关于我们 | English | 网站地图

天然气分布式和“互联网+”能擦出什么火花?

2016-03-17 14:52:22 能源杂志   作者: 洪涛  

-导语-

让化石能源通过“互联网化”而提升效率,是现阶段促进能源转型的必要途径。而天然气分布式能源将成为我国“互联网+化石能源”先行者,如何进一步升华发展,是能源互联网领域下一步关注的重点。

◆◆◆

“互联网+”智慧能源——也就是常说的能源互联网,是能源生产消费的创新形式,将颠覆原有的能源行业分工,出现高开放性的新兴业态,也会颠覆性改变过去的一些市场规则、倒逼政府改变管理方式,催生产业组织创新、商业模式创新和政府管理方式创新。

随着全社会电气化水平的提升,能源互联网的未来是以电网为核心的平台,但这个过程不是一蹴而就的。目前的能源系统仍有电网以外的多种形式并存,供需两侧大比例的“脱网”能源几乎全都是化石能源。让化石能源通过“互联网化”而提升效率,是现阶段促进能源转型的必要途径,可促进化石能源的清洁化与低碳化转型。

基于可再生能源或电侧的能源互联网应用可以实现增量创新,而基于化石能源的能源互联网应用可以实现存量改善,以上两方面需要并重。尽管在发展初期,能源互联网只是局部的增量创新,但“互联网+化石能源”的发展与普及可以让化石能源利用更加清洁高效,并逐步改善供给侧存量结构、同时优化消费侧能源结构。

天然气分布式能源将成为我国“互联网+化石能源”先行者。宏观上看,天然气是我国能源转型的重要过渡能源,能源互联网可以有效统筹能源生产与能源消费,二者结合的天然气分布式能源是我国能源转型并实现创新发展的重要标志;微观上看,天然气分布式能源是绿色城镇化中先进城市能源系统的重要形式,是建设低排放或近零排放试点的重要具体实现手段。

能源互联网的先行者

分布式能源是一种在地域上分散、建在近用户端、相对独立的能源供需体系。以具有互联网拓扑特征的电力网络为例,传统的大型集中式能源供应站(大型中心电厂)一般远离用户,通过大电网、高电压的输变电传输将电力送到终端用户。分布式能源是将发电和功能踢动建在近用户侧,利用天然气等清洁能源、本地光伏等可再生能源,或结合工业余热余压等,通过能源梯级利用的方式,满足用户冷、热、电、整齐、生活热水等各种能源负荷的需求。

天然气分布式能源可以高效优化能源供需两侧,同时为能源系统提供更好的安全性。化石能源(以天然气为例)的“开发加工→管网传输→用户”,正像可再生能源“转化发电→电网传输→用户”那样的利用消费路径,都是将能源通过自然垄断的拓扑网络传输到消费侧,而天然气分布式能源正处于用户和传输环节之间的一个连接消费侧与供给侧关键节点,可以将化石能源系统与电力系统有机地结合起来,并以满足用户多元能源需求为核心高效配置供给侧能源。

\

储能技术的快速发展,将有利于让这两个系统形成完整闭环,逐步减少对网络型自然垄断基础设施的依赖,同时有利于降低电和气的峰谷差,充分利用谷间低价能源,进一步提升效率。

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%甚至更高,并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式。天然气分布式能源的典型模式是电热冷热三联供,特别适合为城市和负荷中心提供高效的清洁能源,一定规模的天然气分布式能源,可提高天然气利用规模,也可降低峰电负荷。

天然气分布式能源给传统的化石能源利用增加了互联网基因。开放共享的能源互联网生态环境,能源综合效率明显改善,可再生能源比重显著提高,化石能源清洁高效利用取得积极进展,大众参与程度及用户体验大幅提升,有力支撑能源革命。主要表现为:

第一,有利于推动清洁及可再生能源智能化生产与清洁替代。鼓励用户侧建设冷热电三联供、热泵等综合能源利用基础设施,提高分布式可再生能源综合利用水平;促进可再生能源与化石能源的协同生产,推动对散烧煤等低效化石能源的清洁替代;鼓励建设与化石能源配套的电采暖、储热等调节设施,增强供能灵活性、柔性化,实现化石能源高效的梯级利用与深度调峰;加快化石能源生产、管理和调度体系的智能化改造;建设市场导向的生产计划决策平台与智能化信息管理系统,实现化石能源需求侧与供给侧的高效匹配,实现供应链运营集约高效。

第二,推动分布式储能将与利于区域微网形成完整闭环。开发储电、储热、储冷、清洁燃料存储等多类型、大容量、低成本、高效率、长寿命储能系统,将有利于天然气分布式能源形成微网完整闭环。推动建设小区、楼宇、家庭应用场景下的分布式储能设备,实现储能设备的混合配置、高效管理、友好并网。

第三,加快推进能源消费智能化与低排放社区试点建设。鼓励建设以智能终端和能源灵活交易为主要特征的智能家居、智能楼宇、智能小区和智能工厂,支撑智慧城市建设;普及智能化用能监测和诊断技术,建设基于互联网的信息服务平台;构建以多能融合、开放共享、双向通信和智能调控为特征,各类用能终端灵活融入的微平衡系统;建设家庭、园区、区域不同层次的用能主体参与能源市场的接入设施和信息服务平台。

国际发展的经验

天然气分布式能源是国际上公认的效率最高的能源利用方式之一,系统能效可以达到80%左右,兼具高效低排放、运行灵活、系统安全性好等特点,有利于解决电网调峰和安全问题,并能改善能效和能源结构。

天然气分布式能源在国外得到较快的发展,已成为世界电力发展和天然气利用的新方向。天然气分布式能源在整个能源系统中的比重正不断提高,并可以为特定的能源微系统提供安全冗余程度,同时降低大电网的压力。

法律保证、有效机制和政策落实是发展天然气分布式能源的关键,包括:构建法律体系,制定促进政策;余电上网、并网合法化成为政策首选;完善补偿机制,破解上网难题;制定长期规划,重视城市建筑与工业领域应用等。

此外,天然气是中短期内分布式能源可靠的输入燃料选择。由于具有经济、稳定、清洁、便捷、高能源密度等相对优势,天然气是目前世界范围尤其是城市内分布式能源的主要燃料,并可得到有效保障。全球天然气供给相对宽松,中短期的低价格区间,也为天然气分布式能源的发展增加了筹码。

当前面临的挑战

天然气分布式能源在国际上发展迅速,但在我国还处于起步阶段。我国开始发展天然气分布式能源仅十余年,装机容量占比不足1%。这与世界各国总发电量中约10%来自分布式能源的比例相比很低。

从分类上看,区域式项目主要在大型社区和工业项目中发展,楼宇式项目成为提高建筑能效的重要选择。从分布上看,呈现点状集中,仅在北京、上海、广东等资源充足、经济发达地区发展较快。从性质上看,多为政府主导的示范项目、城市地标项目。从效率上看,与燃煤的传统火电和供热相比,物理能效较高、经济能效较低,且前者改善程度高于后者。从数量上看,发展规模仅为“十二五”规划目标的不足一成。

据中国城市燃气协会分布式能源专业委员会统计,截至2014年底,我国已建成天然气分布式能源项目85个,总装机108万千瓦;在建项目22个,筹建项目53个,累计装机容量超过380万千瓦。总体上看,我国天然气分布式能源的装机规模、能源系统占比、效率指标、普及程度等方面和国际先进水平相比还有巨大差距。

\

分布式能源在国内所遭遇的所有问题的原罪是中国落后能源体制,尤其是电力体制与油气体制不适应新兴能源利用方式的发展和应用。输入侧方面,燃料气价与供气方式是影响成本与稳定运行的重要原因。除了一些基于工业园区的区域式项目可获得较廉价的直供气外,多数项目尤其是楼宇式项目的供气价格和供气方式被特许经营权下的城市燃气公司锁定,用户没有选择权也没有议价能力。输出侧方面,旧有电力体制影响天然气分布式能源项目的成本摊薄,表现在就近供电与售电难、被附加备用容量费等,计划电价、气价与市场热价也双侧挤压天然气分布式能源的盈利空间。

2015年前已投运项目总体上运行状况不容乐观,物理能效与经济能效难以有效协调。虽然已投运项目多为政府支持的示范项目,但真正实现较好经济效益的并不多。运行负荷率不高,没有真正满足“为用户定制”的能源消费需求。“高物理能效、低经济能效”的现象比较普遍,成本因素已成为高物理能效的羁绊。随着电价、气价的市场化方向改革,运行不乐观的问题正在缓解。

未来发展的良机

天然气分布式能源是我国集中能源供应系统的有益补充,但须因地制宜。我国的能源资源禀赋、经济发展阶段、生产力布局、建筑结构和居住条件与西方发达国家有很大的差异,因此,决定了我国的能源发展战略、天然气分布式能源的发展重点和路径也会与这些国家有很大的不同。我国能源相对集中,与能源消费地域逆向分布的客观条件,决定了集中式能源开发和跨区远距离输送仍将是解决我国能源和电力供应问题的主渠道。

2015年被看作是“天然气分布式能源元年”,项目大批出现,进入实质性开发阶段。一方面,更多央企开始涉足天然气分布式能源,巨头进入形成了良好的带动效应。2015年以来,中海油气电公司、南方电网、中石油、华电、中广核等纷纷布局天然气分布式项目。另一方面,以天然气分布式能源为主的综合供能体系正在推广,意味着行业可以得到可持续发展。

未来,天然气分布式能源的输入将是以天然气为主,但还会有太阳能、风能、地热等作为补充,目的都是保障供能的稳定性、高效性。随着城镇化的推进及环保约束趋紧,天然气分布式能源在城市高密度区、工业园区等特定地区将大有可为。

我国未来的转型发展需要能源转型支撑,天然气分布式能源是城市能源系统的重要选择。中央关于“十三五”规划建议也明确提出,减少政府对价格形成的干预,全面放开竞争性领域商品和服务价格,放开电力、石油、天然气、交通运输、电信等领域竞争性环节价格。“互联网+”智慧能源及创新发展也将引领新兴商业模式在能源领域发挥作用。

2015年7月国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》指出,发展“互联网+”智慧能源,通过互联网促进能源系统扁平化,推进能源生产与消费模式革命。指导意见特别指出,要加强分布式能源网络建设,实现分布式电源的及时有效接入,逐步建成开放共享的能源网络。2016年2月发布的《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(发改能源[2016]392号)也提出,“鼓励发展天然气分布式能源,增强供能灵活性、柔性化,实现化石能源高效梯级利用与深度调峰”,多项重点任务均与天然气分布式能源相关。

天然气价格改革日益推进,未来将有市场化的燃料气价格与更灵活的供气选择,体现了“基础开放、大众参与”和“市场驱动”的原则。发展改革委宣布2015年4月1日起天然气存量气与增量气价格正式并轨,11月18日发布《关于降低非居民用天然气门站价格并进一步推进价格市场化改革的通知》凸显国家加快天然气市场化改革的决心。油气体制改革将“管道网运分开”、“放开竞争性环节政府定价”、“放开下游环节竞争性业务”作为改革重点,可以预期将有更多的天然气销售主体出现,流通环节效率将有较大提升,市场化改革后的价格也将有所降低。目前,国际LNG现货价格持续走低,据预测将维持较长时间,新增市场主体也将提供更加多元、灵活的供气方式和更经济的燃料气。

天然气分布式能源在我国已具快速规模发展的条件,必将成为“互联网+化石能源”的先行者。(作者系国务院发展研究中心资源与环境政策研究所能源政策研究室主任)




责任编辑: 李颖

标签: 天然气分布式

更多

行业报告 ?