关于我们 | English | 网站地图

朱彤:能源转型与分布式可再生能源

2019-09-11 07:58:25 中国能源网

编者按:2019年9月5~6日,以“多元化布局和产业链延伸”为主题的“2019(第十五届)中国分布式能源国际论坛”在北京召开,本次会议由中国能源研究会分布式能源专业委员会、中国能源网、能源Link主办。会上,中国科学院工业经济研究所能源经济室主任朱彤发表了《能源转型与分布式可再生能源》的报告。

朱彤:我的内容不是那么技术性,主要是因为这两天我在做能源转型的研究、政策理论。所以从能源转型的角度谈一谈对分布式能源的看法,主要是影响、重要性,以及未来的前景怎么样。我对分布式能源的前景还是比较乐观的。

第一,分布式能源的内涵。

第二,能源转型对分布式能源的影响。

第三,从经济和能源转型的历史演进来看分布式能源的重要性,分布式能源很可能就是未来的方向。

第四,分布式能源发展面临的挑战,主要讲一些比较大的挑战。在发展过程中,我们面临这样那样的问题,其实背后有些共性的东西。最后简单展望一下。

分布式能源并不是一个新概念,我查了一下,最早分布式能源从法律的源头来看,应该是从1978年美国公约公共事业管理政策法规定的,后来奠定了分布式能源的法律地位。分布式能源最初也是从电力系统发展起来的,特别电网是一个受监管的行业,所以它的很多发展和政策本身,包括能源的鼓励政策,包括监管的变革都有很大的关系。

分布式能源本身来讲,大家谈得比较多的是三个概念相互关联的,其实有时候都是互换使用的,第一个就是分布式发电,一般来讲共性的东西有这么几个,靠近用户侧,和配电网连接,规模比较小,它是用可再生能源或者其他的常规能源发电,包括风力发电、太阳能发电、燃料电池、涡轮机等等。

分布式能源资源,在很大程度上跟前面的分布式发电有时候是互换使用的,从定义的角度来讲,除了上述提到的之外,广义的分布式能源资源,包括与辅网连接的可用负荷,以及储能,最初的时候可能是这样的,从电源的角度,最后可能从用户侧的角度,从储能的角度,也可以成为分布式能源的来源。

还有一个提法就是分布式能源的系统,更强调能源的梯级利用。

它的特征就是电,位置靠近用户侧,与配电网连接。在化石能源时代,分布式能源的发展基本动因其实是效率和环保,它是在大电网和大的能源系统涉及不到的地方,它是用分布式的方式,是分布式能源系统,还是能源的分布式,它可以是利用效率的提高,同时可能环保相对比较好,这是第一个。这是分布式能源在化石能源的特点。

到了能源转型当前的背景下,来认识分布式能源的话,这个背景发生了一个变化。首先分布式能源可能不是一个补充,从未来的角度,从能源转型的角度来讲,它可能是未来的方向。在能源低碳转型的背景下,分布式作为一种提供能源服务的方式。我们讲现代的能源转型本身低碳转型,甚至是无碳的转型下,这种转型背后的驱动力是气候变化,这是直接的动因,直接的背景是气候变化。所以说用可再生能源替代化石能源,在这种背景下驱动能源转型。可再生能源本身最基本的特性是分布广泛,而且能量密度低,所以从这个角度来讲,分布式本身本地的方式和集中利用的方式比较起来,分布式可能更符合它的特性,因为它可以使得更少的能量耗费在输送环节,而直接靠近用户侧,使更多的能量交给用户使用,这是它本身的原因。

第二从经济学的视角来看,实际上分布式能源本身要放在整个工业革命或者社会经济发展大背景下看,近10年以来其实有一个大的趋势,很多技术,很多组织方式都是扁平化,包括提供服务的方式已经慢慢的分布式了。因为分布式就是靠近用户侧,满足用户的需求,用规模化的方式满足用户的需求是最难的。工业革命之后实现的是生产,蒸汽机发明之后,好多大的以工业革命为基准,为生产方的经济出来之后,在生产端的成本大幅度下降,生产标准化,生产的标准化和规模化本身,其实跟需求的多样化、多变,这本身之间是矛盾的。我们之所以要享受标准化的产品,是为了把产品降下去,让更多的人享受到。如果我们能够以多样化的方式,来提供很多消费者的需求,而且是很经济地提供他们的需求,这是梦寐以求的。近10年,互联网发展,移动互联网发展,数字经济智能化之后你会发现,我们现在很多的需求,开始用一种规模的方式,而且是定制多样化的方式满足用户的需求。所以说网络经济和数字经济实现了需求方的规模经济,在平台互联网上某一个产品它可能在某一个区域里面达不到规模经济,但是在网络上可以实现规模经济,所以实现了一个匹配和对接。

所以分布式本身提供的方式是整个社会工业革命也好,它是社会经济发展到一定阶段的必然结果,如果每个人需要的东西都可以以非常经济的方式获得,包括这个产品的内部构造我都能参与设计,我愿意用我付出的价格来提供的话,这是非常好的。分布式能源其实是在这样一个大背景下的一个体现而已,由于能源自身的属性,这可能是分布式发展的一个领域,所以分布式能源是满足消费者需求不可缺少的一个部分。

第二个影响,能源低碳转型将推动不同部门能源系统的跨界和融合。过去的电力、交通、供热,各是各的,都有自己风格的能源体系。分布式能源是实现跨界和融合重要的介质,在欧美国家,传统的分布式能源资源和分布式能源的技术,已经比较好地融入到电力系统中间,这跟我们国家不一样。我们谈分布式能源,谈的更多的是光伏的分布式等等,其实传统的分布式能源资源,在目前的电力系统中并没有实现很好的大发展,这一点跟欧美国家是不一样的,包括较小份额的风光电等等,在当前的电力系统之间这一点做得并不好,有体制的原因,也有电网本身的原因,也有经济性的原因。

第二,与能源转型有关的分布式能源,比如说较大份额的风光电、电动汽车、储能等等,它对传统的电力系统会带来冲击,这是我们面临的问题。可能对电力系统本身需要的灵活性,带来更大的需要等等这样的一些问题,带来冲击,这个过程电力系统本身会有周期的反应。

第三点,为了最大限度地利用波动性的可再生能源,未来的分布式重点是集成到电力、供暖、交通等智慧系统当中,不仅仅是电力。我们很多人在谈未来转型过程中你会发现,应用最广的比如说储存方式,可能是同时连接了电力、供热,甚至还有交通,比如说电动汽车等等,这个介质实现的各种能源系统之间,分布式能源是一个很好的媒介,这是第二个影响。

第三个影响,分布式能源的发展和能源低碳转型需要一个强大智能的配电网络。分布式能源是在用户侧,在需求侧,直接给用户提供服务。它跟配网之间的关系,像过去不是一个单向的关系。第二它还有一个区域集成的关系,在区域里面智能化、最优化这样的方式,所以它需要一个强大的智能配电网络。如果电网还是以输为主,输的重点不转到配的话,就会有问题。从电网管理的角度来讲,要以用户为中心,这一点我们转得并不好。

第三要从被动向主动转变。这是欧盟关于它的被动的配网运营商和主动配网运营商之间的描述,电网的投资规划当中,被动的配网运营商确定最高需求的投资,主动的会主动利用分布式能源来减少网络的投资,这是主动和被动的区别,被动的配网运营商,只能接受所有的并网要求,因为他有法律要求。作为主动的配网运营商,他会提供一个分布式能源的输出,不同的一个比例,比如说我可以接受你,你能接受比如说3%的一个削减量,可能等待的时间短一点,我不能接受削减,可能等待时间会长一点。这种情况下,可能配网运营商就会延迟一些网络方面的投资。电网系统的运营也是一样的,被动的主要从高压到低压的方向,而主动的会实时监控潮流的方向,利用分布式能源控制潮流,实现投资运营的优化,成本的降低。

第三点,进一步强调一下它的重要性,你把它放在一个社会经济能源系统和经济系统演进的情况下你会发现,它和生产方式之间存在一个匹配的方式。实际上工业革命的发生,是以能源革命为前提和基础的。正是因为化石能源的规模经济性,给规模化的生产体系、工业体系提供了可能性。气候变化之后,你就会发现我们的经济体系,我们的能源体系也在发生变化。可再生能源本身特性是不变的,本身它的基础特性是不变的,就是低碳,低能源密度,这样可再生能源的系统和化石能源的系统本身是不兼容的,必须转到适应可再生能源自身的能源系统上去。这个过程本身生产方式也要跟能源系统的转型相适应,可能会走向分布式能源系统和社会经济系统,可能对超大规模的生产体系会有一个反向的变化,就是分布式的生产,就像计算一样,是大规模的集中计算,出来并行计算,再出现分布式计算,后来出现云计算、边缘计算,实际上它就是在集中、分散之间不断地把它的规模进行切分,同时满足消费者的需要。低碳经济需要的能源系统不是化石能源系统,在这样一个转型的趋势里你会发现,分布式能源在未来会从补充地位变成主导地位。

面临的挑战,第一个就是两类不同的DER与能源系统融合的挑战。传统DER与传统能源系统的融合,与能源转型有关的DER与低碳能源系统的融合。因此你的能源系统本身的转型必须要符合这个方向。从可再生能源来看,目前我们国家处在一个能源转型的初级阶段。因为我们国家可再生能源从规模来讲在世界上处于第一位,是第一大国家,从装机规模、可再生能源发电等等,但是能源转型是按照能源、可再生能源在能源中的氛围来度量的,因为是低碳转型,因为总量大,碳排放也大。由于电力系统的转型是目前最快的,我们电力系统里面,以可再生能源发电量的比重来度量能源转型是有道理的。

中国、美国、德国、日本、巴西等等,前十大能源消费国里面,中国波动性可再生能源占7.3%,美国9.8%,这是2017年的数据,德国是30%。根据欧洲的经验,在欧洲电网的架构以及监管模式、制度的状况下,在15%到20%的波动性可再生的电力,其实对电力系统是没有太大冲击的,这是他们的经验。所以我们可以把这个划分,能源转型阶段,15%以下肯定是个初级阶段,15%到20%以上,才会产生对电网本身很大的投资的需求,优化网络的需求等等这样一些需求,中国10%都没到,美国也一样。但是我们弃风、弃光的情况比欧美国家严重得多,有电网自身的问题,也有体制机制的问题。

第二个挑战就是能源系统转型的挑战,当前是电力系统,从我看到的情况来看,它并没有在能源转型的架构下调整自己的定位和未来的发展,因为它现在的重点还是在输电,没有在配电,还在大量建特高压,没有转向配电网。实际上这中间就会带来一个冲击,包括上周我们刚去新疆调研,他们还在寄希望于建特高压。去年IEA就有一个研究报告,得到的结论是什么,对于可再生能源来讲,不应该再延续化石能源那样,按照资源量来开发,因为你的波动性到了电力系统冲击会比较大,你应该按照跟电网的匹配和优化一起开发,而且要位置多样化,而且不是集中在一个地方。我们背后是没有理解化石能源时代的发展规律和可再生能源发展规律的本质差异,还是觉得大规模建,大规模地输出来,实际上按照这种方式,对电网的冲击远比分布式大得多。

第三,化石能源的监管体系的挑战。我们有很多政策很好,但是落实不下去,分布式的电交易,就是不让你做,输配电价也出来了,协议也达成了,就是不让你过去,这就是监管部门的问题,说明你中间没有管住,为什么就不能落实下去呢?对于电网企业来讲他落不下去,因为这是割他的肉,但是从监管角度来讲,有利于低碳能源转型发展方向来讲,实际上就是能源监管体系和能源政策转型本身没有转过来,没有真正做到有效的监管。

前景,前景广阔。最近跟一些光伏企业、生产企业做配网的互动交流,分布式能源的发展前景的确很广,储能本身的技术会导致经济下降,特别是储能,储能加光伏、储能加风能等等会发展越来越好。如果你当前能够顺应能源转型的需求,主动来为分布式能源的发展,包括光伏发展创造有利的条件,其实未来这些东西离不开你,你还是占主导地位。但是如果你硬要站在它的对立面,五年、八年之后,技术有大的突破之后,规模经济,生产的规模一上去,技术迭代产生成本下降,有的时候是出乎我们想象的。如果把迭代过程扩大,也许八年就够了,这个过程是很难想象的。你七年前能想到今年光伏的成本会降到这个地步吗?所以从这个角度来讲前景是非常广的,包括分布式光伏在内的很多发展都非常的艰难,包括所谓的增加配网也做不下去,最后的结果是什么,道路曲折,既有的体制难以协调,包括分布式能源发展的利益冲突,我多一块利益你就少一块利益,这种情况下就是存量替代的过程,这个时候体制已经很难协调这种利益冲突了。

关键是在未来三到五年,如果能源体制改革不能协调新旧利益的冲突,最后只能寄希望于技术创新。比如说像锂电池、储能电池的成本下降,光伏成本进一步下降,光伏电池、锂电池和氢燃料电池,也许三、五年看不到,但是我觉得十年八年,应该是能看得到的。谢谢大家!




责任编辑: 李颖

标签: 朱彤 分布式可再生能源 能源转型

更多

行业报告 ?