2024年我國分布式能源發展現狀及趨勢研判
張葵葉
(中國能源研究會分布式能源專業委員會秘書長,中國能源網副總經理)
“雙碳”目標下,加快發展分布式能源是推進能源革命和構建清潔低碳、安全高效能源體系的重大舉措之一,也是保障國家能源安全的必然選擇。2024年,在分布式光伏快速發展的帶動下,我國分布式能源行業迎來重大發展機遇期,分布式光伏、分散式風電及天然氣分布式能源發展的相關政策都有不同程度的調整和完善,行業發展市場環境不斷優化,分布式能源發展前景廣闊。
一、我國分布式能源發展相關政策持續優化
發展分布式能源有利于促進新能源就地就近消納,是構建新型能源體系和新型電力系統的重要組成部分。
(一)多項國家政策支持分布式能源快速發展
今年以來,國家發布的能源領域大政方針都在不斷完善分布式能源發展的政策環境和市場條件,為全面推進分布式能源開發建設奠定基礎。
2024年《政府工作報告》提出要推動分布式能源開發利用。這是“分布式能源”首次被寫入《政府工作報告》,顯示了我國對分布式能源發展的重視。
2月,國家發展改革委等部門發布《關于新形勢下配電網高質量發展的指導意見》,明確提出配電網正逐步由單純接受、分配電能給用戶的電力網絡轉變為源網荷儲融合互動、與上級電網靈活耦合的電力網絡,在促進分布式電源就近消納、承載新型負荷等方面的功能日益顯著。到2025年,配電網網架結構更加堅強清晰,供配電能力合理充裕;配電網承載力和靈活性顯著提升,具備5億千瓦左右分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力。到2030年,基本完成配電網柔性化、智能化、數字化轉型,實現主配微網多級協同、海量資源聚合互動、多元用戶即插即用,有效促進分布式智能電網與大電網融合發展,較好滿足分布式電源、新型儲能及各類新業態發展需求。
3月,國家能源局發布《2024年能源工作指導意見》,強調大力推進非化石能源高質量發展,因地制宜加快推動分散式風電、分布式光伏發電開發,在條件具備地區組織實施“千鄉萬村馭風行動”和“千家萬戶沐光行動”。
4月,國家發展改革委發布《全額保障性收購可再生能源電量監管辦法》,將上網電量劃分為市場交易電量和保障性收購電量,今后電網企業不再承擔可再生能源電量全額收購義務,也給分布式能源參與市場化交易帶來機遇和挑戰。
7月,國家發展改革委等部門聯合發布《加快構建新型電力系統行動方案(2024—2027年)》,提出“創新新型有源配電網調度模式。重點在分布式新能源等新型主體發展較快的地區,探索應用主配微網協同的新型有源配電網調度模式,鼓勵其他地區因地制宜同步開展探索;通過完善市、縣級電力調度機制,強化分布式資源管控能力,提升配電網層面就地平衡能力和對主網的主動支撐能力”,旨在加快推進新型電力系統建設,其中包括推動分布式能源開發利用,提高電網對清潔能源的接納、配置和調控能力。
支持可再生能源發展的相關政策和措施體現了國家和地方對分布式能源高質量發展的重視,旨在通過技術創新、市場機制完善和政策支持,推動分布式能源的健康、高效和可持續發展。今年以來,國家層面制定分布式光伏發電項目管理辦法,建立健全分布式光伏技術標準體系,組織開展整縣屋頂分布式光伏開發試點,規范和引導分布式光伏健康有序發展;完善分散式風電發展的市場需求,全面落實“千鄉萬村馭風行動”計劃。此外,全國多個省份出臺相應政策鼓勵分布式光伏和“馭風行動”工作方案,并對新建分布式光伏項目提出新的要求。
(二)分布式光伏發電政策迎來重大調整
隨著近年來我國分布式光伏并網規模暴增,配電網的電壓和無功調節會變得異常困難,對電網穩定安全也帶來較大影響。為了促進分布式光伏發電高質量發展,10月份國家能源局向全社會公開發布了《分布式光伏發電開發建設管理辦法(征求意見稿)》,這是時隔11年來國家對分布式光伏發電政策的一次重大調整。本次《征求意見稿》將分布式光伏發電類型劃分得更加細致,明確了不同類型分布式光伏發電適用的上網模式,并對各級能源主管部門、各類開發業主、各級電網企業及其他相關單位提出了明確的規范要求。同時,針對行業最為關注的分布式光伏參與電力市場及綠證交易問題,本次《征求意見稿》雖未做詳細規定,但已經明確“分布式光伏發電項目可以獨立或通過微電網、源網荷儲一體化、虛擬電廠聚合等方式公平參與電能量、輔助服務等各類電力市場交易”,具體的配套政策則下放給地方,由“各地結合分布式光伏發電發展情況和電力市場建設進展等情況制定”;綠證方面,明確建檔立卡的分布式光伏發電項目按全部發電量核發綠證,但只有上網電量才可獲得可交易的綠證,綠證的市場價值將進一步提高。
表1 《分布式光伏發電開發建設管理辦法(征求意見稿)》要點摘錄
注:上述建筑物及其附屬場所應當位于同一用地產權紅線范圍內
(三)“千鄉萬村馭風行動”助推分散式風電迎來快速發展期
一直以來,我國分散式風電發展不及行業預期,除了受資源開發成本高制約沒能形成規模效應外,主要原因有兩個方面,一是我國風電開發起步于“三北”地區風能資源富集區,國內大型發電企業習慣于通過大規模投資進行集中式風電開發,對投資規模小、成本效益相對較低的分散式風電項目的開發積極性不高,且重視程度不夠;二是多年來分散式風電項目的審批程序沿用了集中式風電項目開發的核準制審批流程和要求,沒有充分考慮到分散式風電項目規模小建設周期短等特征更適用于備案制,在一定程度上不僅造成分散式風電項目開發效率低下,而且帶來人為增加前期項目開發成本等問題。
近年來,利好分散式風電發展的相關政策不斷出臺。國家和地方先后出臺一系列利好分散式風電開發的政策,包括推動風電項目由核準制調整為備案制,豁免部分分散式風電項目的電力業務許可證等,都在很大程度上降低了分散式風電開發的政策門檻,也對成本的控制起到積極作用。其中影響最大的當屬今年3月國家發展改革委等部門正式發布的《關于組織開展“千鄉萬村馭風行動”的通知》,《通知》明確了“十四五”期間縣域農村發展風電的目標、收益分配新機制,鼓勵各地對“千鄉萬村馭風行動”風電項目探索試行備案制,并明確由電網企業實施保障性并網,以就近就地消納為主,上網電價按照并網當年新能源上網電價政策執行,鼓勵參與市場化交易,參與市場交易電量不參與輔助服務費用分攤。
表2 近年來分散式風電發展相關政策
(四)天然氣分布式能源仍然是我國天然氣利用優先類項目
黨的二十屆三中全會提出,加快規劃建設新型能源體系,完善新能源消納和調控政策措施,這對天然氣利用方式和發展方向提出更高要求。天然氣要從替代高碳高污染燃料為主拓展轉向替代高碳能源與支撐可再生能源發展并重,主要發揮兩方面作用:一是近中期作為替代存量煤炭、石油等的主體品種,尤其是天然氣在工業領域發揮補煤替煤作用;二是成長為促進高比例新能源發展的重要伙伴,包括促進氫能在工業領域的應用。
關于天然氣分布式能源發展政策,據國家發展改革委6月份最新公布的《天然氣利用管理辦法》,自今年8月1日起對天然氣利用劃分為優先類、限制類、禁止類和允許類共計四類,其中天然氣熱電聯產項目、天然氣分布式能源項目(綜合能源利用效率70%以上,包括與可再生能源的綜合利用、多能互補項目)都屬于天然氣利用的優先類項目,未來可期。
二、2024年我國分布式能源發展最新進展
今年以來,我國分布式能源發展仍然呈現分布式光伏一支獨大的局面。2024年上半年分布式光伏發電裝機容量繼續高歌猛進,但受制于低壓端承載能力和配電網接入容量空間減少影響,分布式光伏發電消納困難重重。
(一)分布式光伏裝機繼續保持快速增長
自2021年開始,我國分布式光伏年度新增裝機量首次超過集中式光伏裝機量,近兩年逐漸形成西部發展“沙戈荒”等集中式光伏能源大基地以及中東部地區快速發展分布式光伏兩大類型。據國家能源局數據,2024年上半年我國光伏新增裝機并網容量10248萬千瓦,其中分布式光伏新增并網容量5288萬千瓦,占比51.6%(同比提升3.8個百分點),繼續保持超過集中式光伏新增并網容量占比,顯示出分布式光伏市場的快速發展態勢。截至2024年6月底,我國分布式光伏累計并網容量為30951萬千瓦,占光伏發電累計并網容量的43.4%,同比增長52%,這一增長得益于政策推動、光伏技術進步和需求增長。
圖1 2018—2024年我國分布式光伏累計裝機容量
據國家能源局數據,2024年上半年我國戶用光伏新增并網容量1585萬千瓦,占全部光伏發電新增并網容量的15.5%;工商業光伏新增并網容量3503萬千瓦,占比36%;截至2024年6月底,我國分布式光伏中戶用光伏和工商業分布式光伏累計裝機容量占比分別為42.6%和57.4%。從地區分布來看,2024年上半年我國分布式光伏新增裝機容量仍然主要集中在中東部電力需求大省,排名前五省份(分別為江蘇省947.7萬千瓦、山東省477.8萬千瓦、浙江省474.6萬千瓦、安徽省421.3萬千瓦、廣東省404.3萬千瓦)的新增裝機量占分布式光伏新增并網裝機容量的51.5%,且分布式光伏裝機在各省光伏裝機總量中的占比已達10%~20%,有效彌補了這些地區電力供應不足的問題。
(二)分散式風電發展仍不及預期
分散式風電項目是指所產生電力可自用、也可上網,且在配電系統平衡調節的風電項目。對比集中式風電,分散式風電項目單體規模較小,項目布置靈活、占地范圍較小、就近接入就地消納,且對生態系統的干擾較低,更適應和符合鄉村振興和鄉村能源建設要求。但是,相比于分布式光伏裝機容量趕超集中式光伏裝機容量,我國分散式風電開發規模和速度一直低于行業預期。
據統計,截至2023年底,我國分散式風電累計裝機容量超過1577萬千瓦,同比增長17.3%,行業預計2024年底我國分散式風電裝機有望超過1927萬千瓦,增速有望超過22%。
表3 近五年我國分散式風電累計裝機容量及增速
在國家“千鄉萬村馭風行動”政策指導下,全國已有山西、安徽、甘肅、云南、內蒙古、寧夏、陜西、河北、廣東、江西、湖北、山東等超過12個省(區)出臺本省(區)“千鄉萬村馭風行動”總體方案,并明確本省馭風行動政策,為推動分散式風電發展及試點項目落地奠定基礎。據“千鄉萬村馭風行動”政策解讀分析,按照“千鄉萬村馭風行動”,假設每年選擇具備條件的1000個村進行試點開發,按每村裝機2萬千瓦測算,年可新增風電裝機2000萬千瓦,新增投資約1000億元,既能為風電發展打開新的市場空間,也能更好地發揮其促發展、擴投資、穩增長的作用。
(三)天然氣分布式能源發展緩慢
天然氣冷熱電三聯供是我國傳統分布式能源的主要類型,也是我國最早發展起來的分布式能源系統。燃氣三聯供通過天然氣燃燒做功產生高品位電能,再將發電設備排放的低品位熱能充分用于供熱和制冷,從而實現能量梯級利用,能源綜合利用效率高達70%以上,因而是一種高效的城市分布式供能系統。
據《中國天然氣發展報告2024》,在電力領域我國天然氣著力發揮多能協同優勢,天然氣發電及分布式能源工程穩步實施,裝機規模從2014年的5697萬千瓦增加至2023年的1.3億千瓦。同時,我國氣電裝機有超過81%分布在廣東(裝機占比31.4%)、江蘇(16.5%)和浙江(10.7%)等沿海城市與北京(8%)和上海(7%)等一線大城市,其中江蘇、浙江和廣東三省氣電裝機占比就超過全國一半(58.6%),這也得益于經濟發達地區擁有較高的氣電上網電價承受力。
然而,長期以來,我國燃氣三聯供的發展受制于天然氣成本居高不下、氣電上網電價約束等因素影響,天然氣分布式能源項目的收益在很大程度上依賴政府補貼,裝機規模難達預期。據統計,截至2023年底,我國燃氣分布式能源累計裝機量不足3000萬千瓦,與國家提出2020年全國規模以上城市裝機5000萬千瓦的目標相比,仍有較大差距。
近兩年來,受新能源大規模高比例發展對電力系統靈活調節電源需求的快速增長,以及西南地區夏季極端干旱疊加來水減少帶來的水電不足影響,天然氣發電和燃氣三聯供再度得到國家和各級地方政府的重視。目前江蘇、安徽、浙江、四川、陜西和重慶等多個省(市)均在相關規劃中提出了天然氣產業發展目標,并鼓勵發展天然氣分布式能源,這些地方通過制定具體的政策措施,如提供財政補貼、稅收優惠等,來支持天然氣分布式能源項目的建設和運營。例如,四川省大幅提升天然氣發電核準、建設速度,在省內負荷中心、天然氣主產區新增布局一批天然氣發電項目和應急保障電源,并且實現了天然氣調峰電價改革破冰,預計到2025年四川省在建和建成的天然氣發電裝機容量有望超過1000萬千瓦。
三、當前我國分布式能源發展面臨的問題及挑戰
隨著分布式能源發展相關政策逐步實施和市場需求響應,分布式能源在促進能源低碳轉型以及實現“雙碳”目標進程中的作用越來越大,但是目前我國分布式能源發展仍面臨政策、市場、盈利能力及技術等多個層面的問題和挑戰,影響著分布式能源的長遠高質量發展。
(一)分布式光伏并網與消納問題凸顯
近年來,隨著分布式光伏裝機規模持續增加,許多地區的電網接入能力已經接近或達到飽和狀態,電網低壓端承載力不足導致分布式光伏開發容量受限、并網難、就近消納困難等問題凸顯。其實自去年四季度開始就有山東、湖北、福建、江西等多省份先后發布下轄部分地區分布式光伏承載力等級預警,今年以來我國多數省份劃定了分布式光伏消納紅區,對新增分布式光伏項目進行嚴格管控,尤其是河南和山東等分布式光伏發展較快的地區限電最為嚴重。例如,據山東省能源局公告,2024年,全省136個縣(市、區)中有53個縣(市、區)低壓配網接網預警等級為“受限”,43個縣(市、區)低壓配網接網預警等級為“一般”,其余40個縣(市、區)低壓配網接網預警等級為“良好”。據不完全統計,目前包括河南、山東、廣東、河北、山西、福建、黑龍江和遼寧8個省在內有超過300多個縣域亮起紅燈,解決分布式光伏并網及消納問題已經迫在眉睫。
當然,近期國家能源局也公開發布了對7起分布式光伏并網接入等典型問題的通報,這些問題也充分暴露了部分電力企業和地方能源主管部門在分布式光伏發電項目前期備案、接入電網等方面存在的問題,制約了分布式光伏的進一步快速發展。
(二)分布式能源發展相關體制機制及政策亟需完善
目前我國有關分布式能源發展的相關體制機制及政策還跟不上分布式能源行業快速發展的步伐,尤其是長期以來,我國形成的以服務于集中式供能為主的能源生產關系已經和未來將大規模發展的分布式能源系統不匹配,極大地制約了風、光等分布式可再生能源的發展潛力,給分布式能源的長遠發展也帶來了挑戰。一方面,目前分布式能源項目的電價機制、參與電力市場交易的相關機制等尚不完善,缺乏公平、透明和有效的市場規則,這也限制了分布式能源的市場競爭力;另一方面,隨著電力體制機制改革不斷完善及市場開放,分布式能源需要適應新的市場環境,面臨更加激烈的競爭和更加復雜的市場規則。
(三)分布式能源相關技術和運維及其創新能力有待提高
科技創新是發展新質生產力的核心要素,未來分布式能源的發展同樣需要技術進步和創新能力提升,包括能源生產核心裝備國產化或自主可控、多種能源互補耦合轉化、用戶端負荷預測與調控、能源高效利用以及能源數智化等多方面的技術創新。
目前,我國分布式能源相關技術在轉換效率、穩定性、壽命等方面仍有提升空間,分布式能源系統的智能化和自動化水平也有待提高。例如,在燃機國產化方面一直存在障礙;天然氣摻氫燃燒技術方面仍處于探索期;風光儲多能互補融合技術在不同應用場景下的應用探索等。同時,在項目運維方面,分布式能源系統運維的復雜性和難度也在不斷提高,包括設備保養、故障排查、數據監測等運維工作需要專業的技術和復合型人才的支持。
(四)分布式綜合能源系統仍面臨數智化及協同挑戰
目前,我國分布式能源發展已經邁入分布式綜合能源系統階段,也已經成為虛擬電廠的核心、微電網的基礎。分布式綜合能源系統將更加依賴通過智能化、數字化等先進信息技術實現區域內風能、太陽能、天然氣、生物質能及儲能等多種能源品種的深度融合以高效滿足區域熱/電/冷等多品聯供,從而實現資源的最大化利用,提高整體能源利用效率。
同時,分布式能源系統不僅需要與傳統電網進行有效互動,而且需要與其他公共服務網絡(如氣網、熱網等)、信息通信網絡(如物聯網、云計算等)以及各種新興能源形態(如虛擬電廠和車網互動等)之間進行協同配合,這就需要促進供需互動與數字化負荷管理,實現對能源供需的精確控制和優化,進而對整個分布式綜合能源系統的數智化水平和系統協同能力提出更高要求和挑戰。
四、未來我國分布式能源發展方向及趨勢
(一)未來分布式能源發展仍充滿機遇并將實現新突破
盡管分布式能源發展仍面臨諸多挑戰,但其未來發展仍充滿機遇,并將在技術進步、電網接入、智能化發展、商業模式創新及市場拓展等方面迎來新的突破。
技術進步。隨著技術的不斷進步,分布式能源的綜合效率將不斷提高,成本將進一步降低。特別是儲能技術、并網技術和電力需求側管理技術的創新和應用,將使得分布式能源在電力系統中發揮更大的作用。
電網接入優化。隨著配電網的改造升級和高質量發展,分布式能源的電網接入將更加便捷和高效。同時,電網企業也將加強對分布式能源的接入管理和服務,確保其安全、穩定運行。
智能化發展。分布式能源將向智能化方向發展,通過智能監控、智能運維等技術手段,實現對分布式能源電站的遠程監控和故障預警,提高運維效率和發電效率。
商業模式創新。分布式能源的商業模式將不斷創新,從傳統的合同能源管理模式向用戶側、儲能、售電甚至虛擬電廠的一體化電力托管模式轉變,為用戶提供更加全面、高效的能源服務。
市場拓展。分布式能源將不斷拓展應用領域和市場范圍,從城市向農村、從工商業用戶向居民用戶等多領域拓展,實現更廣泛的應用和更大的市場規模。
(二)未來分布式能源將向更加清潔低碳、多能綜合互補方向發展
隨著技術的進步和市場需求的變化,為適應新型電力系統建設的要求,分布式能源將從單一能源系統向清潔低碳、多能耦合、多能綜合互補系統轉變,應用場景將會多樣化,包括源網荷儲、微電網、虛擬電廠、充放電設施等的融入,分布式能源系統將會發揮越來越重要的作用。
1.分布式光伏未來發展趨勢
隨著新型電力系統建設與國家重點實施“千家萬戶沐光行動”探索推進農村能源清潔低碳轉型,未來分布式光伏在城鄉建筑、農業農村、工業園區、交通及公共設施等領域的應用將更加廣泛和深化,與各行業的融合發展將更加緊密,將與儲能、智能電網等技術深度融合形成一體化發展。同時,結合分布式光伏大規模發展,積極開展智能電網建設,完善源網荷儲多要素互動模式,持續提升分布式光伏智能化調控水平和就地就近消納能力。
2.分散式風電未來發展趨勢
隨著我國鄉村振興戰略和推動農村能源革命不斷深化,以及加快經濟社會全面綠色轉型,“千鄉萬村馭風行動”不斷落到實處,農村地區風電發展將與農村分布式光伏、生物質發電等實現多能互補、深度融合。同時,分散式風電的相關技術標準體系和管理規范及流程有望進一步得到完善,分散式風電整體開發工作也有望邁入快車道,并逐漸與集中式風電、海上風電一并成為拉動我國風電開發的“三駕馬車”,未來增長潛力巨大。
3.天然氣分布式能源未來發展趨勢
隨著實現“雙碳”目標政策措施的推進,天然氣分布式能源因其高效、清潔的特點,市場需求將持續增長,尤其是在經濟發達、能源價格承受能力強的地區,如京津冀魯、長三角、珠三角等;未來行業將積極探索天然氣分布式能源與新能源融合發展,因地制宜促使天然氣分布式能源與本地新能源相結合形成多能互補集成供能系統,面向終端用戶滿足冷、熱、電、氣等多種用能需求,實現多能協同供應和能源綜合梯級利用。
責任編輯: 李穎