分布式能源发展现状及前景分析

阳金龙，孙奇，王文武，田瑞青，卢天剑

(东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)

分布式能源发展现状及前景分析

阳金龙，孙奇，王文武，田瑞青，卢天剑

(东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000)

目前集中发电、远距离输电的传统电力系统存在着能耗高、污染严重等问题，分布式能源可实现能源梯级利用，具有能源综合利用效率高、节能环保等优点，受到广泛关注。文章介绍了国内外分布式能源的发展现状，分析了国内分布式能源的主要政策及限制分布式能源发展的瓶颈因素、发展前景，为公司分布式能源的政策制定提供了参考。

分布式能源，节能环保，燃气轮机

0 引言

伴随着经济的高速发展，我国电力需求迅速增长，2010年全国用电量达到了4 192亿kW·h，5年平均增长率11.09%[1]。目前集中发电、远距离输电和大电网互联的电力系统是我国电能生产、输送和分配的主要方式[2]，存在污染严重、灵活性差、输配电损耗高、故障容易导致大面积停电等问题[3]。

分布式电源系统可实现能源梯级利用，具有输配电损耗低、基建费用低、节能环保的优点[4-5]，受到广泛关注。我国天然气资源丰富，2015年将比2010年新增供应812亿m3，为分布式能源系统提供了稳定的气源保障。《关于发展天然气分布式能源的指导意见》明确：到2015年，将建成1 000个天然气分布式能源项目、10个左右各具特色的天然气分布式能源示范区，因此，“十二·五”将是分布式能源发展的重要机遇期。本文介绍了国内外分布式能源的发展现状及最新进展，对国内分布式能源发展的瓶颈因素进行了分析，以推动分布式能源的快速发展。

1 国内外分布式能源发展现状

1.1 国外分布式能源发展现状

分布式能源系统由美国1978年在公共事业管理政策法中提出，随后得到迅速发展。美国的分布式能源技术已从小型热电联产（CHP）发展为热电冷三联产（CCHP）系统，如图1所示，该系统的能源利用率最高可达95%以上。目前美国已建成6 000多座分布式能源站，预计到2020年将有15%的现有建筑、50%的新增建筑采用分布式能源站[6]。欧洲从20世纪末就开始重视节能环保，分布式能源技术发展较早。丹麦是世界上能源利用效率最高的国家，在过去20年中，能耗未增加，GDP翻番，污染排放大幅度下降，其主要的措施就是大力发展分布式能源[7]，目前丹麦分布式发电量超过全部发电量的50%，80%以上的区域供热能源采用热电联产方式。英国分布式能源站已达1 000多个，节约能源20%以上。荷兰分布式能源系统容量1987年已达2 700 MW，由于效率较高的分布式能源系统装机容量迅速增加，2000年年底荷兰能源利用效率比1987年提高了22.3%[8]。日本自然资源相对贫乏，一直致力于分布式能源技术的开发，是亚洲能源利用效率最高的国家，截止2005年已建成分布式能源系统6 000多个，平均容量约为1.5 MW[9]。

综上所述，分布式能源具有节能环保、能源综合利用率高的特点，国外通过大力推广分布式能源技术，在节能降耗、环保方面取得了突出成效。目前我国能效体系低于40%，且以煤电为主，污染物排放量大。随着社会用电量增加和环保意识的增强，发展分布式能源将成为解决环保、能源问题的重要途径。

图1 典型分布式能源系统示意图

1.2 国内分布式能源发展现状

由于风能、太阳能、地热能等可再生能源受自然条件的限制，大中城市仍以天然气分布式能源为主，目前国内已建和在建天然气分布式能源项目装机总容量约540万kW，形成了一定规模。目前，我国已在多领域建设了多个示范项目，如：广州大学城分布式能源项目、北京燃气集团分布式能源项目、中关村分布式能源项目、北京南站分布式能源项目等。

2009年华电集团建成的广州大学城分布式能源站，采用2×78 MW燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机为普惠FT8-3 SwiftPac双联燃机（60 MW），该机组以溴化锂蒸汽制冷，并利用烟气余热提供生活热水，设计能源梯级利用效率达80%，是目前国内最大的分布式能源站，如图2所示。2012年，4个首批国家分布式能源项目获批，总装机容量4万kW，开启了分布式能源发展快车道。

目前，国内各大能源、电力公司也正加紧开展北京、天津、河北、江浙沿海等经济发达、能源品质要求高的大中城市和大型工业产业园等的分布式能源项目，以及江西、四川等天然气供应有保障的内陆地区的分布式能源项目。但总体看来，目前我国分布式能源系统的应用仍处于初级阶段，与国外存在着一定差距，特别是我国未掌握用于燃气分布式能源原动机的核心技术，导致原动机售价昂贵，成为阻碍分布式能源发展的重要因素。

针对中国分布式能源市场的巨大潜力，2003年GE收购了颜巴赫，并于2008年在杭州建立了颜巴赫工厂，完成了对分布式能源的布局。2011年8月美国通用电气（GE）公司与华电集团在沪成立华电通用轻型燃机设备公司，主要生产航改型燃气轮机，GE将转移部分部件生产和核心技术，并逐步提高产品的国产化率。2013年5月，三菱收购了美国普惠中小型燃气轮机部门，以完善其分布式能源产品系列。在分布式能源领域，华电集团已取得6个共计72.2万kW的分布式能源核准批复，占全国的三分之二，走在国内前列。由于分布式能源产业的发展是对传统发电输电的替代和补充，将极大改变未来电力设备制造行业版图，这对国内三大传统电力设备制造商，既是转型的机遇，也是挑战。

图2 广州大学城分布式能源站图片

2 国内分布式能源政策及应用前景分析

2.1 国内分布式能源产业政策分析

2000年《关于发展热电联产的规定》提出支持发展以天然气为燃料的燃气轮机冷热电联供项目。2004年《国家发展改革委关于分布式能源系统有关问题的报告》提出发展分布式能源存在的体制障碍。2006年公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中提出积极发展分布式能源，形成基于可再生能源和化石能源互补、微小型燃气轮机与燃料电池混合的分布式终端能源供给系统。《2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标》提出：把（冷）热电联产作为采暖地区大气环境治理的重要手段；把（冷）热电联产作为提高发电效率的重要措施。2011年《关于发展天然气分布式能源的指导意见》提出到“十二·五”期末建设1 000个示范项目、10个示范区。2013年3月开始实施《关于做好分布式电源并网服务的工作意见》的有关规定，用户所发的电不仅可以自用，也可以上网出售，这大大提高了社会发展分布式电源的积极性。从以上可以看出，国家积极鼓励采用分布式电源，推动分布式能源装备的国产化，形成分布式能源的全产业链。但目前全社会对分布式发电的环境效益、提高电力服务质量和安全可靠性的作用认识不够，有关利用分布式能源的政策和法规还不健全，税收等方面的优惠政策也还欠缺，特别是上网电价补贴政策还未有明确，已成为分布式能源发展的瓶颈因素。

2.2 国内分布式能源应用前景分析

2008年中国雪灾导致大面积停电，造成的经济损失难以估量。2012年印度7·30全国大面积停电事故，导致3亿人受影响，地铁停运交通瘫痪，这证明了集中发电、远距离输电方式的风险性，分布式能源靠近用户中心，电力供应稳定可靠，优势明显，可与传统电力系统形成互补。随着中国空气污染的持续加重，PM2.5值持续偏高，传统的燃煤电厂必将受到严格限制，节能环保的分布式能源系统受到了广泛关注。2013年以来，全国中东部陷入严重雾霾和污染天气，北京雾霾尤为严重。根据《2013～2017清洁空气行动计划》，到2017年北京将成百座分布式能源清洁中心，总装机容量高达100万kW，由此推断受雾霾天气影响严重的上海、天津、南京、武汉将会逐步推广分布式能源系统，中国分布式能源产业发展面临重要机遇期。因此按照国家规划，至“十三·五”结束国内分布式能源市场规模应该达到或超过7 000亿元～9 000亿元人民币，中国分布式能源未来的市场前景非常广阔。

2.3 分布式能源发展的瓶颈因素

中国分布式能源的发展已经取得新突破，但目前分布式能源产业的发展还受到以下几个因素的束缚：

（1）发电补贴政策不明确。根据《天然气发展“十二·五”规划》，用于分布式能源发电的天然气将会有充足保障，然而天然气价格较高，由分布式电源所发的电力成本比利用常规煤电所发电力成本要高，只有明确具体的发电补贴价格，才能促进分布式能源的快速发展。

（2）运营管理经验缺乏。分布式电源的理论效率可达到95%以上，但设计施工、能源利用、运营管理对分布式能源的效率有重要影响。目前我国在运营管理方面的经验比较缺乏，导致部分分布式能源站综合能源利用效率偏低，经济性能差，影响了分布式能源的推广利用。

（3）分布式能源设备的国产化需进一步加强。目前分布式能源系统的关键设备，如中小型燃气轮机、燃气发动机，多是国外品牌，价格昂贵，如图3所示。国内自主研发的设备技术水平较低，可靠性差，导致分布式能源技术经济性水平不高。

图3 三菱GS16R（1 000 kW）燃气内燃机外观图

总之，未来我国对分布式能源的需求较大，应用前景广阔，但在目前市场、政策条件下，分布式能源发电的社会效益未内部化，项目不确定因素多，且分布式能源发电中小公司众多，资金实力弱，融资资信低，制约了分布式能源产业的发展。

3 结语

目前世界上分布式发电的发展十分迅速，但国内分布式电源的发展还存在不少瓶颈和障碍，因而进展并不理想，2015年完成1 000个分布式能源项目的压力较大。分布式发电的发展障碍包括政策、市场规则、技术性能和经济性诸多方面，认识这些障碍和采取切实有效的对策是促进分布式发电发展的关键。

[1]国家能源局.2010年中国电力工业统计数据

[2]胡庶.分布式发电装置经济性研究[D].武汉:华中科技大学,2007

[3]Karl Alanne,Arto Saari.Distributed energy generation and sustainable development[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2006,10:541-542

[4]张富贵.适用于大型IC工厂的一种新型的不间断电源-动态UPS[J].洁净与空调技术,2005,1(1)：48-52

[5]朱宝田.洁净发电的环境价值[J].中国电机工程学报, 2005,25(25)：314-318

[6]魏必华,王如竹.分布式供能系统[J].太阳能,2004(3)：2

[7]高思静.分布式能源系统适应条件及配置的研究[D].济南:山东建筑大学,2013

[8]周萍.分布式能源三联供系统燃气负荷分析[D].北京:北京建筑工程学院,2012

[9]付林,李辉,等.天然气热电冷联供技术及应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2008

东汽要闻

公司签订陕西榆林能源有限公司横山电厂2×1 000 MW高效超超临界汽轮机级附属设备合同

2015年10月13日，东方电气股份有限公司与陕西榆林能源有限公司正式签订横山电厂2×1 000 MW超超临界燃煤主机供货合同。陕西榆林能源有限公司党委书记赵勇、副总经理张继孝、东方电气集团公司董事长王计、东方电气股份有限公司常务副总裁张志英、东汽副总经理喻刚等共同出席了签字仪式。

横山项目是东汽与陕西榆林能源有限公司合作的第一个项目，也是东汽2015年第二个百万项目订单。横山项目作为陕西榆林能源有限公司的第一个火电项目，业主最终选择与东方合作，其意义非常重大，也为东汽与陕西榆林能源有限公司的合作打开了大门。

Application Status and Development Tendency of Distributed Energy Resource

Yanɡ Jinlonɡ，Sun Qi，Wanɡ Wenwu，Tian Ruiqinɡ，Lu Tianjian
（Dongfang Turbine Co.,Ltd.,Deyang Sichuan,618000）

The centralized power generation and long-distance transmission of traditional power system caused high energy consumption and serious pollution.Because of the energy cascade utilization,distributed energy resource had the advantage of high energy comprehensive utilization,energy saving and environmental protection,which had been widely concerned.The current application status was introduced in this paper.In order to provide a reference for distributed energy policy,the main policy and the key factor which limited distributed energy resource were analyzed.

distributed energy resource,energy saving and environmental protection,gas turbine

TK14

A

1674-9987（2015）04-0073-04

10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2015.04.016

阳金龙(1986-)，男，硕士，工程师，2011年毕业于清华大学环境学院，主要从事用于分布式能源微型燃气轮机的研发工作。