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晓员
5 years ago
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1 1 2 分布式发电的发展影响和趋势卫新华 2012 年 11 月 22 日一分布式发电 : 概念与相关要素二分布式发电的发展三分布式发电的趋势与影响 3 4 一分布式发电 : 概念与相关要素分布式发电是分布式能源利用的一种形式根据所使用一次能源的不同, 分布式发电可分为化石能源可再生能源和混合的分布式发电具体来看, 主要包括太阳能发电 ( 光伏电池光热发电 ), 风能发电, 生物质能发电, 水能潮汐能海洋能发电, 以及余热余压和废气利用发电和小型天然气冷热电多联供等当然, 随着技术的进步, 分布式发电也许还会出现新的能源形式技术的发展公共环境政策和电力市场的扩大等因素共同作用, 以及分布式发电所具有的各种优点, 使其成为 21 世纪电力工业发展非常重要的选择和内容但是, 迄今还没有关于分布式发电非常确定而又统一的定义不过, 也许定义并不重要重要的是, 我们可以从各种不同的定义中找到分布式发电的共同点, 这些共同点至少包括 : 1

2 分布式发电是相对传统的集中发电大电源供电而言 2. 分布式发电是一种分散非集中式的发电方式, 具有小型模块化清洁高效等特点 3. 分布式发电接近终端用户, 部分或全部可就近消纳 4. 分布式发电装机规模小发电容量小, 通常发电功率在几千瓦至 10 兆瓦以下有的建议限制在 30~50 兆瓦以下 5. 分布式发电以孤立方式或与中低压配电网并网方式运行, 通常电压在 380V 或 10kV 以下也有接入稍高的配电电压等级, 但一般低于 66kV 7 8 二分布式发电的发展今年 10 月 26 日, 国家电网公司承诺,10 千伏及以下电压单个项目容量不超过 6 兆瓦的分布式发电项目可免费入网, 这在一定程度上也反映着我们对分布式发电的定义当然, 这个定义会因为条件的变化有所变化随着利用分散的能源资源进行发电的技术不断发展,20 世纪 80 年代出现了分布式发电或分布式电源的概念今天, 分布式发电在发达国家如美国日本欧洲发展较好的发展 2

9 10 近年来, 中国的分布式发电也取得了快速发展截至 2010 年底, 中国德国美国日本分布式发电装机规模分别为 3384 3346 2592 和 1555 万 kw, 占全国总装机比重分别为 3.5% 22.8% 2.5% 和 5.

3 9 10 近年来, 中国的分布式发电也取得了快速发展截至 2010 年底, 中国德国美国日本分布式发电装机规模分别为和 1555 万 kw, 占全国总装机比重分别为 3.5% 22.8% 2.5% 和 5.5% 中国的分布式发电整体上处于领先位置 ( 据相关专家研究 ( 李琼慧蒋莉萍黄碧斌, 中国能源 2012 年第 8 期, 表 1) 具体来看 : 水电目前我国分布式发电以小水电为主, 装机规模和发电量均居世界第一到 2015 年, 中国水电装机容量将达到 2.9 亿千瓦风电中国不仅是世界上风电发展最快的国家, 也是世界第一风电大国更新的数据是, 截至 2012 年 6 月, 中国并网风电达到 5258 万千瓦到 2015 年, 中国风电装机将突破 1 亿千瓦, 其中海上风电装机达到 500 万千瓦太阳能发电中国已成为光伏发电装机增长速度最快的国家之一 2011 年全国光伏发电装机同比增长 700% 到 2015 年, 中国将建成太阳能发电装机容量 2100 万千瓦以上, 太阳能集热面积达到 4 亿平方米 3

4 13 14 近年来, 余热余压余气等资源综合利用和生物质发电增长迅速, 总规模为 821 万 kw, 居世界前列十二五期间, 中国将建设 1000 个左右天然气分布式能源项目, 以及 10 个左右各类典型特征的分布式能源示范区域但是, 总体上看, 我国的分布式光伏风电天然气多联供政策有些方面尚有欠缺, 整体还处于发展初期, 规模相对较小这里, 我想指出一点, 我国分布式发电总体上的领先地位, 从一个侧面说明了我国电力基础设施特别是电网的支撑作用没有电力基础设施和电网的发展, 我们无从解释分布式发电特别是风电太阳能发电的高速发展中国和世界的分布式发电都取得了较大的发展但是, 与更长远未来分布式发电的发展相比, 从世界范围内来看, 从我们对分布式发电的认识来看, 分布式发电还处于初期阶段分布式发电至今缺乏一个明确的定义, 从一个方面说明了这一点三分布式发电的趋势与影响 ( 一 ) 分布式发电的电源将趋于更加分散 ( 二 ) 分布式发电将深刻影响着电网的发展 ( 三 ) 分布式发电将促进设备制造业的发展 ( 四 ) 分布式发电将促进信息技术的发展 4

5 17 18 ( 一 ) 分布式发电的电源将趋于更加分散 1. 如果从分布分散的字面意义来理解, 那么, 人类利用能源的最初形式是分散的, 或者说是分布式的, 如同我们可以想象的以部落或以家庭为单位的柴薪生火一样技术的发展特别是工业革命以来的能源利用技术的发展, 使得我们从分散式的能源利用阶段走到了可以集中大规模利用能源的阶段今天, 同样是技术的发展, 我们又走到了新的分布式能源利用阶段但这一轮回是更高层次的 2. 在我们生活的一些地区, 分布式能源资源非常丰富比如, 中国三北地区, 风能太阳能资源丰富, 具备大规模集中开发的条件这是问题的一个方面另一方面是, 广大的其他地区同样有着很多的风能太阳能, 随着技术的不断发展, 这些地区的风能太阳能甚至其他形式的能源资源, 同样可以得到开发 (1) 比如, 我国城市以高层建筑为主, 建筑光伏发电条件受限, 但未来广大农村地区仍可能有较大发展从更长远的角度看, 随着发电技术的进步和成本的下降, 中国广大的农村地区, 也会有独立住宅小区之类的光伏发电即使是在三北这样的风能太阳能资源集中的地区, 也会有更多的独立住宅或小区发电就目前而言, 考虑到投资和太阳能发电的经济性, 我国分布式光伏发电可能将从工业园区企业厂房经济园区等集中示范区起步, 而光热发电技术将有更大发展 (2) 就天然气分布式发电来看, 在我国的城市和农村, 随着我国天然气进口自主开发以及页岩气的开发利用, 天然气多联供发展潜力巨大, 分布式发电也将更多 (3) 从这个意义上讲, 未来分布式发电固然有大规模的集中开发, 也会有更多的更分散的分布式发电 5

6 21 22 (4) 事实上, 中国和欧洲的电网都在不断扩大中国正在规划建设三华同步电网欧洲正在构建泛欧洲一体化输电网和能源市场, 以实现整个欧盟及更大范围内的资源优化配置 2003 年, 环地中海地区可再生能源合作组织 (TERC) 提出沙漠产业行动计划 (Dii) 构想, 开发中东和北非的沙漠能源, 规划建设 4 条北非中东至欧洲的输电大通道, 满足欧洲 2050 年 15% 的电力需求目前, 摩洛哥等国家首批太阳能发电项目已启动建设未来, 欧盟能源电力统一市场将进一步涵盖地中海南岸国家大电网的发展已把相关的理论争论抛在后面 3. 最近被广泛讨论的第三次工业革命, 其核心是信息技术与新能源特别是分布式能源利用的结合, 特别是分布式发电新的分散式的能源供给方式被称为互联网革命之后的分散化合作式的能源革命同时, 研究表明, 世界平均单机容量在达到百万千瓦之后呈下降趋势虽然第三次工业革命还只是初见端倪, 但它在客观上与电源单机容量不断下降的趋势, 印证了分布式发电源发展更加分散的趋势从现实的角度看, 我们今天尤其是在中国, 对化石能源尤其是煤炭的依赖将是长期的有研究者指出, 最快到 2030 年, 中国的煤炭在一次能源的比例才会降到 50% 于是就出现两个问题, 一个是大的传统能源基地与分布式发电的关系问题, 一个是分布式能源的集中开发与分散开发的问题 : (1) 一方面, 我们要有分散式和集中式的分布式发电 ; 另一方面, 又必须顾及大煤电大水电大核电, 这是由我们的能源资源禀赋决定的 (2) 一方面, 要有分布式发电的集中式开发, 如三北风电 ; 另一方面, 又必须应付更加分散的分布式发电开发, 风能太阳能生物质能发电等毫无疑问, 分布式发电的比重在上升, 而传统能源的比重在下降 ; 集中式开发分布发电的比重在上升, 但分散式开发分布式发电的比重也在上升, 未来可能更快, 从而使集中式开发分布式发电的比重相对下降所以, 我们的工作在于寻求两个上升与两个下降之间的平衡点, 从而稳妥地推进能源格局的变化分布式发电的发展可能是一个长期的过程, 它在不断推进, 而且会加速我们必须有所准备 6

7 25 26 ( 二 ) 分布式发电将深刻影响着电网的发展分布式发电的发展及其与电网的关系, 或者说其与电网的相互影响和作用, 将深刻地影响着电网的发展和演进第一, 分布式发电将促进大电网的形成 (1) 分布式发电与电网的关系无非三种 : 或孤立运行自发自用, 或接入电网但不上网, 或接入电网并与电网互动完全自发自用孤立运行, 即使有储能系统似乎也不现实分布式发电与电网的互动运行是未来分布式发电的基本趋势 (2) 我们定义分布式发电时, 接近负荷就地消纳高效清洁等因素是其核心这是指单个的分布式发电而言的当我们把这个定义放在更大的区域比如整个三北地区乃至全国时, 当我们对更多的分布式发电系统比如成千上万个系统进行考察时, 分布式发电完全就地消纳就可能成为问题 ; 当接入配网的分布式发电达到一定的数量和规模时, 当配电网从无源网变成了有源网时, 大电网的出现就成为合乎逻辑的结果因此, 分布式发电的发展或者说电源的更加分散, 不是不需要大电网, 恰恰相反, 它更需要大电网的支撑并与大电网互动运行不论是什么形式的能源, 当它发电后, 其能源形式就被统一了, 只是本地消纳的电力多少不同而已 ; 不论是什么样的网, 当它与配网或区域网联结并通过它们与更大的电网联结时, 电网也就是一张网了, 只是它对大电网的影响程度不同而已 7

8 29 30 第二, 分布式发电将使电网的作用在传统作用的基础上有所扩展 (1) 一是电网对发电资源的配置能力将有所增强中国在相当长的时间里一直按照用电负荷需求来安排电源建设, 现在更多分布式发电的接入, 将带来电网系统的革命性变化从电网技术的角度看, 大量分布式发电具有的分散随机变动等特点, 将对其接入的中压或低压配电系统的安全稳定运行产生影响, 从而对电网的要求越来越高传统的配电系统只是分配电能到终端用户, 而未来配电系统将演变成一种电力交换系统, 具有收集分配输送电力到任何地方的功能与此相应地, 传统的配电系统分析方法, 也会因受到分布式发电的影响而需要改进和完善从这个意义上讲, 未来的大电网已不同于我们今天所讲的大电网了当然, 分布式发电与电网的关系, 还要考虑未来储能系统的发展但是, 储能系统应该是基于系统稳定性和经济性的考虑, 基于应对突发事件的考虑, 在总的原则上不会影响分布式发电与电网的关系, 而只可能是促使分布式发电与电网更加协调的因素中国已经提出, 将通过扩大电网覆盖面和发展分散式可再生能源, 2015 年前基本解决无电人口的用电问题, 提高电网资源优化配置能力 (2) 二是电网将更加智能大电网配置能源资源的能力与其规模是相辅相成的, 而实现这一点的基础是电网的智能化, 即现代大电网将更多地引入信息技术, 不断实现信息技术对电网的改造这符合工业化与信息化融合的趋势和方向智能的意义在于配置电力资源能力的增强中国有时在智能电网前加了坚强二字, 它只是进一步强化了智能的含义, 因为坚强的本质在于智能水平的提高, 由智能而坚强第三, 分布式发电将促进电网运营模式的创新如果我们把电力看作一件商品, 就有商品的生产运输和销售这样一个价值实现的过程, 最初的电网就是把商品运输并分配到用户那里未来的电网不仅要承担这些传统的作用, 由于分布式发电的发展, 众多的电源和众多的用户同时存在, 电网的性质作用和运营模式将发生变化实际上, 这一现象已初露端倪 8

9 33 34 于是, 我们将不得不面对这样一些问题, 需要我们共同思考 : 电网的特殊规定性是什么? 它与其他的网络有什么不同? 电网企业是普通企业公益性企业? 抑或是其他? 电网企业的经营模式或赢利模式是什么? 大量的电源和用户同时存在时, 是否也需要大量的电网作为主体参与市场交易? 一个更加智能更多分布式发电接入的大电网与某个局域电网的关系如何? 等等分布式能源或电网还没有发展到这样一个地步 : 在这个地步, 它可以给我们提供非常明确的解决问题的答案但是, 还是可以考虑一些未来的改革和创新的基本原则比如 1. 大电网的安全性应该置于重要位置 2. 在对电网目前安全性评估的基础上, 对未来电网安全性的安排, 最重要的是其现实的安全状况而非理论, 在此基础上考虑具体的因素, 如输配电的关系电网与调度的关系等合理的市场模式应成为电力市场发展的基础 4. 立足解决现实问题考虑分布式发电和电网的关系, 等等分布式发电大量接入的情况下, 如何改革创新电力市场, 在任何区域或一种电力市场内, 都形成多方共赢的商业模式, 多谋长久之策, 少出权宜之计, 是未来需要认真研究和着力推进的 ( 三 ) 分布式发电将促进设备制造业的发展去年, 发改委发布了发展天然气分布式能源的指导意见, 提出的其中一个重要的目标就是装备研制比如,2015 年前完成天然气分布式能源主要装备研制, 到 2020 年, 初步实现分布式能源装备产业化 9

10 37 38 事实上, 不仅是天然气分布式发电, 新能源分布式发电的很多装备和核心技术都将随着分布式发电的发展而快速发展如果说新能源发展是一个国家技术进步的重要标志, 那么, 相关制造业也将成为企业创新乃至国家创新的崭新领域, 从材料工艺到技术都是如此这些创新将集中于能源利用形式的扩展能源利用效率的提高和电力运行的稳定性等诸多方面我相信, 随着技术的不断进步, 每一种分布式发电的能源利用效率都会有更大的提高 ( 四 ) 分布式发电将促进信息技术的发展乍看起来, 信息技术的发展似乎是相对独立地进行的但实际上, 信息技术从一产生就与材料工业制造业分不开分布式发电的发展大电网的形成大电网的智能化, 离不开信息技术的发展一方面, 分布式发电将在发电电力收集输送终端用户等方面促进信息技术的应用 ; 另一方面, 信息技术的发展将促进未来分布式发电的装机和发电量的扩大, 促进分布式发电效率的提高和电网的更高智能化, 从而形成更加稳定良性循环的分布式发电的发展 39 谢谢! 10

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