以分布式光伏發電發展領先的德國為例,至2013年底光伏累計裝機達到35.5兆瓦,發電量占全國電力消費約5%,其中分布式光伏累計裝機26.3兆瓦,裝機占光伏總裝機比例接近75%。
一般來說,分布式電源是指在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶端自發自用為主、多余電量上網,且在配電網系統平衡調節為特征的發電設施或有電力輸出的能力綜合梯級利用多聯供設施,其特點主要有:裝機容量小、靠近用戶側、建設周期短、對周圍環境友好等。
從定義上來看,國家能源局發布的《分布式發電管理暫行辦法》中提出:“總裝機容量5萬千瓦及以下的小水電站和以各個電壓等級接入配電網的風能、太陽能、生物質能、海洋能、地熱能等新能源發電均作為分布式發電。”國家電網公司在《關于做好分布式電源并網服務工作的意見》中提出:“位于用戶附近,所發電能就地利用,以10千伏及以下電壓等級接入電網,且單個并網點總裝機容量不超過6兆瓦的發電項目作為分布式發電項目。”
我國分布式發電給予小水電自發自供,近年來,天然氣和新能源分布式發電才開始起步。根據中國城市燃氣協會分布式能源專委會統計,截至2011年全國天然氣分布式能源項目總裝機容量近100萬千瓦,主要分布在北京、上海和廣州等大城市的醫院、賓館、寫字樓和大學城等公共建筑。
2014年上半年,分布式光伏新增容量僅50萬千瓦,為去年同期容量的不足50%,國家能源指定的18個分布式光伏示范區進展也十分緩慢,原因有三個方面:一是屋頂資源有限。分布式光伏項目普遍要求屋頂面積大,結構好,承重強,用戶用電電價高,用電量大,運營穩定,資信好,這樣的屋頂大多都在“金太陽”工程中被利用,因此現有存量較少;二是項目融資難。目前分布式光伏主要采用“優先自用,余電上網,全電量補貼”的方式,由于居民電價較低,發展居民分布式光伏不具備經濟性,造成融資困難;三是外部配套難。一方面地方政府政策實施細則難以確定,如補貼金額一項,各地最終執行效果有很大不確定性;另一方面在并網和協調各方責任關系等方面也有一定難度,有待經驗探索和工作改進。
今年8月,國家能源局組織在嘉興召開全國分布式光伏發電現場交流會,根據產業發展進行政策微調,推動光伏產業可持續發展,國家能源局局長吳新雄提出,各方要齊心協力,密切配合,共同推動分布式光伏發電取得更大發展,確保全年新增光伏發電并網容量1300萬千瓦以上,同時還表示政府后續還將強化政策支持。
2011年,國家發改委發布《關于發展天然氣分布式能源的指導意見》,意見提出“十二五”初期啟動一批天然氣分布式能源示范項目,“十二五”期間建設1000個左右天然氣分布式能源項目,但實際工作中進展緩慢。
主要原因在于一是建設成本問題。目前我國已與國外先進的燃氣輪機供應商開展了合作,但核心技術仍掌握在外方手中,項目投資難以下降,運營和維護成本很高;二是燃料成本問題。近年來,國家多次上調天然氣價格,天然氣發電經濟性進一步下降;三是并網問題。受價格、管理和安全等多種因素影響,天然氣發電并網管理存在一定困難;四是政策機制問題。主要是電價機制和成本分攤機制仍不明確。
此外,與德國、丹麥等國家想比,我國分布式風電發展非常滯后。主要原因一是項目臨近人口密集地區,選址征地較為困難;二是容易產生噪聲、光影、景觀等環境影響,環評通過較困難;三是風資源相對較差,影響項目經濟性。
總之,與大型集中式電站相比,分布式發電接入后將改變配電網原先單一、輻射狀的網絡接線形勢,使配電網形成了多電源供電網絡,對整個電網規劃、設計和運行產生影響,主要體現在一是分布式電源投資主體相對分散,統籌管理難度大,建設周期短,加大了電源電網協調匹配發展的難度,也增加了規劃不確定性。
二是分布式電源并網使傳統配電網成為有源網絡,潮流由單向變成雙向流動,增加了配電網網架構建的復雜性。
三是分布式電源間歇性、波動性易引起電壓偏差、電壓波動和閃變等問題;電力電子設備大量并網增加配網諧波治理難度。
四是對控制保護的影響。目前我國配電網整體自動化、信息化水平不高,通信通道覆蓋率低,難以實現對分布式電源新的全面管理,形成運行控制盲點,現有的電網潮流控制、電壓調節及幾點保護方案不能適應,需進行較大規模的改造更新。
五是對運行效率的影響。大量間歇式分布式電源的接入使得配電網設備負載率降低,配電網的單位負荷和單位電量的供電成本增加,將降低配電網資產投資回報單。
《電氣中國》雜志:您認為我國未來在分布式能源發展方面還需進行哪些方面的努力?
張衛東:分布式電源發展的優勢在于有利于太陽能、風電等可再生能源,提高能源供應安全性和可持續性;有利于提高天然氣資源利用效率,節能減排;有利于減少由于消納能力不足出現的棄風、棄光現象;有利于提高電力系統抵御嚴重故障能力,在意外災害發生時繼續為重要負荷供電;有利于向偏遠地區、海島等孤立系統供電;六是有利于降低輸配電損耗;通過擴大規模和技術進步,有望實現平價上網,支撐能源電力經濟、可持續供應。
在推動分布式發電發展方面,我國應該著力開展以下六方面的工作:一是深化電力體制改革,加快現代電力市場體系建設,開放市場準入,完善市場化規則,建立并完善發電和用電價格由市場決定,輸配電價由政府核定并嚴格監管的電價機制,形成有利于包括分布式發電在內的各種發電形式公平競爭環境。
二是制定支持分布式發電國家戰略。分布式發電作為新興產業,必須在戰略上超前謀劃,制定分布式發電發展的國家戰略,明確發電裝機目標、布局和技術路線等,明確市場預期,增強市場信心,提高未來行業發展的可預見性,從創新的、更高的、長遠的角度推動分布式發電的持續、快速發展。
三是完善支持政策體系。盡快出臺除分布式光伏發電外,其他各類型分布式電源專項管理辦法,制定發布分布式電源接入電網及并網運行管理辦法。對于分布式光伏發電,應盡快將相關政策落實到為項目服務的中間環節和終端環節,出臺包括項目備案流程、電量計量、電費結算、補貼撥付、稅務處理等具體細則,落實融資扶持政策。針對分布式天然氣冷熱電三聯供,盡快開展相關研究,加快相關補貼和稅收優惠政策制定和落實,簡化并網管理程序。針對分布式風電,合理制定標桿電價,保障投資者回報,在土地、環評等方面給予政策扶持。
四是加快技術創新,提高分布式發電競爭力。加強分布式發電的技術研發投入,不斷整合科技創新資源,完善科技創新機制,加強創新隊伍建設,形成完善的科技創新體系,突破制約創新活力的各種束縛,推動技術進步,提高整個產業的競爭力。
五是加快推進智能電網、微網建設。傳統配電網系統不能滿足分布式電源大規模接入的要求,未來影響分布式電源發展的關鍵問題很有可能不是分布式電源本身的技術問題,而是其并網就帶來的電網運行問題。分布式電源與微網、智能電網相結合是解決分布式電源大規模并網問題的有效方案。微網技術通過不同層次的結構為各種分布式電源的并網運行提供接口,是發揮分布式發電最佳的有效方式;智能配電網則可通過對配電網的智能化自動化管理實現分布式電源的靈活接入與整個電力系統的安全、可靠、經濟運行。同時也要重視儲能技術的研發和推廣應用,為分布式發電大規模發展提供技術支撐。
六是加快分布式發電及并網標準體系建設。建議國家盡快建立統一規范的分布式發電及并網相關標準制定的主導機構,建立有效的跨行業溝通平臺和合作機制,加強頂層設計,指導具體技術標準的研究和制定,為分布式發電的發展提供堅實的基礎,帶動相關上、下游產業的發展。