分布式能源發(fā)展的影響因素分析

1、分布式能源發(fā)展的影響因素分析引言根據(jù)世界能源理事會(World Energy Counsil)的預(yù)測,為了滿足能源需求和環(huán)境保護(hù)的要求,到2050 年全球能源結(jié)構(gòu)至少將由8 種能源(即煤、油、氣、生物質(zhì)、風(fēng)能與太陽能) 組成,其中任何一種能源的比例都不會超過30 %。因此,電力生產(chǎn)成為實(shí)現(xiàn)這種多元化能源結(jié)構(gòu)的重要手段。隨著電腦、電子設(shè)備的普及應(yīng)用,當(dāng)今社會對電力的需求量不斷增加。國際能源署( IEA) 分析,在經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織(OECD) 成員國中,電力占能源市場的份額可能從1970 年的24 %上升到2020年的40 %。電力不僅是當(dāng)今社會最重要的戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施,而且未來的重要性將更加突出。但

2、是,大電廠、大電網(wǎng)的不斷建設(shè)依舊未解決當(dāng)今電力危機(jī)中存在的兩大根本問題: (1) 電力供應(yīng)總是無法滿足峰荷需求; (2) 已建成的輸配系統(tǒng)容量總是小于用戶電力需求的總量。近年來,歐美地區(qū)發(fā)生的大面積停電事故,使人們對電力供應(yīng)的可靠性、安全性提出了更高的要求,而分布式能源是解決上述問題的有效途徑。電力工業(yè)重組以及電力市場的逐步開放使人們對電力工業(yè)有了一種全新的認(rèn)識:即在電力的批發(fā)、零售市場中引入競爭。盡管在不遠(yuǎn)的將來,電力公司還將繼續(xù)營運(yùn)配電網(wǎng),但長遠(yuǎn)來看,電力生產(chǎn)、經(jīng)營與銷售、電網(wǎng)服務(wù)等將在統(tǒng)一的電力市場中形成競爭關(guān)系。這就意味著傳統(tǒng)的電力輸配網(wǎng)將向雙向的、統(tǒng)一的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。這是一種新的

3、電網(wǎng)概念,將為分布式能源發(fā)展提供巨大的潛在空間?，F(xiàn)代電子自動控制技術(shù)、信息技術(shù)及通訊技術(shù)為中小規(guī)模的、高效新型的可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)提供了技術(shù)支撐。分布式能源被認(rèn)為是一種新的電力系統(tǒng),使千百萬的用戶能夠擁有自己的發(fā)電設(shè)備,他們既是電力消費(fèi)者又是生產(chǎn)者。這就對電力配送方式提出新的要求,即建立雙向的、智能化的電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)各種分布式能源系統(tǒng)的并網(wǎng)?？梢哉f,分布式能源的發(fā)展不僅與各種發(fā)電技術(shù)、能源儲存技術(shù)、電力電子控制裝置的開發(fā)密切相關(guān),而且還將面臨政策、法律、監(jiān)管等方面的挑戰(zhàn)。研究與探討1、分布式能源發(fā)展驅(qū)動力分布式能源是小型的、模塊式的、以高效的熱電冷聯(lián)產(chǎn)或可再生能源發(fā)電技術(shù)為主、靠近用戶(負(fù)荷)

4、端的能源系統(tǒng)。分布式能源不僅能夠節(jié)約能源、減少CO2 排放,幾乎不需遠(yuǎn)距離輸送,大大降低了輸配損失以及輸配線路的投資成本(其約占電力成本的30 %以上) 。在歐美國家,分布式能源系統(tǒng)不斷得到開發(fā)和利用,其所涵蓋的技術(shù)也從熱電冷聯(lián)產(chǎn)機(jī)組向可再生能源發(fā)電技術(shù)(如太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能熱發(fā)電等) 、以及燃料電池及氫能等方面展。發(fā)展分布式能源的驅(qū)動力主要有以下幾點(diǎn),這些發(fā)展動力在不同的國家又詮釋成各種激勵(lì)措施和稅收政策。(1) 提高能源效率。從上個(gè)世紀(jì)80 年代開始,電力工業(yè)出現(xiàn)一種變化趨勢,即發(fā)電機(jī)組平均單機(jī)容量從百萬千瓦級向如今的十萬千瓦級發(fā)展。這是因?yàn)榭拷脩舳说臒犭娐?lián)產(chǎn)

5、設(shè)備能源總效率往往高于80 % ,而大型發(fā)電設(shè)備(既使不考慮輸電損失,也只有約50 %的效率) 。用戶根據(jù)自身的電力需求和經(jīng)濟(jì)原因,開始更多地選擇分布式熱電冷系統(tǒng)。另外,大型發(fā)電廠選址難度的增加、審批時(shí)間加長也促進(jìn)了分布式能源系統(tǒng)的推廣。(2) 環(huán)境保護(hù)的要求。全球氣候變暖的嚴(yán)峻形勢促使世界各國積極尋求減少溫室氣體排放的各種途徑。例如,歐盟為了履行京都議定書的減碳承諾,提出了到2010 年可再生能源份額達(dá)到12 %、熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電達(dá)到總發(fā)電量18 %的目標(biāo)。熱電冷聯(lián)產(chǎn)、可再生能源等是公認(rèn)的減少CO2 排放、實(shí)現(xiàn)低碳及無碳排放的能源技術(shù)。值得注意的是,更嚴(yán)格的污染排放標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)保條例的執(zhí)行也促進(jìn)了分

6、布式能源系統(tǒng)的推廣。(3) 電力市場的開放為中小投資者、開發(fā)商進(jìn)入市場、參與競爭創(chuàng)造了條件,讓電力用戶能夠選擇供應(yīng)商。歐盟各成員國將在2005 年完成電力市場的開放,這為歐洲國家的分布式能源發(fā)展提供了有利的條件。(4) 能源資源的多樣化及能源自給率。分布式能源技術(shù)可利用多種能源資源,減少了對化石能源的需求,即減少對進(jìn)口石油的依賴,提高能源自供能力。(5) 另外,電力公司也鼓勵(lì)發(fā)展分布式能源,因?yàn)樵谙募?他們往往無法增加發(fā)電設(shè)備以保證峰荷需求,電力公司必須為此承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任,分布式能源系統(tǒng)可以使電力公司避免這樣的法律爭端。2、分布式能源發(fā)展的主要障礙實(shí)際上,分布式能源技術(shù)的應(yīng)用與地域條件、各

7、種技術(shù)的可行性、資源的可獲得性和環(huán)境要求、社會的認(rèn)可度、乃至監(jiān)管和市場條件等密切相關(guān)。影響分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的主要因素可歸結(jié)為技術(shù)、政策與機(jī)制、市場等幾方面。2. 1 技術(shù)因素技術(shù)因素涵蓋了與分布式能源系統(tǒng)相關(guān)的各個(gè)技術(shù)問題。具體地說,就是分布式能源設(shè)備的技術(shù)性能,如發(fā)電機(jī)組、并網(wǎng)設(shè)施、輸配電網(wǎng)的運(yùn)行,以及電網(wǎng)安全、可靠及穩(wěn)定運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)等。分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)存在以下的限制。(1) 電網(wǎng)的技術(shù)條件:如農(nóng)村電網(wǎng)的電壓城市電網(wǎng)的故障率等限制。分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)可能使電網(wǎng)的故障率上升,這就限制了分布式能源系統(tǒng)尤其是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的并網(wǎng)。此外,并網(wǎng)還意味著電網(wǎng)電壓的升高。這些都對電網(wǎng)的改造提出了新要求。(

8、2) 現(xiàn)有的電網(wǎng)設(shè)計(jì)程序: 它是根據(jù)電流由集中式發(fā)電廠輸向用戶端(單向) 而制定的。而分布式能源系統(tǒng)的并網(wǎng)則意味著電流的雙向流動,為此必須修改現(xiàn)有的電網(wǎng)設(shè)計(jì)程序。(3) 安全問題:分布式能源系統(tǒng)的并網(wǎng)可能引發(fā)意想不到的操作。如, 某一條饋線的故障可能使另一條饋線產(chǎn)生斷路。(4) 產(chǎn)生可能的波動和配備輔助裝置:并網(wǎng)的分布式能源系統(tǒng)數(shù)量越多,對電網(wǎng)的沖擊大。間歇性的分布式能源系統(tǒng)還需要配備存儲設(shè)備等。(5) 精確計(jì)量和控制方式:目前的計(jì)量和控制方式尚不能滿足分布式能源推廣應(yīng)用的要求。(6) 缺乏必要的基礎(chǔ)設(shè)施,制約了遠(yuǎn)離電網(wǎng)的分布式能源系統(tǒng)的建設(shè)。為了并網(wǎng),分布式能源開發(fā)商必須接受電網(wǎng)公司或電力公

9、司的有關(guān)并網(wǎng)技術(shù)條款,其中包括各方的責(zé)任、電網(wǎng)改造及線路延伸的成本分?jǐn)偟取?盡管這些問題在許多歐盟國家的條規(guī)中都不同程度地作了規(guī)定,但是電網(wǎng)公司所要求的技術(shù)指標(biāo)對于分布式能源開發(fā)商來說常常是不確定的,比如容易引起爭議的技術(shù)問題包括電網(wǎng)的容量、電網(wǎng)改造、并網(wǎng)的接入點(diǎn)、并網(wǎng)電壓、線路保護(hù)技術(shù)等。一旦電網(wǎng)容量不足將會影響分布式能源項(xiàng)目的實(shí)施。而各種費(fèi)用的分?jǐn)傄泊蟠筇岣唛_發(fā)商的實(shí)際成本,影響項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。2. 2 政策與機(jī)制因素政策與機(jī)制因素包括直接和間接地影響分布式能源項(xiàng)目的政策,以及制定、實(shí)施相關(guān)政策的體制結(jié)構(gòu)等。支持政策的空缺或不確定是分布式能源發(fā)展的重要障礙。目前歐盟各國正處于電力市場開放的過

10、渡時(shí)期,對電力市場的監(jiān)管和分布式能源(可再生能源技術(shù)和熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)) 支持政策有著很多的爭議,許多政策和措施變更頻繁。在新舊機(jī)制交替之際,出現(xiàn)了政策空缺,增加了分布式能源發(fā)展規(guī)劃的不確定性。在歐洲,影響分布式能源技術(shù)發(fā)展的各種障礙與電力監(jiān)管體制密切相關(guān)。而現(xiàn)有的電力監(jiān)管體制未能充分認(rèn)識分布式能源系統(tǒng)的價(jià)值,尤其是環(huán)保效益、提高電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量、保障電力供應(yīng)等方面的益處。分布式能源能否納入?yún)^(qū)域規(guī)劃關(guān)系到分布式能源項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)行的許可審批。許多分布式能源項(xiàng)目,如小水電、風(fēng)電、兆瓦級光伏發(fā)電等常常由于保護(hù)生態(tài)和土地、景觀及歷史遺跡等原因而造成選址困難。如果分布式能源系統(tǒng)的選址能盡早納入?yún)^(qū)域規(guī)劃中,就可避

11、免選址與保護(hù)自然的沖突。例如,德國將分布式能源的開發(fā)納入?yún)^(qū)域規(guī)劃中,一方面使當(dāng)?shù)卣疄轱L(fēng)力發(fā)電提供合適的場地,另一方面也降低了開發(fā)商的選址成本。還有,天然氣熱電冷設(shè)備選址的困難一般較少,因?yàn)椴徽摴I(yè)、醫(yī)院還是住宅在建筑設(shè)計(jì)時(shí)已為能源設(shè)備留有一定的空間,除非因地點(diǎn)的特殊性,其噪音可能影響一些熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的許可審批。2. 3 市場因素市場因素包括分布式能源技術(shù)自身的經(jīng)濟(jì)特性和市場結(jié)構(gòu)。前者指的是設(shè)備及運(yùn)行成本,以及融資、燃料和產(chǎn)品合同等。后者指的是市場參與者的數(shù)量和規(guī)模大小、定價(jià)和交易機(jī)制、競爭的力度、進(jìn)入市場條件等。許多分布式能源系統(tǒng)的開發(fā)商、運(yùn)營商往往不是實(shí)力雄厚的電力公司,多為新成立的中小型企業(yè),因此在技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和能力方面不及有實(shí)力的大公司。許多分布式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行商或用戶在市場中多處于弱勢地位。電力公司的市場操縱力可能直接影響分布式能源項(xiàng)目的發(fā)展。對于中小規(guī)模的獨(dú)立發(fā)電商來說,一旦發(fā)電和批發(fā)市場的開放程度有限,電網(wǎng)公司就可能對分布式能源開發(fā)商制造各種并網(wǎng)的障礙,例如電網(wǎng)公司可能會采用拖延處理并網(wǎng)申請、使申請手續(xù)復(fù)雜化或聯(lián)合抵制等手段阻礙分布式能源系統(tǒng)的并網(wǎng),這就使資金緊缺的開發(fā)商面臨更多困