第三, 全面放开用户侧分布式电源市场,放开用户侧分布式电源建设,支持企业、机构、社区和家庭根据各自条件,因地制宜投资建设太阳能、风能、生物质能发电以及燃气“热电冷”联产等各类分布式电源,准许接入各电压等级的配电网络和终端用电系统,鼓励专业化能源服务公司与用户合作或以“合同能源管理”模式建设分布式电源。
本次改革对新能源产业链中电站建设、上网等问题做了充分考虑,但在实际中能否得到贯彻执行还存在很大的不确定性。因为分布式电源的建设与运营模式还存在很多障碍,“自发自用、余量上网、电网调节”的运营模式是否得到有效执行还存在很大的不确定性。
既然从政策角度上看,分布式能源来势迅猛,那么究竟什么是分布式能源?分布式能源有什么特点?其与能源互联网又有什么关联?
(一)什么是分布式能源?
分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源利用的能源性质分为两类:一次能源以气体燃料为主,可再生能源为辅,如天然气式分布式能源;而二次能源以分布在用户端的可再生能源发电设备,如太阳能、风能等,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用。
在能源互联网视角下,分布式能源即为用户终端,通过连接可形成多个局域性配输电微网,不仅能够实现局域内部的电能输送调配,同时能够与集中式电网进行能源互通,从而与中央能源供应系统提供支持和补充。
(二)分布式能源有什么特点?
1.清洁环保
分布式能源扩大清洁能源适用范围,提升整体环保水平。分布式能源以清洁能源(天然气)、可再生(生物质能、风、太阳能)等无污染能源为主要能量来源,大量推广运用对我国环境改善、传统能源依赖度下降有极大的帮助。
我国一次能源消耗结构中,煤炭消耗比例为70%以上,这一能源消耗结构无疑对环境污染的治理工作增加了压力。据国家环保总局监测,目前我国污染环境的各项指标中,燃煤发电产生的污染占所有污染的40%以上,且燃煤产生的多项污染指标在各分项中占总量比例很高,例如:煤炭燃烧产生的悬浮颗粒物的占总量的70%以上,产生的CO2占总量的85%以上。
分布式能源的发展可以显著改善我国整体能源结构,弱化我国经济发展与环境保护的长期矛盾。单从风电来说,2014年风电上网电量达到1550亿千瓦时,按照发电标煤煤耗每千瓦时350克计算,仅一年可节约标煤5418万吨,减少二氧化碳排放16686万吨,减少二氧化硫排放84万吨。
2.提升能效
分布式能源较传统能源利用率提升70%以上。分布式供能基于自身发电利用率高,且靠近用户端的优势,决定了总体能源效率高于集中式的优势,这大大降低了国家能源因长距离输送造成的能耗浪费。以火力发电为例,大火电机组虽然发电效率高,但是由于供热规模和供热半径的局限,发电余热无法利用,其能源利用效率与分布式能源相去甚远。发电厂最终只能将燃料能源燃烧产生的1/3热能转化成电能,而近50%的热能流失(效率低的主要原因是汽机排汽冷凝热损失大,即被循环水带走的热损失),另外输送环节损耗近10%的热能。
由于分布式能源可通过电热冷三联技术手段将发电后的余热来制热、制冷,因此能源得以合理的梯级利用。此外,用户可根据自己所需将分布式能源与主干网并网,实现余电上网,能源的利用效率达到80%以上,一些设计完善的分布式能源可以达到90%。
3.独立、并网皆可,防止大面积断网
分布式能源独有孤岛保护系统,安全性提升。集中式输配电不仅在能耗上存在浪费,它还存在因设备故障如雷电等因素造成大面积停电现象,从而使居民用电情况存在不确定因素造成经济损失,如美国每年因电网扰动与断电损失790亿美元。当电网出现局部断电瘫痪后,分布式能源拥有并网逆变器孤岛保护,市电断电自动停止输出,保障了在大电网断电维护状态下的微网系统发电安全,从而达到了用电安全性及电力利用的可持续性。
(三)分布式能源是互联网能源的基础
能源互联网是通过电子、电力、信息等技术,将大量分散的分布式能源连接起来,不仅实现分布式能源的能量采集、上网,同时建立了各分布式能源间的互联互通,通过大数据技术及基于信息的智能调控,实现能源在整个网络的高效互通。
从能源互联网的构建角度来看,分布式能源是其必须具备的网络“结点”。能源互联网的构建基础是需要大量分散分布的小型发电站,通过“网”将分散化的能源集中起来并分别调配,从而实现能源获得的广度及能源利用的深度双向提升。
未来我国能源互联网的构建第一步就是对现有电网的改造,以适应分布式能源的接入;第二步则是将现有分布式能源接入,实现推广前的初步探索,包括在输配、交易、效率等领域的提升;而第三步则是全面推广,将分布式能源大量推广后接入电网,实现能源互联网的最终成型。
从能源互联网的功能角度来看,大数据应用、微网调配、充电桩等都需要分布式能源支撑。从大数据应用来看,大数据应用需要建立在容量足够大的信息样本,需要电力消费、供给、输配等一系列数据,而分布式能源拥有分散化(提供不同地区的电力特征数据)、体量大特征(小型电站个体样本数量庞大),恰恰满足了大数据信息样本的要求;
从微网调配来看,能源互联网较传统智能电网最大的不同在于改变传统的集中配送,实现用户终端电力的互联互通,这一互联互通的微网建立必须以多个分布式能源发电站为基础,实现局部整合、统一供需的格局;
从新能源汽车必须的充电桩角度来看,新能源汽车以电力为动力源,其交通工具的特性要求能源供给的分散化以提高自身出行便利性,分布式能源正因其“分布式”特点,实现了新能源汽车电力供给的便捷性,这也是支持新能源汽车产业发展的基础。