分布式能源在英文中,對分布式能源的稱謂也是各執(zhí)己見,有稱其為:DE(DecentralizedEnergy)--主要是總部在歐洲的"世界分布式聯(lián)盟"WADE(WorldAllianceDecentralizedEnergy),這個聯(lián)盟的前生是"國際熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)盟",美國也有大量企業(yè)參與其中,是國際熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源的聯(lián)合國,中國也是其主要會員國。
Decentralized在英文中強調(diào)了分散化或非集中化的含義,而Energy強調(diào)并非單一供電,能源就地供應(yīng)的種類可以是多樣性的。但是,這個組織更加側(cè)重天然氣為燃料的分布式能源,兼顧了燃煤的熱電聯(lián)產(chǎn),但對于中小水電等可再生能源發(fā)電的行業(yè)覆蓋不夠。
另一個稱謂DE(DistributedEnergy)或DER(DistributedEnergyResources),Distributed雖然也是指分布式,但是這個詞匯更多地應(yīng)用在IT行業(yè),多用于互聯(lián)網(wǎng)式的分布信息處理解決方案,顯示了能源行業(yè)受到互聯(lián)網(wǎng)革命的啟迪,暗喻了這些分布在用戶端的系統(tǒng)是相互聯(lián)系或相互連接的,更向一個網(wǎng)絡(luò)化的能源系統(tǒng)。加入Resources一詞,反應(yīng)了人們將陽光普照的可再生能源和發(fā)電的廢熱,以及其他分散化的廢棄資源的利用作為一種資源看待。這種稱呼主要應(yīng)用的美國。
DG(DistributedGeneration)是一個比DE更早應(yīng)用過的詞匯,主要指分散的小型發(fā)電設(shè)備,在用戶端發(fā)電。美國的電力公司最早使用這樣的詞匯,將其視為一種電力安全的保障手段,起源于用戶應(yīng)急發(fā)電機并網(wǎng)供電,以保持電網(wǎng)安全多元化。1999年前能源部國際合作司謝紹雄司長將這一概念引入中國,提醒電力部門分散供電將成為一種新的潮流,電網(wǎng)應(yīng)該適應(yīng)這種技術(shù)變革。DP(DistributedPower)也是一種稱謂,它的意思與DG差不多,只是它的涵蓋不僅是發(fā)電,還包含了其他能量的回收利用。
DR(DistributedResources)是指利用分散的能源資源的系統(tǒng),ES(EnergyStorage)指的是儲能技術(shù),包括電熱冷的儲能,過去對于大能源系統(tǒng)的儲能只是抽水蓄能電站和天然氣地下及地上儲氣庫等。隨著分布式能源的發(fā)展,分布式的儲能被廣泛應(yīng)用,而其逐步作為一種獨立的能源供應(yīng)方式發(fā)展迅速。蓄電池在低谷蓄電,高峰放電出售在日本等地得到重視,既能與分布式能源配套運行,也可以自成體系成為家庭或公司的一種賺錢的營生,并在電力供應(yīng)中斷后提供安全保障。目前大力發(fā)展的電動汽車的蓄電池將成為未來電力系統(tǒng)的重要組成部分,成為智能電網(wǎng)的主要調(diào)節(jié)手段和安全保障元素。
分布式能源在中國也是名出多家,五花八門,最初叫小型全能量系統(tǒng)、小型熱電冷聯(lián)產(chǎn),后來有叫分散電源,也有叫分布發(fā)電,還有叫用戶能源系統(tǒng),以及需求側(cè)能源裝置等等。直到2004年春天的一次關(guān)于分布式能源發(fā)展的會議上,中國科學(xué)院技術(shù)委員會主任徐建中院士提出經(jīng)過反復(fù)考慮,他表示支持我的一個定名建議,并希望大家統(tǒng)一稱謂,今后就使用"分布式能源",如果討論的是一個完整的綜合能源系統(tǒng),或?qū)⒍鄠€相關(guān)聯(lián)的分布式能源作為一個整體,大家使用"分布式能源系統(tǒng)"。徐院士的意見得到大家的一直同意。對于這一稱謂,國家發(fā)展與改革委員會2004年08月16日就發(fā)展分布式能源問題向國務(wù)院總理溫家寶同志行文匯報中,正式使用了"分布式能源系統(tǒng)"一詞,該報告題為《關(guān)于分布式能源系統(tǒng)有關(guān)問題的報告》,得到官方語言的認(rèn)可。
定義
世界各國和中國對于分布式能源的定義也是"仁者見仁,智者見智",專家們紛紛給出自己的定義。分布式能源系統(tǒng)是受到互聯(lián)網(wǎng)革命影響的一個新生事物,其實人們對于它的認(rèn)識僅僅是一個開始,繁多的問題難以認(rèn)識到位,所以也很難給出一個準(zhǔn)確的,經(jīng)得起時間考驗的,并為多數(shù)人共識的定義。當(dāng)年,有人試圖用"PC,電話線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字包交換技術(shù)"給予互聯(lián)網(wǎng)一個定義,今天似乎顯得十分幼稚,PC已經(jīng)被各種各樣的終端產(chǎn)品所代替,手機、電視機、智能電器,未來的時代是一個"物聯(lián)網(wǎng)"時代,人類可以將一切有必要連接的東西用各種通訊技術(shù)連接在一起;各種有線、無線網(wǎng)絡(luò)正在替代電話線網(wǎng)絡(luò),未來發(fā)展智能電網(wǎng)和數(shù)字化電力線通訊技術(shù),就連電話線存在的意義都受到了質(zhì)疑。但是,我們又不得不給分布式能源系統(tǒng)一個定義,哪怕是局限性的,否則將難以推進,支持政策也無從落實。
中國科學(xué)院工程熱物理學(xué)家徐建中院士最初給予的定義為:分布式供電是相對于傳統(tǒng)的集中式供電方式而言的,是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模(數(shù)kW至50MW的小型模塊式)。分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出電、熱或(和)冷能的系統(tǒng)。這個概念是從1978年美國公共事業(yè)管理政策法公布后正式先在美國推廣,然后被其它先進國家接受的。當(dāng)今的分布式供電方式主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)燃機、微型燃?xì)廨啓C和各種工程用的燃料電池。因其具有良好的環(huán)保性能,分布式供電與"小機組"己不是同一概念。與常規(guī)的集中供電電站相比,分布式供電具有以下優(yōu)勢:沒有或很低輸配電損耗;無需建設(shè)變配電站,可避免或延緩增加的輸配電成本;適合多種熱電比的變化,系統(tǒng)可根據(jù)熱或電的需求進行調(diào)節(jié)從而增加年設(shè)備利用小時;土建和安裝成本低;各電站相互獨立,用戶可自行控制,不會發(fā)生大規(guī)模供電事故,供電的可靠性高;可進行遙控和監(jiān)測區(qū)域電力質(zhì)量和性能:非常適合對鄉(xiāng)村、牧區(qū)、山區(qū)、發(fā)展中區(qū)域及商業(yè)區(qū)和居民區(qū)提供電力;大量減少了環(huán)保壓力。
徐院士認(rèn)為分布式供電的特點主要有:1、供電可以滿足特殊場合的需求;2、分布供電方式可以彌補大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性方面的不足;3、分布供電方式為能源的綜合利用提供了可能;4、分布供電方式為可再生能源的利用開辟了新的方向。
世界分布式能源聯(lián)盟的定義:分布式能源是分布在用戶端的獨立的各種產(chǎn)品和技術(shù)。包括:1、高效的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng):功率在3kW-400MW;例如:燃?xì)廨啓C,蒸汽輪機、往復(fù)式內(nèi)燃機、燃料電池、微型燃?xì)廨啓C、斯特林發(fā)動機;2、分布式可再生能源技術(shù),包括:光伏發(fā)電系統(tǒng)、小水電和現(xiàn)場生物能發(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電。它的意義在于:1、提高能源利用效率;2、減少輸配電損失;3、減少用戶能源成本;4、減少燃料浪費;5、減少二氧化碳和其他污染物的排放。
美國能源部的相關(guān)定義是:分布式能源(也叫做分布式生產(chǎn)、分布式能量或分布式動力系統(tǒng))可在以下幾個方面區(qū)別于集中式能源。分布式能源是小型的、模塊化的,規(guī)模大致在kW至MW級;分布式能源包含一系列的供需雙側(cè)的技術(shù);位于用戶現(xiàn)場或附近。這樣,便于實現(xiàn)更強大的就地控制、更高效的余熱利用,以達(dá)到節(jié)能與降低污染排放的目的。分布式能源的一系列技術(shù)包括:光電系統(tǒng)、燃料電池、燃?xì)鈨?nèi)燃機、高性能燃?xì)廨啓C和微燃機、熱力驅(qū)動的制冷系統(tǒng)。除濕裝置、風(fēng)力透平、需求側(cè)管理裝置、太陽能(發(fā)電)收集裝置和地?zé)崮芰哭D(zhuǎn)換系統(tǒng)。這些技術(shù)可以滿足不同用戶的能量需求,包括:連續(xù)的電能、備用電力、可移動電源、冷熱電聯(lián)供和調(diào)峰電力等。分布式能源裝置可以直接安裝在用戶建筑物里,或建在區(qū)域能源中心,能源園區(qū)或小型微型能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之中或附近。分布式能源更突出在規(guī)模小、相對獨立。動力與燃料來源多樣化,設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)性能先進。熱電聯(lián)產(chǎn)顧名思義是熱和電同時產(chǎn)出的技術(shù)和系統(tǒng)。不分規(guī)模大小,不管是否上網(wǎng),不管建在何處。因此,在小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)上兩者是有交集的。但兩者的含義并不等同。
丹麥政府能源環(huán)境部的定義十分簡單:1、靠近用戶的發(fā)電方式;2、不連接到高壓輸電網(wǎng);3少于10MW。
一生從事熱力學(xué)研究的清華大學(xué)熱能系焦樹建教授認(rèn)為:分布式電站是相對于傳統(tǒng)的集中方式而言的發(fā)電系統(tǒng),它將規(guī)模較小的發(fā)電設(shè)備乃至供熱和制冷設(shè)備,以分散的方式布置在用戶附近。分布式電站沒有或僅有很低的輸配電損耗;無需建立配電站,可以減少輸配電成本;適合多種熱電比的變化,可使系統(tǒng)根據(jù)熱負(fù)荷或電負(fù)荷的需求進行靈活的調(diào)節(jié),有利于提高設(shè)備的利用率;便于近距離地向用戶供冷供熱,無需建立昂貴的輸送管網(wǎng);因而既能節(jié)省投資費用,又能充分提高能源利用效率,土建安裝成本都能降低;各電站互相獨立,便于用戶自行控制,不會發(fā)生大規(guī)模的供電事故,因而供電可靠性高;非常適宜于對商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、乃至機場和地鐵站提高電力、供熱和制冷;在清潔燃料的前提下,即使在人口稠密的城市地區(qū),也能滿足高標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保要求。
從事電力系統(tǒng)研究的清華大學(xué)電機系朱守真教授則認(rèn)為:分布式電源是一種直接連接在配電網(wǎng)或者計量的用戶側(cè)的電源設(shè)備。分布式能源:是指功率不大(幾十kW至幾十MW)、小型模塊化、分布在負(fù)荷附近的清潔環(huán)保發(fā)電設(shè)施,經(jīng)濟、高效、可靠地發(fā)電形式。分布式發(fā)電的提出是為區(qū)別傳統(tǒng)集中發(fā)電、遠(yuǎn)距離傳輸、大聯(lián)網(wǎng)的發(fā)電形式。分布式發(fā)電一般直接安裝在負(fù)荷所在的配電網(wǎng)絡(luò)上。
實際上,在我們中國能源網(wǎng)看來,所謂"分布式能源"是指分布安置在需求側(cè)的能源梯級利用,以及資源綜合利用、可再生能源和蓄能設(shè)施。通過在需求現(xiàn)場根據(jù)用戶對能源的不同需求,實現(xiàn)"分配得當(dāng)、各得所需,溫度對口,梯級利用"式的供應(yīng)能源,將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低,對能源"吃光用盡",從而實現(xiàn)能源利用效能、效益的最大化和最優(yōu)化。
分布式能源是以資源、環(huán)境和經(jīng)濟效益最大化為原則確定方式、容量和系統(tǒng)配置,根據(jù)終端能源利用效率最優(yōu)化確定分布式能源系統(tǒng)的解決方案。分布式能源是將用戶多種能源需求,以及資源配置狀況進行系統(tǒng)整合優(yōu)化,采用需求應(yīng)對式設(shè)計和模塊化配置的新型能源技術(shù)。
分布式能源采用先進的能源轉(zhuǎn)換技術(shù),盡力減少污染物的排放,并使排放分散化,便于周邊植被的吸收。同時,分布式能源利用其排放量小,排放密度低的優(yōu)勢,可以將主要污染排放物和溫室氣體實現(xiàn)資源化再利用,例如:向大棚排放氣體肥料。
分布式能源依賴于最先進的信息技術(shù),采用智能化監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化群控和遠(yuǎn)程遙控技術(shù),實現(xiàn)現(xiàn)場無人職守。同時,也依賴于能源服務(wù)公司、需求側(cè)管理服務(wù)機制和能效電廠等節(jié)能機制為主體的能源社會化服務(wù)體系,實現(xiàn)運行管理的專業(yè)化,以保障各分布式能源系統(tǒng)的安全可靠運行。
國家發(fā)展改革委能源局在《關(guān)于分布式能源系統(tǒng)有關(guān)問題的報告》中的官方定義是:分布式能源是近年來興起的利用小型設(shè)備向用戶提供能源供應(yīng)的新的能源利用方式。與傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)相比,分布式能源接近負(fù)荷,不需要建設(shè)大電網(wǎng)進行遠(yuǎn)距離高壓或超高壓輸電,可大大減少線損,節(jié)省輸配電建設(shè)投資和運行費用;由于兼具發(fā)電、供熱等多種能源服務(wù)功能,分布式源可以有效地實現(xiàn)能源的梯級利用,達(dá)到更高能源綜合利用效率。分布式能源設(shè)備起停方便,負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活,各系統(tǒng)相互獨立,系統(tǒng)的可靠性和安全性較高;此外,分布式能源多采取天然氣、可再生能源等清潔能源為燃料,較之傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)更加環(huán)保。熱電聯(lián)產(chǎn)是目前典型的分布式能源利用方式,在發(fā)達(dá)國家已得到廣泛的推廣利用。
總體來看,國際分布式能源系統(tǒng)主要以天然氣資源為主,由于天然氣管網(wǎng)的發(fā)展和天然氣燃料的良好環(huán)保性能,以天然氣為燃料的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展很快,是目前分布式能源的主要內(nèi)容。同時,風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等可再生能源發(fā)電系統(tǒng),也是分布式能源的重要組成部分,目前,分布式能源的發(fā)展十分迅猛,在能源系統(tǒng)中的比例不斷提高,正在給能源工業(yè)帶來革命性的變化。特別是近年來,隨著戶用分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展(如屋頂太陽能光伏發(fā)電和燃料電池發(fā)電技術(shù)等),家庭已不再單純是能源的消費者,同時也成為能源的生產(chǎn)者和銷售者。有專家預(yù)計,正如個人微型計算機進入家庭,并逐漸取代巨型計算機的統(tǒng)治地位一樣,在不遠(yuǎn)的將來,分布式能源有可能取代集中式能源,成為未來能源工業(yè)發(fā)展的主力軍之一。
國家發(fā)改委曾對分布式能源系統(tǒng)的認(rèn)識入木三分,支持的態(tài)度也非常明確,但中國的分布式能源并未因此得到快速發(fā)展,有了正名,有了定義仍然步履艱難。政府將大量財力物力投入到大型熱蒸汽聯(lián)合循環(huán)調(diào)峰電站和超超臨界燃煤火電機組的建設(shè)上,大量引進生產(chǎn)聯(lián)合循環(huán)達(dá)到300MW的F型燃機,將天然氣低價給這些熱衷"大"的央企國企發(fā)電公司,結(jié)果既無經(jīng)濟性,有無資源保障,成為一堆廢銅爛鐵,也傷害了天然氣開發(fā)企業(yè)的投資熱情。更令人遺憾的是國家能源局自成立以來,一方面將中國天然氣完全放入中石油、中石化兩個超級央企的籃子里;另一方面以中國缺乏天然氣為借口,對發(fā)展分布式能源系統(tǒng)保持了全球少見的晦澀態(tài)度,至今分布式能源并網(wǎng)的問題仍然在中國成為無解難題。
分布式能源在中國發(fā)展步履艱難,關(guān)鍵是背后沒有大型央企作為利益集團存在。發(fā)展分布式能源本是一個調(diào)動更多能源消費者參與節(jié)能減排和提高能效的人民戰(zhàn)爭,而那些習(xí)慣于依賴央企大兵團作戰(zhàn)的政府主管部門,根本看不上這些"土八路"、"武工隊",認(rèn)為他們執(zhí)行不了國家的"戰(zhàn)略意圖"??蓢@,分布式能源有了正名依然名不正言不順,有了定義仍然被視為"小火電"打入另冊。追求規(guī)模經(jīng)濟的大國企對于這些"小麻雀"毫無興趣,好大喜功的地方政府對于這些不能增加GDP的小項目難放眼下,對于靠賣電為生的電網(wǎng)企業(yè)更是自己的"奶酪"碰不得。過度放任國有大企業(yè)主導(dǎo)經(jīng)濟的思維正在嚴(yán)重制約中國經(jīng)濟社會的進步,妨礙中國的可持續(xù)發(fā)展,分布式能源就是一個最好的范例。
但是,世界不會等待中國覺悟。奧巴馬上臺之后,一方面承諾減排溫室氣體,一方面大力發(fā)展以分布式能源和智能電網(wǎng)為核心的新能源革命。剛剛落榜屈居次席的美國,已經(jīng)使在全球溫室氣體排放奪冠的中國陷入腹背受敵的境地,不用美國遏制,中國如果不能在溫室氣體減排上有所作為,全世界的指責(zé)也足以讓我們無地自容,新的碳稅機制可能使中國的制造業(yè)陷入滅頂之災(zāi)。而依靠發(fā)展大型燃煤火電機組又如何能夠?qū)崿F(xiàn)溫室氣體的減排,而使中國擺脫困局?
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