智能化新能源引領能源革命多元化創新發展清潔電能

2017-10-17 15:17:43 中國電力企業管理　點擊量：評論 (0)

在經濟社會的快速發展下，我國的能源消耗也日益增加，為保障國家能源安全，新能源、分布式逐步對電力發展來說日益重要，推動新能源分布式小型化、智能化、綜合化、模塊化、專業化成為行業發展的重點。而基于我國

在經濟社會的快速發展下，我國的能源消耗也日益增加，為保障國家能源安全，新能源、分布式逐步對電力發展來說日益重要，推動新能源分布式“小型化、智能化、綜合化、模塊化、專業化”成為行業發展的重點。而基于我國能源儲備的現實狀況，在大力發展光伏、風電產業的同時，促進清潔煤電的發展成為未來能源發展的一個重要方面。

在國際能源轉型升級和國內能源形勢日益嚴峻的背景下，能源消費、供給、技術、體制革命和國際能源合作將成為我國“十三五”以及未來相當一段時期內能源發展的指導思想，其核心是推動我國能源轉型，建立清潔低碳、安全高效的現代能源體系，保障國家能源安全，確保經濟社會發展、能源消費和生態環境三者良性互動，新能源、分布式逐步成為電力行業發展的重點，成為未來推動我國能源結構轉型升級、落實能源革命的重要抓手。

智能化新能源是能源革命的主戰場

能源消費革命確立為能源革命首位。目前我國GDP單位能耗是全球平均水平的1.38倍，能源消費革命的重點是能源綜合、高效、合理利用，主要通過全民節能、強制節能、能源梯級合理利用、用能多元化、用能清潔化、需求側管理等方式實現。

能源供給革命直接影響電力行業。能源消費革命影響能源供給革命，推動傳統電力系統逐步轉向新電力系統。新電力供應體系主要特征為：一是大電網遠距離輸送與區域微網就地消納相結合；二是集中式電站與分布式電源相結合；三是可再生能源消納比重不斷提升。

能源技術革命在能源革命中起決定性作用。目前風電、光伏發電等新能源技術已實現工業化、規模化，平價上網逐步成為現實，市場競爭力增強。同時信息與通信技術的發展推動“互聯網+智慧能源”的落地，促進新能源業務模式創新，如虛擬電廠、智慧風場等。

能源體制革命是能源革命的關鍵。目前電力體制改革、天然氣市場化改革不斷深入，隨著多能互補、“互聯網+智慧能源”、新能源微電網、分布式發電市場化交易、增量配電業務等試點示范的推進，能源體制革命將打通分布式能源發展“最后一公里”，并網、上網等體制機制問題逐步得到解決。

“未來新能源、分布式、多能互補應該是一個完整的概念，都是新能源發展領域，新能源的缺陷需要通過多能互補方式來解決，新能源分布式應突破傳統思維模式和發展方式，謀求創新發展。”

“十三五”期間，規模風電、規模太陽能發電市場空間有限，特別是中東部和南方地區，分布式光伏、分散式風電的創新發展將是今后新能源開發的重點，小型化、智能化、綜合化、模塊化、專業化是其發展的主要趨勢。

小型化。以分散方式多點接入低電壓配電系統，不以裝機容量大小作為衡量項目是否發展的評價指標。小型化具有投資少、占地少、對電網干擾小等特點，需結合區域特性，因地制宜選擇中小型低碳清潔高效發電技術，推進新能源小型化發展。一般認為樓宇式天然氣分布式單機容量不超過1萬千瓦，區域式天然氣分布式原動機單機容量不大于5萬千瓦，分布式光伏電站單個項目容量不超過2萬千瓦。

智能化。推動分布式能源系統與信息、通信技術的深度融合，實現“一鍵啟動、無人值守”的系統智能化運行。主要體現在：一是智能化監控。通過對分布式能源系統發電、配電、售電等環節進行信息采集、處理、存儲和應用，建立統一管控平臺，實現對區域內多個分布式能源系統的遠程監控。二是智能化運維。運用大數據及云平臺進行電站故障診斷、運維管理和資產管理，提高運維效率、優化運行成本、提升發電量。

綜合化。新能源的發展不排除化石能源的清潔利用，需因地制宜實現化石能源、可再生能源多能互補，為用戶提供熱電冷水等綜合能源服務。一是可再生能源具有綠色、低碳、環保等特性，并且其波動性和間歇性等特點可通過多能互補來解決。二是考慮到我國資源稟賦，煤基分布式用能價格相對較低，經濟相對落后地區用得起，熱電比較高，供熱效果突出，整體效率不低于75%，煤基分布式應與氣基分布式、可再生能源分布式相互補充，解決工業、居民采暖用散燒煤替代問題。

模塊化。主要體現為功能的模塊化和容量的模塊化兩個維度。一是功能模塊化。將分布式能源系統按功能進行模塊化分解，如風光燃機多能互補分布式可分解為風電模塊、光伏模塊、燃機模塊、儲能模塊等，實現模塊標準化，提高系統設計與開發效率。二是容量的模塊化。按照終端用能需求大小對多能互補模塊化構件進行組裝，如2臺6000千瓦的背壓機機組可滿足北方2萬人口小城鎮供熱，6臺6000千瓦機組基本可滿足5萬人口城鎮供熱需求。

專業化。整合專業技術人才，打造區域專業化運維團隊、區域遠程監控中心和“少人值守、無人值班”三位一體的分布式能源系統區域運維體系。現階段大多分布式能源項目存在獨立管理、規模小、配置人員少、技術人員較弱等問題，通過打造區域控制中心，設置區域專業運維團隊，形成區域控制中心、區域專業化運維團隊，以及“少人值守、無人值班”協同互助的分布式能源項目管控運維模式。

目前我國推進的分布式項目以天然氣分布式為主，主要分布在京津冀等電價承受力較強的經濟發達地區；可再生能源分布式以分布式光伏為主，側重光伏扶貧、“光伏+”等模式；而煤基分布式由于其自身特性，在工業園區和北方冬季供暖散燒煤替代中有較大應用空間。

煤基分布式發展必要性

資源稟賦：我國富煤、貧油、少氣，煤炭在未來仍保持基礎能源的作用，2020年我國煤炭消費占比58%。

價格優勢：研究顯示考慮污染物排放、碳排放等全生命周期綜合成本，我國現階段清潔煤電綜合成本平均值0.3290元/千瓦時，高于水電，低于核電、風電、光伏發電、天然氣發電，2020年，清潔煤電綜合成本將與風電持平，2030年，有可能高于風電，但仍低于光伏發電、天然氣發電水平。煤基分布式供能成本較低，能夠滿足經濟相對落后區域用能需求。

側重供熱：煤基背壓機，熱電比大約在5%左右，適合北方地區居民采暖及工業供熱，如京津冀及周邊傳輸通道“2+26”城市等。

高效環保：鍋爐效率92%，整體效率不低于75%。由于燃氣機組的熱電比較低，在滿足相同熱/冷量負荷需求條件下，燃氣內燃機組的NOx和CO2的年排放總量均高于煤基背壓式汽輪機組。

煤基分布式創新發展

發展原則：簡化背壓機系統、以熱定電多聯供、配套熱網工程一體化、區域能量平衡、提高系統能源綜合利用效率。

主要技術方案：煤基分布式的基本方案為煤直接燃燒集成高效背壓機的冷熱電聯供，其次為氣化加直接燃燒的冷熱電聯供，第三種為燃氣—蒸汽聯合循環(IGCC)，即把煤氣化技術與燃氣—蒸汽聯合循環發電系統結合起來，兼具高發電效率和環保性能，但目前以氣化為基礎的IGCC經濟性較低。

新能源分布式發展建議

一是智能化新能源是能源革命的主戰場，中東部和南方地區是新能源發展的重點。根據風電發展“十三五”規劃，到2020年，中東部和南方地區陸上風電新增并網裝機容量4200萬千瓦以上，高于“三北”地區3500萬千瓦左右，中東部、南方地區低風速、分散式風電成為開發重點。根據電力發展“十三五”規劃，2020年我國太陽能發電裝機達到1.1億千瓦以上，其中分布式光伏0.6億千瓦，據統計2015年底我國光伏發電裝機0.43億千瓦，其中分布式0.05億千瓦，光伏發電新增部分主要集中在分布式光伏上。

二是推動新能源分布式“小型化、智能化、綜合化、模塊化、專業化”發展。進入2015年以來，發改委、能源局陸續出臺新能源微電網、多能互補集成優化、“互聯網+智慧能源”、增量配電業務、分布式發電市場化交易等試點示范，未來新能源、分布式、多能互補應該是一個完整的概念，都是新能源發展領域，新能源的缺陷需要通過多能互補方式來解決，新能源分布式應突破傳統思維模式和發展方式，謀求創新發展。

三是北方中小城鎮居民采暖、工業園區用熱需求宜采用煤基分布式創新模式。2016年發改委等五部門出臺《熱電聯產管理辦法》，背壓機成為熱電聯產發展的重點，明確燃煤背壓機建設容量不受國家燃煤電站總量控制目標限制，中小城鎮居民采暖采用背壓機組，京津冀、長三角、珠三角區域工業燃煤熱電項目必須采用背壓機組。2017年河北省發改委下發《關于支持民生采暖型背壓機組建設的若干意見》，明確支持民生采暖背壓機，對土地、規劃、環保、熱網等給予政策支持，對其他區域有一定示范引導作用。

四是分布式技術各具特色，但都有局限性，在推進新能源發展過程中，需結合區域及自身特點，堅持“不唯容量、不唯規模、因地制宜、滾動發展”，選擇合理的技術方案和商業模式。