国务院关于印发《2024—2025年节能降碳行动方案》的通知
对新能源分布式发展的几点建议
对新能源分布式发展的几点建议在国际能源转型升级和国内能源形势日益严峻的背景下,能源消费、供给、技术、体制革命和国际能源合作将成为我国“十三五”以及未来相当一
在国际能源转型升级和国内能源形势日益严峻的背景下,能源消费、供给、技术、体制革命和国际能源合作将成为我国“十三五”以及未来相当一段时期内能源发展的指导思想,其核心是推动我国能源转型,建立清洁低碳、安全高效的现代能源体系,保障国家能源安全,确保经济社会发展、能源消费和生态环境三者良性互动,新能源、分布式逐步成为电力行业发展的重点,成为未来推动我国能源结构转型升级、落实能源革命的重要抓手。
1 智能化新能源是能源革命的主战场
能源消费革命确立为能源革命首位。目前我国GDP单位能耗是全球平均水平的1.38倍,能源消费革命的重点是能源综合、高效、合理利用,主要通过全民节能、强制节能、能源梯级合理利用、用能多元化、用能清洁化、需求侧管理等方式实现(见图1)。
能源供给革命直接影响电力行业。能源消费革命影响能源供给革命,推动传统电力系统逐步转向新电力系统。新电力供应体系主要特征为:一是大电网远距离输送与区域微网就地消纳相结合;二是集中式电站与分布式电源相结合;三是可再生能源消纳比重不断提升。
能源技术革命在能源革命中起决定性作用。目前风电、光伏发电等新能源技术已实现工业化、规模化,平价上网逐步成为现实,市场竞争力增强。同时信息与通信技术的发展推动“互联网+智慧能源”的落地,促进新能源业务模式创新,如虚拟电厂、智慧风场等。
能源体制革命是能源革命的关键。目前电力体制改革、天然气市场化改革不断深入,随着多能互补、“互联网+智慧能源”、新能源微电网、分布式发电市场化交易、增量配电业务等试点示范的推进,能源体制革命将打通分布式能源发展“最后一公里”,并网、上网等体制机制问题逐步得到解决。
“未来新能源、分布式、多能互补应该是一个完整的概念,都是新能源发展领域,新能源的缺陷需要通过多能互补方式来解决,新能源分布式应突破传统思维模式和发展方式,谋求创新发展。”
“十三五”期间,规模风电、规模太阳能发电市场空间有限,特别是中东部和南方地区,分布式光伏、分散式风电的创新发展将是今后新能源开发的重点,小型化、智能化、综合化、模块化、专业化是其发展的主要趋势。
小型化。以分散方式多点接入低电压配电系统,不以装机容量大小作为衡量项目是否发展的评价指标。小型化具有投资少、占地少、对电网干扰小等特点,需结合区域特性,因地制宜选择中小型低碳清洁高效发电技术,推进新能源小型化发展。一般认为楼宇式天然气分布式单机容量不超过1万千瓦,区域式天然气分布式原动机单机容量不大于5万千瓦,分布式光伏电站单个项目容量不超过2万千瓦。
智能化。推动分布式能源系统与信息、通信技术的深度融合,实现“一键启动、无人值守”的系统智能化运行。主要体现在:一是智能化监控。通过对分布式能源系统发电、配电、售电等环节进行信息采集、处理、存储和应用,建立统一管控平台,实现对区域内多个分布式能源系统的远程监控。二是智能化运维。运用大数据及云平台进行电站故障诊断、运维管理和资产管理,提高运维效率、优化运行成本、提升发电量。
综合化。新能源的发展不排除化石能源的清洁利用,需因地制宜实现化石能源、可再生能源多能互补,为用户提供热电冷水等综合能源服务。一是可再生能源具有绿色、低碳、环保等特性,并且其波动性和间歇性等特点可通过多能互补来解决。二是考虑到我国资源禀赋,煤基分布式用能价格相对较低,经济相对落后地区用得起,热电比较高,供热效果突出,整体效率不低于75%,煤基分布式应与气基分布式、可再生能源分布式相互补充,解决工业、居民采暖用散烧煤替代问题(见图2)。
模块化。主要体现为功能的模块化和容量的模块化两个维度。一是功能模块化。将分布式能源系统按功能进行模块化分解,如风光燃机多能互补分布式可分解为风电模块、光伏模块、燃机模块、储能模块等,实现模块标准化,提高系统设计与开发效率。二是容量的模块化。按照终端用能需求大小对多能互补模块化构件进行组装,如2台6000千瓦的背压机机组可满足北方2万人口小城镇供热,6台6000千瓦机组基本可满足5万人口城镇供热需求。
专业化。整合专业技术人才,打造区域专业化运维团队、区域远程监控中心和“少人值守、无人值班”三位一体的分布式能源系统区域运维体系。现阶段大多分布式能源项目存在独立管理、规模小、配置人员少、技术人员较弱等问题,通过打造区域控制中心,设置区域专业运维团队,形成区域控制中心、区域专业化运维团队,以及“少人值守、无人值班”协同互助的分布式能源项目管控运维模式。
目前我国推进的分布式项目以天然气分布式为主,主要分布在京津冀等电价承受力较强的经济发达地区;可再生能源分布式以分布式光伏为主,侧重光伏扶贫、“光伏+”等模式;而煤基分布式由于其自身特性,在工业园区和北方冬季供暖散烧煤替代中有较大应用空间(见表)。
煤基分布式发展必要性
资源禀赋:我国富煤、贫油、少气,煤炭在未来仍保持基础能源的作用,2020年我国煤炭消费占比58%。
价格优势:研究显示考虑污染物排放、碳排放等全生命周期综合成本,我国现阶段清洁煤电综合成本平均值0.3290元/千瓦时,高于水电,低于核电、风电、光伏发电、天然气发电,2020年,清洁煤电综合成本将与风电持平,2030年,有可能高于风电,但仍低于光伏发电、天然气发电水平。煤基分布式供能成本较低,能够满足经济相对落后区域用能需求。
侧重供热:煤基背压机,热电比大约在5%左右,适合北方地区居民采暖及工业供热,如京津冀及周边传输通道“2+26”城市等。
高效环保:锅炉效率92%,整体效率不低于75%。由于燃气机组的热电比较低,在满足相同热/冷量负荷需求条件下,燃气内燃机组的NOx和CO2的年排放总量均高于煤基背压式汽轮机组。
煤基分布式创新发展
发展原则:简化背压机系统、以热定电多联供、配套热网工程一体化、区域能量平衡、提高系统能源综合利用效率。
主要技术方案:煤基分布式的基本方案为煤直接燃烧集成高效背压机的冷热电联供,其次为气化加直接燃烧的冷热电联供,第三种为燃气—蒸汽联合循环(IGCC),即把煤气化技术与燃气—蒸汽联合循环发电系统结合起来,兼具高发电效率和环保性能,但目前以气化为基础的IGCC经济性较低。
3创新发展高效清洁煤基分布式
新能源分布式发展建议
一是智能化新能源是能源革命的主战场,中东部和南方地区是新能源发展的重点。根据风电发展“十三五”规划,到2020年,中东部和南方地区陆上风电新增并网装机容量4200万千瓦以上,高于“三北”地区3500万千瓦左右,中东部、南方地区低风速、分散式风电成为开发重点。根据电力发展“十三五”规划,2020年我国太阳能发电装机达到1.1亿千瓦以上,其中分布式光伏0.6亿千瓦,据统计2015年底我国光伏发电装机0.43亿千瓦,其中分布式0.05亿千瓦,光伏发电新增部分主要集中在分布式光伏上。
二是推动新能源分布式“小型化、智能化、综合化、模块化、专业化”发展。进入2015年以来,发改委、能源局陆续出台新能源微电网、多能互补集成优化、“互联网+智慧能源”、增量配电业务、分布式发电市场化交易等试点示范,未来新能源、分布式、多能互补应该是一个完整的概念,都是新能源发展领域,新能源的缺陷需要通过多能互补方式来解决,新能源分布式应突破传统思维模式和发展方式,谋求创新发展。
三是北方中小城镇居民采暖、工业园区用热需求宜采用煤基分布式创新模式。2016年发改委等五部门出台《热电联产管理办法》,背压机成为热电联产发展的重点,明确燃煤背压机建设容量不受国家燃煤电站总量控制目标限制,中小城镇居民采暖采用背压机组,京津冀、长三角、珠三角区域工业燃煤热电项目必须采用背压机组。2017年河北省发改委下发《关于支持民生采暖型背压机组建设的若干意见》,明确支持民生采暖背压机,对土地、规划、环保、热网等给予政策支持,对其他区域有一定示范引导作用。
四是分布式技术各具特色,但都有局限性,在推进新能源发展过程中,需结合区域及自身特点,坚持“不唯容量、不唯规模、因地制宜、滚动发展”,选择合理的技术方案和商业模式。
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