陈柳钦

（中国能源经济研究院，北京，100733）

中国能源经济研究院（China Institute of Energy Economics，英文缩写：CIEE）是以中共中央机关报人民日报旗下传媒中国能源报为依托,在国家能源委员会和国家能源局的支持下建立的专业能源经济研究平台。中国能源经济研究院是全面研究中国能源经济问题的研究机构，致力于打造服务于国家能源战略决策、统筹协调、行业管理和企业发展的能源智库。

一

当今世界各国能源发展面临着结构、效率、安全和环境四大问题，分布式能源系统可能是一个有效的解决途径。所谓“分布式能源系统”（Distributed Energy System，简称 DES）是一种新型的能源综合利用系统。它以清洁燃料作为能源（包括可再生能源），以分布在用户端的发展热电冷联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充。与其他常规能源相比，分布式能源的优势在于：在节能降耗方面，目前的分布式能源主要以天然气为一次能源，通过燃气—蒸汽联合循环机组发电，利用发电后的尾部烟气余热、汽轮机排汽余热生产高温热媒水，用于制备生活热水和空调冷冻水。其用能方式是利用高品位能量发电、低品位能量继续发电和供热(供冷)，实现了优质能源的梯级合理综合利用，整个系统能源综合利用效率可达75%至90%，远高于常规燃煤机组的能源利用率。在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标，目前的分布式能源二氧化硫和固体废弃物排放几乎为零，二氧化碳减少60%以上，氮氧化物减少80%，占地面积与耗水量减少60%以上。在管理体系上，分布式能源系统依托智能化技术实现现场无人职守，通过社会化服务体系提供设计、安装、运行、维修一体化保障；各系统在低压电网和冷、热水管道上进行就近支援，互保能源供应的可靠。再者，分布式能源系统更加有利于清洁能源和可再生能源的推广。分布式能源系统有能源多样化特点，以天然气、煤层气或沼气为燃料的燃气轮机、内燃机、微型汽轮机发电、太阳能光伏发电，以天然气、氢气为燃料的燃料电池发电、生物质能发电、小型风力发电等都可以在分布式能源系统中推广利用。分布式能源实现多系统优化，将电力、热力、制冷与蓄能技术结合，实现多能源容错，将每一系统的冗余限制在最低状态，利用效率发挥到最大状态，以达到节约资金的最终目标。

表1  分布式能源系统的相关技术

作为21世纪科学用能的最佳方式，“分布式能源的发展利用”在30年间已逐渐得到世界各国的广泛重视。分布式能源系统是一种高效、节能、环保的用户端能源综合利用系统，分布式能源技术已成为世界能源技术的发展潮流。国际分布式能源联盟主席汤姆·卡斯顿曾说过：“分布式能源的革命即将发生，将像30年前发生的绿色革命一样产生深远的影响。而在这样一场革命中，最先认识到它的人将获得最大的收益。”分布式能源系统正成为全球电力行业和能源产业的重要发展方向。

二

作为一种高效的供能系统，分布式能源近年来在国际上发展迅速。各国政府克服种种阻碍，为分布式能源提供了一系列支持鼓励措施，为其发展创造了有利的环境。由于分布式能源的优势可以弥补集中式能源系统在效率和可靠性上的不足，将来的能源系统应当是分布式能源和集中式能源协同供应的能源系统，以及在分布式能源系统内部，各种能源的协同利用。分布式能源系统在欧洲已经有大规模的发展，尤其是丹麦、荷兰、芬兰等国，分布式能源的发展水平居世界领先水平。美国、加拿大、英国、澳大利亚等国在经历了大停电事故后也意识到了建立分布式能源系统的重要性，促使它们推进分布式能源系统的建立。分布式能源在各国电力市场中的比重也逐年增加。根据国际分布式能源联盟2006年的一份报告，分布式能源占电力市场的比例在丹麦已达到53%，在芬兰、德国、荷兰捷克已达38%，日本和印度分别达到14% 和18%。英国虽然目前只有7%，但伦敦为了争取2012年奥运会，特别制定了伦敦城市能源发展规划。而这一发展规划的核心之一就是大力发展分布式能源。

目前，丹麦和荷兰是分布式能源系统推广力度最大的两个国家，因此也成为各国效仿的榜样。在环保方面，与燃煤火电机组相比，分布式能源供能方式的二氧化硫和固体废弃物排放几乎为零，二氧化碳排放量减少50%以上，粉尘、二氧化硫、二氧化碳、废水废渣等排放也大大减少。根据美国能源部2020纲领的描述，在美国部分新建建筑采用分布式能源系统后，全国二氧化碳可以减排19％。目前，美国、欧洲和日本等国家的分布式能源已经极为普及，他们高效利用天然气、沼气、焦炉煤气等清洁资源进行热电冷联供，因地制宜地利用小水电资源、生物质资源及可再生能源，利用各种废弃的资源、能源来增加电力和其他能量供应。美国现已有6000多座区域能源站，荷兰40%的电力来自冷热电三联供系统，丹麦更是有能源总量的一半来自分布式能源。在欧美国家中早已步入大规模实施阶段的分布式能源阶段，分布式能源不仅被认为是解决能源瓶颈问题的有效方案。美国和西欧目前已基本不再建设大型电源及大型能源设施，正是这些依附于用户终端市场的能源梯级利用和资源综合利用设施，将他们的能源利用效率不断提高，排放不断减少，能源结构不断优化。奥巴马上台之后，一方面承诺减排温室气体，一方面大力发展以分布式能源和智能电网为核心的新能源革命。之所以美国能发展风电太阳能，能实现减排，最根本就在于美国已经建立了天然气的分布式能源系统，这个系统提供了一个非常强大的灵活的调节性，这种灵活的调节性就使美国能够快速高效地建起一个智能电网。国际上分布式能源系统主要以天然气资源为主，由于天然气管网的发展和天然气燃料的良好环保性能，以天然气为燃料的燃气蒸汽联合循环热电联产系统是目前分布式能源的主要形式。在世界饱受能源紧缺问题困扰的情况下，美国以及丹麦等欧洲国家近年来通过推广应用分布式能源系统，不仅大幅提高了能源效率，而且实现了能源独立，这种成功经验值得借鉴。

今年以来，美国和加拿大、英国、澳大利亚、丹麦和瑞典、意大利等国的相继发生的大停电事故，深刻说明传统能源供应形式存在着严重的技术缺陷，随着时代的发展，特别是信息社会的发展，已经不可能继续支撑人类文明的发展进程，必须加快信息时代的新型能源体系的建立，分布式能源是该体系的核心技术。

三

在中国，以建设资源节约型、环境友好型社会为目标的今天，分布式能源系统也越来越受到人们的重视。分布式能源技术是中国可持续发展的必须选择。中国人口众多，自身资源有限，按照目前的能源利用方式，依靠自己的能源是绝对不可能支撑13亿人的“全面小康”，使用国际能源不仅存在着能源安全的严重制约，而且也使世界的发展面临一系列新的问题和矛盾。中国必须立足于现有能源资源，全力提高资源利用效率，扩大资源的综合利用范围，而分布式能源无疑是解决问题的关键技术。分布式能源技术的发展，为中国与世界发达国家重新回归同一起跑线创造了一个新机遇，如同手机和家电一样，它有可能使中国依据市场优势迅速占据世界领先地位。

早在8-9 年前，分布式能源的概念就进入我国，我国学术界和业界就对分布式能源开始了深入地研究和实践，各地也先后建设了几十个分布式能源的项目。但政府和业内对分布式能源却争论不休。关于分布式能源的争论大多围绕并网、能效、供电质量、容量储备、燃料供应等问题。但这些争论主要集中并停留在技术层面，而忽略了三个重要的问题：（1）分布式能源可以为国家节约大量的发电和输配电投资。举个简单的例子，以8-10%的输电线损计算，我国每年输电线损达三个三峡水电站全年的发电量。建在用户端的分布式能源系统由于不需要通过电网供能，因此可以避免输电线损和节约大量的输配电投资。如考虑建设电厂的费用，节约的资金将更为惊人。另外，分布式能源系统的投资出自用户，而电厂和输配电投资出自国家。能节约线损和国家投资的事何乐而不为。（2）市场经济原则下的自由选择权利。能源安全有两层含义：国家能源安全和用户能源安全。国家能源安全体系应是对最终用户能源安全的保障。美国纽约多次大面积停电的事实，说明了集中供电系统的脆弱和对用户能源安全保障的不完整性。分布式能源系统实际上是对单一的集中供能系统的补充，它可以使用户更有效的计划能源消费和避免电网停电给自己带来的经济损失。在电网有供电的社会职责、却无断电赔偿责任的条件下，用户自由选择供能方式应是用户在市场经济原则下的基本权利。（3）分布式能源是国家电网的一种有益补充。从国家角度看，分布式能源系统的全面发展，与电力部门没有根本的利益冲突，而且在很大程度上可以减轻发电和输配电部门的压力，应视为集中供能的一种有益补充，特别是在电网无力覆盖的边远地区和其他公用事业领域。这一点在绝大多数国家都已得到了充分的验证。

分布式能源是最能体现节能、减排、安全、灵活多重优点的能源发展方式，是实现节能减排目标的重要途径。随着认识的深入和各界的推动，以高效能源梯级利用和环保为主要特点的分布式能源系统日益为相关部门、学者和业界所重视，各方亦在发展分布式能源的有益性和必要性方面逐渐达成了共识。《中华人民共和国节约能源法》第三十九条明确，国家鼓励发展下列通用节能技术：推广热电联产、集中供热；提高热电机组的利用率；发展热能梯级利用技术，热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术，提高热能综合利用率。原国家计委、原国家经贸委、建设部、国家环保总局《关于发展热电联产的规定》(计基础[2000]1268号)文件中明确提出：以小型燃气发电机组和余热锅炉等设备组成的小型热电联产系统，适用于厂矿企业、写字楼、宾馆、商场、医院、银行、学校等较分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保护环境、减少供电线损和应急突发事件等综合功能，在有条件的地区应逐步推广。在国家发展改革委《能源发展“十一五”规划》中，电力工业发展重点包括推进热电联产、热电冷联产和热电煤气多联供。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》将分布式供能技术作为与氢能、核能等并列的4项能源领域前沿技术，“十一五”期间部署了分布式供能专题进行重点研究。2006年7月国家发展和改革委等八部委联合发布《关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知》（发改环资[2006]1457号），在“区域热电联产工程”中明确“建设分布式热电联产和冷热电联供”，在配套措施内明确“研究并完善有关天然气分布式热电联产的标准和政策”，据2008年颁布的国家《可再生能源发展“十一五”规划》，将在我国建成50个绿色能源示范县，意在利用不同县不同的能源资源特点，利用电网延伸、风力发电、小水电、太阳能、沼气、生物质能源发电等，达到一个县的能源自给，不与工业争电。这也是分布式供能系统的利用方向，相关技术工程热物理所都已掌握。现在，分布式能源在中国已经由理论探讨进入工程开发阶段，发展方兴未艾。中国北京、上海、广州等地已有一批以油、气为燃料的分布式热电冷工程项目投入运行，例如：上海浦东国际机场能源中心4000kW燃气轮机热电联供项目，上海黄埔区中心医院1000kW燃气轮机热电联供项目，北京中关村软件园热、电、冷联产项目等各项目的实施和投运，取得了明显的经济、环保和社会效益。

尽管，中国分布式能源系统还处于起步阶段，尚未形成经济化的产业规模，但市场潜力大，发展非常快。从国家和社会的支持力度上可以看出这一产业的前景。2010年4月，国家能源局下发了《国家能源局关于对〈发展天然气分布式能源指导意见〉征求意见函》，明确提出：到2011年拟建设1000个天然气分布式能源项目；到2020年，在全国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机容量达到5000万千瓦，并拟建设10个具有各类典型特征的分布式能源示范区域。除此之外，国家还将在财税和金融等方面专门出台相关的扶持政策，并考虑在电价补贴、接入系统投资、节能奖励等方面给予优惠政策，制定和完善行业技术标准和并网运行管理体系，从而推动智能电网建设。国家能源局还表示，将加快编制可再生能源发展“十二五”规划和风电、太阳能、生物质能、页岩气等专项规划，上海等五个城市电动汽车充电设施发展规划。完善风电并网技术规划和调度办法，制定内蒙古、东北、新疆和东南沿海风电消纳方案等。据中国电机工程协会热电专业委员会统计，目前中国分布式能源装机已达500万千瓦，但由于国家缺少宏观层面规划以及相关并网政策和技术标准，分布式能源发展仍然面临缺乏规划、并网困难等诸多问题。如果该意见稿最终被相关部门采纳并纳入能源“十二五”规划，将是分布式能源首次进入国家级能源规划当中。2010年8月，国家电网已制订《分布式电源接入电网技术规定》，从技术层面为分布式发电接入电网扫清障碍。2010年12月2日，由中国节能协会和国际铜业协会（中国）共同发起的“中国分布式能源产业联盟”在京成立。作为国内首个与分布式能源相关的投资、研发、生产、经营和咨询业务的多个单位组成的非营利性组织，该联盟旨在整合及协调产业资源，进一步促进分布式能源及相关设备产业的升级和推广应用。中国节能协会副理事长、中国分布式能源产业联盟主任委员房庆表示，产业联盟成立后，将通过宣传培训、标准制定、政策研究、技术发展、产业规划等工作，推动中国分布式能源产业发展。2011年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确提出，促进分布式能源系统的推广应用。2011年4月，国家能源局就《分布式发电管理办法》征求意见，该办法将于年内出台，将通过资金补贴、多余电网向电网出售、赋予投资方电网设施产权等措施大力刺激分布式能源发展。我们预计“十二五”分布式能源将进入快速发展期。其中燃气冷热电联供、垃圾焚烧发电、余热余压发电等分布式能源将显著受益。我国未来需要在具备资源条件的城市发展天然气冷热电多联产、城市建筑光伏、中小城镇热电联产供热等多种分布式能源。按照我国分布式能源系统发展目标，到2020年，小水电将达到7500万千瓦，天然气多联产将达到5000万千瓦，小型风电将达到300万千瓦，城市建筑光伏将达到100万千瓦。

我们应该看到，分布式能源系统不仅是一种技术、一种能源利用方式，更是一项新兴的战略产业和经济发展重要的着力点。以热电冷联产为特色的分布式能源系统(DES)是实现低碳发展的重要途径之一，是中国继续和完成工业化、城市化的能源供应保障，也是促进天然气产业链上、中、下游均衡、快速、健康发展，推动中国加速一次能源结构转型的动力。要建成“统一坚强智能电网”并不能只靠国家电网公司来统一大家，而是要依靠众人的参与、支持、投入和创新，共同建立一种统一的理念。就像毛主席曾经说过的：人民群众有无限的创造力。他们可以组织起来，向一切可以发挥自己力量的地方和部门进军，向生产的深度和广度进军，替自己创造日益增多的福利事业。这就是智能电网应该遵循的基本法则。我们相信，只要我们以积极的态度，借鉴各国丰富的经验，依托分布式能源成熟的技术，根据我国的经济发展水平和不同应用领域的需要，冲破传统思想的束缚，我们就能克服发展道路上的技术和行业监管障碍，探索出一条符合中国国情的分布式能源发展道路，使分布式能源得到快速和健康的发展，从而使其真正成为集中供能方式的一种有益补充，为提高能效和节能减排做出贡献。在现有情况下，我国发展分布式能源应该试点先行，选择天然气供应稳定、电价承受能力强的地区优先发展，通过示范性项目，政府和企业共同在产业模式和合作机制上大胆探索。同时，健全法律法规及实施细则，逐步完善行业标准规范，积极推进技术研发，为分布式能源发展创造良好环境，积极鼓励、支持为分布式能源系统投资、规划、设计、建设、运行、维护等服务的能源投资、咨询和服务公司，培育一个具有国际竞争力的新兴产业，为分布式能源系统的发展提供坚实的保证。