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李琼慧:国际光伏发电并网运行管理的经验和启示
发布日期:2013-12-11  中国电力营销网   来源:中国电力营销网

光伏出了这么多政策,政策也提了这么年,怎么才能真正把中国的分布电源启动起来,把国内的光伏市场做起来。今天我们就这个问题,做一点研究,把我们的一些研究成果,跟大家分享一下。今天跟大家分享的主要是今年发展的一些问题和国际的经验,侧重于经济方面,因为我们国网研究院可能跟中国电科院相比,专业我们不强,我们更侧重于能源技术经济方面的研究。今天跟大家分享的内容,是两方面,一个就分布电源的发展谈谈,怎么认识分布电源,第二国内分布电源,到底发展是怎么的,是不是国外的分布电源真的向媒体上说的,有很多很好的经验,是不是做的非常成熟,今天的德国,今天的美国,他们到底什么经验,第三个从国外的分布电源发展,他们如何解决关键问题,来看我们的国家怎么来解决分布电源的问题。

第一个关于分布电源发展的历程,做这个行业的人,可能非常清楚,分布电源最早的1978年提出来的。可能现在有一种观点,我也想跟大家探讨一下,有人说这个是历史轮回的,就像这个国家,三国里说分久必和,和久就分,说电力系统,先分布式再大众化,最终要回归分布电源,这个认识我不知道大家认识不认识。其实分布电源最早78年提出来。我们电力系统最早是小电源,小电网发展中来,那时候还没有分布式的概念。如果非要说那个时候就提出了分布式电源了,那么我觉得那个时代的7、8年前所说的分布形式的概念,它实际上并不是我们今天所说的分布形式电源,分布式电源的概念一定有他特定的含义,我们认为它有三个特点:第一个分布电源一定是小,小不是他的本质特征,小是用于用户侧,便于自发自用的一个特征;第二它一定是高效的;第三个是近年来随着新能源,与技术的发展,有了风电,特别是风场的风电,技术上,经济上可以达到利用光伏。实际是99年开始用,到今天关于分布式提了很多年,由于咱们市供应的能力问题,一直没有很好的发展起来,现在我们国家分布式天然气的数量都可以数的出来。20年以后,尤其是近年来由于我们国家的光伏,咱们今天上午这么说,做光伏产业的,实际上咱们光伏在国际上还是有相当竞争力的,特别是去年,咱们国内的光伏市场,咱们以前的光伏市场主要是在国外的,国内的市场更多。

尽管分布式电源在发达国家已比较成熟并得到大力推广应用,但对于分布式电源的概念国际上并没有统一的定义,不同国家、地区和组织对于分布式电源的界定和理解不尽相同。 其中国家能源局认为分布式电源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式。接近负荷,兼发电、供热等多种功能,可以有效实现能源梯级利用。

综合国际上典型国家及组织界定标准和我国电网特点,可以得出分布式电源的一般定义:利用分散式资源,装机规模小,位于用户附近,通过10(35)kV及以下电压等级接入的可再生能源、资源综合利用和能量梯级利用多联供发电设施。

分布式与大电网的关系,我们觉得也是这个三点,相互补充,谁也离不开谁,并不是说有分布电源就可以没有大电网。因为所有的分布电源最终还需要大电网对他做备用的,这是相辅相成的。

第二,我想谈谈国外到底是分布式电源是什么状况,我们找了几类国家,一个是德国,德国是分布可再生能源最成功的国家,光伏的装机容量,实际上已经超过了,风电和燃气的装备容量,光伏装机容量已经超过了三千万,其中分布式光伏发电占光伏发电总规模的比例达到83%。美国油气资源丰富,管网发达,特别是近年来页岩气开发利用取得突破,极大提高了国内天然气供应能力,分布式天然气发电规模全球第一。美国没有专门的分布式电源统计口径。从2010年开始,美国能源部能源信息局(EIA)建立了一套小电源统计体系,仅包含1MW及以下项目。截至2011 年底,美国1MW以下的小容量分布式电源机组已达到35064 台 , 装机容量达到 468.5万千瓦 , 占全国总装机容量的0.5%。其中燃气分布式发电约占82%,风电及光伏发电等分布式可再生能源发电约占3%。日本是一个能源资源十分匮乏的国家,全国90%的能源需求需要通过进口满足。日本致力于提高化石能源利用效率,扩大可再生能源发展规模。日本是世界上分布式天然气发电发展最早的国家之一,也是世界上热电联供装机容量最大的国家之一。近几年特别是福岛核电事故发生后,大力发展分布式可再生能源。

从国外分布式电源发展的趋势来系看,分布式电源的发展呈现出分布式可再生能源发电和分布式燃气发电并举的趋势。分散风电、光伏发电、生物质沼气发电等分布式可再生能源发电技术和分布式燃气发电技术在国际上都已成熟,呈现不同分布式发电技术共同发展的趋势,各国根据不同的资源条件和产业基础选择各自不同的发展重点。分布式燃气发电的发展致力于发展下一代洁净、高效、可靠、经济的分布式发电技术,包括先进的燃气轮机、微型燃气轮机、内燃机、燃料电池和储能技术等,应用规模不断扩大,楼宇式分布式燃气发电成为重点。根据美国能源部规划,未来分布式燃气发电装机规模多在5MW以下,到2020年新建商用、写字楼类建筑采用小型冷热电联产达到50%,现有商用建筑采用小型冷热电联产达到15%。建立集成化设计、模块化衔接、功能化管理、商业化运营的分布式供能系统成为发展趋势。随着人们生活水平的提高,用户,特别是家庭、社区用户,对分布式能源系统个性化与智能化的需求越来越高。新技术、新能源形式的出现以及分布式供能系统的推广与应用,将推动提供设计、安装、运行、维修一体化保障的社会化服务体系的建立。随着可再生能源技术的不断发展和能源环境压力的不断增大,分布式电源开始向多能源互补的方向发展。在世界范围内,风能、水能、太阳能、生物质能等可再生能源与天然气等化石能源结合的多能源互补利用将成为分布式电源发展的趋势。

对于我们国家,发展分布式电源是提高可再生能源利用规模和传统能源利用效率的有效途径,分布式电源是未来电源的重要组成部分。发展分布式电源对于我国具有重要意义,发展分布式电源已经上升到国家战略高度,政府明确要求推动分布式电源发展。《2012年政府工作报告》中指出“发展智能电网和分布式能源”。全国能源工作会议将“积极推进分布式电源发展”列为2012年一项重点工作。《关于2012年深化经济体制改革重点工作意见》明确要求“促进形成分布式能源发电无歧视、无障碍上网新机制”。所以说发展分布式光伏发电,启动国内光伏发电市场是近期我国分布式电源发展重点。

分布电源面临的一个很大商业模式问题,没有一个非常好的商业运营模式。分布式电源的技术经济性与常规电源相比还有一定差距,现行能源价格体系未能全面反映分布式电源的环境友好性及常规化石能源的外部成本,因此近中期分布式电源具有较高的开发和利用成本,需要政府在社会可承受范围之内通过政策手段进行补贴,才能推动分布式电源的发展。在当前的技术经济条件下,分布式电源从开发到并网运行,成本都高于常规电源。如果没有额外的政策支持,现阶段分布式电源不具备与常规电源的市场竞争力。分布式电源成本分为三类。

分散式风电成本。根据我国陆上风能资源、建设条件和现有主流的兆瓦级风电机组、风电场运行管理等技术水平,目前陆上风电开发的成本在0.4-0.6元/千瓦时左右。分地区来看,东部沿海地区度电成本明显高于内地风电场。

分布式光伏成本。目前分布式光伏发电的发电成本基本在0.7-1.2元/千瓦时之间;青藏高原、内蒙、新疆等光照资源条件较好的地区在0.7-0.9元/千瓦时左右。重庆以及四川等部分地区的太阳能资源贫乏,在1.5元/千瓦时以上。

天然气分布式能源成本。根据全国发电用燃气平均价格2.43元/m3, 所发电力全部自用进行测算,目前天然气分布式能源度电成本0.80元左右,楼宇式分布式能源度电成本高于区域式分布式能源。

分布式电源接入电网将增加并网成本,包括接网成本、电网改造成本和接入系统方案设计费用等。其中,接网成本可根据产权分界点分为用户侧接网成本和电网侧接网成本。

接入380V的分布式电源成本为200-500元/千瓦,而接入10kV的分布式电源:150-800元/千瓦。

在国外,是如何解决分布电源的?国外普遍采用固定上网电价机制(FIT)或上网电价补贴(FIP),以高上网电价弥补高投资,或者鼓励自发自用,保障项目的经济性。电网企业收购光伏、风电等分布式发电量,超出市场电价部分,在终端销售电价中以可再生能源电价附加形式加以疏导解决。截至2012年底,世界上对光伏、风电等分布式电源实行固定上网电价机制或上网电价补贴机制的国家超过70个。以德国为例,德国自2000年首次实施《可再生能源法》(EEG)。《可再生能源法》的核心思想就是要求电网企业以政府规定的固定上网电价收购光伏等可再生能源上网电量。每四年进行一次大修,每次修订后都迎来了可再生能源的大发展。

并且德国针对分布式光伏发电实施激励政策。上网电价逐年下调,实施灵活总量控制。每年增长规模目标为250-350万千瓦,如果上年新增规模超过这一范围则增加电价下调幅度;自发自用实行“双价制”,上下网分开结算。用户从公共电网购电量执行销售电价,上网电量执行固定上网电价,购售关系简单;实行分类上网电价。根据项目容量和项目类型确定上网电价水平。随着光伏发电快速发展,电价调节频率不断加快,引导光伏发电成本不断下降。但由于上网电价调减速度跟不上光伏发电成本下降速度,导致近年来光伏发展远超政府目标。鼓励自发自用,实现度电价值最大化,也是德国解决分布式光伏高开发成本的重要途径。鼓励用户自发自用,可以尽量减少用户余电上网,实现度电价值最大化。德国将天然气分布式能源政策纳入热电联产政策统一考虑,也是通过上网电价补贴的形式弥补其较高的生产成本,电网企业支付的额外成本由随终端销售电价中征收的热电联产电价附加加以解决。


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