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探讨我国分布式能源发展现状及未来趋势

添加时间:2013-10-31 10:03:14 来源:中国能源报

       一、时代呼唤分布式能源

  美国学者杰里米·里夫金在《第三次工业革命》一书中指出,新能源是支撑第三次工业革命的关键因素,势必对各国能源战略产生重大影响。随着人类对能源的日益依赖,以及传统集中式供能弊端的暴露,寻求支撑人类文明进程的新型能源体系,已成为全球亟待解决的问题。

  目前,世界对能源的需求日益增加,电力系统结构的不断老化、环保问题、能源利用效率的瓶颈以及用户对电能质量的高标准要求,使得开发利用可再生能源、构建可持续能源系统成为近年来各国的共识与必然的发展趋势。与此同时,化石能源总量不断下降,核能的发展又在多方面受限,因此,发展分布式能源已成为世界各国的共同选择,成为全球能源发展的新方向。

  分布式能源系统是用洁净能源(天然气)、生物质(秸秆、沼气)、新能源(氢)和可再生能源(风、太阳能、小水利)等为一次能源,将规模不一的发电和供热、制冷等设备加以集成分散的方式布置在用户附近的能源系统,是一个就地取材,把材“吃光用尽”,同时供应冷、热、电甚至肥、水等的过程。

  纵观西方发达国家能源产业的发展过程,可以发现:它经历了从分布式供能到集中式供能,又到分布式供能方式的演变。造成这种现象不仅仅是由于生活水平提高的需求,而且也是集中式供能方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑,随着经济社会的发展,我国能源产业也将面临类似的问题。因此,虽然从目前能源产业的发展情况来看,集中式供能是我国能源系统发展的主要方向,但从长远看,构造一个集中式供能与分布式能源系统相结合的合理能源系统,增加电网的质量和可靠性,将为我国能源产业的发展打下坚实的基础。

  分布式能源的理念是“藏能于民”,即通过多种渠道来生产能源,通过分散式生产、大电网统筹的方式,实现能源的多渠道供应和多层次开发。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。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、分布式能源的优势

  分布式能源系统与大电网的合理结合将大大改善供电效率、供电质量、供电安全性,减轻环境污染,减轻不断增长的能源需求对电网造成的压力。分布式能源系统因其能源利用效率高,环境负面影响小,能源供应可靠性高和经济效益好的特点,被誉为“解决能源问题的金钥匙”,成为新型能源系统中的核心技术。

  1.能源利用效率高。分布式能源系统的能源利用率远远高于多数国家依靠大型主要电站,将电力从发电厂向终端用户单向传输的集中供电系统。从理论上说,“大机组、大电网、特高压”是高效率的,然而这仅仅是在能量转换环节和输送环节。如果从整个能源系统分析,结论并非如此。大火电机组虽然发电效率高,但是由于供热规模和供热半径的局限,发电余热无法利用,故其能源利用效率无法与分布式能源相比。发电厂最终只能将燃料能源燃烧产生的1/3热能转化成电能,而近50%的热能流失,传输环节损耗近10%的热能。由于分布式能源可用发电后介质的余热来制热、制冷,因此能源得以合理的梯级利用,用户可根据自己所需来向电网输电和购电,能源的利用效率达到80%以上,一些设计完善的分布式能源可以达到90%,甚至更高。

  2.输配损耗更低。分布式能源作为一种需求侧就近配置能源系统,不需要长距离输电,因此可降低网损(包括输电和配电网的网损)。例如,以8%-10%的输电网损计算,我国每年电力输送环节的网损就达3个三峡水电站全年的发电量。建在需求端的分布式能源由于避免了远距离的电网供能,并且可以减少电网故障造成的损失,因此将输电网损降低到最小。

  3.污染小,环保性强。据国家环保总局监测,目前我国在污染环境的各因素中,70%以上的总悬浮颗粒物,90%以上的SO2,60%以上的NOX,85%以上的矿物燃料生产的CO2均来自煤炭。与此同时,中国煤炭总量50%用于发电,发电总量的80%是使用燃煤,而发电燃煤污染占到所有污染的40%以上。而分布式能源是清洁能源利用的良好载体,分布式能源系统采用天然气做燃料或以氢气、太阳能、风能为能源,可减少有害物的排放总量,减轻环保的压力;大量的就近供电减少了大容量远距离高电压输电线的建设,由此减少了高压输电线的电磁污染;另外,由于实现了优质能源梯级合理利用,SO2和固体废弃物排放几乎为零,温室气体(CO2)减少50%以上,NOX减少80%,TSP减少95%。值得注意的是,更严格的污染排放标准及环保条例的执行也促进了分布式能源系统的推广。

  4.适合可再生能源的发展。目前,可再生能源的利用在能源结构中所占比例很少,其主要原因除了发电成本较高之外,还有资源的分散性与目前集中式发电模式的不匹配。相对于化石能源而言,可再生能源能流密度较低、分散性强,而且目前的可再生能源利用系统规模小、能源利用率较低,用于集中供能是不现实的,而包括太阳能、生物质能、风能、地热等无污染、零排放、绿色环保的可再生能源可以在分布式能源系统中推广利用,分布式能源系统为可再生能源利用的开辟了新的途径。


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