国内分布式能源发展战略研究

我国分布式能源开展战略探讨1分布式能源在中国开展的历史机遇和挑战分布式能源是以热电冷联产技术为根底，与大电网和天然气管网相联结的，向一定区域内的用户同时提供电力、蒸汽、热水和空调冷水〔或风〕等的能源效劳系统。它采用了上个世纪七十年代在国外开展起来的，洁净高效、小型分散为主要特征的第二代能源技术，目前主要以天然气为燃料，使燃气轮机或内燃机首先做功，通过各种方式按照不同的温位逐级利用400～600多度的排出烟气，最终实现80％以上的能源利用效率。在我国过去二十几年的经济快速开展中，以煤为主的能源结构所造成的环境污染和生态问题已经对我国的可持续开展形成了巨大的压力。我国政府最近开始考虑对能源战略进行重大调整，先后做出了西气东输，西电东送，加快引进天然气的决定。国民经济的持续快速开展要求能源供应的保障和电力的超前开展，加上能效需要提高和环境、生态保护方面的压力，这些都对热电冷联产的分布式能源系统产生了巨大的需求。据估计，在今后的十几年内，在中国将需要兴建成千上万个分布式能源站，这是前所未有的历史机遇。当前，正是处于这个历史阶段的开端。但是，如果说从现在开始，分布式能源站会以每年几百个、甚至上千个的速度开展，那么，立即便有一系列的问题产生：资金从哪来，技术依托何在，用户端的市场如何开拓和将会怎样开展，目前政府的政策法规是否适应这个开展趋势，谁来做分布式能源建设开发主体，如何协调分布式能源站同电网公司和天然气公司的关系。这些问题对于分布式能源站的发展是极为现实而又严峻的挑战。目前在北京、上海、广州等地正在筹划兴建的分布式能源站已经遇到了这些方面重重的障碍和挑战。认为分布式能源会自然而然地顺利发展起来，或者认为根本没方法克服目前的障碍和挑战、因而它不可能开展起来的这两种看法，都是不符合实际的。我们必须认真地面对当前分布式能源开展中的机遇和挑战，研究、制订好它在中国快速开展的战略。2制订开展战略的重要观念和原那么2.1市场观念。我国经过二十几年的改革开放，已经进入了社会主义市场经济深入开展并走向成熟的时期。我国已经参加了WTO，最近又出台了公用事业市场准入的法律。分布式能源是国民经济的重要的根底产业和公用事业。必须允许多种所有制进入分布式能源市场领域，改变只依赖政府来开展分布式能源的观念。分布式能源站的建设、运营、管理都要按照市场机制来运作，这是一个极其重要的思想观念。2.2开展的动力。分布式能源作为第二代的能源技术，它的市场开拓不是依靠政府的补贴或强制性措施，而是靠〔1〕高科技、高能源利用效率、低环境污染；〔2〕区内直供系统——它大大减少了大电网的输送、调峰费用，从而取得了客户、运营方、政府和社会“四赢〞的效果。换句话说，它的实现是靠做一个新的大蛋糕来让大家分享，而不是靠对现有的财富作重新分配转移。这也是一个极其重要的思想观念。2.3资金来源和资本运作。大量分布式能源的建设，需要上千亿元的资金，不可能也不应该靠政府投资、用纳税人的钱。按照市场经济的运作规律，它要靠资本的运作来形成良性循环和开展。我国银行里现有11万亿元的存款。良好的运作，可以引导、促使它们投入分布式能源市场。此外，资金和市场并不是一步到位而是逐渐扩大的。要通过建立体系和市场运营，用逐步回收的资金再来扩大建设和经营的范围，形成滚动式的开展。我国三峡电站已经成功地实行了这一机制。兴旺国家已经形成了很好的运营的体制，取得了很充分的经验。2.4政府的作用。为使分布式能源能够按照市场机制来运作，政府所要做的，一个是提供支撑条件和投资环境，制订相应的政策法规；其次是对它的开展做出宏观的规划和调控。换句话说，分布式能源应当是按照市场的规律和社会的需要而获得发展，但政府的规划和支持也很重要。3促进分布式能源市场开展的战略3.1投资建设分布式能源站的主体。如上所述，分布式能源应当是在市场机制下靠高科技、高效率、高经济收益而自我运作、良性生长的。因而它的运作主体不应该是政府，而是能源效劳公司。能源效劳公司应该包容国有资本、民间资本、集体资本和国外资本，并且按照现代企业制度来管理。因为它有稳定可靠的投资回报，所以有很大的开展空间。在十几年之内中国就会出现一大批这样的投资能源效劳的企业。通过它们相互之间的竞争，一个新的行业会逐渐形成。这个行业是需要我们去耐心培育、扶植的。这种扶植主要表达在给它一个健康成长的环境和公正、公平的市场竞争条件。3.2资本运作规律，融资渠道。目前根据我们的调查，国内可能建设的分布式能源站有十来种不同的类型。有一些类型是在企业的内部建设的。作为独立的法人实体，企业有它自己的融资渠道，这里不多讨论。综合性的分布式能源站，是以能源服务公司作为投资运行的主体的。在它自己投入一定启动资金条件下，银行贷款是一条主要的融资渠道。由于其效劳的对象相对稳定，原料产品来源和价格体制都能够得到保证，所以分布式能源属于利润率不是很高，但收益稳定、有保障，盈利风险不大的工程。这类工程诸如大桥、高速公路等，但是分布式能源站投资回收期比它们短，5～10年左右；并且投资所形成的都是良性资产，工程本身具有抵押价值，所以银行愿意贷款给这样的工程。第二条渠道是设备融资，或称设备信托贷款。分布式能源站在全世界有很多关键设备的大供应商。工程业主可以按照协议，先交付首期费用，在以后假设干年内分期归还购置设备的费用。这就是说，投资运营者只需先花一局部的投资运营金，再靠用户购置能源效劳所交付的款项来逐步归还银行的贷款和设备供应商的信托款。国外已有很多成熟的经验。3.3管理和运营。国外有许多专门基于能源效劳进行管理、运营的公司。就像现在在房地产开发市场上形成的一大批物业管理公司一样。现在的物业管理公司都是在房地产公司搞保安、清洁、维修等效劳，惟独欠缺能源效劳。对于分布式能源的热、电、冷三联供体系，必需有一个相当于物业管理机构的公司去进行运营。优化运营的关键是在不同的市场价格、季节气候条件下正确调度系统的运行方案，始终使系统处于最经济的运行状态，获得最大的经济效益。这里的效益潜力是很大的。能源管理公司与工程开发的能源效劳公司可以是同一个，也可以不是，而由前者招标组建。这种分布式能源运营与管理公司的最大特点，是在一个效劳区域内拥有排除竞争对手的特许经营权。特许经营的问题就是要协调业主和各方的利益，也就是需要一个价格听证、审定的机制，以公平、公正地保证各方的利益。在国外已有很多成热的经验。在国内也必须建立起这样的机制，才能有利于分布式能源的开展。3.4与电网公司和天然气公司的关系。目前我国的电网和天然气公司根本上都是国营机构，而且带有垄断的性质。随着国家电力体制的改革、能源结构的改革，电网公司和天然气公司虽然是国营公司，但也走向市场化。它们也是企业，也要按照现代企业管理制度经营和获利。能源效劳公司也一样，也有自己的利益。因此在市场面前，能源效劳的经营和管理公司同电网公司、天然气公司应该是平等、互利的。对它们之间的利益关系，应当按照市场的游戏规那么来处理，谁也不许凭借在各自领域里的特殊地位来损害别人。在设施的规划和建设上，电网高压端的变压器和电缆网络应由电网公司来作整体规划和建设；能源效劳公司经营体系之内的低压端设施，那么应由能源效劳公司来投资建设。为了保证区域供电连续、平安、可靠，往往需要有双回路，需要电网公司提供一个备用支持的容量。然而这个备用支持的容量在能源效劳区内有直供电力的时候，它的负载率和运行效率是很低的，因而电力公司就会有一定的损失。能源效劳公司应该根据备用的条件和双方协议，对电网公司给予一定的补偿。在分布式能源站发生故障，突然需要由电网提供大量的备用电力供应的时候，电网公司收取比较高的费用也是合理的。能源效劳公司和电网公司在每年的方案安排、价格、备用设备的补偿费用等方面都应该按照平等互利的市场规那么来达成协议。另一方面，分布式能源站对于电力峰谷差的平衡和电网平安的保障是有奉献的，也从全局上节省了电网公司投资建设电网的费用和整个电站的建设费用，在特定的局部减少了电网公司供电负荷，所以电网公司也应当给予它一定的回报和运作方便，到达无论在近期或长远都有互利双赢的结果。能源效劳公司与天然气公司的关系跟它与电网公司的类似。天然气公司所经营的管道也有流量稳定性、峰谷负荷等问题。从压力比较高的管网上售气及售给比较大的用户有利于整个管网的平衡管理。分布式能源站用气压力高、用量比居民的大得多，还有平衡峰谷作用，应当获得价格优惠。分布式能源站同天然气公司在管道的建设、供气方案、价格上也需要进行平等互利的协商。总体来说，分布式能源将会成为电网和天然气管网调峰平衡的重要帮手。三者之间应当是互相协作、联手“三赢〞的关系。当然，这还需要三方统一认识，还要从系统技术方面联手开发、共同努力。这对于分布式能源站、供电公司和天然气公司的发展都极为重要。3.5市场的培育和开拓。分布式能源是解决城市人口密集区域和遥远地区热、电、冷多种能源高效联供的最好途径。它与电网和天然气管道密切连接，又可以不完全依赖它们而独立开展。因而可以把它看作天然气和电网市场的开拓者和开路先锋。在没有输电网和天然气管道的地方，可以把用汽车或者火车的罐箱运输的液化天然气〔LNG〕作为分布式能源的天然气的来源。在澳州和印尼的天然气、东输的“西气〞没有到达之前，新疆的液化天然气2024年底就将通过用火车和汽车的罐箱运输到东南沿海。这事实上就是起着为沿海地区未来进口管道天然气培育市场的作用。而一旦船运和管道天然气抵达以后，LNG罐箱运输公司又可以转过来把船运LNG从港口运送到附近还没有铺设管道的地方，为延伸天然气管道而开拓和培育新的市场。电力输送也有类似之点。所以我国要开展分布式能源，就要研究整个能源供应〔包括天然气和电网这两个市场的培育和一次能源的输送等〕问题，这是非常重要的。4促进分布式能源技术开展的战略分布式能源既然是一个先进的、高科技的产业，因而其技术开展是个重要的方面。它虽然在国外来说是成熟可靠的行业，但是在国内还是一个新的事物。硬件、软件和研发方面都有很多重要的问题需要正确地处理。4.1硬件技术方面。分布式能源站目前的技术设备主要包括燃气轮机，余热锅炉，蒸汽透平，压缩式制冷，吸收式制冷，蓄冷、蓄热设备，以及控制系统和设备。所有这些硬件设备当中，国内目前在技术上还跟国外有较大差距的主要是燃气轮机的制造、超低温的制冷系统和大面积的集中供冷系统的控制等几个方面。余热锅炉、蒸汽轮机、吸收制冷等技术在国内是过关的，而且其价格也相比照拟廉价。我们要在最近十几年内开展成千上万个分布式能源站，就有一个设备的供应问题。等到设备完全国产化以后再去开展分布式能源站的观点是不符合市场经济规律的。我们可以在开始时引进国外先进的、可靠的燃气轮机等设备，使分布式能源形成一定规模的市场需求，这才会促进这些设备制造商把他们的制造基地转移到中国来。在国内制造中，注重对引进的技术的消化、吸收，逐步增加国产化的比率，最后做到立足于国产。我国的电视机、空调机、移动电话、微型计算机、汽车等制造业的开展都经历过这样一个过程，最后走向自给乃至出口。可以预见，随着分布式能源站大规模建设的兴起、也会促进国内相应的设备制造业、硬件技术产业按照市场经济的规律和机制开展起来。4.2软件技术。软件技术包括两类。一类是分布式能源系统的集成设计。分布式能源系统的配置与用户所在地域的气候，对供冷、供热的需求以及天然气、电的供应条件和价格有非常密切的关系，绝对不可能是千篇一律的。如在热带地区，终年气温都较高，只有空调负荷而没有采暖负荷。如果电价也很低，那么就可以通过燃气轮机直接带动制冷压缩机、燃机的排气直接带动溴化铝吸收制冷机来产生冷负荷。这种体系因不需要经过中间的转换，以转换效率高。但是它的终端供应比较单一，只是供冷，没有供电和热。我国大局部地区同时具有采暖和制冷的需求，系统的设计就要有相当的灵巧性，要保证在不同的工况条件之下都能够既满足需求又高效运行。在有分时电价的地区，白天晚上电价不同，就要在系统里设置蓄冷的模块，使它能够利用夜间低谷的电价的条件来蓄冷，供白天来用。因此需要建立包括所有模块的系统综合集成模型，同时建立一个计算机的平台并在其上开发出一个并行优化设计和辅助决策软件，以便能够针对不同的需求设计出最优的、柔性的分布式能源系统，使它在不同的条件下都能获得最大的能源效率和经济效益。这样的一个集成设计系统只是对需求固定的分布式能源站而言的。实际上，能源需求本身并不是固定和任意的。分布式能源站的冷、热供应的终端用户大局部是建筑物〔住宅或商厦〕。建筑物本身如果是按节能的要求设计的，就会大大减少对空调、采暖负荷的需求，因此，分布式能源站的设计条件就会改变，分布式能源系统集成优化设计软件同建筑物节能优化设计的软件就必须密切联系和相互集成。如果没有这样的系统综合技术，尽管有先进的设备，建成的分布式能源站也不可能有很好的经济效果。所以，随着我国分布式能源站建设的进展深入，这方面的技术应该尽快地开发和成熟地运用。第二类软件技术是已经建成的分布式能源站的运营管理和控制的技术。当气候条件、其他人为条件造成冷、热负荷的变化，或者电、天然气以及其他能源价格发生改变时，运营软件都能使这个系统始终在高效率下运行。这样，系统即使在需求状况突然发生变化时，也能够得到很好的控制，并在付出最小的经济代价下，满足舒适度和其他方面的需求。这方面的软件极需要在开展中去加快开发和完善。4.3进一步的研究开发。分布式能源站的原料目前是以天然气为主的，当然也不排除在某些地方还有烧煤的分布式能源站。但从未来的能源技术开展来看，以天然气为主的分布式能源站会改用高效率的燃料电池设备来局部代替目前的燃气轮机或内燃机。它没有转动附件，设备投资和占地面积相对更小，而且经济效益会更高。此外，将来的分布式能源会更多地采用可再生能源；太阳能的光电、光热转换所产生的能源；还有风能、生物质能，包括大面积的光合作用形成的植物以及人们生活当中的一些固体和液体的排泄物所产生的能源。这些技术目前都处于研究开发阶段，但是作为我们这样一个大国，也需要集中相当的力量来进行研究开发，不断给分布式能源增加更多的技术内容，通过更快的技术进步使分布式能源技术取得越来越好的经济效益。5政府的职能在促进分布式能源开展的上述这几个战略当中，在市场经济体制之下，政府不再是包打天下，什么都管、都做。政府起的作用应当是在市场和技术这两个方面起宏