改善能源結構、提高能源利用率、走低碳經濟發(fā)展之路,已成為解決能源供應緊張和環(huán)境保護問題的必然選擇。當前分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在許多國家和地區(qū)已經是成熟的能源綜合應用技術,受到各國政府、企業(yè)界和能源科研單位的廣泛關注。
隨著可再生能源在國家能源戰(zhàn)略發(fā)展地位的不斷提升,可再生能源發(fā)展先進的國家和地區(qū)均采用了相應的支持政策以保障其發(fā)展。我國分布式光伏發(fā)電技術起步較晚,核心技術還不夠成熟,支持政策、商業(yè)模式及融資環(huán)境仍不夠健全。在政府補貼的前提下,分布式光伏具有投資價值,但其盈利水平受到居民用電需求、系統(tǒng)構建成本、貸款利率和貸款比例等因素的影響。
中國的分布式光伏的發(fā)展契機是不同于其他國家的,中國的光伏制造業(yè)具有世界領先水平,但是遭遇了歐洲市場的“雙反”政策;中國煤炭資源豐富,長期以來是主要的能量來源,但是近幾年出現(xiàn)了嚴重的霧霾現(xiàn)象;中國有著不同于其他國家的壟斷型電網企業(yè),分布式光伏在中國特有的發(fā)展契機與背景之下存在著獨特的發(fā)展意義,同時也面臨著獨特的前進阻力。
以下將分別從分布式光伏發(fā)電的發(fā)展意義、制約其發(fā)展的因素及解決方案、美國與德國分布式光伏的發(fā)展經驗進行闡述,最后提出分布式光伏發(fā)展過程中易被忽略的兩方面問題,希望可以在分布式光伏發(fā)展之初得以重視,形成分布式光伏在中國的健康可持續(xù)發(fā)展局勢。
1、為何發(fā)展分布式光伏發(fā)電
國家電網公司2012年10月26日發(fā)布《關于做好分布式光伏發(fā)電并網服務工作的意見》,2013年2月27日發(fā)布《關于做好分布式電源并網服務工作的意見》,后者對分布式電源做了明確的定義。分布式電源是指位于用戶附近,利用可再生能源,電能就地消納,單個并網點的裝機容量要小于6MW,并以10kV及以下的電壓等級接入電網的小型發(fā)電項目。
首先,分布式電源并網有利于電網的進一步完善。分布式電源主要是接入配電網,長期以來我國的配電網建設相對落后,農網改造任務艱巨。而分布式電源的并網,一定會要求配電網做出一定的改變,以保證將電能可以經濟安全地供給負荷工作,從而對配電網進行升級改造,這無疑對整個電網系統(tǒng)堅強可靠性的提高有著很重要的助推作用。
其次,分布式電源是我國建設生態(tài)文明,推動新型城鎮(zhèn)化的有力推手。分布式電源利用可再生能源進行發(fā)電的,其污染氣體的排放量較燃煤發(fā)電的發(fā)電項目而言很小,可以有效解決經濟發(fā)展與節(jié)約能源保護環(huán)境之間的矛盾。而分布式電源的普及會是農村和偏遠地區(qū)的發(fā)展契機,或因為擁有的充足光照,或因為地理位置優(yōu)勢,或因為大量的閑置屋頂;電力問題的成功解決勢必會促進當?shù)氐纳虡I(yè)發(fā)展,吸引大型企業(yè)注入資金發(fā)展當?shù)匦履茉串a業(yè),提供大量的工作崗位。
值得注意的是,光伏發(fā)電最初走進大眾視野不是由于環(huán)境友好性和資源可持續(xù)性等優(yōu)點,而是我國具有國際領先水平的光伏制造業(yè)遭遇海外市場的“雙反”政策,導致產能過剩,再加上國內內需不足,使得光伏制造業(yè)遭遇寒冬,相關部門決心大力推廣國內光伏發(fā)電的應用市場,擁有完整的產業(yè)鏈。分布式光伏發(fā)電對光伏產業(yè)的促進作用和對我國制造業(yè)經濟發(fā)展模式的貢獻同樣不可忽視。
2、誰在制約光伏發(fā)電發(fā)展
2013年被稱為光伏電站的政策元年,在各項利好政策的帶動下2014年成為了中國的光伏電站的建設元年。中國國家能源局將2014年光伏發(fā)電全年新增備案總規(guī)模定位14GW,其中分布式8GW,光伏電站6GW,而且光伏發(fā)電的相關政策制定已經趨近完備,其廣泛發(fā)展應用指日可待。
清潔、無限量及維護成本低等優(yōu)點是光伏發(fā)電廣受關注的原因,但是光伏發(fā)電的不足之處也同樣明顯。限制光伏發(fā)電發(fā)展的主要因素是成本高,但是自從2006年光伏產業(yè)發(fā)展以來,光伏發(fā)電的裝機成本已經從每峰瓦60元人民幣下降到現(xiàn)在的8元人民幣,所以成本的限制目前已被弱化。隨著光伏裝機容量的上升,其技術弱點變得明顯而不容忽視。
一是光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性不是指由于系統(tǒng)本身的缺陷而引起的不穩(wěn)定,而是來源于光照的不穩(wěn)定。
二是光伏發(fā)電的能量密度較低。由于日照強度和光伏發(fā)電的光電轉換效率的限制,每平方米的組件的峰值功率上限約在150W,大部分時間在100W左右,導致光伏發(fā)電的占地面積較大,而合格屋頂數(shù)量不足目前已經成為分布式光伏發(fā)展的制約因素,再加上房屋出租等因素使得分布式光伏發(fā)電的受益方增多,利益分配有待協(xié)調。
三是獨立的光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率可調性差。利用光伏發(fā)電的時候要么采用與大電網并網運行的方式,要么采用其他能源進行補充,同時必須采用儲能的方式,將多余能量儲存起來。分布式發(fā)電技術在一定角度來說和儲能技術、電動汽車充電站相結合是比較合理的做法,因為這三者目前還都在發(fā)展階段,可以經過合理的預測和設計,使得它們可以相互配合、取長補短。隨著光伏發(fā)電規(guī)模的增加,上述技術弱點會越來越明顯,并且進一步影響其經濟效益。
2013年8月,國家能源局發(fā)布《關于開展分布式光伏發(fā)電應用示范區(qū)建設的通知》,批準了18個示范區(qū),包括北京海淀區(qū)中關村海淀園、北京順義、上海松江、天津武清、河北高碑店、河北保定英利、江蘇無錫、江蘇南通、浙江紹興、浙江杭州、安徽合肥、江西新余高新區(qū)、山東泰安高新區(qū)、山東淄博高新區(qū)、廣東三水工業(yè)園、廣東從化明珠工業(yè)園、深圳前海和寧波杭州灣新區(qū),以加快分布式光伏發(fā)電的發(fā)展?!锻ㄖ芬?guī)定示范區(qū)分布式光伏發(fā)電項目采用“自發(fā)自用、余量上網、電網調節(jié)”的運營模式,實行按發(fā)電量補貼政策,并要求各項目單位抓緊落實建設條件,電網積極配合做好電網接入和服務工作。
目前全國18個分布式光伏發(fā)電應用示范區(qū)中絕大部分因為資金不到位未能順利開展工作。雖然國家能源局聯(lián)合國家開發(fā)銀行印發(fā)了《關于支持分布式光伏發(fā)電金融服務的意見》,提出金融扶持政策,國家出臺的光伏扶持政策也涉及金融支持,但政策落實比較緩慢,因此解決啟動資金不到位、融資難等問題成為關鍵。光伏發(fā)電的獨有特點不滿足我國已有融資方式的要求,與之相關的風險控制和信用體系尚未完善,設計新的金融產品和成立產業(yè)基金是比較可行解決方案,而不是一味局限于已經發(fā)展成熟的金融服務。
此外,目前我國同樣著重特高壓輸電建設,實施西電東送戰(zhàn)略,將西部的水能、風能、光能發(fā)電及煤電送往東部的負荷中心,而分布式發(fā)電是利用可再生能源、小規(guī)模的、就地消納的供能系統(tǒng),它的應用領域應該是無電區(qū)、城鎮(zhèn)、及城市新增建筑物、工業(yè)園、機場、火車站等有大量建筑面積的場合。
能源局制定《全面解決無電人口用電問題三年行動計劃(2013-2015年)》,實施組織電力企業(yè)開展無電地區(qū)電力建設,實施電網延伸和光伏獨立供電工程,盡快使分布在新疆、四川、青海、甘肅、內蒙古及西藏等偏遠地區(qū)的無電人口用上電。所以明確集中開發(fā)還是分散開發(fā),不可忽略特高壓和分布式的區(qū)別和聯(lián)系,準確定位它們各自的應用領域,也是制定分布式發(fā)電發(fā)展之路的關鍵。
2014年3月,中國人民政治協(xié)商會議第十二屆全國委員會第二次會議和第十二屆全國人民代表大會第二次會議在北京召開,作為環(huán)保事業(yè)中重要的一環(huán),光伏產業(yè)在本次兩會上獲得了很大關注,而其中的分布式光伏發(fā)電更是成為提案熱點。
晶科能源CEO陳康平指出分布式電源的發(fā)展的問題主要是融資困難,適宜面積的屋頂資源稀缺,商業(yè)模式單一,采用合同能源管理模式在執(zhí)行過程中各方利益存在爭議,在調研的基礎上提出了分布式局域微網的建立概念。提案具體細化為通過分布式投資方和微網內用戶直接簽訂用量協(xié)議;分布式屋頂發(fā)電直接接入國家電網10kV支線;用電單位用量超過分布式發(fā)電量視同優(yōu)先使用太陽能電量;10kV支線內由投資方進行電費代收,分布式投資方和電網公司在10kV支線的端口進行電費結算;實行峰谷電價的地區(qū)按白天平均電價折算。
此外陳康平還提出了政府出面與擁有大量屋頂并且用電量比較大的火車站、工礦企業(yè)溝通,制定相應政策,鼓勵釋放屋頂資源,促進新能源發(fā)電的使用;吸收保險基金、支付寶和保險基金等資金,來解決分布式光伏的融資難問題。
先進國家可再生能源發(fā)展經驗目前我國分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的收益離不開政府補貼,如何有計劃有安排地逐步減小其對政府補貼的依賴程度,激發(fā)其內在的市場動力,是需要借鑒國際經驗進一步研究的課題。
德國補貼資金發(fā)放是通過固定再生能源電價,補貼高于化石能源發(fā)電上網電價的可再生能源發(fā)電成本。值得注意的是德國可再生能源的固定電價并不是固定的,它會隨著新增裝機容量的進度進行一次調整,從而使補貼價格變化。
例如首先設定到2020年的光伏發(fā)電最佳年增長速度是250~350萬kW,如果統(tǒng)計結果表明在剛過去的12個月內新增裝機容量在預定范圍內,則在未來的一個季度內在現(xiàn)行光伏電價的基礎上每月減低1%;如果在剛過去的12個月里新增裝機容量過低,則在未來的一個基季度里逐次提高0.5%;如果在剛過去的12個月里新增裝機容量過高,則在未來的一季度里逐月下降2.8%。
此外德國是根據(jù)可再生能源發(fā)電量的預測值并結合當時的固定電價,本年度補貼資金的剩余或虧損,預測補貼資金的需求量,制定下一年的電價附加征收水平。
與德國相比我國可再生能源能發(fā)電補貼的壓力不是來自電價過高的可再生能源電力,而是來自價格較低的煤電,這相當于對煤電也進行了補貼從而增加了可再生能源補貼資金。
美國是利用稅收抵免政策來激勵可再生能源發(fā)電的發(fā)展。《美國復蘇和再投資法案》中規(guī)定符合要求的可再生能源發(fā)電企業(yè)可以選擇生產稅抵免(每千瓦時發(fā)電量得到2.2美分抵扣額)、投資稅抵免(投資額的30%可在所得稅中抵扣)或獲得一定量現(xiàn)金補助(不高于投資稅抵免水平)三種方式其中的一種來享受補助。
此外美國的32個州實施了可再生能源電力配額制度,將一定的配額分配給電力供應商,要求他們供應的電力有多少來自可再生能源,供應商可以自己擁有的可再生能源發(fā)電設備來發(fā)電,也可以從可再生能源電力供應商購買一定的發(fā)電量。
3、分布式光伏發(fā)電發(fā)展需要注意什么
如何使分布式光伏的應用逐步進入正軌,是目前比較熱門的研究方向與關注焦點,但是如何盡量避免分布式光伏發(fā)電普遍應用后出現(xiàn)新的問題,同樣值得相關專家學者進行前瞻性的研究與探索。
第一,分布式光伏發(fā)電技術的發(fā)展應依賴于技術的提高和完善,不可過度依賴補貼政策。分布式光伏發(fā)電技術的競爭力必須來源于技術進步而帶來的良好的電能質量和低成本,而不單單是政府的大力扶持。
分布式電源技術目前仍處于初級發(fā)展階段,需要依靠政府扶持,但隨著裝機容量的增加這勢必要給政府造成財政壓力,所以要不斷尋求技術上的突破,降低成本并保證電能質量;如何普及清潔能源概念,使得分布式光伏可以由下而上的推廣,而不是單方面地由政府推動。
第二,要理性控制分布式光伏發(fā)電的發(fā)展規(guī)模并注意相關廢棄設備的回收與處理。太陽能電池中含有鉛、鉻等重金屬物質,對環(huán)境有很大污染,隨著分布式光伏發(fā)電的發(fā)展,廢棄的太陽能發(fā)電板數(shù)量也會增加,如何回收處理也是需要考慮的問題。
此外隨著國家激勵政策的出臺,部分地區(qū)發(fā)展分布式電源積極性會不斷高漲,又因為投資主體多,對其發(fā)展規(guī)模很難進行預測,若缺乏合理的引導,很容易造成無序發(fā)展和資源浪費;而且從配電網來看,當分布式電源的滲透率較高時對電網安全會帶來很大的挑戰(zhàn),徒然增加電網改造成本,帶來不必要的投入。
4、結語
目前分布式光伏發(fā)電發(fā)展需解決的首要問題是:融資渠道單一,商業(yè)模式不成熟;探索分布式光伏發(fā)電與市場化、城化的有效結合方式;明確分布式電源的應用市場應該是部分城市新增負荷、無電區(qū)和農村;注重核心技術的研究與開發(fā),以科技促進分布式電源的發(fā)展和增加市場競爭力;進一步普及可再生能源發(fā)電的相關信息,促進大眾了解其發(fā)展意義和對可再生能源發(fā)電電能質量的信心。
在資源緊缺環(huán)境、污染嚴重、經濟快速發(fā)展的大背景下,分布式光伏發(fā)電的應用已經成為必然,合理經濟地推動其發(fā)展還需相關各界人士的不懈努力和探索。
責任編輯: 李穎