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分布式能源

所謂“分布式能源”(distributed energy sources)是指分布在用戶端的能源綜合利用系統(tǒng)。一次能源以氣體燃料為主,可再生能源為輔,利用一切可以利用的資源;二次能源以分布在用戶端的熱電冷(植)聯(lián)產(chǎn)為主,其他中央能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔,實(shí)現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級(jí)利用,并通過(guò)中央能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支持和補(bǔ)充;在環(huán)境保護(hù)上,將部分污染分散化、資源化,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)適度排放的目標(biāo);在管理體系上,依托智能信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人職守,通過(guò)社會(huì)化服務(wù)體系提供設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維修一體化保障;各系統(tǒng)在低壓電網(wǎng)和冷、熱水管道上進(jìn)行就近支援,互保能源供應(yīng)的可靠。分布式能源實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)優(yōu)化,將電力、熱力、制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)能源容錯(cuò),將每一系統(tǒng)的冗余限制在最低狀態(tài),利用效率發(fā)壞發(fā)揮到最大狀態(tài),以達(dá)到節(jié)約資金的目的。

  《中國(guó)分布式能源行業(yè)需求潛力與前景預(yù)測(cè)分析報(bào)告前瞻》顯示,近年來(lái),發(fā)達(dá)國(guó)家分布式能源發(fā)展迅猛。發(fā)達(dá)國(guó)家政府通過(guò)規(guī)劃引領(lǐng)、技術(shù)支持、優(yōu)惠政策以及建立合理的價(jià)格機(jī)制和統(tǒng)一的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),有

  效地推動(dòng)分布式能源的發(fā)展,分布式能源系統(tǒng)在整個(gè)能源系統(tǒng)中占比不斷提高,其中歐盟分布式能源占比約達(dá)10%。

  我國(guó)分布式能源起步較晚,主要集中在北京、上海、廣州等大城市,安裝地點(diǎn)為醫(yī)院、賓館、寫字樓和大學(xué)城等,由于技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、利益、法規(guī)等方面的問(wèn)題,主要采用“不并網(wǎng)”或“并網(wǎng)不上網(wǎng)”的方式運(yùn)行。

  分布式能源技術(shù)是未來(lái)世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向,它具有能源利用效率高,環(huán)境負(fù)面影響小,提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。

  分布式能源是最能體現(xiàn)節(jié)能、減排、安全、靈活等多重優(yōu)點(diǎn)的能源發(fā)展方式,且"十二五"規(guī)劃明確提出,促進(jìn)分布式能源系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。因此,國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的分布式能源行業(yè)企業(yè)愈來(lái)愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究,特別是對(duì)公司發(fā)展環(huán)境和需求趨勢(shì)變化的深入研究。

  分布式能源技術(shù)是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必須選擇。中國(guó)人口眾多,自身資源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是絕對(duì)不可能支撐13億人的“全面小康”,使用國(guó)際能源不僅存在著能源安全的嚴(yán)重制約,而且也使世界的發(fā)展面臨一系列新的問(wèn)題和矛盾。中國(guó)必須立足于現(xiàn)有能源資源,全力提高資源利用效率,擴(kuò)大資源的綜合利用范圍,而分布式能源無(wú)疑是解決問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。

  分布式能源是緩解我國(guó)嚴(yán)重缺電局面、保證可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施的有效途徑之一,發(fā)展?jié)摿薮?。它是能源?zhàn)略安全、電力安全以及我國(guó)天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的需要,可緩解環(huán)境、電網(wǎng)調(diào)峰的壓力,能夠提高能源利用效率。

  2004年以來(lái),美國(guó)和加拿大、英國(guó)、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國(guó)的相繼發(fā)生的大停電事故,深刻說(shuō)明傳統(tǒng)能源供應(yīng)形式存在著嚴(yán)重的技術(shù)缺陷,隨著時(shí)代的發(fā)展,特別是信息社會(huì)的發(fā)展,已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類文明的發(fā)展進(jìn)程,必須加快信息時(shí)代的新型能源體系的建立,分布式能源是該體系的核心技術(shù)。

  前瞻網(wǎng)認(rèn)為,隨著我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)步伐加快,必將有效應(yīng)對(duì)分布式能源頻繁和不穩(wěn)定的電壓負(fù)荷,解決分布式能源并網(wǎng)技術(shù)難題。此外,我國(guó)已經(jīng)有多家分布式能源專業(yè)化服務(wù)公司,大部分已建項(xiàng)目運(yùn)行良好,天然氣分布式能源在我國(guó)已具備大規(guī)模發(fā)展的條件。

  1、分布式能源的運(yùn)營(yíng)模式分析

  我國(guó)的分布式能源項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)主要有三種模式:

  模式一:業(yè)主自行投資,并負(fù)責(zé)日常維護(hù)。分布式能源項(xiàng)目由其所屬業(yè)主投資興建,并由業(yè)主負(fù)責(zé)組織專業(yè)人員負(fù)責(zé)日常設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)。

  模式二:采用能源服務(wù)公司模式。在這種方式中,分布式能源項(xiàng)目由業(yè)主投資,項(xiàng)目建成后聘請(qǐng)或采用能源服務(wù)的方式,由專業(yè)機(jī)構(gòu)如能源服務(wù)公司負(fù)責(zé)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)。

  模式三:采用合同能源管理模式。由節(jié)能服務(wù)公司與客戶簽訂節(jié)能服務(wù)合同,可以通過(guò)使用分布式能源設(shè)備來(lái)提供客戶的能源使用效率,降低用戶的能耗。節(jié)能服務(wù)公司提供的合同能源管理包括:項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目融資、設(shè)備采購(gòu)、施工、設(shè)備安裝調(diào)試等節(jié)能服務(wù),并通過(guò)從客戶進(jìn)行節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中收回投資和取得利潤(rùn)。

  對(duì)于分布式可再生能源,其初始投資相對(duì)較小,日常維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單,并且富余電量一般采用直接上網(wǎng)方式,可以采用模式一或模式二方式。

  對(duì)于天然氣分布式能源,特別是熱電聯(lián)產(chǎn)和三聯(lián)供系統(tǒng),由于涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械、并網(wǎng)和三相負(fù)荷管理、水路循環(huán)的熱力技術(shù)和計(jì)算機(jī)化管理等多方面的知識(shí),需要多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)負(fù)責(zé)運(yùn)行維護(hù)。對(duì)于這一類的分布式能源系統(tǒng)?可以引入專業(yè)的能源服務(wù)公司,采用由能源服務(wù)公司負(fù)責(zé)日常維護(hù)或采用合同能源管理的方式。

  分布式能源-概述

  分布式能源

  分布式能源系統(tǒng)分布安置在需求側(cè)的能源梯級(jí)利用,以及資源綜合利用和可再生能源設(shè)施。通過(guò)在需求現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用戶對(duì)能源的不同需求,實(shí)現(xiàn)溫度對(duì)口供應(yīng)能源,將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低,從而實(shí)現(xiàn)能源利用效能的最大化。

  分布式能源是以資源、環(huán)境效益最大化確定方式和容量的系統(tǒng),根據(jù)終端能源利用效率最優(yōu)化確定規(guī)模。分布式能源是將用戶多種能源需求,以及資源配置狀況進(jìn)行系統(tǒng)整合優(yōu)化,采用需求應(yīng)對(duì)式設(shè)計(jì)和模塊化配置的新型能源系統(tǒng)。

  分布式能源采用先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)換技術(shù),盡力減少污染物的排放,并使排放分散化,便于周邊植被的吸收。同時(shí),分布式能源利用其排放量小,排放密度低的優(yōu)勢(shì),可以將主要排放物實(shí)現(xiàn)資源化再利用,例如:排放氣體肥料化。

  分布式能源依賴于最先進(jìn)的信息技術(shù),采用智能化監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化群控和遠(yuǎn)程遙控技術(shù),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人職守。同時(shí),也依賴于未來(lái)以能源服務(wù)公司為主體的能源社會(huì)化服務(wù)體系,實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理的專業(yè)化,以保障各能源系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

  分布式能源-應(yīng)用

  分布式能源技術(shù)的基礎(chǔ)科學(xué)主要在以下幾個(gè)方面:

  1、動(dòng)力與能源轉(zhuǎn)換設(shè)備:主要是指一些基于傳統(tǒng)技術(shù)的完善和新技術(shù)的發(fā)展。

  2、一次和二次能源相關(guān)技術(shù);

  3、智能控制與群控優(yōu)化技術(shù);

  4、綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù);

  5、資源深度利用技術(shù)。

  分布式能源-方向

  分布式能源技術(shù)是未來(lái)世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向,它具有能源利用效率高,環(huán)境負(fù)面影響小,提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。

  分布式能源技術(shù)是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的必須選擇。中國(guó)人口眾多,自身資源有限,按照目前的能源利用方式,依靠自己的能源是絕對(duì)不可能支撐13億人的“全面小康”,使用國(guó)際能源不僅存在著能源安全的嚴(yán)重制約,而且也使世界的發(fā)展面臨一系列新的問(wèn)題和矛盾。中國(guó)必須立足于現(xiàn)有能源資源,全力提高資源利用效率,擴(kuò)大資源的綜合利用范圍,而分布式能源無(wú)疑是解決問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。

  分布式能源是緩解我國(guó)嚴(yán)重缺電局面、保證可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施的有效途徑之一,發(fā)展?jié)摿薮?。它是能源?zhàn)略安全、電力安全以及我國(guó)天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的需要,可緩解環(huán)境、電網(wǎng)調(diào)峰的壓力,能夠提高能源利用效率。

  2004年以來(lái),美國(guó)和加拿大、英國(guó)、澳大利亞、丹麥和瑞典、意大利等國(guó)的相繼發(fā)生的大停電事故,深刻說(shuō)明傳統(tǒng)能源供應(yīng)形式存在著嚴(yán)重的技術(shù)缺陷,隨著時(shí)代的發(fā)展,特別是信息社會(huì)的發(fā)展,已經(jīng)不可能繼續(xù)支撐人類文明的發(fā)展進(jìn)程,必須加快信息時(shí)代的新型能源體系的建立,分布式能源是該體系的核心技術(shù)。

  分布式能源-分布式能源在中國(guó)的應(yīng)用

  根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)編制的《2005年全國(guó)電力工業(yè)發(fā)電統(tǒng)計(jì)年報(bào)》到2005年底,中國(guó)燃煤的單機(jī)6000KW及以上供熱機(jī)組6981萬(wàn)KW,按國(guó)際分布式能源聯(lián)盟的說(shuō)法,這些全算分布式能源。我們假設(shè)2006年全國(guó)供熱機(jī)組增加1500萬(wàn)KW。根據(jù)《2010年熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)》:到2010年時(shí),全國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組總?cè)萘繉⑦_(dá)1.2億千瓦,其中城市建筑物采暖集中供熱熱電廠約5600萬(wàn)千瓦,工業(yè)生產(chǎn)用熱熱電廠約6400萬(wàn)千瓦。預(yù)計(jì)到2010年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)8億千瓦左右,屆時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn)將占全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量的15%。根據(jù)目前發(fā)展形勢(shì)來(lái)看,原預(yù)計(jì)2010年熱電將達(dá)1.2億千瓦,可能偏小。因?yàn)?005年底熱電已達(dá)6981萬(wàn)千瓦,2006年估計(jì)可增加1500萬(wàn)千瓦,以后按每年增加1000萬(wàn)千瓦考慮,到2010年底可能達(dá)1.25億千瓦。

  目前國(guó)內(nèi)以天然氣為燃料的分布式能源情況如下:目前我國(guó)北京、上海、廣州等地已有一批以油、氣為燃料的分布式熱、電、冷工程投入運(yùn)行,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益。

  與此同時(shí),幾經(jīng)修改的“新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”日前終于初定。2010年7月20日,國(guó)家能源局規(guī)劃發(fā)展司司長(zhǎng)江冰透露了這一消息:規(guī)劃期(2011年-2020年)將累計(jì)直接增加投資高達(dá)5萬(wàn)億元。規(guī)劃對(duì)潔凈煤、智能電網(wǎng)、分布式能源、車用新能源等技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提出了政策指導(dǎo),這將直接推動(dòng)國(guó)內(nèi)分布式能源的投資熱潮。[1]

  分布式能源-發(fā)展意義

  具體而言發(fā)展分布式能源的重要意義有以下幾方面:[2]

  (1)經(jīng)濟(jì)性

  由于分布式能源可用發(fā)電的余熱來(lái)制熱、制冷,因此能源得以合理的梯級(jí)利用,從而可提高能源的利用效率(達(dá)70%.90%)。由于分布式電源的并網(wǎng),減少或緩建了大型發(fā)電廠和高壓輸電網(wǎng),緩建了電網(wǎng)而節(jié)約投資。同時(shí),使得輸配電網(wǎng)的潮流減少,相應(yīng)的降低了網(wǎng)損。

  (2)環(huán)保性

  因其采用天然氣做燃料或以氫氣、太陽(yáng)能、風(fēng)能為能源,故可減少有害物的排放總量,減輕環(huán)保的壓力:大量的就近供電減少了大容量遠(yuǎn)距離高電壓輸電線的建設(shè),由此不但減少了高壓輸電線的電磁污染,也減少了高壓輸電線的征地面積和線路走廊,減少了對(duì)線路下樹(shù)本的砍伐,有利于環(huán)保。

  (3)能源利用的多樣性

  分布式發(fā)電可利用多種能源,如清潔能源(天然氣)、新能源(氫)和可再生能源(風(fēng)能和太陽(yáng)能等),并同時(shí)為用戶提供冷、熱、電等多種能源應(yīng)用方式,因此是解決能源危機(jī)、提高能源利用效率和能源安全問(wèn)題的一種很好的途徑。

  (4)調(diào)峰作用

  夏季和冬季往往是負(fù)荷的高峰時(shí)期,此時(shí)如采用以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)等冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng),不但可解決冬夏季的供冷與冬季的供熱需要,同時(shí)也提供了一部分電力,由此可對(duì)電網(wǎng)起到削峰填谷作用。此外,也部分解決了天然氣供應(yīng)時(shí)的峰谷差過(guò)大問(wèn)題,發(fā)揮了天然氣與電力的互補(bǔ)作用。

  (5)安全性和可靠性

  當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)大面積停電事故時(shí),具有特殊設(shè)計(jì)的分布式發(fā)電系統(tǒng)仍能保持正常運(yùn)行,由此可提高供電的安全性和可靠性。

  (6)電力市場(chǎng)問(wèn)題

  分布式發(fā)電可以適應(yīng)電力市場(chǎng)發(fā)展的需要、由多家集資辦電,發(fā)揮電力建設(shè)市場(chǎng)、電力供應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。

  (7)投資風(fēng)險(xiǎn)分布式發(fā)電的裝機(jī)容量一般較小,建設(shè)周期短,因此可避免類似大型發(fā)電站建設(shè)周期帶來(lái)的投資風(fēng)險(xiǎn)。

  (8)邊遠(yuǎn)地區(qū)的供電問(wèn)題我國(guó)許多邊遠(yuǎn)及農(nóng)村地區(qū)遠(yuǎn)離大電網(wǎng),因此難以從大電網(wǎng)向其供電。采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和生物質(zhì)能發(fā)電的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)不失為一種優(yōu)選的方法。

  就全世界來(lái)看,能源利用率越高、環(huán)境保護(hù)越好的國(guó)家,對(duì)于發(fā)展分布式能源技術(shù)的推廣應(yīng)用就越熱衷,支持政策越明確。如丹麥、荷蘭、日本對(duì)分布式電源都采取了一系列鼓勵(lì)政策;“911事件”后,出于供電安全的考慮,發(fā)達(dá)國(guó)家都加快了分布式電源建設(shè)的步伐,到到目前為止,英國(guó)已有1000多座分布式電源站;美國(guó)有6000多座分布式電源站,僅大學(xué)校園就有200多座分布式電源站。在眾多國(guó)家中,丹麥?zhǔn)鞘澜缟瞎J(rèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源消耗和環(huán)境保護(hù)三方面有機(jī)結(jié)合的典范,是實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家。20多年來(lái)丹麥的國(guó)民總產(chǎn)值翻了一番但能源消耗卻未增加,環(huán)境污染也未加劇,其奧妙就在于丹麥積極發(fā)展冷、熱、電聯(lián)產(chǎn),提倡科學(xué)用能,扶持分布式能源,靠提高能源利用率支持國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前丹麥沒(méi)有一個(gè)火電廠不供熱,也沒(méi)有一個(gè)供熱鍋爐房不發(fā)電,將冷、熱、電產(chǎn)品的分別生成,變成高科技的冷、熱、電聯(lián)產(chǎn),使科技進(jìn)步變成真正的生產(chǎn)力。

  據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,2010年之前全球累計(jì)新增發(fā)電容量的25%~30%為分布式發(fā)電。美國(guó)是世界上開(kāi)發(fā)新能源和可再生分布式能源發(fā)電最多的國(guó)家,也是全球絕大多數(shù)的商用分布式電源設(shè)備的主要提供商。2004年,美國(guó)分布式發(fā)電總?cè)萘繛?7GW,約占美國(guó)國(guó)內(nèi)總發(fā)電量的7%,達(dá)世界平均水平,據(jù)美國(guó)電力科學(xué)研究院預(yù)測(cè),在2010年美國(guó)新增發(fā)電容量的25%將采用分布式電源,而國(guó)家天然氣基金會(huì)的估計(jì)則高達(dá)30%,到2020年有一半以上的新建商用或辦公建筑使用分布式電源,同時(shí)到2020年有15%的現(xiàn)有建筑改用分布式電源。歐洲分布式電源的發(fā)展在世界處于領(lǐng)先水平;2000年,歐盟地區(qū)分布式電源裝機(jī)容量為74GW,而2004年丹麥、荷蘭、芬蘭分布式電源的發(fā)電總量分別占國(guó)內(nèi)總發(fā)電量的52%、38%和36%,歐盟預(yù)測(cè)2020年將達(dá)到195GW,發(fā)電量將達(dá)到總發(fā)電量的22%。


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