一、概述

分布式能源是一種供能系統，按熱力學原理是在能量綜合梯級利用理念的基礎上，通過消耗一次能源產生電能、熱能與冷能，并就地使用的分布式供能系統。隨著能源多樣化和能源技術的進步，分布式能源也可以是就近消納的微網型供電(熱)系統，如分布式小水電、太陽能發電等。

從發展歷史看，小水電是最早的分布式能源系統，它以小型水力發電的方式，小到幾十千瓦，大到數萬千瓦，就地消納，為當地農民生活、農業或手工業提供必須的電能，這是解決“三農”用電的有效方式。隨著國民經濟的快速發展，許多工業企業除了用電以外，還需要大量的熱力產品，以滿足生產過程的需要。為了提高企業的經濟效益和能源利用效率及保障電力自給，熱電聯產形式的分布式能源應運而生，供能區域可以是一個企業，也可以是整個工業區，電力并網而電能原則上不上網，即無電能交換，電網為企業提供應急事故保障。為保障工業產品質量和工人勞動作業條件，提高生產效率，利用現代制冷技術，許多工業企業在熱電聯產的基礎上，又進一步利用余熱制冷，為本企業提供冷能，實現電、熱、冷“三聯供”，進一步提高了能源利用效率，一般“三聯供”方式可以將能源利用效率提高到80%以上。可以說“三聯供”是目前化石能源綜合梯級利用效率最高、經濟性最好、最環保低碳的能源利用方式。

二、分布式能源的優越性使其發展具有強大內生動力

從發展趨勢看，未來分布式能源主要是分布式天然氣發電、分布式太陽能發電、分布式風力發電、分布式生物質發電、核能小型堆發電等。

(一)分布式天然氣發電具有高效、清潔、低碳優勢

天然氣分布式發電是火電中效率最高、最環保的發電方式。燃煤發電機組中，亞臨界參數機組循環效率為40%左右;超超臨界參數機組(本質上應稱超臨界參數機組)循環效率為45%左右;超超臨界二次再熱機組的循環效率為47%左右。天然氣燃氣—蒸汽聯合循環機組的效率一般也在57%左右。世界上最先進的采用微孔預混技術的GE9HA燃機，其DLN2.6e燃燒系統，實現了微孔預混和全預混燃燒，使燃料和空氣混合更為均勻，燃燒更為充分，從而達到更高的效率，聯合循環效率可達63%，并且能夠降低氮氧化物的排放。如果以聯合循環+供熱方式，即綜合能源利用方式則效率更高。以浙江海政藥業能源站為例：該能源站為海政藥業提供熱(冷)電產品，為響應政府號召，該能源站利用天然氣作為一次能源，以實現清潔環保低碳目的。該能源站設計2臺12.9兆瓦+7.95兆瓦燃氣發電機組，供熱量61.22噸/小時，廠用電率為4%，單循環燃機效率34.5%(相當于超高壓參數的煤電機組循環效率)，熱(冷)電比146.91%，整體能源利用熱效率82%(國家規定大于70%)。

(二)分布式風電具有可再生、清潔、低碳、廉價優勢

我國風力資源豐富，總儲量達32億千瓦。陸上可開發利用的風能資源為2.3億千瓦，加上近海風能資源，全國可開發利用資源約10億千瓦以上，居世界首位。風力發電技術正在以大型化、直驅式全功率變流技術、碳纖維復合材料應用、葉片灌注成型工藝和低電壓穿越等技術的研發與應用提升風電機組技術水平及快速降低建設與運行成本，有力促進了風力發電的快速發展。5兆瓦、6兆瓦大型風力發電機生產技術已經成熟并進入商業化運行，不少大學與研究機構及大型風機制造企業正在研發10兆瓦風力發電機組。借助技術進步，分布式風電建設成本在不斷降低，當前單位造價在4000元～6500元/千瓦，與燃料成本占發電成本60%～70%的煤電機組發電成本相比具有明顯的價格優勢，可以與火電機組發電價格一比高低，競價上網。

(三)分布式太陽能發電將是遍及全國城鄉的小(微)型發電廠

人們認識中太陽能發電效率低、成本高、價格貴的印象正在隨技術進步而基本消除。據報道，世界三大可再生能源研究機構之一的德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所認證，漢能Alta高端裝備集團的砷化鎵薄膜單結電池轉換效率達到29.1%，再次創新世界紀錄。至此，漢能同時擁有單結電池(29.1%)轉換效率和單結電池組件(25.1%)轉換效率兩項世界想紀錄。隆基樂葉在單晶電池、組件環節，單晶PERC電池轉換效率最高達到23.6%，60型高效單晶PERC組件轉換效率達到20.66%、60型單晶PERC半片組件功率突破360瓦，均刷新了世界紀錄。預計至2022年，太陽能發電成本還有30%下降空間，其中組件成本降至1元/瓦。

杰里米·里夫金在《第三次工業革命》中預見的第三次工業革命會將每一個現存的大樓轉變成一個兩用的住所——住房和微型發電廠。中國農居完全有條件利用太陽能發電滿足農民日常生活用電的需要，至少是有效的電力補充。這一情景，已被國家光伏扶貧項目的實踐所證實。光伏扶貧不僅解決了農村農民用電問題，更使農民從中獲取經濟收益，是實現脫貧的有效措施之一。城市有眾多的大樓和企業廠房，具備建設分布式太陽能發電系統的條件。例如，城市污水處理廠，電費支出約占污水處理廠成本50%以上。浙江臺州污水處理發展有限公司和浙江國利英核能源有限公司投資建設全國第一個污水處理廠(容量15萬噸/天)光伏電站示范項目，太陽能發電設計裝機容量4.39兆瓦，該光伏發電項目已并網運行，年節約電費1500萬元以上，取得了設計建設經驗并發揮良好的經濟效益。

(四)分布式生物質發電是城鄉垃圾處理有效方式，環保意義遠勝于發電

分布式生物質發電主要是以生活垃圾、農林廢棄物、畜牧養殖業和工業及食品生產業所產生的廢棄物為一次能源的發電方式。截至2018年底，全國生物質發電裝機1781萬千瓦，年度生物質發電量906億千瓦時。垃圾發電項目較多集中在華東、華北地區，尤其是經濟相對發達的華東地區的發展規模較大，其占全國垃圾發電裝機容量的比重高達56%。垃圾發電項目擁有量最高的是浙江省，項目數量達53個，總裝機容量155萬千瓦(2017年底)。

垃圾無害化處理是城市管理的一大難題之一，更體現一個城市的管理水平。就目前來說，只有垃圾填埋和焚燒處理兩種方法比較無害和現實可行，也是國際通用處理方式。建一個生活垃圾焚燒發電廠，類似于建了一個裝不滿的垃圾填埋場，可以節約大量的填埋土地，并且以生活垃圾為燃料進行發電和供熱帶來很好的經濟效益和社會效益。如浙江省土地資源稀缺，當下沒有比垃圾焚燒發電更好的處理方式，焚燒發電不僅較好達到了垃圾無害化、減量化和資源化的處理要求，而且能夠滿足日益增長的垃圾處理要求。焚燒發電在垃圾無害化處理中的占比將不斷提高。分布式垃圾焚燒發電是將垃圾變為能源，且于環境比較友好的方式，必將得到持續發展。

三、分布式發電對電力系統運行的安全性與可靠性利大于弊

分布式能源發電，可以建成獨立微電網，也可以并入國有電網系統消納電能。并入電網的電壓等級一般在110千伏及以下，極大部分分布式電源并入10千伏系統，以作為保安電源為主，電力電量交換較少，也就是說“并網不上網”。

分布式電源的發展對電網運行帶來的負面影響主要有：一是改變了電網的傳統管理與運行模式。我國傳統電力系統基本以集中式發電廠為主，通過輸配電網絡將電力送到千萬家用戶，電力流向基本上是單向的。而分布式電源的發展，則改變了這種狀況，不僅是雙向的，而且有功與無功備用等都要發生改變。二是電力運行與調度方式的變化。原來電力調度機構只要做好用電負荷預測，然后根據預測的用電側負荷安排好發電機組次(當)日出力調度曲線并下發到發電企業執行即可。現在，不僅要做好用電側負荷預測，同時必須對分布式發電負荷進行預測，而天氣因素在負荷預測中更不能被忽略。另外，對電網檢修、用戶接入等作業安全，增加了復雜性和困難性。

分布式能源發電對系統的正面作用有：一是提高了電力系統應對突發事故的處置能力。分布式發電以分散、快速為特點，對系統運行起著支撐作用。特別是天然氣分布式發電、分布式水電，具有啟停快速的特點。分布式風光發電不需要外部電源，可以即時并網與解網。原來電力系統為大面積停電后的系統恢復需要黑啟動電源而傷腦筋，分布式能源發電則有效解決了這一難題。二是分布式能源發電能降低電力系統運行成本。分布式能源發電接入系統的電壓等級較低，因此，輸配電綜合線損較低。通過交(直)流特高壓線路從四川輸電到浙江，其線損約7%。再加上當地綜合線損4%左右，兩者相加，則達到了11%的線損。若是就地分布式能源發電，其線損應當在1%～2%足夠。分布式風光發電造價已明顯下降，目前已逐步與煤電造價相仿，單位千瓦造價為4000～5000元。與煤電相比，運行成本則更低。三是可以大大降低系統備用容量。根據《電力系統安全穩定導則》，在正常運行方式下，對不同的電力系統，按功角判據計算的靜態穩定儲備系數(KP)應為15%~20%，按無功電壓判據計算的穩定儲備系數(KV)為10%～15%。在事故后運行方式和特殊運行方式下，KP不得低于10%，KV不得低于8%。根據《電力系統電壓穩定評價導則》，“在區域最大負荷或最大斷面潮流下，正常方式或檢修方式的區域負荷有功功率裕度應大于8%，“N-1”故障后的區域負荷有功功率充裕度應大于5%”。按照上述行業標準，如果按備用系數8%計算，僅浙江電力系統備用容量需要400~650萬千瓦。分布式能源發電改變了電源結構與布局、電網構架與互聯特性，推進了系統智能化水平，可以明顯提高電力系統故障擾動時的“自愈”能力。譬如，分布式太陽能發電能在高峰時段發揮良好的頂峰作用。隨分布式能源發電之運而生的儲能，可以由調度方便應對電力短時負荷緊缺。分布式能源發電具有天生的備用功能與應急能力，它可以降低系統運行備用容量，大大提高系統運行的可靠性，有效降低為備用而花去的電力投資，實現電力安全經濟運行。四是分布式能源將促進電網技術的進步。分布式能源發電呈現的分散性、多樣性、易變性，對電網規劃、建設與運行提出了新的更高要求，這為泛在電力物聯網、智能電網的建設提供了用武之地，由此將大大促進電網技術的進步。

四、關于分布式能源發展存在的問題與建議

為加快建立清潔低碳、安全高效的能源體系，實現能源“四個革命”，中央和地方政府相應出臺了一系列分布式能源政策，2013年國家發展改革委印發《分布式發電管理暫行辦法》，相繼還出臺了分布式風電、太陽能、生物質發電等專項政策。2016年，國家發展改革委印發《可再生能源發展“十三五”規劃》，規劃明確提出：到2020年，太陽能發電規模達到1.1億千瓦以上，其中分布式光伏6000萬千瓦，約占54.5%。其后，全國各地紛紛出臺能源相關的政策，在發展分布式能源方面也提出了各自的目標。例如，廣州到2020年，要新增天然氣分布式能源裝機規模約150萬千瓦;分布式光伏發電項目總裝機容量力爭達到200萬千瓦。在中央和地方政府政策的支持下，分布式能源得到了快速發展，但也面臨一些必須重視并予以解決的問題，以保障分布式能源健康發展。

(一)天然氣氣量不足，價格高企，嚴重制約分布式天然氣發電發展

2018年，我國天然氣消費量2867億立方米，同比增長16.6%，年增量390億立方米，在一次能源消費中占比7.8%。天然氣產量1610.2億立方米，同比增長7.5%;進口天然氣1257.2億立方米，同比增長31.9%。盡管天然氣產銷增長在一次能源中最快，但仍然滿足不了日益增長的消費需要。天然氣的環保性、低碳性，特別是可以有效控制霧霾形成等優點，使它具有對煤炭的良好替代性，由此推動了天然氣消費的快速增長(如今年浙江預計天然氣需求約180億方，增長33.3%)，同時也推動了天然氣價格的居高不下。目前，浙江省天然氣開發有限公司向天然氣發電企業銷售天然氣的門站價格為2.70元/立方米，而經過地、縣級管網輸配到分布式天然氣發電企業價格在3元/立方米以上。即使是2.70元/立方米的天然氣價格，按單位熱值(能量)計算，也是煤炭價格的3倍或以上。盡管分布式天然氣發電具有很高的能源利用效率，但是在電價和熱價方面仍然不敵煤炭。因此，建議國家盡快推進天然氣市場化改革，增加天然氣供應量，加強天然氣生產與輸配成本監管，推動用戶無歧視接入管網，著力降低天然氣價格，為分布式天然氣發電的發展創造現實條件。

(二)分布式能源發電普遍存在電網接入難問題

《分布式發電管理暫行辦法》第二條明確，分布式發電是指在用戶所在場地或附近建設安裝、運行方式以用戶端自發自用為主、多余電量上網，且在配電網系統平衡調節為特征的發電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯供設施。電網企業負責分布式發電外部接網設施以及由接入引起公共電網改造部分的投資建設，并為分布式發電提供便捷、及時、高效的接入電網服務，與投資經營分布式發電設施的項目單位(或個體經營者、家庭用戶)簽訂并網協議和購售電合同。電網企業應制定分布式發電并網工作流程，以城市或縣為單位設立并公布接受分布式發電投資人申報的地點及聯系方式，提高服務效率，保證無障礙接入。

在實際執行中，電網企業對分布式能源發電無歧視接入系統意愿不足;接入系統項目投資審批過程復雜，時間冗長;對業主投資建設的接入系統回購行動遲緩。以各種理由，特別以安全為由不愿意分布式發電方接入系統。接入系統投資建設問題已是影響分布式能源發電發展的重要因素，建議具有能源監管職能的各級政府部門應當加強監管，促使電網企業提高執行國家政策的自覺性，履行保障分布式能源發電的無歧視接入義務。

(三)政府應進一步完善分布式能源發展政策并加強監管

在國家層面已經出臺了不少有利于分布式能源發展的政策，但是這些政策如何在各行各業中落實仍需要有具體的行政與技術政策。譬如，城市擴建與住宅小區、學校、醫院、車站等公共設施的規劃與設計中，考慮用分布式能源供能需要有政策與設計規范的支持。再如，電網企業目前在輸配電業務的基礎上，利用能源互聯網、綜合能源服務等概念，擴大經營范圍，進行分布式能源投資，其形式有控股或參股。監管部門應營造公平競爭環境，調動各方參與投資的積極性。總之，現有分布式能源發展政策的落實存在著不少問題，亟需加強監管。建議政府出臺分布式能源專項監管制度(或辦法)，以使能源監管機構有法可依、強化監管，保障國家分布式能源政策的真正落實。