分布式能源系統(tǒng)讀書報告

1、淺析分布式能源摘要：文章主要論述分布式能源基本概念、優(yōu)勢、發(fā)展歷程和影響因素，并結(jié)合 當(dāng)前中國能源形勢分析在中國發(fā)展分布式能源的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：分布式能源、熱力發(fā)電廠、影響因素一、基本概念所謂“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，實現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用，并通過中央能源 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，爭取實 現(xiàn)適度排放的目標(biāo)。分布式能源系統(tǒng)分

2、布安置在需求側(cè)的能源梯級利用，以及資源綜合利用和可 再生能源設(shè)施。通過在需求現(xiàn)場根據(jù)用戶對能源的不同需求，實現(xiàn)溫度對口供應(yīng) 能源，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低，從而實現(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)對式設(shè)計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，分布式能源利用其排放量小，排放密度低的優(yōu)勢， 可以將主要排放物實現(xiàn)資源化再利用，例如：排放氣體肥料化。分

3、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)，實現(xiàn)現(xiàn)場無人職守。同時，也依賴于未來以能源服務(wù)公司為主體的能 源社會化服務(wù)體系，實現(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。二、分布式能源的優(yōu)勢分析與傳統(tǒng)的集中發(fā)電方式相比，分布式能源系統(tǒng)發(fā)電的優(yōu)勢十分明顯，主要是：能效高。實現(xiàn)了能源梯級合理利用，分布式能源系統(tǒng)能效可達(dá)80%以上。污染少。多采用清潔、高效的天然氣和可再生能源發(fā)電，分布式能源系 統(tǒng)污染排放量很低，同時，由于分布式能源系統(tǒng)發(fā)電的電壓等級比較低，電磁污 染比傳統(tǒng)的集中式發(fā)電要小得多去。運(yùn)行靈活，完全性好。分布式能源系統(tǒng)發(fā)電方式靈活，在公用電網(wǎng)故障

4、時，可自動與公用電網(wǎng)斷開，獨(dú)立向用戶供電，提高了用戶自身的用電可靠性； 當(dāng)所在地的用戶出現(xiàn)故障時，可主動與公用電網(wǎng)斷開，減小了對其他用戶的影響。系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好。由于高效、低損耗和低污染排放，分布式能源系統(tǒng)具有 明顯的經(jīng)濟(jì)性。將分布式能源系統(tǒng)接入傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，既可以滿足電力系統(tǒng)和 用戶的特定要求，又可以提高系統(tǒng)的靈活性、可靠性和安全性。正因為分布式能源有上述優(yōu)勢，在國際上得到迅速發(fā)展，在我國經(jīng)過幾年來 國內(nèi)科技人員和工程技術(shù)人員的大力宣傳，積極推廣，目前在分布式能源領(lǐng)域， 已由學(xué)會研討會上的科學(xué)探討，進(jìn)入工程開發(fā)階段?，F(xiàn)在北京、上海、廣東、浙 江、四川、等地已有一批分布式能源工程投入運(yùn)行，實現(xiàn)熱

5、、電、冷聯(lián)產(chǎn)，在節(jié) 能與環(huán)保方面發(fā)揮著重要作用。據(jù)不完全統(tǒng)計目前我國分布式能源裝機(jī)總?cè)萘恳?近500萬千瓦。如果國家的有關(guān)政策落實，積極引導(dǎo)，專家們預(yù)計分布式能源將 如燎原烈火席卷中華大地，必將在節(jié)能與環(huán)保方面做出更大貢獻(xiàn)。三、分布式能源的發(fā)展以天然氣，煤層氣，沼氣或燃油為燃料的燃機(jī)，余熱鍋爐，漠化鋰吸收式制 冷機(jī)組組成的小型分布式能源，由于建在用戶側(cè)，減少輸送損失，并能實現(xiàn)優(yōu)勢 能源的梯級利用，因而效率極高。分布式能源系統(tǒng)的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。其二次能源以分布在用戶端的熱， 電，冷聯(lián)產(chǎn)為主，其他能源供應(yīng)系統(tǒng)為輔，將電力，熱力，制冷與蓄能技術(shù)結(jié)合，

6、 以直接滿足用戶多種需求，實現(xiàn)能源梯極利用，并通過公用能源供應(yīng)系統(tǒng)提供支 持和補(bǔ)給。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 可靠性。分布式能源系統(tǒng)將能源利用效率發(fā)揮到最大狀態(tài)，從而節(jié)約了能源，保 護(hù)了環(huán)境。分布式能源系統(tǒng)依托智能信息化技術(shù)可以實現(xiàn)現(xiàn)場無人值班，通過社會化服 務(wù)體系提供設(shè)計，安裝，運(yùn)行，維修一體化保障。在研究分布式能源系統(tǒng)有關(guān)問 題時，在業(yè)內(nèi)也有稱之為分布式供電，分布式發(fā)電或分散式電源”，就其概 念而言，是有一定區(qū)別的。在國際上，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)或較發(fā)達(dá)的國家中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動電力負(fù)荷的 持續(xù)增長，對供電可靠性，電能質(zhì)量的要求不斷提高，新型發(fā)電技術(shù)和儲能技術(shù)

7、得到發(fā)展，電力市場化改革的逐步推行，環(huán)境保護(hù)問題日益突出并受到重視，在 這些行業(yè)內(nèi)外部條件和因素綜合作用下，使具有較高能源利用效率的分布式能源 系統(tǒng)得到了快速發(fā)展。美國在1978年頒布公共事業(yè)管理政策法后，正式開始推 廣建設(shè)分布式能源系統(tǒng)。近年來，日本，德國，荷蘭，丹麥和加拿大等國家的分 布式能源系統(tǒng)也得到很大的發(fā)展。分布式能源系統(tǒng)的能源利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于多數(shù)國家依靠大型主要電站將電力 從發(fā)電廠向終端用戶單向傳輸?shù)募泄╇娤到y(tǒng)。發(fā)電廠最終只能將燃料能源燃燒 產(chǎn)生的1/3熱能轉(zhuǎn)化成電能，而近50%的熱能流失，傳輸環(huán)節(jié)損耗近10%的熱能 而且，當(dāng)前20%的發(fā)電裝機(jī)容量只用于滿足用電高峰期的需求。因此，

8、這些發(fā)電 機(jī)組運(yùn)行時間僅占全部機(jī)組運(yùn)行時間的5%，發(fā)電量僅占發(fā)電總量的1%。由于只 依靠幾條主要線路傳輸電力，集中供電系統(tǒng)的供電線路擁堵問題日益凸顯。電力 供應(yīng)過剩迫使公用事業(yè)單位依靠污染性更高和效率更低的能源發(fā)電來滿足用電 高峰期需求，而不是簡單地將剩余電力從需求量低的市場重新配送至需求量高的 市場，從而造成能源利用率更為低下。在美國，分布式能源系統(tǒng)推廣面臨來自電力企業(yè)的阻力。分布式能源供應(yīng)旨 在消除電力企業(yè)盈利和電力消費(fèi)之間的關(guān)聯(lián)性，從而激發(fā)電力企業(yè)投資研發(fā)高效 節(jié)能技術(shù)來推動分布式能源系統(tǒng)建設(shè)的熱情。改變這種關(guān)系甚至比技術(shù)創(chuàng)新更為 重要。清潔能源技術(shù)咨詢公司Clean Edge的聯(lián)合創(chuàng)始

9、人Ron Pernick認(rèn)為：“如果沒 有公用事業(yè)單位參與其中，分布式能源系統(tǒng)推廣將很難取得進(jìn)展。監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要 制定一些政策，促使公用事業(yè)單位投身分布式能源系統(tǒng)建設(shè)。而根本之處在于， 消除電力企業(yè)盈利同電力消費(fèi)之間的關(guān)聯(lián)性。”美國西部各州的電力企業(yè)已開始將提高能源利用率列為長期資源投資戰(zhàn)略 中的重要一環(huán)。在華盛頓州，電力公司PG&E計劃通過投資研發(fā)高效節(jié)能技術(shù)來 增強(qiáng)分布式能源系統(tǒng)，通過分布式能源系統(tǒng)來滿足未來50%的能源需求。其他電力企業(yè)正在推出雄心勃勃的計劃來推動分布式能源系統(tǒng)建設(shè)?？偛?位于南加州的愛迪生電力公司計劃在2013年完成在南加州地區(qū)建筑物頂安裝 250兆瓦太陽能電池板項目。與

10、此同時，許多企業(yè)和消費(fèi)者已經(jīng)率先參與進(jìn)來。 在過去10年中，大幅降低對集中能源系統(tǒng)依賴性的小型企業(yè)和消費(fèi)者數(shù)量在以 每年33%的速度遞增。總部位于美國加州山景城的谷歌公司在其用電高峰期間， 利用安裝在山景城園區(qū)內(nèi)的1.6兆瓦太陽能電池板來滿足30%的電力需求。我們 有充分的理由預(yù)期其他硅谷企業(yè)將競相效仿。在北京召開的“分布式能源技術(shù)在燃?xì)忸I(lǐng)域中的應(yīng)用”研討會上，專家指 出，現(xiàn)階段分布式能源在我國雖原則上受國家鼓勵，但相關(guān)政策環(huán)境卻對其發(fā)展 不利；專家呼吁盡快對“什么是中國特色的分布式能源”進(jìn)行統(tǒng)一定義，否則難 以作出政策支持和技術(shù)規(guī)范。四、分布式能源發(fā)展影響因素影響分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的主要因素

11、可歸結(jié)為技術(shù)、政策與機(jī)制、市場等幾 方面。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。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。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。產(chǎn)生可能的波動和配備輔助

12、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。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?。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目的政策，以及制定、 實施相關(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渡時期，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

13、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)系到分布式能源項目建設(shè)和運(yùn)行的許可審批。許多分布式能源項目, 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

14、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，因為不論工業(yè)、醫(yī)院還是住 宅在建筑設(shè)計時已為能源設(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)項目的許可審批。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)驗和能力方面不及有實力的大公司。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

15、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)商面臨更多困難。市場操縱力還體現(xiàn)在電網(wǎng)公司 可能壓低分布式能源的上網(wǎng)電價,對非電力部門的分布式能源開發(fā)商采取抵制的 策略;燃?xì)夤疽部赡軙Ц邿犭姍C(jī)組燃料供應(yīng)的容量費(fèi)等。對于天然氣熱電聯(lián) 產(chǎn)設(shè)備而言，氣價/電價比的迅速攀升極大地影響了分布式熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的推廣。 一方面,天然氣價格不斷上漲,

16、而另一方面,電力市場開放的負(fù)面結(jié)果（未計入環(huán) 境成本）使電價偏低，熱電設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性則難以維持。四.大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠vs小型分布式能源分布式能源對比大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)有四大優(yōu)勢。優(yōu)勢一：分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)，由于占地小，一般的寫字樓、商場、賓館、 學(xué)校等建筑在地下室均可。沒有大型熱電廠廠址選擇的諸多限制因素。也可以認(rèn) 為發(fā)展分布式熱電冷聯(lián)產(chǎn)并不增加城市建設(shè)用地，如北京經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)聯(lián)合循環(huán)熱 電廠，僅土地購置費(fèi)就需550元/平米，工程支出3288萬元，這對北京來講是難 得的機(jī)遇。北京草橋燃機(jī)熱電廠征地150萬元/畝，北京太陽宮燃機(jī)熱電廠征地 135，萬元/畝，可見大熱電廠征地費(fèi)是不小

17、的開支。優(yōu)勢二：由于分布式熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)，是各單位籌建，因為工程小，造價 低，建設(shè)資金自籌易解決，市政府只要出臺支持發(fā)展的政策，其他如資金、設(shè)備 和管理等問題都會自行解決。優(yōu)勢三：由于分布式熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)實現(xiàn)自備電源，減少電力網(wǎng)的供電壓 力。發(fā)電、輸電、配電的基建投資大量減少。電力系統(tǒng)不用投資，增加了發(fā)供電 能力，提高了北京市自發(fā)電的比重，增強(qiáng)了應(yīng)急突發(fā)事件的能力。分布式能源不 是電力系統(tǒng)競爭的對于，而是電力系統(tǒng)可靠的幫手。對電力系統(tǒng)有利。優(yōu)勢四：由于分布式熱電冷聯(lián)供實現(xiàn)電力自給，減少電力系統(tǒng)的購電量， 因而盡管天然氣價格高，發(fā)電成本高，但遠(yuǎn)比電力系統(tǒng)的售電價低，因而有明顯 的效益。大型燃?xì)?

18、蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠的發(fā)電要全部上網(wǎng)，因而上網(wǎng)電價不能 太高，電力系統(tǒng)要考慮山西、內(nèi)蒙的低價電。而分布式熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)是減少從 電力系統(tǒng)的購電量，因而問題變成優(yōu)勢。通過上海、北京等地一批分布式能源工 程投產(chǎn)，對上述幾個優(yōu)勢認(rèn)識的更清楚了。在上海市率先發(fā)布支持發(fā)展分布式能 源文件的影響。北京市發(fā)展改革委員會也準(zhǔn)備出臺相應(yīng)的文件。分布式能源在中國的運(yùn)用的優(yōu)勢我國能源形勢不容樂觀，我國環(huán)境狀況形勢嚴(yán)峻。以煤為主的能源結(jié)構(gòu) 短期內(nèi)不會改變，而石油和天然氣資源不足，人均占有量很低，如何合理利用， 提高能源利用率將是今后相當(dāng)長時間內(nèi)的主要任務(wù)。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠， 能源效率高達(dá)55%應(yīng)適當(dāng)發(fā)展，而分布式能源由于實現(xiàn)熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)能源利用 率可達(dá)80%以上，又有減少能源輸送損失、占地小、啟動快、自動化水平高、調(diào) 節(jié)方便、應(yīng)對突發(fā)事件能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該大力發(fā)展。有天然氣的城市和可以拿到進(jìn)口 LNG的地區(qū)，大型公共建筑（23萬平 方米以上）的工程應(yīng)首先探討