一、中國分布式能源發展概述

 

1、開發現狀

 

分布式能源因其靠近用戶、梯級利用、一次能源利用效率高、環境友好、能源安全可靠等特點，是兼具節能、減排、安全、靈活等多重優點的能源發展方式。目前，分布式發電已成為世界電力發展的新方向，它的大規模應用將對能源，尤其是電力系統的產業結構調整和技術進步產生深刻的影響。國務院印發的《能源發展“十二五”規劃》，首次專辟一節提出大力發展分布式能源，要求到2015年建成1,000個左右天然氣分布式能源項目，這意味著分布式能源已成為中國能源戰略的關鍵一環。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》也將分布式供能技術作為與氫能、核能等并列的4項能源領域前沿技術。

 

我國對能源消費總量的控制也為分布式能源發展提供了機遇。目前我國能源利用率僅有33%，比發達國家低約10個百分點；我國單位GDP能耗是美國的2.5倍、歐盟的5倍、日本的9倍。由此，面對巨大的節能減排壓力，擴大分布式能源開發利用正是突破口之一。據資料顯示，如果分布式發電量達到現有發電量的5%，即可替代7,000萬噸標煤，相當于少建64臺60萬千瓦大型燃煤機組。

 

同時，我國處在工業化和城鎮化快速發展的重要時期，能源需求仍面臨剛性增長。而同步進行的區域總體規劃和分布式能源規劃，將使建設更多的區域型或大規模的分布式能源系統成為可能，為實現能源體系變革和節能減排目標提供更有利的條件。

 

面對分布式能源發展的利好前景，國內外眾多企業也在積極參與分布式能源技術和應用的探索，并試水分布式能源項目。北京、上海和廣州等地率先開展了多個分布式冷熱電聯供系統的示范性項目建設，相關企業包括華南電力集團、華北電力集團、北京天然氣集團、廣東宏達集團、四川新希望集團、上海申能集團、新奧集團等，更多企業正躍躍欲試。

 

然而，縱觀我國目前的用能形式，分布式能源雖受到熱捧，但沒有出現“躍進”式發展態勢。已建項目較少，正常運行項目更少。

 

應該看到，分布式能源系統不僅是一種技術、一種能源利用方式，更是一項新興的戰略產業和經濟發展重要的著力點。目前，我國分布式能源系統的發展還存在著包括技術、經濟和市場等方面的障礙，但最主要的障礙還是在制度和政策層面。

 

以目前的技術，分布式能源在電網連接、電網安全、供電質量、能源儲備、燃料供應等方面確實存在不少的問題，這也成為拖延乃至反對分布式能源發展的主要依據。但這些問題都是發展中的問題，更應從落后的電網不能適應分布式能源需要的角度來理解，由此也反映出智能電網對于分布式能源系統具有不可或缺的作用。而智能電網的核心就在于構建具備智能判斷與自適應調節能力的分布式管理智能化網絡系統，并有強大高效的儲能技術相結合，從而為各種分布式能源提供自由接入的動態平臺、為節能和需求側管理提供智能化控制的管理平臺。

 

在市場和經濟方面，由于我國分布式能源系統尚未形成經濟化的產業規模，技術和裝備也有待改進以進一步降低成本。因此，盡管發展潛力巨大，但分布式能源系統在現階段還離不開政府的扶持和政策傾斜。而電力上網困難且售價過低，相比現行未計入環境成本的電力價格缺乏足夠的競爭力等，都是分布式能源系統所面臨的現實問題。

 

在體制上，我國的發電由五大電力集團所主導，而電網更是被兩家規模巨大的電網公司強力壟斷。出于利益考慮，這些壟斷性集團也并不熱衷于分布式能源的發展，甚至借用技術、規范、標準等理由人為的拖延或者不作為，從而客觀上阻礙了分布式能源系統的發展。相對于技術和市場方面的阻礙，體制上的阻力更難突破，而且也難通過發展取得“水到渠成”般的效果。

 

2、分布式能源網

 

從國內分布式能源供應系統建設及應用情況來看，供能企業大多依賴單一能源，多會選擇天然氣、太陽能、風能中的一種為客戶提供解決方案，從而使得分布式能源發展受到地域、環境、成本等方面的限制；在供輸方面，分布式能源發電上網、并網、配電均存在一些亟待解決的技術問題，分布式供應與集中式供能之間調配困難，從而難以彌補分布式能源不穩定的缺點。

 

如果能夠組合多種能源及多樣化的供應方式，因地制宜，設計出一個綜合解決方案，力求其經濟上的合理性，必將大大推進分布式能源的發展。分布式能源網概念的提出，就給出了一種全新的區域分布式能源建設與應用思路，它將各種能源和信息流結合在一起，形成了一種高效的能源利用系統，不僅針對傳統分布式能源供能不穩定等問題提出了解決之道，且基于多種類分布式能源站，提出了一攬子能源解決方案。

 

從能源結構來看，分布式能源網不以單一能源供應為主，而是將天然氣、風、光、地源熱、水源熱等多類能源，因地制宜地根據客戶需求進行匹配與調度；從供應方式來看，利用能源站集成技術，不僅能夠將分布式與集中式供應進行有效協同，并能形成多個能源站之間的能源調配；同時，分布式能源網利用智能化控制和云計算技術，形成供需互動、有序配置、節約高效的智能用能方式，實現能效最大化。

 

與傳統分布式能源系統相比，分布式能源網不但實現了自然資源、可再生能源及周邊余熱資源的綜合利用，更能夠實現與國家電網、市政燃氣、市政熱力等主干網絡之間的智能化調度，將信息網、能量網和物質網耦合成智能協同網，通過氣、電、熱等能源的梯級利用和智能協同，呈現出能源清潔生產、供需互動、互補調峰、高效利用、節能減排的園區能源利用新模式，而這也將消除行業豎井和企業圍墻。

 

可以看出，分布式能源產業能夠包容多種商業模式，具有創造多元利潤、提升經濟效率的巨大潛力。然而，在我國分布式能源發展初期，僅靠少數企業或者項目的推動，并不能推動分布式能源的快速發展。體制障礙、發展經驗不足、綜合性技術不夠等都成為了分布式能源發展的制約因素。在當前條件下，需要政府部門進一步明確激勵機制，設法對分布式能源項目給予財政稅收等政策優惠，通過靈活的市場手段來激勵電網公司積極參與分布式能源及相關產業的發展，支持各種性質的企業參與分布式能源項目的建設，既鼓勵節約、環保的創新技術，又鼓勵專業化的能源服務公司的發展，將分布式能源產業的生態效益與經濟效益有效結合，使之成為我國經濟發展下一個增長點的有力支撐。

 

二、開發天然氣分布式能源的區域選擇

 

鑒于國內分布式能源的發展在經濟、體制等方面存在諸多不利因素，分布式能源項目更多還是要靠國家和地方的優惠政策才能保持正常的盈利水平，甚至是不虧損。因此，各類投資、運營、稅收等方面不同層次扶持政策的緊密配合，是現階段分布式能源在我國得以持續發展的關鍵所在。

 

另外，考慮到分布式能源系統的運行特點，分布式能源項目的投資還是要優先考慮江浙滬、珠三角、北京等經濟較為發達的地區。這些地區的節能減排壓力大，且有實力對分布式能源系統給與補貼，民眾也更能接受分布式能源這種新興的用能方式。

 

1、上海、長沙、青島鼓勵政策

 

目前我國上海、長沙、青島三個城市制訂了針對天然氣分布式能源的鼓勵政策，為分布式能源提供了設備補貼、氣價優惠、市政工程優惠，以及上網電價上的政策，分布式能源項目基本上可以在6年內收回投資。而一個天然氣分布式供能項目的使用壽命大約有20年。

 

根據《上海市天然氣分布式供能系統和燃氣空調發展專項扶持辦法（2013-2015）》，上海市對單機規模1萬千瓦及以下的天然氣分布式供能系統項目按照1,000元/千瓦給予設備投資補貼，對年平均能源綜合利用效率達到70%及以上并且年利用小時在2,000小時及以上的分布式供能項目再給予2,000元/千瓦的補貼。

 

《長沙市促進天然氣分布式能源發展暫行辦法》規定，補貼標準為3000元/千瓦，每個項目享受的補貼金額最高不超過5000萬元。

 

《青島市加快清潔能源供熱發展的若干政策》規定，對新建天然氣分布式能源供熱項目,按照1000元/千瓦的標準給予設備投資補貼,年平均能源綜合利用效率達到70％及以上的再給予1000元/千瓦的補貼.每個項目享受的補貼金額最高不超過3000萬元，并給與每立方米用氣補貼1.32元。

 

2、天然氣分布式能源開發區域分類

 

綜合考慮各地的經濟發展狀況、政策支持力度、環保要求、用戶接受程度等因素，將天然氣分布式能源的開發區域分為三個等級。

 

一類地區：上海、北京，盈利能力強，積極開發，搶點布局

 

二類地區：江蘇、廣東、浙江、天津，在經濟發達城市，選擇優質負荷開發

 

三類地區：福建、河北、山東、湖南、湖北、山西、陜西、重慶、四川，在氣源充足、經濟條件好、支持政策明確的城市，謹慎開發。

 

三、開發天然氣分布式能源的項目類型選擇

 

1、美國發展熱電聯產（CHP）的經驗

 

根據2012年美國熱電聯產安裝數據庫的統計，截止2012年底，美國工業和商業場所安裝的熱電聯產項目約4,200個，總裝機容量82.4GW。其中，工業領域的裝機容量占87%，有71%的熱電聯產項目以天然氣作為燃料。

 

2、分布式能源項目特點分析

 

分布式能源的適用性較為廣泛，既可以區域式集中供能，也能為單一用戶供能，既適用于工業用戶，也能為商業、公共用戶提供能源保障，可以滿足各種不同類型用戶的用電、用熱和用冷需求。分布式能源按照系統規模，可以分為區域型（DCHP）和樓宇型（BCHP）兩種；按照用戶需求，可以分為電力單供、熱電聯產（CHP）、冷熱電三聯產（CCHP）等方式。

 

區域性分布式能源實現了區域內多個用戶的集中供能，不同用戶之間的負荷可以進行互補，也能滿足不同類型的用能需求，機組基本可實現全年滿負荷運行，使用效率高，同時也降低了機組的運行成本，是較為理想的分布式能源利用形式之一。但缺點是，當分布式供能系統不能滿足用戶的用能需求時，就需要有其他的供能方式進行補充調峰，或者留有備用機組，由此造成機組初始投資可能偏高，也可能面臨沒有外部電網、熱網進行調峰或調峰成本過高的問題。而且，當不同用戶有不同的用能標準（要求）時，分布式供能系統也可能難以全部滿足。

 

樓宇式分布式能源多為單一用戶，包括工廠、車間等工業設施、寫字樓和商業中心等商業設施以及醫院、體育館、學校等公共設施。樓宇式分布式功能系統充分體現了分布式能源運行靈活的特點，環保減排效益明顯。但其用能規模有限、用能形式較為固定、峰谷差較大等缺點也非常突出。

 

工業設施類的樓宇式分布式能源系統相對來說用能需求較大，在不停工的前提下可實現24小時的全天候運行，且用能形式變化較小，便于機組的設計選型。如果能利用自身的余熱、余壓，更能大幅降低系統運行成本，提高綜合能源利用效率。但如果該工業設施受宏觀經濟、行業等的影響較大，分布式能源系統的運行效率則會隨產能的波動而波動。

 

商業類和公共類樓宇式分布式能源系統的發電成本隨系統所在的地點不同，其成本和能源利用率也不同，比如在五星級酒店的能源利用率要比在普通辦公樓高。初步估算其發電成本約在0.6～0.7元/千瓦時，但仍高于火電發電成本。如果電網收購電價定得過低，只能寄希望于國家補貼。

 

從能源需求的角度分析，熱電聯產的能效和經濟性要高于電力單供，冷熱電聯產的能效和經濟性又要高于熱電聯產。顯而易見，分布式能源系統的供能種類越多，其能效和經濟性就越高。

 

從燃料來源分析，以太陽能、風能等可再生能源為燃料的分布式供能系統，由于燃料來源免費，經濟性最為顯著，但也有因環境、氣候、晝夜等難以克服的條件而導致的供能不穩定的缺陷。天然氣分布式能源供能穩定、可持續，但受制于目前國內氣價過高、上網困難且電價偏低等因素，如果沒有政府的補貼和扶持，很難正常運營。

 

有鑒于此，建立以天然氣分布式能源為核心，太陽能、風能、生物質能、地熱能等可再生能源為輔助的分布式綜合供能系統，既能保證供能的持續性和穩定性，也能在一定程度上降低系統的燃料成本，是較為理想的分布式能源應用方式。

 

3、天然氣分布式能源的項目類型選擇

 

區域式分布式能源項目兼有用能穩定和規模化優勢，是優先級的分布式能源項目類型。如能建立天然氣和開再生能源綜合運用的分布式能源網，其經濟性、環保性將更加突出。

 

結合工業用戶和商業用戶的用能特點以及美國熱電聯產項目的開發經驗，鼓勵開發工業類樓宇式分布式能源項目，如同時有余熱、余壓利用將更為理想。商業類、公共類樓宇式分布式能源項目以具有優質負荷為前提條件，普通樓宇式分布式能源項目不作為推薦開發項目類型。考慮到樓宇式分布式能源項目在可再生能源方面可利用的條件有限，因此建議以天然氣分布式能源為主。

 

總體上，各級別分布式能源項目都要優先選擇冷熱電三聯供，使能源利用效率最大化。不具備供冷條件或不需要供冷的，鼓勵建設熱電聯產項目。一般情況下，不建議開發電力單供的分布式能源項目。

 

四、開發天然氣分布式能源的商業模式

 

分布式能源項目可以由用戶自行投資、運營，對于不擅長能源管理的用戶，也可以委托第三方投資、運營，運營模式有多種方式可供選擇。

 

1、投資方建設運營

 

能源服務商負責分布式能源項目的投資、建設和運營，根據用戶需要供應能源，以運營收益獲取投資回報。該方式適用于非專業、規模較小或較為分散的能源用戶，用戶免除了分布式能源的固定資產投資，由專業的能源服務商進行專業的管理，提高了設備運營效率。

 

（1）以量計價

 

分別為電、熱、冷等能源制訂固定的價格，根據用戶的實際使用量，收取能源使用費。可仿效電網制訂峰、谷價格，引導用戶在用能低谷時增加使用量，以保障設備的平穩運行。

 

（2）能源物業

 

考慮到熱、冷能源不便計量，可根據用戶建筑使用面積，按照約定的單價，打包收取電、熱、冷等能源使用費。也可采用電力費用單獨以量計價，熱、冷能源以使用面積計價的方式。該模式屬于固定收費，無論用戶是否使用能源，都要按照面積來繳納費用，項目的收益較為穩定。

 

（3）混合收益

 

為用戶設定最低能源使用量，不論用戶是否使用能源都要繳納固定的能源使用費。超出最低使用量的部分可以量計價，也可按面積計價。該模式保證了項目的最低收益，也是較為理想的商業模式之一。

 

（4）固定收益

 

根據分布式能源項目的投資規模，用戶給與能源投資商固定的投資回報和運營管理收益，項目運營成本全部由用戶承擔，能源使用量與項目的固定收益不相關。該模式使能源投資商規避了投資風險，并能獲取一定的投資回報和運營管理收益。

 

（5）合同能源

 

以用戶使用分布式能源前的能源支出為基數，與使用分布式能源后的實際能源支出的差額部分，按照約定的比例分成。該模式由于無法控制用戶的能源使用量，用戶可能會出于自身利益過度使用能源，相對運營風險較大。

 

2、業主建設委托運營

 

用戶負責分布式能源項目的投資建設，委托能源服務商運營管理，項目運營成本由業主承擔，能源服務商獲取運營管理費。該模式的投資風險全部由用戶承擔，能源服務商獲取固定的收益。

 

五、分布式能源開發策略

 

1、發展戰略

 

（1）以大帶小

 

以現有和未來規劃的燃機電廠為中心，在燃機電廠可控的區域內發展分布式能源項目，發揮燃機電廠發電、供熱穩定的優勢，彌補分布式能源供能、用能方面的不足，保證系統的連續、穩定運行，增強系統運行的可靠性。

 

（2）熱冷定電

 

以滿足用戶的用熱、用冷需求為主，合理匹配熱、冷、電的容量配置，根據用戶的熱冷規模確定發電機組選型和設計，避免設備能力的浪費和閑置，提高項目運行的經濟性。

 

2、開發策略

 

（1）區域選擇

 

在北京、上海等分布式能源政策明朗以及江蘇、廣東等地國家規劃的示范區內積極投資分布式能源項目，爭取最優的政策支持。其他地區在有優質負荷的情況下，可考慮有選擇的開發示范性項目。

 

（2）項目類型選擇

 

優先開發區域式分布式能源項目，以獨立供能理念為核心，構建多種能源系統綜合應用的冷熱電三聯供分布式能源網。

 

工業類的樓宇式分布式能源項目，由于用能穩定，機組效率高，屬于鼓勵開發的分布式能源項目，但開發中要甄別那些受宏觀經濟影響較小的行業。如能利用已有的余熱、余壓等低效能源，則項目的經濟性將更為理想。

 

商業類、公共類樓宇式分布式能源項目，推薦開發例如計算機中心、高檔酒店、高檔住宅小區等能耗穩定、用戶接受度高、支付能力強的項目，且以示范性質為主。普通樓宇分布式能源項目不建議作為項目開發方向。

 

（3）商業模式選擇

 

以投資方建設、運營模式為主，業主執意要投資的，投資方可參與運營管理。商業模式首選能源物業和混合收益模式，能保證項目有較高的收益；其次可選擇以量計價和固定收益模式，相對運營風險較小。合同能源管理模式現階段不作為推薦的商業模式。

 

（4）系統選擇