基于“双碳”背景探讨分布式能源发展前景

2023-06-09张永乐

科技资讯 2023年9期

张永乐

摘要：现阶段，践行“双碳”发展理念是社会的必经之路，也是实现国家可持续发展战略的关键举措。其中分布式能源系统又称为DES，是通过电气装置向就近负荷输送电能的新型能源供给方式，不需要远距离进行输送，并且还具有电冷热气等多样供能模式。分布式能源系统的运用不但可以提高能源的梯次利用實效，并且还可以减少温室气体排放，对保障社会的经济效益和社会效益有着非常积极的作用。该文就针对这一主题进行分析探究，希望助力“双碳”目标的实现。

关键词：“双碳”背景分布式能源困境发展前景

中图分类号：X322 文献标识码：A

Discussion on the Development Prospect of Distributed Energy Based on the "Dual-Carbon" Background

ZHANG Yongle

（Hubei Energy Group New Energy Development Co.， Ltd.， Lichuan， Hubei Province，445400 China）

Abstract： At this stage， the practice of "carbon peaking and carbon neutrality" development concepts is the only way for the society， and it is also the key measure to achieve the national sustainable development strategy. The distributed energy system， also known as DES， is a new energy supply method that delivers electric energy to the nearby load through electrical devices， which does not need long-distance transmission and also has various energy supply modes such as electric cold and hot gas. The application of the distributed energy system can not only improve the effectiveness of energy cascade utilization， but also reduce greenhouse gas emissions， which play a very positive role in ensuring economic and social benefits of the society. This paper analyzes and explores this topic， hoping to help achieve "carbon peaking and carbon neutrality" goals.

Key Words： "Dual-Carbon" background; Distributed energy; Dilemma; Development prospect

近年来，随着可持续发展理念的不断深入，环境保护工作受到全世界的关注和重视。我国人口基数较大，对能源的需求量较大，为满足社会生产和生活需要，必须要保障能源的充足，其中化石能源作为社会生产生活中运用较多的能源，虽然能够实现经济发展和社会稳定的目标，但是其发展过程中会产生大量的能源消耗和废弃物，造成严重的生态污染。针对此，我国提出可持续发展理念和碳达峰、碳中和目标，用以实现保障生态与经济发展平衡的目标。在双碳背景下，分布式能源逐渐受到关注，其能够实现促进生态文明建设、确保能源经济高效、推进经济转型发展、引领应对气候变化的可持续发展目标，现实意义显著。

1“双碳”背景分析

近年来，在国家大力发展经济的同时忽略了生态的保护，导致后续的生态环境问题频发，产生的消极影响显著。综合分析会发现，产生各类环境问题的主要原因与化石能源的应用有关，在其使用过程中会产生各种废气，尤其是其中的二氧化碳，过量排放会导致大气层受损，造成一系列的环境问题，对社会发展产生的消极影响显著。为消除或者减轻经济与生态发展不平衡的现象，国内陆续提出“碳达峰”和“碳中和”发展目标，由此能够减轻社会发展中的生态问题，在这一背景下也实现了消费模式的变化，为适应社会的发展与趋势，必须要关注能源格局的调整变革。综合整个国际的发展能够发现，相关的能源设备呈现出老化状态，这样既无法满足实际的能源需要，在运行中的安全性还受到较大的影响，因此要想保障整个能源产业与社会的稳定发展，必须关注和加强能源架构的调整，借此实现提高能源利用实效和降低化石能源使用比例的目标，最大程度地发挥清洁能源的实效，立足现阶段社会以及国家的可持续发展需要构建现代化能源体系，由此能够实现降低碳排放的发展目标。

所谓的分布式能源是应用电气装置向周边区域的用户提供能源的方式，在此过程中能够消除远距离运输产生的负面影响，极大程度上方便了用户在热、冷、电等方面的需要。同时，这一能源传输形式能够实现阶梯式发展，不但可以满足用户的具体需要，还可以实现能源耗损降低的目标。另外，在实际的建设中需要对区域能耗、资源分布信息等进行分析，确保设计能够满足社会的具体需要。现阶段，这一能源供给模式的社会效益和经济效益日渐凸显，对社会发展与经济发展的促进作用显著，因此在目前的社会发展中分布式能源正在大力推广，其占比愈来愈高。同时，在信息技术的作用下，分布式能源的发展逐渐呈现出互补性、协调化特征，并且可以为社会发展提供多元化能源。这一能源的传播模式相较于以往集中式系统有着规模小、投资少以及工期短等优势特征，并且其能够满足不同地区对能源的需求，产生的积极影响显著[1]。因此，在未来的发展中，相关的人员应当对分布式能源进行深度的剖析，充分考虑到用户负荷要求，以此为基点进行消费、生产一体化的能源供应体系建设，由此能够为社会经济发展进步提供相应的助益。

2我国能源发展困境分析

2.1能源人均占有量低

结合相关部门提供的报告显示会发现，在我国的经济发展中，煤炭是支持社会生产生活的主要能源，占有整个使用能源总量的九成以上，剩余的能源消耗多集中在天然气和石油中。我国的地域广阔，并且蕴含的资源较多，但是我国人口基数较大，相较于总量，人均占有量是比较低的，其中煤炭的人均占有量仅为世界水平的62%，并且石油和天然气的人均占有量也比世界平均水平低7%[2]。

2.2能源安全保障不足

结合我国的能源使用现状会发现，我国石油对国外的依赖程度较高，而且天然气、原油等进口量较大，这在一定程度上会形成“安全问题”，例如：价格方面会受到卖方政策或者其他因素的影响产生上升现象，虽然近些年中国定价影响水平在不断提升，但是与发达国家竞争时仍存在不足现象，无法起到主导性功能。除此以外，安全通道的發展方面也存在较多的问题，综合我国的能源建设会发现，能源建设中通道口越来越完善，但是发展中仍存在风险，例如：国内运输航线主导方面、油轮影响方面存在话语权较低的现象，其中有90% 以上的运输工作需要由国外油轮完成，并且在运输过程中无法避开马六甲海峡，而且受到国际发展形势的影响，在实际的通道安全管理中也会产生较多的不确定问题[3]。

2.3新能源发展问题

随着可持续发展理念的持续深入，化石能源对社会发展产生的负面影响显著，为消除其产生的负面影响，国家开始大力发展清洁型能源，用以减轻社会发展中的各项压力。综合实际发展会发现，在新能源发展期间，受到地理环境与自然等多方面因素的影响会出现各种问题，例如：北方地区的能源主要以风能、光能为主，南方地区则主要是以水能为主，因此北方地区多见风力发电、光伏发电等，而南方地区则主要使用水力发电。立足我国的用电情况分析会发现，南方、中东部地区的用电负荷较大，这就无形中导致跨省区输送电力的难度加大，再加上新能源的发展不能满足实际的用电增幅需求，出现匹配度不高的现象，而且现阶段各项储能技术难以满足实际的需要，而且发展中需要投入大量的资金和物力，这些因素的产生都会造成各式各样的能源问题[4]。

2.4能源发展问题显著

综合我国的能源分布和发展情况会发现，煤炭是我国的主要能源，在其运用的过程中会出现各种问题，其中较为显著的即为二氧化碳的排放导致生态环境被污染，对社会发展产生的阻碍作用显著。综合我国的能源分布情况会发现，我国的煤炭资源较多，但是天然气等能源较少，由此体现出我国的能源结构存在不合理现象。并且我国国内存在的高能耗产业数量庞大，但是核心技术缺失、产能偏低等现象，也会制约国内经济的发展进步。除此以外，能源科技创新力度不足也是造成能源问题的重要因素。例如：我国针对氢能、碳排放等技术存在投放不足等现象，导致在实际的能源发展中出现薄弱现象，并且核心技术需要依赖外界，其中涉及的燃气轮机、精细化开采、核心配套设备设施难以实现自主处理。总体来说，我国的能源产业受到技术不足的影响，难以实现高效的发展进步，对后续各项工作的开展和进行都会产生较为不利的影响[5]。

3分布式能源优势分析

结合实际的应用发展发现，分布式能源系统能够实现降低碳排放、满足碳中和的目标，并且其能够与大规模集中式系统组合成一种智能化组合，借此能够实现经济效益最大化目标。具体的优势如下。

3.1节约成本

综合实际的发展能够发现，电力能源对社会发展产生的影响显著，为保障电力能源的输送实效，需要对相应输配电进行管理，借此保障电力系统稳定、安全运行。输配电费用是电力系统总成本的重要组成部分，在以往的输电过程中多是以长距离输送为主，这样才能够将产生的电能输送到负荷端，而且输送的容量越大，配网输送中产生的费用支出就会越大[6]。但是在分布式能源的建设发展中，其一般在用户负荷中心进行当地消纳，不需要通过输配电网进行长距离输送，在此过程中能够避免产生电能输配费用，既能够减少电能输送时产生的损耗，并且还能够实现能效的最大化，产生的积极影响显著。

3.2节能减排

综合分布式能源特征会发现，其能够在一定区域内利用管网系统和电缆向供区内提供电、冷、热，实现多能源共联供，其中的能源也能够实现阶梯式利用，由此能够实现节能减排目标，对后续各项工作的开展和进行能够起到积极作用。具体来说，相较于传统的能源供应方式，风电、光伏发电等都是利用自然资源进行能源转换，在此过程中不会产生二氧化碳，并且产生的污染物质也是非常少的，是实现“双碳”目标的重要举措[7]。并且可再生能源流密度较低、分散性较强，再加上受到其利用水平的影响，会产生资源利用实效低下等现象，但是在分布式能源下，这些问题都能够得以最大化解决，对后续各项工作的开展和进行能够起到积极的作用。

3.3多能互补

所谓的多能互补是指不同类型的能源实现互补利用，也可以是同一类能源不同形式的互相补充和利用。具体来说，单一的能源发展存在显著的局限性，因此实现多能互补能够强化能源利用实效，同时这也是分布式能源中的重要部分，关注和加强能源的有机整合，实现能源的互补优化是现阶段社会发展中重点关注的内容[8]。值得注意的是，在此过程中讲到的多能互补不仅是指光伏、风电和燃气发电等能源的简单拼凑，而是在能源实现优势互补的过程中应当关注其具体的负荷性质、大小、地理位置等，结合此进行优化配置，由此才能够优化多样化能源，实现能源系统间的高效转换利用。

4国内能源与分布式能源发展方向分析

4.1国内能源发展方向分析

4.1.1实现消费供给模式转变

具体来说，我国的地域广袤，蕴含的能源丰富，但是综合我国的能源消耗会发现，我国主要使用的能源为化石能源，清洁型能源的利用不足，长时间使用和发展化石能源，不可避免地会出現碳排放超标等现象，对社会发展产生的消极影响显著[9]。针对此，在实际的发展中，我国相关部门建立了“3060”双碳目标，其关注能耗降低，实现碳排放的高效控制，为后续的发展进步夯实基础。并且在能源的发展中，重点关注能源从集中式转变为分布式、协调化，结合实际的数据分析能够发现，2021—2030年是碳达峰期间，国家的煤炭需求在此节点中需要实现碳达峰，为实现这一发展目标就必须要关注消费、供给等模式的转变。例如：在供给中应当关注清洁型能源的发展，实现碳排放的高效控制；消费方面应当关注互补、协调化处理机制深入，借助能源梯次实现循环利用目标，使效能实现最大化目标，这样可以满足不同用户的多样化需求，产生的积极效用显著。

4.1.2分布式能源与各类能源结合

结合上述观点的分析会发现，在实际的发展中利用能源互补、技术互补等方式能够满足实际的发展需要，而且还能够实现能源的多元化发展，对强化节能减排效用有着非常积极的作用[10]。具体来说，分布式能源中包含着太阳能、风能、海洋能等，为实现能源的最大化开发利用，在未来的发展中可以进行“风光并举”模式，尤其要关注其中的风能、太阳能等。为实现高效的“风光”品质，国家相关部门出台了一系列的政策，因此在实际的发展中可以以政策为导向进行发展优化，实现高效的能源利用目标。值得注意的是，在此类能源的发展和开发中会发现，风电以及太阳能会受到自然因素的影响而产生各种不稳定现象，为消除不稳定现象产生的负面影响，在实际的发展中应当关注储能工作的研究深入，因为储能技术是整个能源发展中的关键部分，也是保障能源转换实效的重要环节，关注和加强这一环节的深入，既可以降低电网工程的冗余建设，避免不稳定现象产生的消极影响，并且还可以在“没有风光”的情况下实现利用率的合理性保障。即只有关注储能工作的深入研究，保障其具体效果，才能够实现大规模生产，对强化新能源的发展实效能够起到非常积极的作用[11]。

4.2分布式能源前景展望

结合现阶段能源的利用结构会发现，光伏和风电是主要的新型能源，而其中价格作为实现资源合理配置的重要因素，在实际的发展中受到了重点的关注。近年来，我国不断加强完善电价政策，并且在一系列支持措施的落实下，我国的风力发电和光伏发电的规模日益扩大，相应的产业也得到了极大的发展和进步。根据相关数据的分析会发现，截至2020年底，我国的风电和光伏组装机的规模达到了2.9亿kW、2.6亿kW，随着“双碳”理念的深入，风电和光电的发展需要关注系统优化，既要满足实现“双碳”目标，并且还要实现配置方式的最优化，其中光电作为清洁型能源的代表，能够真正意义上实现零碳排放，并且其建设和发展中具有经济投入少、安全性高、有效性显著的优势，因此光电在我国的能源转型发展中有着非常积极的作用。但是综合实际的发展会发现，相较于分布式光伏，分散式风电发展中存在的阻碍因素较多，整体的发展速度较为缓慢。结合实际发现，风电建设中需要投入的财力是比较大的，尤其是建设和发展海上自然风时，仍需要政府进行补贴支撑，但是海上风有着显著的发展优势，不但与负荷中心间的距离较近，并且还不会浪费陆地中的资源，且发电工作的时间较长。相对比，陆地风电的发电较为稳定，但是在发展中需要占用相应的土地资源，因此发展中也会受到土地资源的限制，整个发展较为依赖分散式项目[12]。综合我国的发展能够发现，在2030年实现碳达峰的目标下，新能源的开发进程与达峰时间、峰值的碳排放量以及用电增速等有着密切的联系。因此，在实际的发展中，需要参考全球能源互联网合作组织假设的情况，对相应的碳峰峰值中的二氧化碳排放量进行分析计算，结合此进行新能源的优化发展，实现碳中和目标。总体来说，要想实现能源高效转型，需要重点关注打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新一代能源系统，在此过程中能够利用先进的技术和管理模式实现多种能源的协调控制和可再生能源的高效消纳，满足用户的多元化需求。并且分布式能源系统的建设发展应当重点围绕互补、动力余热高效梯级利用、储能与分布式能源系统的高效整合进行，并且在此过程强化信息化技术的深入实效，满足我国具体的能源转型需要，对助推我国的发展进步能够起到积极的作用[13]。

5结语

综上所述，在“双碳”背景下，传统的能源以及应用发展模式已经呈现出不适应性。为消除其中的不良影响，在实际的发展中必须要关注可再生能源的引入，实现多元化发展目标。并且未来的新能源发展需要关注风电和光电并重，既要满足社会生产生活对能源的具体需要，并且还要保障能源的利用实效，从风电、水电、储能以及光伏等多种能源形式进行优化，形成互补、多元互动目标。

参考文献

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