中国分布式能源发展对策与展望-国家能源分布式能源技术研发

中国分布式能源发展对策与展望
一、国际分布式能源发展现状与经验借鉴
（一）概述
分布式能源的概念起源于国外，西方发达国家早在30年前就开始探讨如何解决电网安全、能源高效利用等问题。

美国电力公司最早起用DG（Distributed Generation）的概念，主要指分散在用户端的小型发电设备，被视为一种保障电力安全的手段。

随着科技的进步，欧洲国家引入风能、太阳能、地热能以及生物质能等可再生能源技术，将分布式能源的概念做出了延伸，向DER（Distributed Energy Resources）转变，强调多能源互补的网络化资源利用系统。

而在日本，更重视ES（Energy Storage）的概念，强调电热冷的蓄能技术，与分布式能源配套运行，自成体系成为一种经营模式。

在政府的引导和鼓励下，欧美日等发达国家的分布式能源发展迅猛，政府通过优惠政策、统筹规划、技术支持以及制定合理的价格机制和并网标准，不断提高分布式能源在整个能源系统中的比重，其中欧盟国家平均比重已达到10%左右、美国约为4.1%、日本约为13.4%。

（二）主要国家分布式能源发展分析
1、美国分布式能源发展分析
分布式能源系统的发展最早起源于美国，起初的目的是通过用户端的发电装臵，保障电力安全，利用应急发电机并网供电，以保持电网安全的多元化。

1978年美国开始提倡发展小型热电联产，提高能
源利用效率。

1999年，美国提出大力推广应用分布式能源系统，并计划到2020年达到50%以上的新建商业设施和大学设施采用分布式供能系统，同时15%的现有建筑改用冷热电三联供。

目前美国已经有6000多座分布式能源站，仅大学校园就有200多个采用分布式能源站供能，大多数以天然气为燃料，其中30所冷热电厂装机容量超过10MW，生产的电力不仅满足学校使用，还将剩余电力送入电网。

2001年，美国政府颁布了IEEE_P1547/D08“关于分布式电源与电力系统互联的标准草案”，并通过了有关的法令让分布式发电系统并网运行，并在2001年7月召开的第107届国会众议院会议上，提议给予热电联产系统优惠政策。

根据EIA《美国2011能源展望》指出，2011到2035年，美国将在分布式能源和建筑节能方面新增110亿美元的投资，预计2010年～2020年间将增加9500万kW分布式能源发电项目，届时将分布式能源的比重提高到28%左右。

2、欧洲分布式能源发展分析
在欧盟，德国、荷兰等国的分布式能源系统发展水平均已居世界领先水平，各国政府都在免税、补贴以及电力发展指南方面开展研究，纷纷出台刺激热电联产热负荷增长的措施，积极支持和鼓励分布式能源的发展。

同时，欧盟要求各成员国在电网系统和税率上支持分布式能源，尽可能为高效小型分布式机组并网提供方便，并批准了强制购买热电联供和可再生能源发电的政策。

欧盟分布式能源的发展以天然气为主要燃料，但与可再生能源发展紧密结合，如德国、意大利对光伏装机进行大规模的财政补贴，利
用安装在屋顶的太阳能光伏发电系统，实现零排放。

法国对热电联产投资给予15%的政策补贴。

英国同样也通过能源效率最佳方案计划来促进分布式能源系统的发展，目前包括英国女王的白金汉宫和首相的唐宁街10号官邸都采用了燃气轮机分布式能源站。

3、日本分布式能源发展分析
在日本，分布式能源系统已发展成为一项重要的公益事业，由于缺乏能源资源，政府高度重视提高能源的利用效率。

目前日本国内均在大力发展分布式能源系统，微型燃气轮机、燃料电池、太阳能发电等技术发展较快。

1986年日本通产省发布了《并网技术要求指导方针》，是分布式能源系统并网可以实现合法化，1995年日本更改了《电力法》，并进一步修改了《并网技术要求指导方针》，保障了分布式能源系统的多余能量可以送入电网，并要求供电公司对分布式能源系统提供电力保障，并规定了热电联产的上网电价高于火电上网电价。

4、丹麦分布式能源发展分析
丹麦是目前世界上分布式能源推广力度最大的国家，分布式能源在丹麦全国能源系统中的比重接近60%。

由于大力推广分布式能源的发展，丹麦的废气排放量已经大大降低，近30年来，丹麦国民生产总值翻了一番，但能源消耗只增长了7%，污染排放下降13%，创造了“减排和经济繁荣并不矛盾”的“丹麦模式”。

在推广分布式能源发展方面，丹麦政府主要依赖法律和政策手段，出台《供热法》和《电力供应法》等法律法规，明确提出对分布式能源给予鼓励和支持，制定分布式能源建设的补偿和优惠贷款政
策。

如供热小区中，对热电工程给予信贷优惠；对天然气热电站，给予30%的无息贷款和较为优惠的电价补贴。

（三）国际分布式能源发展经验分析
从上世纪70年代分布式能源从美国发展起步开始，经过40多年的大力推广，从目前的发展效果来看，分布式能源在节能减排上切切实实发挥了很大的作用，各国在分布式能源发展方面也积累了不少经验，反映了分布式能源在世界范围内大发展的历史趋势，是全球能源与环境可持续发展的要求，也是分布式能源自身特点所决定的。

1、构建法律政策体系、促进行业健康发展
总结各国发展经验，促进分布式能源的发展，首要问题是法律和法规，要从政策层面上明确鼓励、保护和支持措施，建立起确保分布式能源快速、健康发展的长效机制。

如丹麦出台《供热法》和《电力供应法》，对分布式能源明确提出了予以鼓励和支持的政策。

日本通过发布《并网技术要求指导方针》和修改《电力法》，使分布式能源可以合法并网，确保拥有分布式能源装臵的业主，可以将多余的电能反卖给供电公司，并要求供电公司为分布式能源业主提供备用电力保障。

在美国，2001年开始实施《关于分布式电源与电力系统互联的标准草案》，并通过了有关的法令让分布式发电系统并网运行和向电网售电，2005年美国颁布《能源法》，要求所有自治州的建筑物必须配备双向测量和能源管理系统，并出台各种税收和激励政策。

2、统筹能源长远规划、引领行业有序发展
构建分布式能源发展的长期规划，突破核心技术，建设典型示范
项目，引领行业有序发展。

美国能源部于2001年开始制定美国分布式能源发展的长远规划，计划到2015年，全国50%的新建商用、办公建筑采用燃气分布式能源，现有类似建筑的15%改用燃气分布式能源，到2020年建成世界上最洁净、最有效、最可靠的分布式电能生产和输送系统。

日本能源贸易工业部2004年发布长期能源规划，强调分布式能源和微网系统的发展，规划到2030年前将分布式能源的比重提高到20%。

3、完善价格补偿机制、解决余电并网难题
天然气气价和并网接入是发展分布式能源的关键因素，国外发展经验显示，建立和完善合理的气价、电价机制，允许分布式系统上网、并网，实现系统内能源的供需平衡，对促进分布式能源发展有着重要意义。

荷兰从1988年启动热电联产激励计划，通过优惠政策重点扶持小型热电机组的发展，并出台《电力法》，强制规定供电部门接受分布式能源电力上网，并对售电征收最低税率，目前荷兰40%以上的电力来自天然气冷热电三联供系统。

德国将分布式能源开发纳入区域发展规划，工业、医院、住宅等在建筑设计中为能源设备预留空间，并考虑噪音等对天然气热电冷设备选址的影响，充分保障项目落地和获取许可审批。

同时，大力发展智能电网，安装智能电表，引进双向计量方式，使电网与分布式能源系统有效对接。

澳大利亚联邦科学与工业研究机构在纽卡斯尔建立能量中心（CNC），着力建设澳大利亚最先进的分布式能源系统研究、开发中心，包括分布式能源系统的标准研究、技术展示、微型电网实验室、控制调度系统和电池储能系统等。

日本在1995年更改了《电力法》，并进一步修改了《并网技术要求指导方针》，保障了分布式能源系统的多余能量可以送入电网，并要求供电公司对分布式能源系统提供电力保障，并规定了热电联产的上网电价高于火电上网电价。

4、突破核心技术研发、降低产业发展成本
在美国，由加州大学等机构牵头，针对分布式能源系统开展深入研究，主要开发能够就地生产、规模小、模块化设计的先进发电、储能技术，包括微型燃气轮机、内燃机、燃料电池和先进能量储存技术，进行新材料、电力电子、复合系统以及通讯调度、控制系统等方面技术的研发，从电压的稳定性、负荷流、电能质量、系统安全性、稳定性等方面研究分布式能源系统和储能设备对电网的影响，研究确定分布式能源系统的孤岛运行方案等。

丹麦大力推进大型公司和研究机构合作，力求在需求回馈、消费方调控和能源储存等相关技术领域取得突破，实现经济增长和市场开发的双重效应。

日本在重视分布式能源建设的同时，重点开展微型燃气轮机、燃料电池等技术研发，广泛推行各种先进的分布式发电产品，如各种用于发电的燃料电池等。

二、我国分布式能源发展现状分析
（一）国内对分布式能源的认识
2000年，国家四部委在《关于发展热电联产的规定》中正式提出：“鼓励使用清洁能源，鼓励发展热、电、冷联产技术和热、电、煤气联产，以提高热能综合利用效率”，并推出了一系列的鼓励政策，在北京、上海、广东等地开展分布式能源的推广应用。

2004年，国家能源局在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中，对我国发展分布式能源做出指示：“分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新型能源利用方式。

与传统的集中式能源系统相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输电，可大大减少线损，节省输配电建设和投资费用；由于兼具发电、供热等多种能源服务功能，分布式能源可以有效地实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用效率。

分布式能源设备起停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全性较高；此外，分布式能源多采取天然气、可再生能源等清洁能源为燃料。

较之传统的集中式能源系统更加环保。

热电联产是目前典型的分布式能源利用方式，在发达国家已经得到广泛的推广利用”。

2011年，国家能源局在《关于发展天然气分布式能源的指导意见》（发改能源[2011]2196号）中，给出了天然气分布式能源的定义：天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70%以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。

与传统集中式供能方式相比，天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。

和西方发达国家相比，我国对分布式能源的认识相对较晚，且以天然气分布式能源为主，而在欧美等国，基于可再生能源的分布式发电技术也是作为分布式能源一部分，如光伏发电技术、风能发电技术、燃料电池发电技术、生物质能发电技术以及蓄能技术等。

（二）我国分布式能源发展现状
在政府和企业的大力支持下，近10年以来，国内分布式能源项目得到了大力推广，但由于起步较晚，总体上看和发达国家相比还有很大差距，仅在北京、上海、广东等地发展较快，以天然气分布式能源形式为主。

1、区域式分布式能源发展现状
2009年，广州大学城分布式能源站正式投产，成为国内首个区域式的分布式能源项目，开启了中国发展和利用分布式能源的时代。

项目主要为广州大学城提供电能和热能，采用2×78MW燃气轮机其中热采取直供方式，但由于电网公司前期已建成岛内配电网，电网公司援引电力法限制分布式能源站直供电，只能通过电网向大学城供电。

2010年以来，在广州大学城项目的示范和引导下，全国各地又有十余个区域式分布式能源项目在前期论证和审批中，均是依托于当地工业园区或商贸物流区，利用天然气发电，同时利用烟气余热为区域内用户供冷或供热，如广西南宁华南城分布式能源站、江西华电九江分布式能源项目、上海莘庄工业园分布式能源项目等。

2、楼宇式分布式能源发展现状
楼宇式分布式能源主要针对单一的楼宇型用户，规模相对较小、系统比较简单，用户的负荷随季节和工作生活规律而变化，供能面积一般在几十万平米以内，包括办公楼、商场、酒店、医院、学校、居民楼等用户都可以建设。

如上海浦东机场能源中心作为浦东机场最为关键供冷供热主站，采用一台4000 kW 的燃气轮机发电，以天然气
为主要燃料，集成燃气轮机热电联产系统，于1999年底投入运行。

在北京，2003年市燃气集团监控中心建成燃气内燃机三联产系统，采用1台480kW和1台725kW的燃气内燃机，为32 000m2大楼建筑提供电、热和空调需求，成为北京市第一个利用天然气热电冷三联产的示范工程。

2009年，杭州七堡天然气三联供项目投产，采用4台65kW 燃气轮机，为杭州燃气公司9000m2办公楼提供冷热电负荷。

3、可再生能源分布式发电发展现状
在国家对可再生能源发展的大力支持下，近年来，我国风力发电和太阳能发电发展非常迅速，装机容量都已排在世界前列，但我国可再生资源具有能量密度底、分布不均衡以及远离消费中心的特点，目前主要还是采取集中规模化的发展思路，建设大规模发电站，配臵远距离输送线路，这与分布式发电的概念还相距较远。

统计资料显示，截止2011年底，我国风电装机容量已经超过6000万kW，光伏发电装机容量累计达到3GW，但其中作为“金太阳”工程的实施成果，仅有110万kW的太阳能光伏发电容量是在用户侧建设利用。

（三）对我国发展分布式能源发展分析
1、为推动分布式能源发展，国家已经出台了多项积极政策，但在有关天然气价补贴、并网接入、投资补贴等方面优惠目前还主要停留在方向上，且分散在《节约能源法》、《可再生能源法》等法规的相关章节内，缺乏具可操作性的实施细则、技术标准和配套措施，需要进一步明确和落实相关法律、法规及政策细节。

2、各方面对分布式能源的宣传还不够，从政府到居民各层次对
分布式能源的认识不足，多年来形成的“大的必然就是好的”电力发展理念一时难以转变。

分布式能源的发展是以分散在用户端的形式存在，是基于先进的节能工艺、控制技术、环保理念和人性化设计基础上的新技术，以传统的小机组或小火电的观点来看待分布式能源系统，都会大大阻碍分布式能源技术的推广。

3、由于发展起步较晚，而分布式能源技术涉及的专业面比较广，目前我国分布式能源相关的技术标准还是接近空白，甚至对分布式能源的基本概念和术语都还没有统一的标准，技术标准体系和建设平台还有待完善。

4、目前，分布式能源并网接入在法律、政策、技术以及计量方面都还存在着诸多障碍，和国外发达国家相比还有一定的差距，不过随着《分布式发电管理办法》和《并网管理办法》的出台，相关问题会大大改善。

此外，分布式能源站一般分布在城市中，对系统噪音、尾气以及热岛效应等排放的要求相对更加严格，在项目建设过程中需要在技术优化、环保设计以及宣传普及上做更多工作。

三、华电集团发展分布式能源的现状和规划
（一）华电集团分布式能源项目开发进展
作为国内首个向分布式能源领域进军的发电企业，中国华电集团公司早在2009年，就已经投资建成国内首个分布式能源项目—广州大学城分布式能源站。

经过多年的运行，凭借着高效、节能的优势，大学城能源站的运营取得了良好的社会效益，最大限度保证了大学城区域热、电用户需求，各项排放指标、氮氧化物、厂界平均电场强度、
平均磁场强度等指标均远远低于国家排放标准，生活污水及工业污水基本做到零排放，各项性能参数均达到或接近设计水平，成为我国分布式能源发展的里程碑式起点，项目因此荣获“中国分布式能源十年标志性项目”。

截止目前，华电集团正在建设华电厦门集美分布式能源站等多个工程项目，并在郑州、上海、江西九江、北京丰台、广西南宁、天津北辰、河北迁安等地开展分布式能源项目的前期工作，与多处地方政府签订了分布式能源项目开发协议。

预计到2015年，华电集团的分布式能源项目总装机容量将达到650万kW，到2020年装机规模将超过1000万kW。

产业化方面，2011年8月，由华电集团控股，在上海和GE公司合资成立了华电通用轻型燃机设备有限公司，主要生产航改型燃气轮机和开展部分部件生产的核心技术转移工作，为提高分布式能源系统核心技术的国产化提供了良好的平台。

在国内分布式能源行业领域，目前华电集团已经走在发展的前列，天然气分布式能源和可再生能源发电系统建设方面积累了一定的工程实践经验，未来随着国家支持分布式能源发展政策的进一步出台，华电集团还将取得更大的辉煌。

（二）华电集团分布式能源技术研究进展
1、依托实际工程开展技术优化和应用
2009年，依托广州大学城项目，华电集团完成了《分布式供能系统集成技术研究与应用》科技攻关项目的研发，取得了显著的经济
效益：余热锅炉低压蒸汽进入补汽式汽轮机的使用，在不增加燃料消耗的前提下可额外增加上网电量约为3250万千瓦时，每年将为业主增加约2500多万元的纯收入；余热锅炉尾部受热面的改进，每小时可以额外得到290t/h的生活热水，每年将为业主增加600万元左右的收入；热水型溴化锂制冷机的使用，与电空调相比，每年可以节省30多万元的电费开支。

全年综合效益增收3000多万元。

2、积极承担国家级科研项目
目前，华电集团在国内百kW和MW级地面燃气轮机总体性能设计，压气机、燃烧室、涡轮、回热器等关键部件的设计与研制，分布式供能系统集成与设计优化分析，以及典型工程示范等方面开展了许多工作。

包括：主持承担国家973计划项目“多能源互补的分布式供能系统基础研究”，承担和参与“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划）立项支持的全部4个MW级分布式供能的示范工程研究课题，承担国家863重点项目“单转子双轴1MW 级燃气轮机研制及其在冷热电联供系统中的应用示范”、“1MW级微型燃气轮机及其供能系统研制”、“百千瓦级微型燃气轮机研制”等燃气轮机等关键设备研发工作，开展分布式联供示范系统的系统优化集成和示范系统研发工作。

3、构建国家级技术研发（实验）平台
为响应国家发展战略，构建国家能源科技创新体系，满足能源行业发展和技术进步的要求，推动分布式能源技术研究和推广应用，2011年，华电集团和中国科学院工程热物理研究所共同申请，承建“国家能源分布式能源技术研发（实验）中心”。

2011年6月，完成
研发中心的申请工作，并已通过国家能源局对研发（实验）中心建设方案和技术方案的评审。

2011年9月，国家能源局批复设立国家能源分布式能源技术研发中心（《国能科技【2011】328号国家能源局关于设立第三批国家能源研发中心（重点实验室）的通知》），依托中国华电集团公司和中科院工程热物理所共同建设。

目前，研发（实验）中心已经完成组织机构建设，下设了标准及规划、燃气动力技术、生物质能动力技术、太阳能风能技术、动力余热利用技术、蓄能及控制技术、电网接入技术、系统集成及设计、建筑节能及空调、测试技术等10个研究室，将在加强国际交流与合作，构建分布式能源系统测试、应用研究平台，承担国际科研合作项目，打造国内分布式能源高层次人才培养基地等方面开展工作。

（三）华电集团分布式能源发展战略规划
1、做好分布式能源开发战略布局
作为国内分布式能源领域的先行者，华电集团陆续在全国沿海发达地区和天然气主干管网经过的中心城市布局，目前已在天津、河北、山东、江苏、浙江、上海、广东、广西、湖北、湖南、江西和陕西等省市区的中心城市启动了一批分布式能源项目前期工作，其中江西九江城东港区、天津北辰、南宁华南城、河北迁安、西安火车北站、上海莘庄等六个分布式能源项目已经通过核准，其中九江城东港区和南宁华南城两个项目已经江西省发改委和广西发改委分别上报国家能源局，申请列入国家分布式能源示范项目。

此外，在可再生能源开发利用方面，华电集团积极响应国家号召，
大力发展风能、太阳能、生物质能和小水电等可再生能源发电项目，目前在安徽、山东、湖北、湖南、宁夏、青海等地区开展可再生能源发电项目前期工作。

2、重视分布式能源技术研发和成果转化
华电集团将勇担重任，努力建设好国家能源分布式能源研发（实验）中心，着力打造国内一流、国际先进的分布式能源技术科研创新和交流合作平台，将加快现有科研力量整合和人才培养，引进和利用好高端技术人才，与中科院、浙江大学等国内一流科研院所合作提高科技研发能力，通过与GE、西门子等国际一流企业合作提高技术成果转化效率，确保华电集团的分布式能源开发稳步发展、创新发展。

3、合理制定分布式能源项目开发中长期规划
为了进一步规范华电集团分布式能源建设管理，保证投资科学合理和风险可控在控，华电集团将公司分布式能源开发事业进行了细分和规划，形成三步走的战略规划，以最大限度地促进华电集团分布式能源事业的高效、稳定、可持续发展。

1）典型示范阶段
于近期启动一批分布式能源项目，选择在地域、用户、并网接入等方面有代表性的项目作为典型示范工程，用2～3年的时间，积累和完善典型示范工程在投资建设、工程设计、施工管理以及运行维护等方面的经验，解决国内典型分布式能源系统集成、测试技术研究和应用，完成相关标准体系建设和标准制定。

2）推广应用阶段。