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分布式能源如何稱謂和定義的問題
2015-06-29 10:09:31|點擊次數:

分布式能源在英文中,對分布式能源的稱謂也是各執己見,有稱其為:DE(DecentralizedEnergy)--主要是總部在歐洲的"世界分布式聯盟"WADE(WorldAllianceDecentralizedEnergy),這個聯盟的前生是"國際熱電聯産聯盟",美國也有大量企業參與其中,是國際熱電聯産分布式能源的聯合國,中國也是其主要會員國。

Decentralized在英文中強調了分散化或非集中化的含義,而Energy強調并非單一供電,能源就地供應的種類可以是多樣性的。但是,這個組織更加側重天然氣為燃料的分布式能源,兼顧了燃煤的熱電聯産,但對于中小水電等可再生能源發電的行業覆蓋不夠。

另一個稱謂DE(DistributedEnergy)或DER(DistributedEnergyResources),Distributed雖然也是指分布式,但是這個詞彙更多地應用在IT行業,多用于互聯網式的分布信息處理解決方案,顯示了能源行業受到互聯網革命的啟迪,暗喻了這些分布在用戶端的系統是相互聯系或相互連接的,更向一個網絡化的能源系統。加入Resources一詞,反應了人們将陽光普照的可再生能源和發電的廢熱,以及其他分散化的廢棄資源的利用作為一種資源看待。這種稱呼主要應用的美國。

DG(DistributedGeneration)是一個比DE更早應用過的詞彙,主要指分散的小型發電設備,在用戶端發電。美國的電力公司最早使用這樣的詞彙,将其視為一種電力安全的保障手段,起源于用戶應急發電機并網供電,以保持電網安全多元化。1999年前能源部國際合作司謝紹雄司長将這一概念引入中國,提醒電力部門分散供電将成為一種新的潮流,電網應該适應這種技術變革。DP(DistributedPower)也是一種稱謂,它的意思與DG差不多,隻是它的涵蓋不僅是發電,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,ES(EnergyStorage)指的是儲能技術,包括電熱冷的儲能,過去對于大能源系統的儲能隻是抽水蓄能電站和天然氣地下及地上儲氣庫等。随着分布式能源的發展,分布式的儲能被廣泛應用,而其逐步作為一種獨立的能源供應方式發展迅速。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,并在電力供應中斷後提供安全保障。目前大力發展的電動汽車的蓄電池将成為未來電力系統的重要組成部分,成為智能電網的主要調節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、小型熱電冷聯産,後來有叫分散電源,也有叫分布發電,還有叫用戶能源系統,以及需求側能源裝置等等。直到2004年春天的一次關于分布式能源發展的會議上,中國科學院技術委員會主任徐建中院士提出經過反複考慮,他表示支持我的一個定名建議,并希望大家統一稱謂,今後就使用"分布式能源",如果讨論的是一個完整的綜合能源系統,或将多個相關聯的分布式能源作為一個整體,大家使用"分布式能源系統"。徐院士的意見得到大家的一直同意。對于這一稱謂,國家發展與改革委員會2004年08月16日就發展分布式能源問題向國務院總理溫家寶同志行文彙報中,正式使用了"分布式能源系統"一詞,該報告題為《關于分布式能源系統有關問題的報告》,得到官方語言的認可。

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。分布式能源系統是受到互聯網革命影響的一個新生事物,其實人們對于它的認識僅僅是一個開始,繁多的問題難以認識到位,所以也很難給出一個準确的,經得起時間考驗的,并為多數人共識的定義。當年,有人試圖用"PC,電話線網絡和數字包交換技術"給予互聯網一個定義,今天似乎顯得十分幼稚,PC已經被各種各樣的終端産品所代替,手機、電視機、智能電器,未來的時代是一個"物聯網"時代,人類可以将一切有必要連接的東西用各種通訊技術連接在一起;各種有線、無線網絡正在替代電話線網絡,未來發展智能電網和數字化電力線通訊技術,就連電話線存在的意義都受到了質疑。但是,我們又不得不給分布式能源系統一個定義,哪怕是局限性的,否則将難以推進,支持政策也無從落實。

中國科學院工程熱物理學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的集中式供電方式而言的,是指将發電系統以小規模(數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。這個概念是從1978年美國公共事業管理政策法公布後正式先在美國推廣,然後被其它先進國家接受的。當今的分布式供電方式主要是指用液體或氣體燃料的内燃機、微型燃氣輪機和各種工程用的燃料電池。因其具有良好的環保性能,分布式供電與"小機組"己不是同一概念。與常規的集中供電電站相比,分布式供電具有以下優勢:沒有或很低輸配電損耗;無需建設變配電站,可避免或延緩增加的輸配電成本;适合多種熱電比的變化,系統可根據熱或電的需求進行調節從而增加年設備利用小時;土建和安裝成本低;各電站相互獨立,用戶可自行控制,不會發生大規模供電事故,供電的可靠性高;可進行遙控和監測區域電力質量和性能:非常适合對鄉村、牧區、山區、發展中區域及商業區和居民區提供電力;大量減少了環保壓力。

徐院士認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在安全穩定性方面的不足;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。

世界分布式能源聯盟的定義:分布式能源是分布在用戶端的獨立的各種産品和技術。包括:1、高效的熱電聯産系統:功率在3kW-400MW;例如:燃氣輪機,蒸汽輪機、往複式内燃機、燃料電池、微型燃氣輪機、斯特林發動機;2、分布式可再生能源技術,包括:光伏發電系統、小水電和現場生物能發電以及風力發電。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。

美國能源部的相關定義是:分布式能源(也叫做分布式生産、分布式能量或分布式動力系統)可在以下幾個方面區别于集中式能源。分布式能源是小型的、模塊化的,規模大緻在kW至MW級;分布式能源包含一系列的供需雙側的技術;位于用戶現場或附近。這樣,便于實現更強大的就地控制、更高效的餘熱利用,以達到節能與降低污染排放的目的。分布式能源的一系列技術包括:光電系統、燃料電池、燃氣内燃機、高性能燃氣輪機和微燃機、熱力驅動的制冷系統。除濕裝置、風力透平、需求側管理裝置、太陽能(發電)收集裝置和地熱能量轉換系統。這些技術可以滿足不同用戶的能量需求,包括:連續的電能、備用電力、可移動電源、冷熱電聯供和調峰電力等。分布式能源裝置可以直接安裝在用戶建築物裡,或建在區域能源中心,能源園區或小型微型能源網絡系統之中或附近。分布式能源更突出在規模小、相對獨立。動力與燃料來源多樣化,設備和系統技術性能先進。熱電聯産顧名思義是熱和電同時産出的技術和系統。不分規模大小,不管是否上網,不管建在何處。因此,在小型熱電聯産系統上兩者是有交集的。但兩者的含義并不等同。

丹麥政府能源環境部的定義十分簡單:1、靠近用戶的發電方式;2、不連接到高壓輸電網;3少于10MW。

一生從事熱力學研究的清華大學熱能系焦樹建教授認為:分布式電站是相對于傳統的集中方式而言的發電系統,它将規模較小的發電設備乃至供熱和制冷設備,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;适合多種熱電比的變化,可使系統根據熱負荷或電負荷的需求進行靈活的調節,有利于提高設備的利用率;便于近距離地向用戶供冷供熱,無需建立昂貴的輸送管網;因而既能節省投資費用,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,不會發生大規模的供電事故,因而供電可靠性高;非常适宜于對商業區、居民區、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,也能滿足高标準環保要求。

從事電力系統研究的清華大學電機系朱守真教授則認為:分布式電源是一種直接連接在配電網或者計量的用戶側的電源設備。分布式能源:是指功率不大(幾十kW至幾十MW)、小型模塊化、分布在負荷附近的清潔環保發電設施,經濟、高效、可靠地發電形式。分布式發電的提出是為區别傳統集中發電、遠距離傳輸、大聯網的發電形式。分布式發電一般直接安裝在負荷所在的配電網絡上。

實際上,在我們中國能源網看來,所謂"分布式能源"是指分布安置在需求側的能源梯級利用,以及資源綜合利用、可再生能源和蓄能設施。通過在需求現場根據用戶對能源的不同需求,實現"分配得當、各得所需,溫度對口,梯級利用"式的供應能源,将輸送環節的損耗降至最低,對能源"吃光用盡",從而實現能源利用效能、效益的最大化和最優化。

分布式能源是以資源、環境和經濟效益最大化為原則确定方式、容量和系統配置,根據終端能源利用效率最優化确定分布式能源系統的解決方案。分布式能源是将用戶多種能源需求,以及資源配置狀況進行系統整合優化,采用需求應對式設計和模塊化配置的新型能源技術。

分布式能源采用先進的能源轉換技術,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,排放密度低的優勢,可以将主要污染排放物和溫室氣體實現資源化再利用,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,采用智能化監控、網絡化群控和遠程遙控技術,實現現場無人職守。同時,也依賴于能源服務公司、需求側管理服務機制和能效電廠等節能機制為主體的能源社會化服務體系,實現運行管理的專業化,以保障各分布式能源系統的安全可靠運行。

國家發展改革委能源局在《關于分布式能源系統有關問題的報告》中的官方定義是:分布式能源是近年來興起的利用小型設備向用戶提供能源供應的新的能源利用方式。與傳統的集中式能源系統相比,分布式能源接近負荷,不需要建設大電網進行遠距離高壓或超高壓輸電,可大大減少線損,節省輸配電建設投資和運行費用;由于兼具發電、供熱等多種能源服務功能,分布式源可以有效地實現能源的梯級利用,達到更高能源綜合利用效率。分布式能源設備起停方便,負荷調節靈活,各系統相互獨立,系統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,較之傳統的集中式能源系統更加環保。熱電聯産是目前典型的分布式能源利用方式,在發達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主要以天然氣資源為主,由于天然氣管網的發展和天然氣燃料的良好環保性能,以天然氣為燃料的燃氣蒸汽聯合循環熱電聯産系統發展很快,是目前分布式能源的主要内容。同時,風力發電、太陽能光伏發電、生物質能發電等可再生能源發電系統,也是分布式能源的重要組成部分,目前,分布式能源的發展十分迅猛,在能源系統中的比例不斷提高,正在給能源工業帶來革命性的變化。特别是近年來,随着戶用分布式能源系統的發展(如屋頂太陽能光伏發電和燃料電池發電技術等),家庭已不再單純是能源的消費者,同時也成為能源的生産者和銷售者。有專家預計,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治地位一樣,在不遠的将來,分布式能源有可能取代集中式能源,成為未來能源工業發展的主力軍之一。

國家發改委曾對分布式能源系統的認識入木三分,支持的态度也非常明确,但中國的分布式能源并未因此得到快速發展,有了正名,有了定義仍然步履艱難。政府将大量财力物力投入到大型熱蒸汽聯合循環調峰電站和超超臨界燃煤火電機組的建設上,大量引進生産聯合循環達到300MW的F型燃機,将天然氣低價給這些熱衷"大"的央企國企發電公司,結果既無經濟性,有無資源保障,成為一堆廢銅爛鐵,也傷害了天然氣開發企業的投資熱情。更令人遺憾的是國家能源局自成立以來,一方面将中國天然氣完全放入中石油、中石化兩個超級央企的籃子裡;另一方面以中國缺乏天然氣為借口,對發展分布式能源系統保持了全球少見的晦澀态度,至今分布式能源并網的問題仍然在中國成為無解難題。

分布式能源在中國發展步履艱難,關鍵是背後沒有大型央企作為利益集團存在。發展分布式能源本是一個調動更多能源消費者參與節能減排和提高能效的人民戰争,而那些習慣于依賴央企大兵團作戰的政府主管部門,根本看不上這些"土八路"、"武工隊",認為他們執行不了國家的"戰略意圖"。可歎,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。追求規模經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企業更是自己的"奶酪"碰不得。過度放任國有大企業主導經濟的思維正在嚴重制約中國經濟社會的進步,妨礙中國的可持續發展,分布式能源就是一個最好的範例。

但是,世界不會等待中國覺悟。奧巴馬上台之後,一方面承諾減排溫室氣體,一方面大力發展以分布式能源和智能電網為核心的新能源革命。剛剛落榜屈居次席的美國,已經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陷入滅頂之災。而依靠發展大型燃煤火電機組又如何能夠實現溫室氣體的減排,而使中國擺脫困局?

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