分布式能源到底是什么
實(shí)際上，分布式能源技術(shù)組合包括柴油和燃?xì)馔鶑?fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、太陽能電池板和小型風(fēng)機(jī)。雖然沒有標(biāo)準(zhǔn)定義，中國業(yè)界普遍認(rèn)為分布式能源，相對(duì)于傳統(tǒng)的集中供能方式而言，是指將冷熱電系統(tǒng)以小規(guī)模、模塊化、分散式的方式布置在用戶附近，可獨(dú)立地輸出冷、熱、電能的系統(tǒng)。分布式能源靈活性高且適于許多應(yīng)用領(lǐng)域，包括電力、機(jī)械能源和推進(jìn)系統(tǒng)，可獨(dú)立工作或在集成式網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一起工作，以滿足大型和小型能源用戶的需求。
分布式正在改變我們的生活
分散化運(yùn)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)前所未有的生產(chǎn)力并提高所有人的生活水平。通過推動(dòng)并使用‘分布式能源’ 技術(shù)，電力系統(tǒng)正在經(jīng)歷分散化潮流。采用分布式能源技術(shù)可以創(chuàng)建一個(gè)分散的能源系統(tǒng)，通過分布式發(fā)電機(jī)滿足整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的就地能源需求。
從中國的角度來看，煤耗量的上升大部分轉(zhuǎn)化成了日益升高的全球和地區(qū)空氣污染排放水平。中國一些大城市空氣污染水平的上升已成為人們主要關(guān)注的問題。調(diào)整我國能源結(jié)構(gòu)，提高高效清潔的能源利用方在我國能源供應(yīng)體系的比重已經(jīng)刻不容緩。在這一形勢下，推動(dòng)天然氣分布式能源發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。目前我國天然氣供應(yīng)日益增加，智能電網(wǎng)建設(shè)步伐加快，專業(yè)化能源服務(wù)公司方興未艾，天然氣分布式能源在我國已具有大規(guī)模發(fā)展的條件。
分布式能源的增長超過集中式發(fā)電
2012 年，分布式能源技術(shù)的投資達(dá)到 1500 億美元，大約訂購并安裝了 142GW分布式能源容量。
到 2020 年，分布式能源將發(fā)揮更大作用。GE 估計(jì)每年全球新增分布式能源裝機(jī)容量將從2012 年的 142GW 增加到 2020 年的 200GW，增量達(dá) 58GW，表示平均年增長率達(dá)4.4%。
在此期間，分布式能源技術(shù)的投資將從 1500 億美元增加到 2060 億美元。
全球分布式能源新增裝機(jī)發(fā)電容量的年均增速比集中式發(fā)電的要高出 60%。
分布式能源占全球新增發(fā)電裝機(jī)容量的比例將會(huì)從 2012 年的 39%上升到 2020 年的42%。
上圖為分布式電力的增長
熱、電、冷三聯(lián)供是天然氣分布式能源的獨(dú)有優(yōu)勢
天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過冷熱電三聯(lián)供方式實(shí)現(xiàn)能源的綜合利用，與傳統(tǒng)集中式供能方式相比，這種在熱、電和冷氣使用地點(diǎn)建立的小型能源站減少了能源輸送過程中的損耗，實(shí)現(xiàn)了多種能源綜合利用，具有能效高、清潔環(huán)保、安全性和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。
其中，熱電聯(lián)供（CHP）是最為常見的技術(shù)解決方案。有了CHP系統(tǒng)，就可以在現(xiàn)場高效地生產(chǎn)電能和熱能，供當(dāng)?shù)厥褂谩?/span>CHP消除了一邊購買電力，一邊使用現(xiàn)場鍋爐消耗燃料進(jìn)行制熱過程中產(chǎn)生的巨大浪費(fèi)。由于避免了從發(fā)電點(diǎn)到設(shè)施的輸送、傳輸和配送過程中出現(xiàn)的電力損耗，系統(tǒng)的節(jié)能效果得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。
CHP系統(tǒng)的效率最高可達(dá) 95%，這與熱電分開過程 50%的效率形成了顯著對(duì)比。
最好的燃?xì)馄啓C(jī)是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)
你一定知道飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，也一定知道燃?xì)廨啓C(jī)，兩者都是把燃料和空氣混在一起壓縮、點(diǎn)燃、用燃燒帶來的能量驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸做功的高精端機(jī)械設(shè)備。在上海閔行區(qū)莘莊工業(yè)園的華電通用輕型燃機(jī)廠，你會(huì)看到一臺(tái)臺(tái)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)——它們是改造后的燃?xì)廨啓C(jī)，主要任務(wù)是發(fā)電。
這些名為航改型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)備完整地保留了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)和材料，同時(shí)也擁有和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣極高的可靠性和機(jī)動(dòng)靈活性。它們雖然不上天，但是可以在陸地上、海洋上以及移動(dòng)的浮船上建立一個(gè)發(fā)電廠。目前世界上只有GE等極少數(shù)廠家有能力生產(chǎn)這樣最高級(jí)的燃?xì)廨啓C(jī)：
經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)更偏愛天然氣分布式能源
據(jù)專委會(huì)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2014年底，我國已建和在建天然氣分布式能源項(xiàng)目裝機(jī)容量已達(dá)3.8GW。其中已建成項(xiàng)目82個(gè)，在建項(xiàng)目22個(gè)，籌建項(xiàng)目53個(gè)。
上圖為全國重點(diǎn)地區(qū)樓宇型天然氣分布式能源項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模
上圖為全國重點(diǎn)地區(qū)區(qū)域型天然氣分布式能源項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模
從圖 3、圖4 可以看出，天然氣分布式能源大體發(fā)展情況為：沿海城市（環(huán)渤海+長三角+珠三角）>川渝地區(qū)>華中地區(qū)>東北地區(qū)。結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得出如下結(jié)論：
1.經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)財(cái)政支持的可能性更大，地方政府有足夠財(cái)力進(jìn)行補(bǔ)貼； 用戶承受較高能源價(jià)格的能力更強(qiáng)。
2. 從電力供需角度看，外購電需求旺盛且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)發(fā)展分布式能源潛力較大，主要是從遼寧到廣東的沿海地區(qū)，華中、華東、華北地區(qū)等。
3.依靠非石油、煤炭資源開采而發(fā)展起來的城市發(fā)展天然氣分布式能源的潛力更大：如廣東、江浙要優(yōu)于克拉瑪依、大慶、山西；
4.經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度低的地區(qū)政府財(cái)政較為緊張，用戶承受較高能源價(jià)格的能力較弱，電力供需萎靡，發(fā)展天然氣分布式能源的潛力相對(duì)較小。
天然氣分布式能源還缺乏政策支持
雖然目前國家及地方政府出臺(tái)了一些鼓勵(lì)支持政策，但沒有具體的實(shí)施細(xì)則或相關(guān)利益關(guān)系沒有理順，如稅收優(yōu)惠政策、天然氣價(jià)格轉(zhuǎn)讓、上網(wǎng)電價(jià)、電力直供等問題無法落到實(shí)處。其次，分布式能源項(xiàng)目審批環(huán)節(jié)過多、投資成本高、缺乏國家強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)使得發(fā)展具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。
并網(wǎng)和上網(wǎng)問題依然沒有解決
與傳統(tǒng)供電方式相比，分布式供能具有能源利用率高，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好等優(yōu)點(diǎn)，但分布式能源項(xiàng)目的發(fā)電輸送電模式與現(xiàn)行的《電力法》有相違背之處。目前已投或在建項(xiàng)目，面臨的最大的阻礙仍然是電力“并網(wǎng)”問題。而已經(jīng)建成運(yùn)營的天然氣分布式能源項(xiàng)目所發(fā)電量多是自發(fā)自用，不由電網(wǎng)公司統(tǒng)一調(diào)度，且電價(jià)一般是由項(xiàng)目公司與用戶之間協(xié)商。但《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》開啟了大規(guī)模能源體制改革的進(jìn)程，改革將從根本上掃除分布式能源項(xiàng)目并網(wǎng)難等阻礙分布式能源發(fā)展的主要障礙。
投資運(yùn)營成本過高限制了天然氣分布式能源的推廣
天然氣分布式能源企業(yè)自身運(yùn)營存在的制約因素主要體現(xiàn)在投資成本大，回收期限長，設(shè)備運(yùn)行以及燃料成本過高等方面。目前，國內(nèi)一個(gè)示范性項(xiàng)目每年的運(yùn)行與維護(hù)成本達(dá)到2200 萬元。
上海迪士尼將采用四聯(lián)供的天然氣分布式能源站
作為中國內(nèi)地首家迪士尼樂園，上海迪士尼開業(yè)后，無疑將吸引巨大的人流，如果沒有一套“量身定做”的綜合方案，必將產(chǎn)生巨大的能源消耗。如果按照傳統(tǒng)的燃煤供電的模式，只有30%多的能量可以轉(zhuǎn)化為電力。同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生大量氮化物、硫化物、PM2.5顆粒等污染物。
上海迪士尼則擁有了一顆綠色的心臟，其分布式能源中心的一期工程采用了五臺(tái)GE 4.4兆瓦J624顏巴赫機(jī)組，提供冷、熱、電和壓縮空氣四聯(lián)供，相當(dāng)于是一個(gè)綜合加工廠。在年發(fā)電量1.7億千瓦時(shí)的條件下，該分布式能源中心的CO2排放量可以減少7.5萬噸，標(biāo)準(zhǔn)煤耗費(fèi)量可以減少2萬噸。
上海迪士尼效果圖，這里將采用先進(jìn)的四聯(lián)供分布式能源系統(tǒng)。
所謂“四聯(lián)供”系統(tǒng)，是指該能源站擁有蒸汽、冷氣、熱水和電力四個(gè)管道。在具體運(yùn)行中，將采用煙氣熱水型溴化鋰機(jī)組作為余熱利用設(shè)備，可以將發(fā)電站的一部分廢熱轉(zhuǎn)化為蒸汽，為樂園中利用壓縮空氣的電動(dòng)游戲提供動(dòng)力，還有一部分廢熱用于對(duì)水加熱，提供給廚房和酒店，另外，該分布式能源中心還通過采用溴離子技術(shù)的中央空調(diào)，對(duì)廢熱進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)制冷的目的。
項(xiàng)目建成后一次能源利用率可達(dá)到80%以上，遠(yuǎn)高于常規(guī)能源的利用效率；預(yù)計(jì)年上網(wǎng)發(fā)電量約為1.7億千瓦時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2萬噸，相當(dāng)于每年少砍伐木材4萬噸。此外，該天然氣分布式能源中心由于采用了內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)與地區(qū)電網(wǎng)“互通有無”，若斷電則可利用天然氣提供能源發(fā)電，可以保證迪士尼樂園運(yùn)營期間不斷電，加強(qiáng)地區(qū)供電的可靠性。
