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張瑞卿:分布式能源發展國際視角與經驗

2019-09-19 16:34:21 中國能源網

張瑞卿:感謝主辦方的邀請!會議之前有很做同事和朋友我們交換名片。我先簡單介紹一下IEA國際能源署,中國目前不是國際能源署的成員國,根據國家能源局和國際能源署的工作方案,國家能源局委托電力規劃設計總院承擔了國際能源署中國聯絡辦公室的工作,所以我本人既是來自于中國聯絡辦公室,實際上最主要的身份,還是來自于電力規劃設計總院國際業務部。這是我們的身份。

今天我也是很榮幸代表聯絡辦公室將國際能源署在分布式能源的發展經驗和值得借鑒的一些觀點跟大家分享一下。在PPT之前我先簡單介紹一下,在17年的時候,國際能源署和咱們能源研究網共同組織編寫了《中國分布式能源前景展望》。在去年14屆武漢的分布式論壇上,當時我們聯絡辦公室的負責人何兆(音)主任對這個報告進行的介紹,那個更關注于中國分布式能源的發展。

今天我講講國際的發展經驗,偏重于可再生方面。我們也和巴黎的同事進行了溝通,我們把一些成果和簡單的觀點和大家共享一下。

我分三個部分,第一部分是分布式能源發展的驅動力和案例。經過一天的會議,各位專家、同事還有領導對于分布式能源發展驅動力其實已經很清楚了,我只是介紹一下國際能源署從技術角度考慮的觀點。

分布式能源在IEA的研究里把它叫做能源的系統集成的產物,系統集成表示跨不同地區和時間尺度的能源系統的優化,有助于提高系統的性能,降低成本和環境的影響,尤其在多領域耦合時這種體驗和價值。目前的發展也是受到經濟、技術、監管多種因素的驅動。能源集成系統相比國際在中國的發展突進,IEA也是界定模塊化、小規模的,典型的案例很多的專家都講了,電儲能、分布式太陽能光伏等等。這種分布式電力肯定能夠發揮不同能源的協同作用,從世界的發展前景來看,目前屋頂式的光伏在歐美國家非常流行,相比我們國家發展大規模的能源風電送出基地、光伏送出基地,在歐洲、美國這些國家,尤其歐盟,土地比較緊缺,不管是光伏還是太陽能,近幾年都是以分布式為主,分為商業和民用的,尤其在民用行業,有很多屋頂式的光伏,也產生了能源既是生產者也是消費者的概念。隨著儲能技術和智能電器的發展,結合分布式,也會改變能源生產和消費的方式。

驅動力,國際能源署的研究,他跟我們國內的觀點不太一樣,他講列舉式,可能和國內的研究思維習慣不是完全一樣。驅動力技術創新是第一驅動力,這也是未來解決很多分布式發展挑戰的關鍵,也是一個核心。

第二,大數據、物聯網,對于平衡電網的需求,電力系統所有者偏好的方面有很強的促進力。在能源服務市場新的模式方面,對于分布式投資者的吸引,就在于提高預期的收益,尤其在現在一些國家,上網電價補貼的政策下,前幾年明顯可以看出來,為分布式提供了可預測的收入來源。在一些零售電價比較高的地區,在歐美國家,完全實現電力市場化之后,一些時段電價是非常高的,在零售電價比較高的地區,分布式系統貼近于用戶側,收益比較好,造成系統回收期也比較短。

在歐美國家,他們環保和低碳清潔的意識,對于使用可持續產品的意愿比較強,生產者和消費者結合在一起,前兩年是國際上比較熱的概念。所以綜合來講,技術進步,政策激勵,消費者偏好,這種有機的結合,驅動著分布式能源的發展。

效益上顯而易見,尤其在初始的階段,分布式占比不高的時候,對安全可靠運行的挑戰不是很大。從目前大部分國家來看,分布式的發展在電網中的占比還是可控的狀態,隨著未來滲透率的逐漸增加,在系統的平衡上,安全調度上,可能還會有進一步的措施。

供應側接近需求,有助于減少輸配電損失,這也是分布式能源發展最吸引人的口號,熱點耦合,包括電力數據的雙向流向,都能提高電網的智能性,提高效率。分布式系統在商業模式上,除了它能夠提供供電質量,在商業模式上也提供了大量輔助電力市場的機會。分布式的應用可以提升局部電網和整個電力系統的彈性。

有一些案例,國內的案例可能更多,國際案例我講幾個,主要是這些案例具備什么特點,反映出分布式能源在一些領域獨特的前進。

第一個就是德國的特點,它就是一個傳統的和熱電聯產的耦合,實際上實現了一種傳統能源和可再生能源,生產和消費過程中一個有機的結合,滿足能源的需求。

歐洲這個鄉村,因為整個歐盟可再生能源,低碳能源轉型的目標都是比較宏大的,甚至于有時候是比較激進的。像這個村子都計劃到30年百分之百實現可再生電力。他用傳統的比較穩定的像生物氣、沼氣這種可再生能源,也用多動性的光伏和風電,所以說他通過一些比較先進的電網管理工具,像不同特性的可再生能源,通過分布式這種模式,實現了一種結合。

再看日本東京的城市綜合體,城市綜合體在北京、上海、廣州、深圳都有很多,像日本,在很多年前大地震,大規模停電,六滾木的綜合體自己自足就沒有停電。這個案例是很常見的,只是說我們用來驗證前面對于分布式系統的好處,可以通過事實有效的說明。從經濟性上,項目業主和燃氣公司成立合資企業,這樣就有很好的經濟上的可持續性。

南澳大利亞這個地方,澳大利亞南部光伏的資源是非常豐富的深藍色的條是南澳,人均可變可再生能源,是以屋頂光伏為主,人均裝機量遠高于其他洲,典型的負荷是3.3GW,這兩年風光的比例在大幅度的上升。它在技術標準、運行規范和市場方面下了工夫,進行了設計,通過這個模式來提高分布式的能源水平,使電力系統更具有彈性,更經濟。

美國紐約洲,美國很多的基礎設施是比較老化的,很多之前美國就提出改革能源政策。這幾年他通過提升整個區域的能源基礎設施,結合分布式能源,低于大的自然災害。

經過這么多分布式能源的案例,這幾年積累了大量的各個方面的案例,下一步分布式能源的發展其實在政策上是非常重要的,尤其市場的設計和政策的設計。現有的項目和實踐,也為市場和政策的設計提供了借鑒。主要是電網規劃運行、通訊與控制,評估和建模,機制協調、價格設計,對我們都有政策的啟示。在IEA今年10月份,將發布一個可再生能源的報告,我這次不能把很多的東西根據國際能源署的要求,還不能先展現出來,希望先做個廣告,請大家關注10月底將在國內發布的IEA可再生能源報告。為什么關注今年?這個報告是個年度報告,今年的熱點就是分布式太陽能光伏,根據國際能源署的判斷,分布式的光伏,包括屋頂光伏,分布式光伏是這幾年來發展最蓬勃的分布式能源之一。在這個報告中會對分布式光伏未來發展的量,和發展的政策、技術等方面做系統的預測和成果展示,所以將來還希望大家關注這個發布。如果在這個發布之后,各位有對這個報告感興趣,可以再聯系我們。

分布式能源的好處很多,成功案例也非常多,目前看來還是要去尋找專項的政策支持以及市場機制的設計。這是比較重要的幾個方面,只有有效的市場和政策環境,以及堅固各地的不同情況,再結合有競爭力的技術,才能真正實現分布式能源的發展。

下面我介紹一下全球可再生能源發展的潛力。IEA每年發布世界能源展望,這是17年的,其實我們有個18年的,每年的顯示方式不太一樣,這個更直觀一些。未來不論發達國家和發展中國家,從預測來看,到2040年遠期,各國可再生能源的增長都是能源需求中增量最大的一部分,遠高于化石能源的需求。從IEA預測來講它有兩個情景,未來二氧化碳排放量,按照現行的政策這個線會緩慢上升,如果達到可持續發展,提升能效是一部分,占36%的就是可再生能源的發展,剩下的就是技術。

可再生能源發展還是具有比較顯著的環境效益,從效果來看,這兩年可再生能源不光在電力,在供熱、交通等部門的份額都在上升。實際上在電力中間消費占比不到20%,所以供熱、交通等領域可再生能源的利用潛力還是非常巨大的。中國已經成為世界最大的可再生能源的消費者,絕對增長量包括短期預測上,增長量會超過歐盟的。像發展中國家的印度和巴西也在僅隨中國的腳步,可再生能源也在大規模的發展。

我們今年年初發布的國際能源署世界能源展望2018中,有這樣的一張圖,可以說明分布式發展的前景,不同發電技術裝機容量IEA預測,在未來可能將快速上升是太陽能的光伏和風能,IEA判斷太陽能光伏通過今年的統計來看,18年新太陽能光伏的一半已經是分布式的太陽能光伏。所以從遠期的效果來看,到2040年,可再生能源會占全球新增裝機能量的42%,投資占70%。光能和風能是可再生能源總發電量的37%。

前面已經提到了分布式的發展很成熟,成功案例也很多,未來的挑戰也很明顯,解決方案大家已經有了一個輪廓。另一方面在可再生能源來看,不管是IEA還是中國國內,其實都認為未來可再生能源還是會大規模的發展。可再生能源對于能源轉型,改善需求側的供應方面,都會有很好的作用。

我們講一下太陽能光伏的發展,前面我們也說到IEA新的報告提到,2019年可再生能源發展報告里面重點關注領域特別篇就是分布式太陽能光伏。在近幾年分布式光伏發展是非常迅猛的,18年IEA的統計,新增的分布式光伏中已經近一半是分布式光伏,不光是中國,包括在歐洲、美國這些國家,這幾年受到政策驅動和電力市場化經濟效益的驅動,分布式光伏都在突飛猛進。除了藍色是大規模的光伏之外,18年綠色和淺綠色,就是商業和居民分布式光伏已經占到一半,從全球的裝機總量來看,歐洲占據分布式光伏的40%。從成本來看,近幾年分布式光伏在快速下降,過去十年間,各類分布式光伏投資成本降幅達到了60%到80%,其中大部分都是來自于技術創新引起的組件成本的下降。

展望來看,因為分布式光伏的一些成果會在10月份發布報告中詳細的講,在世界范圍內,政策和補貼,監管是影響分布式光伏的重要因素。很多國家已經制定了宏偉的可再生能源目標,但是只有部分國家針對分布式光伏有了具體的目標,包括印度、阿聯酋、紐約、美國的一些洲。實際上這并不影響分布式光伏的發展,雖然沒有針對它自己的規劃,但是各國已經推出針對分布式光伏各種各樣的實施政策。IEA總結了一下大概是兩類,第一類針對生產側,就是投資有一些補貼,一次性的補貼,還是各種形式的稅費減免。

第二類是針對消費側和銷售側,全額的收購、余電上網等等,有了系統的政策。在商業化的前景下,分布式光伏系統更加經濟,有利于增加收益。因此IEA也預測,未來全球分布式光伏增長還會是以商業化的應用為主。從區域來看,其實全球都是分布式光伏的重要市場,中國、亞太、北美和歐洲要占到80%到90%左右。包括在非洲,分布式光伏是解決能源可及性很好的方案。




責任編輯: 中國能源網