分布式能源发展的影响因素

分布式能源发展的影响因素分析摘要：分布式能源系统因其具有高效、清洁、环保等优势而拥有巨大的发展潜力,它的推广应用与技术、政策、市场等各方面因素密切相关,例如并网的技术标准、能源价格、电力市场的开放和监管以及社会的认可度等。文章介绍了欧美国家分布式能源发展的主要障碍、以及对策措施等。关键字：分布式能源发展驱动力障碍AnalysesonpromotionofdistributedgenerationHUANGDong2feng(ZhejiangProvincialEnergyResearchInstitute,Hangzhou310012,China)Abstract:Thedistributedgenerationisanefficient,cleanandenvironmentallysoundtechnology,withgreatpenetrationpoten2tialsinenergymarkets.Thepromotionofdistributedgenerationiscloselyrelatedtotechnical,policy/institutionalandmarketaspects.Inthispaper,thedriversandbarriersaswellassuggestionsonthedistributedgenerationdevelopment,particularlyinthedevelopedcountriesinEuropeandUS,weregenerallyintroduced,whichmaybetakenasreferencetoChina.Keywords:distributedgeneration;promotion;drivers;barriers0引言根据世界能源理事会(WorldEnergyCounsil)的预测,为了满足能源需求和环境保护的要求,到2050年全球能源结构至少将由8种能源(即煤、油、气、生物质、风能与太阳能)组成,其中任何一种能源的比例都不会超过30%。因此,电力生产成为实现这种多元化能源结构的重要手段。随着电脑、电子设备的普及应用,当今社会对电力的需求量不断增加。国际能源署(IEA)分析,在经济合作发展组织(OECD)成员国中,电力占能源市场的份额可能从1970年的24%上升到2020年的40%。电力不仅是当今社会最重要的战略基础设施,而且未来的重要性将更加突出。但是,大电厂、大电网的不断建设依旧未解决当今电力危机中存在的两大根本问题:(1)电力供应总是无法满足峰荷需求;(2)已建成的输配系统容量总是小于用户电力需求的总量。近年来,欧美地区发生的大面积停电事故,使人们对电力供应的可靠性、安全性提出了更高的要求,而分布式能源是解决上述问题的有效途径。电力工业重组以及电力市场的逐步开放使人们对电力工业有了一种全新的认识:即在电力的批发、零售市场中引入竞争。尽管在不远的将来,电力公司还将继续营运配电网,但长远来看,电力生产、经营与销售、电网服务等将在统一的电力市场中形成竞争关系。这就意味着传统的电力输配网将向双向的、统一的电力供应网络发展。这是一种新的电网概念,将为分布式能源发展提供巨大的潜在空间。现代电子自动控制技术、信息技术及通讯技术为中小规模的、高效新型的可再生能源发电的并网提供了技术支撑。分布式能源被认为是一种新的电力系统,使千百万的用户能够拥有自己的发电设备,他们既是电力消费者又是生产者。这就对电力配送方式提出新的要求,即建立双向的、智能化的电网,实现各种分布式能源系统的并网。可以说,分布式能源的发展不仅与各种发电技术、能源储存技术、电力电子控制装置的开发密切相关,而且还将面临政策、法律、监管等方面的挑战。研究与探讨1分布式能源发展的驱动力分布式能源是小型的、模块式的、以高效的热电冷联产或可再生能源发电技术为主、靠近用户(负荷)端的能源系统。分布式能源不仅能够节约能源、减少CO2排放,几乎不需远距离输送,大大降低了输配损失以及输配线路的投资成本(其约占电力成本的30%以上)。在欧美国家,分布式能源系统不断得到开发和利用,其所涵盖的技术也从热电冷联产机组向可再生能源发电技术(如太阳能光伏发电、风力发电、生物质能发电、太阳能热发电等)、以及燃料电池及氢能等方面展。发展分布式能源的驱动力主要有以下几点,这些发展动力在不同的国家又诠释成各种激励措施和税收政策。(1)提高能源效率。从上个世纪80年代开始,电力工业出现一种变化趋势,即发电机组平均单机容量从百万千瓦级向如今的十万千瓦级发展。这是因为靠近用户端的热电联产设备能源总效率往往高于80%,而大型发电设备(既使不考虑输电损失,也只有约50%的效率)。用户根据自身的电力需求和经济原因,开始更多地选择分布式热电冷系统。另外,大型发电厂选址难度的增加、审批时间加长也促进了分布式能源系统的推广。(2)环境保护的要求。全球气候变暖的严峻形势促使世界各国积极寻求减少温室气体排放的各种途径。例如,欧盟为了履行京都议定书的减碳承诺,提出了到2010年可再生能源份额达到12%、热电联产发电达到总发电量18%的目标。热电冷联产、可再生能源等是公认的减少CO2排放、实现低碳及无碳排放的能源技术。值得注意的是,更严格的污染排放标准及环保条例的执行也促进了分布式能源系统的推广。(3)电力市场的开放为中小投资者、开发商进入市场、参与竞争创造了条件,让电力用户能够选择供应商。欧盟各成员国将在2005年完成电力市场的开放,这为欧洲国家的分布式能源发展提供了有利的条件。(4)能源资源的多样化及能源自给率。分布式能源技术可利用多种能源资源,减少了对化石能源的需求,即减少对进口石油的依赖,提高能源自供能力。(5)另外,电力公司也鼓励发展分布式能源,因为在夏季,他们往往无法增加发电设备以保证峰荷需求,电力公司必须为此承担相应的法律责任,分布式能源系统可以使电力公司避免这样的法律争端。2分布式能源发展的主要障碍实际上,分布式能源技术的应用与地域条件、各种技术的可行性、资源的可获得性和环境要求、社会的认可度、乃至监管和市场条件等密切相关。影响分布式能源系统发展的主要因素可归结为技术、政策与机制、市场等几方面。2.1技术因素技术因素涵盖了与分布式能源系统相关的各个技术问题。具体地说,就是分布式能源设备的技术性能,如发电机组、并网设施、输配电网的运行,以及电网安全、可靠及稳定运行的标准等。分布式能源系统并网存在以下的限制。(1)电网的技术条件:如农村电网的电压城市电网的故障率等限制。分布式能源系统并网可能使电网的故障率上升,这就限制了分布式能源系统尤其是热电联产机组的并网。此外,并网还意味着电网电压的升高。这些都对电网的改造提出了新要求。(2)现有的电网设计程序:它是根据电流由集中式发电厂输向用户端(单向)而制定的。而分布式能源系统的并网则意味着电流的双向流动,为此必须修改现有的电网设计程序。(3)安全问题:分布式能源系统的并网可能引发意想不到的操作。如,某一条馈线的故障可能使另一条馈线产生断路。(4)产生可能的波动和配备辅助装置:并网的分布式能源系统数量越多,对电网的冲击大。间歇性的分布式能源系统还需要配备存储设备等。(5)精确计量和控制方式:目前的计量和控制方式尚不能满足分布式能源推广应用的要求。(6)缺乏必要的基础设施,制约了远离电网的分布式能源系统的建设。为了并网,分布式能源开发商必须接受电网公司或电力公司的有关并网技术条款,其中包括各方的责任、电网改造及线路延伸的成本分摊等。.尽管这些问题在许多欧盟国家的条规中都不同程度地作了规定,但是电网公司所要求的技术指标对于分布式能源开发商来说常常是不确定的,比如容易引起争议的技术问题包括电网的容量、电网改造、并网的接入点、并网电压、线路保护技术等。一旦电网容量不足将会影响分布式能源项目的实施。而各种费用的分摊也大大提高开发商的实际成本,影响项目的经济性。2.2政策与机制因素政策与机制因素包括直接和间接地影响分布式能源项目的政策,以及制定、实施相关政策的体制结构等。支持政策的空缺或不确定是分布式能源发展的重要障碍。目前欧盟各国正处于电力市场开放的过渡时期,对电力市场的监管和分布式能源(可再生能源技术和热电联产技术)支持政策有着很多的争议,许多政策和措施变更频繁。在新旧机制交替之际,出现了政策空缺,增加了分布式能源发展规划的不确定性。在欧洲,影响分布式能源技术发展的各种障碍与电力监管体制密切相关。而现有的电力监管体制未能充分认识分布式能源系统的价值,尤其是环保效益、提高电网服务质量、保障电力供应等方面的益处。分布式能源能否纳入区域规划关系到分布式能源项目建设和运行的许可审批。许多分布式能源项目,如小水电、风电、兆瓦级光伏发电等常常由于保护生态和土地、景观及历史遗迹等原因而造成选址困难。如果分布式能源系统的选址能尽早纳入区域规划中,就可避免选址与保护自然的冲突。例如,德国将分布式能源的开发纳入区域规划中,一方面使当地政府为风力发电提供合适的场地,另一方面也降低了开发商的选址成本。还有,天然气热电冷设备选址的困难一般较少,因为不论工业、医院还是住宅在建筑设计时已为能源设备留有一定的空间,除非因地点的特殊性,其噪音可能影响一些热电联产项目的许可审批。2.3市场因素市场因素包括分布式能源技术自身的经济特性和市场结构。前者指的是设备及运行成本,以及融资、燃料和产品合同等。后者指的是市场参与者的数量和规模大小、定价和交易机制、竞争的力度、进入市场条件等。许多分布式能源系统的开发商、运营商往往不是实力雄厚的电力公司,多为新成立的中小型企业,因此在技术、经验和能力方面不及有实力的大公司。许多分布式热电联产设备的运行商或用户在市场中多处于弱势地位。电力公司的市场操纵力可能直接影响分布式能源项目的发展。对于中小规模的独立发电商来说,一旦发电和批发市场的开放程度有限,电网公司就可能对分布式能源开发商制造各种并网的障碍,例如电网公司可能会采用拖延处理并网申请、使申请手续复杂化或联合抵制等手段阻碍分布式能源系统的并网,这就使资金紧缺的开发商面临更多困难。市场操纵力还体现在电网公司可能压低分布式能源的上网电价,对非电力部门的分布式能源开发商采取抵制的策略;燃气公司也可能会抬高热电机组燃料供应的容量费等。对于天然气热电联产设备而言,气价/电价比的迅速攀升极大地影响了分布式热电联产技术的推广。一方面,天然气价格不断上涨,而另一方面,电力市场开放的负面结果(未计入环境成本)使电价偏低,热电设备运行的经济性则难以维持。3分布式能源发展的激励措施分布式能源技术在广义上的优势已为社会所认可,例如提高能源效率、减少CO2排放、减少线损和输配线路的投资成本、削减峰荷等。但是,在实际应用中,仍然存在着许多亟待解决的问题,如分布式能源技术有待不断成熟,制定相关的政策激励机制、并网标准、设计规范,等等。应该看到,技术进步与政策制定是相辅相承的,研发的突破与创新能够增强决策者的信心,制定和实施相关的扶持政策;而政策的有力支持又能促进研发的深入开展。因此,在强调政策到位的同时,更应注重技术的突破与创新。首先,关键是建立开放、透明的电力市场,为各种类型的市场主体提供公平的机会。其次,提高上网条款、条件和程序的透明度,改善分布式能源并网条件,尤其是电网技术接口标准、并网成本分摊条例的制定。这些成本分摊条例应充分考虑分布式能源系统对电网的有益之处,例如减少电网投资和线损。再者,改善分布式能源项目的审批许可程序,将分布式能源发展纳入电网规划以及区域规划之中,有效地降低分布式能源的并网成本。由于分布式能源目前在电力市场中仍处于弱势地位,电力生产的环境成本尚未计入电价,因此分布式能源项目仍然需要政策支持和经济激励。从长远来看,应建立市场化的支持机制,以符合电力市场开放的趋势。可以预见,通讯和信息技术的日新月异为分布式能源系统的推广提供了更多控制手段。互联网技术为点对点的通讯提供了网络,使分布式能源系统能够实现实时并网运行操作。参考文献:[1]王振铭.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