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分布式能源发展态势与新产业变革契机

导读: 新能源产业突破了传统大型火力发电机组与大范围电网系统所构架的集中式的能源供应模式,很可能成为引发新一轮产业变革的“火种”。

  近年来,以分布式、间歇式能源利用为核心特征的新能源产业发展方兴未艾。新能源产业突破了传统大型火力发电机组与大范围电网系统所构架的集中式的能源供应模式,很可能成为引发新一轮产业变革的“火种”。

  分布式能源具有技术选择多样性的特点,对传统集中式供电产业形成替代或者补充

  分布式能源是以小型发电技术为核心,集成了智能电网技术、储能技术等形成的一种主要分布于用户侧的小型电力系统。分布式能源的突出特征在于技术选择的多样性。从一次能源的来源来看,既可以利用天然气(含煤层气、沼气)这种清洁的化石能源,也可以利用太阳能、生物质能、风能、氢能、小型水电等可再生能源;从供能模式来看,可以用于发电、制热、制冷单双或者多联供;从运行模式来看,既可以独立运行、也可以并网运行;从发电技术来看,可以使用燃气轮机、内燃机、微燃机发电技术,也可以使用光伏发电、燃料电池发电、生物质发电和风力发电技术等;从储能技术来看,可以使用蓄电池、超级电容、飞轮储能、蓄冷蓄热储能、移动储能等多种技术形式。分布式能源这种技术选择的多样性,能够满足多种需求并提供差异化的供电服务。电力用户可以充分根据自身的资源禀赋、基础设施、土地空间、资金条件等选择适宜的技术集成模式,实现相应的经济收益、能源收益和环境收益。从经济收益来看,分布式能源发展可以有效降低需求侧的能源使用成本、甚至形成增量的售电收益。从能源收益来看,可以大规模推进可再生能源利用的规模,提高能源消费的清洁性、稳定性。从环境收益来看,则可以有效降低化石能源转换所导致的污染物、温室气体的排放等。

  传统集中式供电产业在目前的市场中仍然占据主导地位,但是近年来,分布式能源产业链上关键技术研发、设备制造、系统集成和规模化应用均获得了不同程度的突破,使得其逐渐具备一定后发优势。

  分布式能源产业相较传统集中式供电产业的突出竞争优势,来源于其较高的能源转换效率、大幅度降低的网络传输损失、燃料成本的低风险性、一次能源利用的多样性、系统运行的安全性和可靠性以及环境效率的提升。分布式能源将一般火力发电以及网络传输所造成的近50%—60%的能源损失降低到20%—30%以下。在能够满足电力需求并符合成本—收益平衡条件时,分布式能源产业可以对传统集中式供电产业形成渐进性、局部性的替代。另一方面,由于分布式能源可以有效降低电力需求峰谷差、实现电源结构的清洁化,可长期作为传统集中式供电系统的补充,由此所带来的间接收益表现在降低电力基础设施的投资成本、分摊电网的运营维护成本、分散电网的安全性风险、降低全网的环境治理成本等。

  分布式能源产业可以创造多种商业模式,具有实现价值增值、创造多元利润、提升经济效率的巨大潜力

  分布式能源的用户群体非常广泛,从工业部门、商业楼宇到公共建筑、社区,都可以建设不同规模、不同一次能源来源、不同投资模式和运营模式的分布式能源系统。分布式功能系统可以与智能用电管理终端、智能电表构成一个高效的需求侧电力管理系统。

  当所有用电设备的数据可以实现与配电中心的实时回传和最优化控制之后,就会产生显著的节电收益。而后续的用电数据分析挖掘也可以实现新的经济价值和社会价值,创造新的利润来源。例如商业部门可以实现办公设备的自动节电管理、智能商业楼宇的一体化运行;工业部门可以实现生产过程的节能优化控制和过程管理。而基于这些数据所开发的行业景气预警预测、要素供需预警预测等则可以服务于公共部门或者私人部门,产生衍生的商业价值。这些系统的建设和维护既可以由用能主体直接承担,也可以交由公用事业部门、合同能源管理公司托管。这种多元的商业价值创造意味着多元的参与机制与利益分享机制,为分布式能源依靠网络效应实现规模化发展提供了有效载体。

  各国政府对分布式能源发展寄予厚望。美国在2001年提出,到2010年其热电联供系统的装机容量要达到92GW,而实际情况虽然没有达到预期目标,也达到了85GW的水平;奥巴马总统提出到2020年,要将现有装机容量再翻一番。德国计划到2020年,分布式能源占电力总装机容量的四分之一。而根据国际能源署的研究,中国将会成为继俄罗斯、德国之后分布式能源占比最高的国家,2015年可达到18%,2030可达到28%。这种大发展会带动其互补性产业的发展,引发更大规模的产业变革。

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