撐13億人的“全面小康”,使用國(guó)際能源不僅存在著能源安全的嚴(yán)重制約,而且也使世界的發(fā)展面臨一系列新的問(wèn)題和矛盾。中國(guó)必須立足于現(xiàn)有能源資源,全力提高資源利用效率,擴(kuò)大資源的綜合利用范圍,而分布式能源無(wú)疑是解決問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。分布式能源是緩解我國(guó)嚴(yán)重缺電局面、保證可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施的有效途徑之一,發(fā)展?jié)摿薮蟆K悄茉磻?zhàn)略安全、電力安全以及我國(guó)天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的需要,可緩解環(huán)境、電網(wǎng)調(diào)峰的壓力,能夠提高能源利用效率。2004年以來(lái),美國(guó)和加拿大、英國(guó)、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國(guó)的相繼發(fā)生的大停電事故,深刻說(shuō)明傳統(tǒng)能源供應(yīng)形式存在著嚴(yán)重的技術(shù)缺陷,隨著時(shí)代的發(fā)展,特別是信息社會(huì)的發(fā)展,已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類(lèi)文明的發(fā)展進(jìn)程,必須加快信息時(shí)代的新型能源體系的建立,分布式能源是該體系的核心技術(shù)。九、分布式能源行業(yè)相關(guān)政策發(fā)展分布式能源是節(jié)能減排的重要途徑之一。節(jié)能減排作為約束性指標(biāo)納入我國(guó)”十二五”規(guī)劃,”十二五”期間單位GDP能耗要下降17%,分布式能源作為提高能源利用效率的一種重要方式,國(guó)家出臺(tái)了一系列政策鼓勵(lì)和支持分布式能源發(fā)展。分布式能源相關(guān)政策時(shí)間政策內(nèi)容2010年8月《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》該規(guī)定從接入系統(tǒng)原則、電能質(zhì)量、功率控制和電壓調(diào)節(jié)、電壓電流與頻率響應(yīng)特性、繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置、通信、電能計(jì)量、并網(wǎng)監(jiān)測(cè)等九個(gè)方面明確了分布式能源介入35kV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)應(yīng)滿足的技術(shù)要求2011年3月1日《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)程》該規(guī)程適用于以燃?xì)鉃橐淮文茉矗l(fā)電機(jī)總?cè)萘啃∮诨虻扔?5MW,新建、改建、擴(kuò)建的冷熱電分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收和運(yùn)行,并規(guī)定聯(lián)供系統(tǒng)的年平均綜合利用率應(yīng)大于70%。2011年《”十二五”節(jié)到2015年,全國(guó)萬(wàn)兀國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤(按時(shí)間政策內(nèi)容8月31日能減排綜合性工作方案》2005年價(jià)格計(jì)算)?!笔濉逼陂g,實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2015年,全國(guó)化學(xué)需氧量和SO2排放總量分別控制在2347.6萬(wàn)噸、2086.4萬(wàn)噸;全國(guó)氨氮和NOx排放總量分別控制在238.0萬(wàn)噸、2046.2萬(wàn)噸。2012年7月《分布式發(fā)電管理辦法》、《分布式發(fā)電并網(wǎng)管理辦法》明確鼓勵(lì)各類(lèi)法人以及個(gè)人投資分布式發(fā)電:鼓勵(lì)具有法人資格的發(fā)電投資商、電力用戶(hù)、微電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)、專(zhuān)業(yè)能源服務(wù)公司和具備一定安裝使用規(guī)模的個(gè)人投資建設(shè)分布式發(fā)電。2011年10月《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出我國(guó)在”十二五”初期將啟動(dòng)一批天然氣分布式能源示范項(xiàng)目,”十二五”期間建設(shè)1000個(gè)左右天然氣分布式能源項(xiàng)目,并擬建設(shè)10個(gè)左右各類(lèi)典型特征的分布式能源示范區(qū)域。2011年12月27日《分布式電源上網(wǎng)管理辦法》國(guó)家能源局支持分布式能源無(wú)障礙、無(wú)縫隙并網(wǎng)發(fā)電,國(guó)家能源局也正在對(duì)《電力法》的修改進(jìn)行相關(guān)工作,通過(guò)小范圍修改,支持我國(guó)分布式能源發(fā)展。鼓勵(lì)政策分布式能源具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、減少排放等優(yōu)點(diǎn),但是這些優(yōu)點(diǎn)都是外部影響,這些優(yōu)點(diǎn)很難在市場(chǎng)中體現(xiàn),而分布式能源的投資吸引力相對(duì)較弱,需要政府制定相關(guān)的優(yōu)惠政策予以扶持。1、分布式能源鼓勵(lì)政策的準(zhǔn)入條件分布式能源的鼓勵(lì)政策應(yīng)遵循統(tǒng)籌兼顧資源開(kāi)發(fā)、能源需求、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益,以節(jié)能減排為目標(biāo),以滿足用戶(hù)供電可靠性為宗旨,以提高能源效率為中心,因地制宜,規(guī)范發(fā)展的原則。準(zhǔn)入條件應(yīng)包括以下三個(gè)方面:一是鼓勵(lì)清潔環(huán)保的分布式能源發(fā)展,重點(diǎn)對(duì)可再生能源、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電三聯(lián)供、燃料電池等清潔高效的項(xiàng)目類(lèi)型進(jìn)行鼓勵(lì)。二是針對(duì)化石燃料類(lèi)的分布式能源設(shè)立能效標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)能源的綜合利用效率的提高。例如,利用化石燃料的分布式能源系統(tǒng)的總熱效率不應(yīng)小于70%,熱電比不應(yīng)小于75%。三是鼓勵(lì)先進(jìn)能源利用技術(shù)。應(yīng)對(duì)微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、風(fēng)力發(fā)電等進(jìn)行鼓勵(lì),對(duì)小煤電、柴油發(fā)電等污染大、技術(shù)落后的技術(shù)不予鼓勵(lì)。2、我國(guó)分布式能源的鼓勵(lì)政策考慮到各地區(qū)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異,可由國(guó)家有關(guān)部門(mén)共同制定鼓勵(lì)政策制定的總體原則和指導(dǎo)意見(jiàn),由各省制定針對(duì)分布式能源的具體鼓勵(lì)政策。鼓勵(lì)政策可以包括以下三方面:一是對(duì)分布式能源的投資進(jìn)行優(yōu)惠。優(yōu)惠政策包括:1)按照分布式能源設(shè)備的銘牌容量給予財(cái)政補(bǔ)貼;2)在當(dāng)前國(guó)產(chǎn)設(shè)備技術(shù)條件尚不成熟的情況下,對(duì)于確需進(jìn)口設(shè)備的工程,免除設(shè)備進(jìn)口稅,隨著國(guó)內(nèi)分布式技術(shù)的發(fā)展,逐年減少設(shè)備進(jìn)口稅的優(yōu)惠力度;3)銀行等金融機(jī)構(gòu)對(duì)分布式能源項(xiàng)目?jī)?yōu)先貸款并給予利息優(yōu)惠;4)在分布式能源接入系統(tǒng)的投資方面給予財(cái)政補(bǔ)貼。二是對(duì)分布式能源運(yùn)行進(jìn)行補(bǔ)貼。補(bǔ)貼方式有:1)對(duì)分布式能源系統(tǒng)使用的燃料價(jià)格予以?xún)?yōu)惠;2)對(duì)于分布式能源企業(yè)提供稅收減免等優(yōu)惠政策。三是對(duì)分布式能源國(guó)產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和推廣進(jìn)行引導(dǎo)和鼓勵(lì)。相關(guān)的措施包括:1)建立和健全科技創(chuàng)新激勵(lì)和保障機(jī)制、加大對(duì)分布式能源技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的投入、促進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓、完善產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系等;2)設(shè)立分布式能源技術(shù)研究的專(zhuān)項(xiàng)資金,扶持和鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)企業(yè)

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