以分布式光伏发电发展领先的德国为例,至2013年底光伏累计装机达到35.5兆瓦,发电量占全国电力消费约5%,其中分布式光伏累计装机26.3兆瓦,装机占光伏总装机比例接近75%。
一般来说,分布式电源是指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网,且在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能力综合梯级利用多联供设施,其特点主要有:装机容量小、靠近用户侧、建设周期短、对周围环境友好等。
从定义上来看,国家能源局发布的《分布式发电管理暂行办法》中提出:“总装机容量5万千瓦及以下的小水电站和以各个电压等级接入配电网的风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等新能源发电均作为分布式发电。”国家电网公司在《关于做好分布式电源并网服务工作的意见》中提出:“位于用户附近,所发电能就地利用,以10千伏及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目作为分布式发电项目。”
我国分布式发电给予小水电自发自供,近年来,天然气和新能源分布式发电才开始起步。根据中国城市燃气协会分布式能源专委会统计,截至2011年全国天然气分布式能源项目总装机容量近100万千瓦,主要分布在北京、上海和广州等大城市的医院、宾馆、写字楼和大学城等公共建筑。
2014年上半年,分布式光伏新增容量仅50万千瓦,为去年同期容量的不足50%,国家能源指定的18个分布式光伏示范区进展也十分缓慢,原因有三个方面:一是屋顶资源有限。分布式光伏项目普遍要求屋顶面积大,结构好,承重强,用户用电电价高,用电量大,运营稳定,资信好,这样的屋顶大多都在“金太阳”工程中被利用,因此现有存量较少;二是项目融资难。目前分布式光伏主要采用“优先自用,余电上网,全电量补贴”的方式,由于居民电价较低,发展居民分布式光伏不具备经济性,造成融资困难;三是外部配套难。一方面地方政府政策实施细则难以确定,如补贴金额一项,各地最终执行效果有很大不确定性;另一方面在并网和协调各方责任关系等方面也有一定难度,有待经验探索和工作改进。
今年8月,国家能源局组织在嘉兴召开全国分布式光伏发电现场交流会,根据产业发展进行政策微调,推动光伏产业可持续发展,国家能源局局长吴新雄提出,各方要齐心协力,密切配合,共同推动分布式光伏发电取得更大发展,确保全年新增光伏发电并网容量1300万千瓦以上,同时还表示政府后续还将强化政策支持。
2011年,国家发改委发布《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,意见提出“十二五”初期启动一批天然气分布式能源示范项目,“十二五”期间建设1000个左右天然气分布式能源项目,但实际工作中进展缓慢。
主要原因在于一是建设成本问题。目前我国已与国外先进的燃气轮机供应商开展了合作,但核心技术仍掌握在外方手中,项目投资难以下降,运营和维护成本很高;二是燃料成本问题。近年来,国家多次上调天然气价格,天然气发电经济性进一步下降;三是并网问题。受价格、管理和安全等多种因素影响,天然气发电并网管理存在一定困难;四是政策机制问题。主要是电价机制和成本分摊机制仍不明确。
此外,与德国、丹麦等国家想比,我国分布式风电发展非常滞后。主要原因一是项目临近人口密集地区,选址征地较为困难;二是容易产生噪声、光影、景观等环境影响,环评通过较困难;三是风资源相对较差,影响项目经济性。
总之,与大型集中式电站相比,分布式发电接入后将改变配电网原先单一、辐射状的网络接线形势,使配电网形成了多电源供电网络,对整个电网规划、设计和运行产生影响,主要体现在一是分布式电源投资主体相对分散,统筹管理难度大,建设周期短,加大了电源电网协调匹配发展的难度,也增加了规划不确定性。
二是分布式电源并网使传统配电网成为有源网络,潮流由单向变成双向流动,增加了配电网网架构建的复杂性。
三是分布式电源间歇性、波动性易引起电压偏差、电压波动和闪变等问题;电力电子设备大量并网增加配网谐波治理难度。
四是对控制保护的影响。目前我国配电网整体自动化、信息化水平不高,通信通道覆盖率低,难以实现对分布式电源新的全面管理,形成运行控制盲点,现有的电网潮流控制、电压调节及几点保护方案不能适应,需进行较大规模的改造更新。
五是对运行效率的影响。大量间歇式分布式电源的接入使得配电网设备负载率降低,配电网的单位负荷和单位电量的供电成本增加,将降低配电网资产投资回报单。
《电气中国》杂志:您认为我国未来在分布式能源发展方面还需进行哪些方面的努力?
张卫东:分布式电源发展的优势在于有利于太阳能、风电等可再生能源,提高能源供应安全性和可持续性;有利于提高天然气资源利用效率,节能减排;有利于减少由于消纳能力不足出现的弃风、弃光现象;有利于提高电力系统抵御严重故障能力,在意外灾害发生时继续为重要负荷供电;有利于向偏远地区、海岛等孤立系统供电;六是有利于降低输配电损耗;通过扩大规模和技术进步,有望实现平价上网,支撑能源电力经济、可持续供应。
在推动分布式发电发展方面,我国应该着力开展以下六方面的工作:一是深化电力体制改革,加快现代电力市场体系建设,开放市场准入,完善市场化规则,建立并完善发电和用电价格由市场决定,输配电价由政府核定并严格监管的电价机制,形成有利于包括分布式发电在内的各种发电形式公平竞争环境。
二是制定支持分布式发电国家战略。分布式发电作为新兴产业,必须在战略上超前谋划,制定分布式发电发展的国家战略,明确发电装机目标、布局和技术路线等,明确市场预期,增强市场信心,提高未来行业发展的可预见性,从创新的、更高的、长远的角度推动分布式发电的持续、快速发展。
三是完善支持政策体系。尽快出台除分布式光伏发电外,其他各类型分布式电源专项管理办法,制定发布分布式电源接入电网及并网运行管理办法。对于分布式光伏发电,应尽快将相关政策落实到为项目服务的中间环节和终端环节,出台包括项目备案流程、电量计量、电费结算、补贴拨付、税务处理等具体细则,落实融资扶持政策。针对分布式天然气冷热电三联供,尽快开展相关研究,加快相关补贴和税收优惠政策制定和落实,简化并网管理程序。针对分布式风电,合理制定标杆电价,保障投资者回报,在土地、环评等方面给予政策扶持。
四是加快技术创新,提高分布式发电竞争力。加强分布式发电的技术研发投入,不断整合科技创新资源,完善科技创新机制,加强创新队伍建设,形成完善的科技创新体系,突破制约创新活力的各种束缚,推动技术进步,提高整个产业的竞争力。
五是加快推进智能电网、微网建设。传统配电网系统不能满足分布式电源大规模接入的要求,未来影响分布式电源发展的关键问题很有可能不是分布式电源本身的技术问题,而是其并网就带来的电网运行问题。分布式电源与微网、智能电网相结合是解决分布式电源大规模并网问题的有效方案。微网技术通过不同层次的结构为各种分布式电源的并网运行提供接口,是发挥分布式发电最佳的有效方式;智能配电网则可通过对配电网的智能化自动化管理实现分布式电源的灵活接入与整个电力系统的安全、可靠、经济运行。同时也要重视储能技术的研发和推广应用,为分布式发电大规模发展提供技术支撑。
六是加快分布式发电及并网标准体系建设。建议国家尽快建立统一规范的分布式发电及并网相关标准制定的主导机构,建立有效的跨行业沟通平台和合作机制,加强顶层设计,指导具体技术标准的研究和制定,为分布式发电的发展提供坚实的基础,带动相关上、下游产业的发展。