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张瑞卿:分布式能源发展国际视角与经验

2019-09-19 16:34:21 中国能源网

张瑞卿:感谢主办方的邀请!会议之前有很做同事和朋友我们交换名片。我先简单介绍一下IEA国际能源署,中国目前不是国际能源署的成员国,根据国家能源局和国际能源署的工作方案,国家能源局委托电力规划设计总院承担了国际能源署中国联络办公室的工作,所以我本人既是来自于中国联络办公室,实际上最主要的身份,还是来自于电力规划设计总院国际业务部。这是我们的身份。

今天我也是很荣幸代表联络办公室将国际能源署在分布式能源的发展经验和值得借鉴的一些观点跟大家分享一下。在PPT之前我先简单介绍一下,在17年的时候,国际能源署和咱们能源研究网共同组织编写了《中国分布式能源前景展望》。在去年14届武汉的分布式论坛上,当时我们联络办公室的负责人何兆(音)主任对这个报告进行的介绍,那个更关注于中国分布式能源的发展。

今天我讲讲国际的发展经验,偏重于可再生方面。我们也和巴黎的同事进行了沟通,我们把一些成果和简单的观点和大家共享一下。

我分三个部分,第一部分是分布式能源发展的驱动力和案例。经过一天的会议,各位专家、同事还有领导对于分布式能源发展驱动力其实已经很清楚了,我只是介绍一下国际能源署从技术角度考虑的观点。

分布式能源在IEA的研究里把它叫做能源的系统集成的产物,系统集成表示跨不同地区和时间尺度的能源系统的优化,有助于提高系统的性能,降低成本和环境的影响,尤其在多领域耦合时这种体验和价值。目前的发展也是受到经济、技术、监管多种因素的驱动。能源集成系统相比国际在中国的发展突进,IEA也是界定模块化、小规模的,典型的案例很多的专家都讲了,电储能、分布式太阳能光伏等等。这种分布式电力肯定能够发挥不同能源的协同作用,从世界的发展前景来看,目前屋顶式的光伏在欧美国家非常流行,相比我们国家发展大规模的能源风电送出基地、光伏送出基地,在欧洲、美国这些国家,尤其欧盟,土地比较紧缺,不管是光伏还是太阳能,近几年都是以分布式为主,分为商业和民用的,尤其在民用行业,有很多屋顶式的光伏,也产生了能源既是生产者也是消费者的概念。随着储能技术和智能电器的发展,结合分布式,也会改变能源生产和消费的方式。

驱动力,国际能源署的研究,他跟我们国内的观点不太一样,他讲列举式,可能和国内的研究思维习惯不是完全一样。驱动力技术创新是第一驱动力,这也是未来解决很多分布式发展挑战的关键,也是一个核心。

第二,大数据、物联网,对于平衡电网的需求,电力系统所有者偏好的方面有很强的促进力。在能源服务市场新的模式方面,对于分布式投资者的吸引,就在于提高预期的收益,尤其在现在一些国家,上网电价补贴的政策下,前几年明显可以看出来,为分布式提供了可预测的收入来源。在一些零售电价比较高的地区,在欧美国家,完全实现电力市场化之后,一些时段电价是非常高的,在零售电价比较高的地区,分布式系统贴近于用户侧,收益比较好,造成系统回收期也比较短。

在欧美国家,他们环保和低碳清洁的意识,对于使用可持续产品的意愿比较强,生产者和消费者结合在一起,前两年是国际上比较热的概念。所以综合来讲,技术进步,政策激励,消费者偏好,这种有机的结合,驱动着分布式能源的发展。

效益上显而易见,尤其在初始的阶段,分布式占比不高的时候,对安全可靠运行的挑战不是很大。从目前大部分国家来看,分布式的发展在电网中的占比还是可控的状态,随着未来渗透率的逐渐增加,在系统的平衡上,安全调度上,可能还会有进一步的措施。

供应侧接近需求,有助于减少输配电损失,这也是分布式能源发展最吸引人的口号,热点耦合,包括电力数据的双向流向,都能提高电网的智能性,提高效率。分布式系统在商业模式上,除了它能够提供供电质量,在商业模式上也提供了大量辅助电力市场的机会。分布式的应用可以提升局部电网和整个电力系统的弹性。

有一些案例,国内的案例可能更多,国际案例我讲几个,主要是这些案例具备什么特点,反映出分布式能源在一些领域独特的前进。

第一个就是德国的特点,它就是一个传统的和热电联产的耦合,实际上实现了一种传统能源和可再生能源,生产和消费过程中一个有机的结合,满足能源的需求。

欧洲这个乡村,因为整个欧盟可再生能源,低碳能源转型的目标都是比较宏大的,甚至于有时候是比较激进的。像这个村子都计划到30年百分之百实现可再生电力。他用传统的比较稳定的像生物气、沼气这种可再生能源,也用多动性的光伏和风电,所以说他通过一些比较先进的电网管理工具,像不同特性的可再生能源,通过分布式这种模式,实现了一种结合。

再看日本东京的城市综合体,城市综合体在北京、上海、广州、深圳都有很多,像日本,在很多年前大地震,大规模停电,六滚木的综合体自己自足就没有停电。这个案例是很常见的,只是说我们用来验证前面对于分布式系统的好处,可以通过事实有效的说明。从经济性上,项目业主和燃气公司成立合资企业,这样就有很好的经济上的可持续性。

南澳大利亚这个地方,澳大利亚南部光伏的资源是非常丰富的深蓝色的条是南澳,人均可变可再生能源,是以屋顶光伏为主,人均装机量远高于其他洲,典型的负荷是3.3GW,这两年风光的比例在大幅度的上升。它在技术标准、运行规范和市场方面下了工夫,进行了设计,通过这个模式来提高分布式的能源水平,使电力系统更具有弹性,更经济。

美国纽约洲,美国很多的基础设施是比较老化的,很多之前美国就提出改革能源政策。这几年他通过提升整个区域的能源基础设施,结合分布式能源,低于大的自然灾害。

经过这么多分布式能源的案例,这几年积累了大量的各个方面的案例,下一步分布式能源的发展其实在政策上是非常重要的,尤其市场的设计和政策的设计。现有的项目和实践,也为市场和政策的设计提供了借鉴。主要是电网规划运行、通讯与控制,评估和建模,机制协调、价格设计,对我们都有政策的启示。在IEA今年10月份,将发布一个可再生能源的报告,我这次不能把很多的东西根据国际能源署的要求,还不能先展现出来,希望先做个广告,请大家关注10月底将在国内发布的IEA可再生能源报告。为什么关注今年?这个报告是个年度报告,今年的热点就是分布式太阳能光伏,根据国际能源署的判断,分布式的光伏,包括屋顶光伏,分布式光伏是这几年来发展最蓬勃的分布式能源之一。在这个报告中会对分布式光伏未来发展的量,和发展的政策、技术等方面做系统的预测和成果展示,所以将来还希望大家关注这个发布。如果在这个发布之后,各位有对这个报告感兴趣,可以再联系我们。

分布式能源的好处很多,成功案例也非常多,目前看来还是要去寻找专项的政策支持以及市场机制的设计。这是比较重要的几个方面,只有有效的市场和政策环境,以及坚固各地的不同情况,再结合有竞争力的技术,才能真正实现分布式能源的发展。

下面我介绍一下全球可再生能源发展的潜力。IEA每年发布世界能源展望,这是17年的,其实我们有个18年的,每年的显示方式不太一样,这个更直观一些。未来不论发达国家和发展中国家,从预测来看,到2040年远期,各国可再生能源的增长都是能源需求中增量最大的一部分,远高于化石能源的需求。从IEA预测来讲它有两个情景,未来二氧化碳排放量,按照现行的政策这个线会缓慢上升,如果达到可持续发展,提升能效是一部分,占36%的就是可再生能源的发展,剩下的就是技术。

可再生能源发展还是具有比较显著的环境效益,从效果来看,这两年可再生能源不光在电力,在供热、交通等部门的份额都在上升。实际上在电力中间消费占比不到20%,所以供热、交通等领域可再生能源的利用潜力还是非常巨大的。中国已经成为世界最大的可再生能源的消费者,绝对增长量包括短期预测上,增长量会超过欧盟的。像发展中国家的印度和巴西也在仅随中国的脚步,可再生能源也在大规模的发展。

我们今年年初发布的国际能源署世界能源展望2018中,有这样的一张图,可以说明分布式发展的前景,不同发电技术装机容量IEA预测,在未来可能将快速上升是太阳能的光伏和风能,IEA判断太阳能光伏通过今年的统计来看,18年新太阳能光伏的一半已经是分布式的太阳能光伏。所以从远期的效果来看,到2040年,可再生能源会占全球新增装机能量的42%,投资占70%。光能和风能是可再生能源总发电量的37%。

前面已经提到了分布式的发展很成熟,成功案例也很多,未来的挑战也很明显,解决方案大家已经有了一个轮廓。另一方面在可再生能源来看,不管是IEA还是中国国内,其实都认为未来可再生能源还是会大规模的发展。可再生能源对于能源转型,改善需求侧的供应方面,都会有很好的作用。

我们讲一下太阳能光伏的发展,前面我们也说到IEA新的报告提到,2019年可再生能源发展报告里面重点关注领域特别篇就是分布式太阳能光伏。在近几年分布式光伏发展是非常迅猛的,18年IEA的统计,新增的分布式光伏中已经近一半是分布式光伏,不光是中国,包括在欧洲、美国这些国家,这几年受到政策驱动和电力市场化经济效益的驱动,分布式光伏都在突飞猛进。除了蓝色是大规模的光伏之外,18年绿色和浅绿色,就是商业和居民分布式光伏已经占到一半,从全球的装机总量来看,欧洲占据分布式光伏的40%。从成本来看,近几年分布式光伏在快速下降,过去十年间,各类分布式光伏投资成本降幅达到了60%到80%,其中大部分都是来自于技术创新引起的组件成本的下降。

展望来看,因为分布式光伏的一些成果会在10月份发布报告中详细的讲,在世界范围内,政策和补贴,监管是影响分布式光伏的重要因素。很多国家已经制定了宏伟的可再生能源目标,但是只有部分国家针对分布式光伏有了具体的目标,包括印度、阿联酋、纽约、美国的一些洲。实际上这并不影响分布式光伏的发展,虽然没有针对它自己的规划,但是各国已经推出针对分布式光伏各种各样的实施政策。IEA总结了一下大概是两类,第一类针对生产侧,就是投资有一些补贴,一次性的补贴,还是各种形式的税费减免。

第二类是针对消费侧和销售侧,全额的收购、余电上网等等,有了系统的政策。在商业化的前景下,分布式光伏系统更加经济,有利于增加收益。因此IEA也预测,未来全球分布式光伏增长还会是以商业化的应用为主。从区域来看,其实全球都是分布式光伏的重要市场,中国、亚太、北美和欧洲要占到80%到90%左右。包括在非洲,分布式光伏是解决能源可及性很好的方案。




责任编辑: 张学坤

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