核心提示:
分布式發電是將發電系統以小規模、分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出電、熱或冷能的系統。分布式發電具有更高的經濟性、靈活性,同時有利于環境保護,可滿足持續發展的要求。常見的分布式發電類型包括天然氣、沼氣發電、太陽能發電、生物質能發電、氫能發電、風能發電、小水電等,在國外應用較為成熟。
根據世界分布式能源聯合會(WADE)《2006年分布式能源世界調查》報告,丹麥分布式能源發電量占本國總發電量的比例最高,達到53%,在芬蘭、德國、荷蘭、捷克已達38%,日本和印度分別達到14%和18%。
各國分布式發電的情況和特點不盡相同,對我國有一定的借鑒意義。
美國是世界上較早發展分布式發電的國家之一,2006年,美國有6000多座分布式發電站,僅大學校園就有200多個采用了分布式發電站供電。
分布式發電之所以在美國得以發展,其原因有以下幾點:
(1)美國能源資源的分布有利于分布式發電的發展。美國中部以煤電為主、太平洋西部以水電為主、南部濱海以天然氣發電為主。由于油氣發電的CO2排放量較少,可減輕環境污染,而美國的油氣資源豐富,油氣管道分布較廣,因此,美國分布式發電裝置主要以利用油氣資源為主,而利用可再生能源的分布式發電站數量較少。
(2)美國電力供需格局有利于分布式發電的發展。美國電力供需以小范圍內平衡為主,且趨向于利用當地電量。由于歷史發展原因和出于自身利益的考慮,美國各電力公司負責本地區的電力供應,本地發電和用電一般自我平衡,區域間聯網只是為了相互備用、事故支援和調節余缺。美國電力市場開放以后,出于經濟利益考慮,各電力公司相互買賣電力,但跨區電力交換比較少,電力輸送距離較短。用戶也偏向于利用當地電力,以減少中間輸送環節的損耗。
(3)美國的電網政策有利于分布式發電的發展。2001年,美國頒布了IEEE—P1547/D08“關于分布式發電與電力系統互聯的標準草案”,允許分布式發電系統并網運行和向電網售電。美國有半數以上的分布式發電系統與電網連接,部分分布式發電系統在電網供電中斷時形成備用。
(4)美國政府相關政策推動了分布式發電的發展。美國政府在電力行業引入競爭機制,在保障電網穩定運行的同時,積極鼓勵用戶采用分布式發電形式作為備用電源,積極扶持分布式發電的發展。近幾年,受全球氣候變化和國際溫室氣體減排的壓力,美國政府更加支持以可再生能源為主的分布式發電,各州為保證并延續傳統管理模式下由電力公司管理或資助的公益計劃,確立了支持可再生能源項目的方法,一些州還確立了補助方案、競爭性招標程序和面向消費者的融資方案等可再生能源分布式發電政策。
(5)美國先進的發電技術有利于分布式發電的發展。美國分布式發電技術的基礎較好,多項先進技術可用于分布式發電。分布式發電的渦輪技術、燃料電池和渦輪的混合裝置等技術具有很大的發展前景。光伏發電、冷熱電聯產等技術已逐步在居民和商業建筑等領域應用,并可成為新的分布式發電方式。
日本也是較早采用分布式發電的國家,其大力發展可再生能源分布式發電。日本分布式發電的特點如下:
(1)日本的資源狀況決定了日本分布式發電的發展。日本能源資源匱乏,本國能源供應不足,主要一次能源基本需要進口。因此,為了減少對能源進口的依賴,日本大力開發熱電聯產分布式發電和可再生能源發電。日本在開發推廣分布式發電系統時十分重視其與大電網的關系,制定了“分布式電源并網技術導則”,以促進分布式發電與電網的協調發展。
(2)日本的分布式發電形式多樣,太陽能發電技術處于領先地位。日本分布式發電有單一的燃油發電形式,也有內燃機和燃氣輪機的熱電聯產形式等。日本的天然氣價格很高,燃氣發電很不經濟,因此研制了各種先進的燃料電池,并大量生產太陽能光伏電池。日本將太陽能的研究開發重點放在低成本大規模生產技術方面,以促進太陽能發電的實用化進程。
(3)日本政府的政策促進了分布式發電的發展。日本的高電價使得很大一部分工業企業自己發電,制造業30%以上的用電是由當地企業發電廠供給的,這些大型企業的發電廠都以煤作燃料,其中約有16.7%的電力都以熱電聯產的形式供應。日本的熱電聯產發展得益于該國實施的高折舊和初始低稅貸款政策,日本發展銀行為熱電聯產項目提供低息貸款,給地方主要供熱和制冷項目以投資成本15%的補助,而其他發電形式并沒有這類補助,優惠的財稅政策刺激了投資動機。
歐洲電力的發展與美國和日本有所不同,更加強調對環境的保護和可再生能源發電的發展,下面以丹麥和英國為例,介紹歐洲分布式發電的發展情況。
丹麥分布式發電的特點如下:
(1)丹麥的分布式發電形式以熱電聯產和可再生能源為主。1990年以來,丹麥的大型凝氣發電廠裝機容量沒有增加,新增的電力裝機容量主要是安裝在用戶側(特別是工業用戶)和小型區域化的分布式能源電站、可再生能源發電項目。丹麥的分布式發電系統一般直供本地負荷,其依靠在能源消費地區附近安裝太陽能電池板或燃氣輪機等小型發電設備來有效補充或取代集中供電系統。消費者不僅可以從電網購電,而且可以向電網銷售電力。
(2)丹麥政府鼓勵發展分布式發電,并制定了一系列行之有效的法律、政策和稅制。為了鼓勵發展分布式發電,丹麥政府先后制定了《供熱法》、《電力供應法》、《全國天然氣供應法》,明確了支持分布式發電發展的相關法律的條款和細則。其《電力供應法》規定,電網公司必須優先購買熱電聯產生產的電量,而消費者有義務優先使用熱電聯產生產的電量。
英國分布式發電的特點如下:
(1)英國分布式發電政策的制定主要著眼于環保和溫室氣體減排。英國制定了相關政策,鼓勵每個家庭都擁有小型的發電設備。英國新建的電網項目多采用交互式供電,可將家用剩余電能反送到電網中。
(2)英國為促進熱電聯產和可再生能源分布式發電的發展,提出了一系列扶持政策。英國政府提出:到2010年將熱電聯產式分布式發電的裝機容量增加至1000萬千瓦,對其所用燃料免收氣候變化稅;免收熱電聯產電廠的商業稅;對安裝了熱電聯產裝置的工業部門只征收80%的氣候變化稅;鼓勵配電網運行部門降低分布式發電電力入網費用,要求對從分布式發電處輸入和向分布式發電輸出的電力實行分開計量。
從國外的發展趨勢來看,分布式發電擁有廣闊的應用前景。我國分布式能源的發展戰略已寫入了國家“十二五”發展規劃。去年4月,國家能源局下發了《發展天然氣分布式能源指導意見征求意見函》,提出到2020年,在全國規模以上城市推廣使用分布式能源系統,裝機容量達到5000萬千瓦,并擬建設10個具有各類典型特征的分布式能源示范區域。國家能源局也提出,“十二五”期間,將在太陽能、風能占優勢的地區建設微電網示范區,同時還將推動建設100座新能源示范城市。這對于分布式發電的發展具有指導意義,也將有助于各地節能減排目標的實現。目前需要結合各地的資源特點,因地制宜發展分布式發電,加強對分布式發電規劃與立項管理、并網管理、運營模式、電價機制、優惠政策等的研究,使分布式發電系統能夠健康有序發展,發揮其作為大電網供電有益補充的作用。
根據世界分布式能源聯合會(WADE)《2006年分布式能源世界調查》報告,丹麥分布式能源發電量占本國總發電量的比例最高,達到53%,在芬蘭、德國、荷蘭、捷克已達38%,日本和印度分別達到14%和18%。
各國分布式發電的情況和特點不盡相同,對我國有一定的借鑒意義。
美國是世界上較早發展分布式發電的國家之一,2006年,美國有6000多座分布式發電站,僅大學校園就有200多個采用了分布式發電站供電。
分布式發電之所以在美國得以發展,其原因有以下幾點:
(1)美國能源資源的分布有利于分布式發電的發展。美國中部以煤電為主、太平洋西部以水電為主、南部濱海以天然氣發電為主。由于油氣發電的CO2排放量較少,可減輕環境污染,而美國的油氣資源豐富,油氣管道分布較廣,因此,美國分布式發電裝置主要以利用油氣資源為主,而利用可再生能源的分布式發電站數量較少。
(2)美國電力供需格局有利于分布式發電的發展。美國電力供需以小范圍內平衡為主,且趨向于利用當地電量。由于歷史發展原因和出于自身利益的考慮,美國各電力公司負責本地區的電力供應,本地發電和用電一般自我平衡,區域間聯網只是為了相互備用、事故支援和調節余缺。美國電力市場開放以后,出于經濟利益考慮,各電力公司相互買賣電力,但跨區電力交換比較少,電力輸送距離較短。用戶也偏向于利用當地電力,以減少中間輸送環節的損耗。
(3)美國的電網政策有利于分布式發電的發展。2001年,美國頒布了IEEE—P1547/D08“關于分布式發電與電力系統互聯的標準草案”,允許分布式發電系統并網運行和向電網售電。美國有半數以上的分布式發電系統與電網連接,部分分布式發電系統在電網供電中斷時形成備用。
(4)美國政府相關政策推動了分布式發電的發展。美國政府在電力行業引入競爭機制,在保障電網穩定運行的同時,積極鼓勵用戶采用分布式發電形式作為備用電源,積極扶持分布式發電的發展。近幾年,受全球氣候變化和國際溫室氣體減排的壓力,美國政府更加支持以可再生能源為主的分布式發電,各州為保證并延續傳統管理模式下由電力公司管理或資助的公益計劃,確立了支持可再生能源項目的方法,一些州還確立了補助方案、競爭性招標程序和面向消費者的融資方案等可再生能源分布式發電政策。
(5)美國先進的發電技術有利于分布式發電的發展。美國分布式發電技術的基礎較好,多項先進技術可用于分布式發電。分布式發電的渦輪技術、燃料電池和渦輪的混合裝置等技術具有很大的發展前景。光伏發電、冷熱電聯產等技術已逐步在居民和商業建筑等領域應用,并可成為新的分布式發電方式。
日本也是較早采用分布式發電的國家,其大力發展可再生能源分布式發電。日本分布式發電的特點如下:
(1)日本的資源狀況決定了日本分布式發電的發展。日本能源資源匱乏,本國能源供應不足,主要一次能源基本需要進口。因此,為了減少對能源進口的依賴,日本大力開發熱電聯產分布式發電和可再生能源發電。日本在開發推廣分布式發電系統時十分重視其與大電網的關系,制定了“分布式電源并網技術導則”,以促進分布式發電與電網的協調發展。
(2)日本的分布式發電形式多樣,太陽能發電技術處于領先地位。日本分布式發電有單一的燃油發電形式,也有內燃機和燃氣輪機的熱電聯產形式等。日本的天然氣價格很高,燃氣發電很不經濟,因此研制了各種先進的燃料電池,并大量生產太陽能光伏電池。日本將太陽能的研究開發重點放在低成本大規模生產技術方面,以促進太陽能發電的實用化進程。
(3)日本政府的政策促進了分布式發電的發展。日本的高電價使得很大一部分工業企業自己發電,制造業30%以上的用電是由當地企業發電廠供給的,這些大型企業的發電廠都以煤作燃料,其中約有16.7%的電力都以熱電聯產的形式供應。日本的熱電聯產發展得益于該國實施的高折舊和初始低稅貸款政策,日本發展銀行為熱電聯產項目提供低息貸款,給地方主要供熱和制冷項目以投資成本15%的補助,而其他發電形式并沒有這類補助,優惠的財稅政策刺激了投資動機。
歐洲電力的發展與美國和日本有所不同,更加強調對環境的保護和可再生能源發電的發展,下面以丹麥和英國為例,介紹歐洲分布式發電的發展情況。
丹麥分布式發電的特點如下:
(1)丹麥的分布式發電形式以熱電聯產和可再生能源為主。1990年以來,丹麥的大型凝氣發電廠裝機容量沒有增加,新增的電力裝機容量主要是安裝在用戶側(特別是工業用戶)和小型區域化的分布式能源電站、可再生能源發電項目。丹麥的分布式發電系統一般直供本地負荷,其依靠在能源消費地區附近安裝太陽能電池板或燃氣輪機等小型發電設備來有效補充或取代集中供電系統。消費者不僅可以從電網購電,而且可以向電網銷售電力。
(2)丹麥政府鼓勵發展分布式發電,并制定了一系列行之有效的法律、政策和稅制。為了鼓勵發展分布式發電,丹麥政府先后制定了《供熱法》、《電力供應法》、《全國天然氣供應法》,明確了支持分布式發電發展的相關法律的條款和細則。其《電力供應法》規定,電網公司必須優先購買熱電聯產生產的電量,而消費者有義務優先使用熱電聯產生產的電量。
英國分布式發電的特點如下:
(1)英國分布式發電政策的制定主要著眼于環保和溫室氣體減排。英國制定了相關政策,鼓勵每個家庭都擁有小型的發電設備。英國新建的電網項目多采用交互式供電,可將家用剩余電能反送到電網中。
(2)英國為促進熱電聯產和可再生能源分布式發電的發展,提出了一系列扶持政策。英國政府提出:到2010年將熱電聯產式分布式發電的裝機容量增加至1000萬千瓦,對其所用燃料免收氣候變化稅;免收熱電聯產電廠的商業稅;對安裝了熱電聯產裝置的工業部門只征收80%的氣候變化稅;鼓勵配電網運行部門降低分布式發電電力入網費用,要求對從分布式發電處輸入和向分布式發電輸出的電力實行分開計量。
從國外的發展趨勢來看,分布式發電擁有廣闊的應用前景。我國分布式能源的發展戰略已寫入了國家“十二五”發展規劃。去年4月,國家能源局下發了《發展天然氣分布式能源指導意見征求意見函》,提出到2020年,在全國規模以上城市推廣使用分布式能源系統,裝機容量達到5000萬千瓦,并擬建設10個具有各類典型特征的分布式能源示范區域。國家能源局也提出,“十二五”期間,將在太陽能、風能占優勢的地區建設微電網示范區,同時還將推動建設100座新能源示范城市。這對于分布式發電的發展具有指導意義,也將有助于各地節能減排目標的實現。目前需要結合各地的資源特點,因地制宜發展分布式發電,加強對分布式發電規劃與立項管理、并網管理、運營模式、電價機制、優惠政策等的研究,使分布式發電系統能夠健康有序發展,發揮其作為大電網供電有益補充的作用。