如何推进中国分布式能源发展?访国家分布式能源实验研发中心华电电科院副院长 范炜
2015-09-20蓝颖春
本刊记者 蓝颖春
分布式能源技术是未来世界能源技术的重要发展方向,它具有能源利用效率高、环境负面影响小、提高能源供应可靠性和经济效益好等特点。我国“十二五”规划明确提出,促进分布式能源系统的推广应用。目前,分布式能源已经得到了前所未有的关注。那么,如何更好地推进我国分布式能源的发展?就此,《地球》杂志采访了国家分布式能源实验研发中心华电电科院副院长范炜。
《地球》:我国分布式能源的发展遇到了哪些问题?
范炜:分布式能源有两种:可再生能源分布式能源和天然气分布式能源。目前我国发展分布式能源过程中遇到的一些问题,归纳起来大概有这几个方面:
首先,在专业规划之间缺乏互相协调。城市管网、气网、电网和热网之间缺乏有效的关联和沟通,造成了能源生产过程中重视能源生产但忽视能源管理,以至于很多机组建设都是重复建设,浪费也比较大。
其次,在天然气分布式能源过程中,对于用户负荷的估算往往采用最大负荷作为我们装机容量的选择,这样势必会造成使用过程中平均负荷往往达不到最大负荷,热电比和冷电比存在很大的问题造成了投资过高。
最后,天然气分布式能源在城市中的应用比较单一、较分散,没有形成区域的统筹规划,这样造成很多项目投资间未利用能源的比例非常大,这也是造成能源利用效率低的最主要原因。
《地球》:分布式能源在国外的发展情况如何?
范炜:在美国,热电联产系统装机容量8000多万千瓦,其中有5900多万千瓦做成了分布式能源,大部分是以工业领域采用热点联产,天然气、蒸汽联合循环的方式。而我国在商业领域、工商机构、食品制造和一些宾馆、酒店、养老院、学校都广泛采用了分布式能源。
在美国发展过程中,整个热电联产的项目对于大型的工业化生产,基本是采用以蒸汽运用为主的分布式能源联合循环技术,以天然气、重型燃机发电之后的蒸汽提供给工业应用。民用或者是商业运用当中,更多的还是以内燃机为主占46%的比重。在燃料供应当中,由于美国天然气价格相对比较低廉,一次燃料供应主要以天然气为主占70%左右的比例。
美国现在更多的把重心放在了商业领域的改造,因为它们很多建筑包括学校、医院、旅馆、生活区等可开发的项目,预计在未来达到6千多万千瓦的总装机容量。
日本是一个能源相对比较稀缺的国家,资源比较匮乏,很多的天然气采用海上液化天然气进口,但是日本能源利用率比较高,它把天然气的一次能源的转化效率做得比较高。
在全日本大概总装机1000万千瓦不到,项目8000多个,每年还在呈逐年增长的趋势。更多的日本分布式能源还是在民生领域,也就是商业和民用领域占比重较大。在工业化生产的利用中,装机容量比较大的燃气轮机项目,主要是以燃气蒸汽的联合循环作为主要的能源供应。规模比较小的项目则以燃气内燃机作为分布式能源。
欧洲天然气发电方面,英国到2020年之前基本上是采用天然气发电和可再生能源作为一次能源供应。德国主要以太阳能、风能等一些可再生能源作为主要新增发电容量的装机比例,同时依靠天然气作为补充。在北欧,像丹麦、芬兰、挪威都采用当地的风资源和地热能、水利资源作为能源供应,建设了一批地热电厂和海上风电。丹麦很多城市的供电和供热都形成了网状的供应结构,把整个能源供应某一个区域做成统一的规划,充分地利用了当地的资源。
《地球》:结合国外的经验和我国的现状,你认为我们应该做些什么?
范炜:根据国外的经验我们得出,分布式能源在我国需从整个区域能源的统筹规划出发,对某一个城镇化建设或者城市规划中,应当考虑怎么样能更好地利用清洁能源作为有效能源补充。
分布式能源顶层设计就是从区域能源规划入手,实现清洁能源、可再生能源和未利用能源的充分利用以及我们能源的梯级利用,提高我们能源的利用效率。总的思路是以可再生能源太阳能、光伏、风,还有常规的电力发电机组结合一些蓄能装置,加上燃气轮机和内燃机为主的天然气发电一起形成体能源供应。有一个统筹的控制中心来进行有效协调,这样的方式对某一个区域来说,将有可能实现能源供应当中各方面资源的最大化利用。
传统能源的规划以发展经济保障供给为指导思想,不断的扩大供应能源的能力,来满足日益增长的生活需求,而区域能源规划将从核心上改变过去单纯以增加资源供应来满足日益增长的生产需求,以节约资源、提能源利用率为宗旨实现统筹宏观的规划。在地区或者城镇化建设当中,把当地的水、电、气,包括地热等进行统筹规划,而不是各自为政“你干你的,我干我的”,这样会造成很多资源的浪费。
当地如果有可再生能源资源,可以更多地使用可再生能源、清洁能源。如果资源比较缺乏,要用合理的分布式能源技术大规模的提高能源利用率。比如,北方内蒙古等有风电的地方,可以针对风力发电的分布式能源方案进行规划。在低碳城市方面,整个规划原则是保障供能安全的同时实现低碳梯级利用,并且提高能源效率以及加强市场化的管理。
在2014年出台的《国家新型城镇化规划(2014~2020年)》中提出,生态文明理念要贯穿到城市规划里面去,今后怎么样把绿色能源、可再生能源和能源的高效梯级利用这样的理念结合进去,可以更好的实现资源优化配置是我们应该考虑的。
《地球》:对于外界比较关注的天然气分布式能源发展,你有哪些看法?
范炜:天然气分布式能源在设计、应用过程中考虑的主要因素有五个方面:
第一,考虑电负荷和热负荷的协调一致性。
第二,分布式能源站一定要有比较准确的利用小时数记录,这也是直接制约某一个项目能否实现顺利运行的关键条件。
第三,要注意当地天然气价与电价的差异化。天然气目前的价格比较高,在电价上面有制约,怎么样进行有效的疏导,当地的政府和相关的行业机构怎么来推动我们这项工作,也需要各方集思广益做这项工作。
第四,选择合适的源动机。
第五,要进行综合的能源评价指标。现在天然气项目很多,国家也出台了示范项目,但是这些项目离真正达到有效三联供或者能源梯级利用的终极目标还是有差距。在能源综合评价指标方面怎么能够引导我们的用户、投资商、开发商有效的计算和估算整个项目投资的回收也是很重要的因素。
《地球》:走中国特色的分布式能源发展道路还有哪些方面需要重点考虑?
范炜:走中国特色的分布式能源发展道路还很长,从保障措施来说,我有五个建议,
第一是要加大宣传力度,提高公众的认知,包括政府、开发商、运营商和用户都要提高认识。特别是天然气分布式能源是一种清洁高效的能源利用方式,这方面要破解阻力。
第二是完善相关的政策法规,这也是制约我们天然气分布式能源发展的重要瓶颈。
第三是构建完善行业的标准体系,应该说任何一个行业在发展初期都会遇到这个问题。
第四是加快推进基础建设和技术创新。
第五是合理制订中长期计划。