1引言
近來由國務(wù)院研究室和國家能源局組成的調(diào)研組，在中國城市燃氣協(xié)會分布式能源專業(yè)委員會的協(xié)助下，對全國分布式能源發(fā)展情況進行了調(diào)研，這標志著在中國履步維艱的發(fā)展了近十年的天然氣分布式能源事業(yè)終于獲得了國家的高度重視，即將步入發(fā)展時期。此次調(diào)研使我們認識到發(fā)展天然氣分布式能源的必要性，同時也了解到目前遇到的問題和阻礙。
天然氣分布式能源是分散在用戶周邊的發(fā)電系統(tǒng)，同時又將發(fā)電后的余熱用來供蒸汽、采暖或制冷；通過對能源有效的梯級利用，使得一次能源利用率可達70%～90%，避免了傳統(tǒng)能源長距離輸電帶來的損耗。發(fā)電設(shè)備一般采用燃氣內(nèi)燃機、燃氣輪機或微燃機，余熱利用則采用余熱鍋爐、余熱溴化鋰直燃機等裝置。這樣一個簡單的理念，正在引領(lǐng)著世界能源系統(tǒng)的革命。20世紀，隨著人類的技術(shù)進步，世界發(fā)電裝機規(guī)模經(jīng)歷了一個由小到大的過程。到了20世紀末，這種趨勢幾乎走到了它的極限，已不能滿足人類進一步對提高能源效率和環(huán)保的要求，追求規(guī)模效益轉(zhuǎn)變?yōu)樽非笮б嬉?guī)模，高效、清潔的天然氣分布式能源回到用戶身邊將是本世紀能源發(fā)展的必然趨勢。
十幾年來，國外許多國家的天然氣分布式能源已有了長足的發(fā)展，而我國還處于起步階段。為了實現(xiàn)中國在節(jié)能減排方面對外的莊嚴承諾，國家即將出臺《新興能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，提出從2011年至2020年，將累計增加對新興能源產(chǎn)業(yè)投資達5萬億元，發(fā)展分布式能源也成為規(guī)劃的重要元素；國家能源局正在制定發(fā)展我國天然氣分布式能源的規(guī)劃和指標，一些電力、燃氣、石油等產(chǎn)業(yè)集團正在制定分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，紛紛成立各種形式的能源服務(wù)公司。種種跡象表明，天然氣分布式能源已越來越受到廣泛重視。為了保證我國分布式能源健康有序的發(fā)展，必須對天然氣分布式能源在國家能源整體結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略中的地位做出一個明確的定位。
2國內(nèi)外的發(fā)展狀況
2。1國外的發(fā)展
美國：2003年大停電及2004年至2005年的颶風(fēng)提升了人們對采用分布式能源的重視。2008年，美國有3374個分布式能源項目，總裝機容量為8520萬kW，占全國發(fā)電總裝機容量的8。6%，目標客戶群集中在大型工業(yè)企業(yè)和大型商業(yè)建筑：如大學(xué)（約300所），醫(yī)院（約170個），72個市區(qū)的分布式能源站。美國政府把進一步推進“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”的發(fā)展列為長遠發(fā)展規(guī)劃，并制定了明確的戰(zhàn)略目標：力爭2020年在50%的新建辦公樓或商用樓群中，采用“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式，將15%現(xiàn)有建筑的“供能系統(tǒng)”改建成“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式。美國能源部計劃在2010年削減460億美元國家電力投資，采取的辦法是加快分布式能源發(fā)展。
歐洲：據(jù)1997年資料統(tǒng)計，歐盟擁有9000多臺分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組，占歐洲發(fā)電總裝機容量的13%，其中工業(yè)系統(tǒng)中的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)裝機總?cè)萘砍^了33GW，約占熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機容量的45%，歐盟決定到2010年將其熱電聯(lián)產(chǎn)的比例增加1倍，提高到總發(fā)電比例的18%。丹麥對熱電工程給予低利率優(yōu)惠貸款；將環(huán)保所得稅作為投資款返還工商業(yè)；對工商業(yè)的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目發(fā)電價格給予補貼。法國對熱電聯(lián)產(chǎn)項目的初始投資給予15%的政府補貼。英國免除熱電聯(lián)產(chǎn)的氣候變化稅、免除商務(wù)稅，高質(zhì)量的熱電聯(lián)產(chǎn)項目可申請政府關(guān)于采用節(jié)約能源技術(shù)項目的補貼。荷蘭建立熱電聯(lián)產(chǎn)促進機構(gòu)、熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電量優(yōu)先上網(wǎng)。
日本：政府從立法、政府補助、建立示范工程、低利率融資以及給予建筑補助金等角度來促進能源開發(fā)及節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。對熱電聯(lián)產(chǎn)項目給予諸多減免稅。提出2萬m2以上新建筑設(shè)計，應(yīng)論證采用分布式能源項目的可能性。截至2009年天然氣分布式能源項目總數(shù)達8199個項目，總裝機已達938萬kW。
2。2國內(nèi)的發(fā)展情況
十幾年來，我國已建了約40多個天然氣分布式能源項目。約半數(shù)在運行，半數(shù)因電力并網(wǎng)、效益或技術(shù)等問題處于停頓狀態(tài)。較為成功的案例有上海浦東機場項目（4MW）、廣州大學(xué)城項目（150MW）、北京燃氣集團大樓項目（1。2MW）；北京火車南站項目（3MW，兇發(fā)電尚未并網(wǎng)，燃氣內(nèi)燃機尚未投用，只有污水源熱泵在運行）。
國家在若干個文件中提出對分布式能源的鼓勵，但是尚沒有實施細則。地方只有上海市分別于2004年和2008年出臺了鼓勵政策：對分布式能源系統(tǒng)給予1000元/kW的補貼，以及低氣價、免設(shè)備進口稅和支持電力并網(wǎng)等方面的鼓勵。
2010年4月，國家能源局下發(fā)了《國家能源局關(guān)于對（發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見）征求意見的函》，明確提出：到2011年擬建設(shè)1000個天然氣分布式能源項目；到2020年，在全國規(guī)模以上城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機容量達到5000萬kW，并擬建設(shè)10個左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域。
同年7月，國家能源局油氣司司長張玉清在“2010中國分布式能源研討會”上表示，要因地制宜規(guī)范發(fā)展分布式能源，結(jié)合分布式能源本身特點，確定合理規(guī)模，在經(jīng)濟發(fā)達、天然氣資源有保證的大中城市，做到試點先行，優(yōu)先發(fā)展。要通過分布式能源示范工程，政府和企業(yè)共同努力打破行業(yè)界限，逐步完善行業(yè)標準規(guī)范，出臺鼓勵政策，為天然氣分布式能源發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。
對于分布式能源面臨快速增長的商機，國家電力、石油、燃氣、熱力等能源行業(yè)的龍頭企業(yè)備受鼓舞，許多企業(yè)都制定了相關(guān)規(guī)劃，積極籌建試點項日。中國華電集團新能源公司已有幾十個項目在開發(fā)。中國廣東核電集團，已成立了中廣核節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，計劃在近年內(nèi)在分布式能源項目上投資100億元；中國南方電網(wǎng)也成立了旨在投資分布式能源的節(jié)能服務(wù)公司、重慶燃氣集團已與法國蘇伊士公司合資成立了重慶中法能源服務(wù)公司、中海油的新能源公司也正在積極準備大規(guī)模進軍天然氣分布式能源市場。
3在我國發(fā)展天然氣分布式能源的意義
我國政府明確承諾在2020年碳減排降低40%～45%的目標，但如果不采取加速發(fā)展天然氣，盡可能減少對煤炭的過度依賴，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大規(guī)模提高能效等措施，是不可能實現(xiàn)這個承諾的。
推廣天然氣分布式能源意義重大，但是由于天然氣價格過高，即使對天然氣的梯級利用和節(jié)能減排所帶來的效益顯著，所發(fā)電的電價也很難與未考慮環(huán)境成本的煤電上網(wǎng)電價相比較。如果站在能源戰(zhàn)略的層面能綜合考慮它所帶來的效益，將使國家有關(guān)部門進一步認識到支持天然氣分布式能源發(fā)展的必要性，和它所帶來的巨大的附加經(jīng)濟效益。天然氣分布式能源的綜合效益體現(xiàn)在：
3。1天然氣高效利用的效益
根據(jù)國家“十二五”能源規(guī)劃，到2015年天然氣消耗增加到2600億m3/a，占一次能源8%以上。這相當于每年增加300億m3/a，約合0。39億當量標煤/a，但我國的工業(yè)化和城市化每年會增加1億多當量標煤/a的能源需求。如采用天然氣分布式能源，能源利用率可增加一倍以上，即能夠替代相當于0。8億當量標煤/a的煤炭。這樣，從2011年到2020年，隨著這種替代的持續(xù)增長，中國煤炭的年增消耗量將會逐年減少。
3。2將成為電網(wǎng)調(diào)峰的主力
由于天然氣分布式能源項目只需要少量投資增加供冷供熱的調(diào)峰設(shè)備（如燃氣發(fā)電機與直燃機對接型三聯(lián)供項目，只要在直燃機上增加補燃的燃燒器；如燃氣熱電項目只需加裝調(diào)峰用的燃氣鍋爐等）便可成為可中斷、可調(diào)節(jié)的發(fā)電系統(tǒng)，為周邊提供冷熱電的同時還可以為電網(wǎng)調(diào)峰。我國將大規(guī)模建設(shè)風(fēng)電、太陽能和核電這些不可調(diào)節(jié)的發(fā)電項目，原計劃投入巨額資金建設(shè)大型抽水蓄能電站和燃氣調(diào)峰電廠（事實上，規(guī)劃的大型燃機調(diào)峰電廠，由于每次啟停使設(shè)備折壽達幾十個小時，用于電網(wǎng)的日峰調(diào)節(jié)是不合適的；抽水蓄能以4度電換3度電，不儀小肖能，而且建設(shè)成本很高），最終這些投資也會分攤到銷售電價中。如果配合電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃有計劃的大規(guī)模發(fā)展天然氣分布式能源，完全可以取代大部分大型調(diào)峰電廠，節(jié)省國家大量投資，有效地降低電網(wǎng)的運行成本。
3。3對增強供電安全性的貢獻
天然氣輸送不受氣候的影響，而且一定程度上可以就地儲存（LNG儲氣庫及地上或地下的CNG儲氣庫），因此城市或區(qū)域配有一定規(guī)模天然氣分布式能源供電系統(tǒng)較單純依賴大電網(wǎng)供電系統(tǒng)具有更高的安全性。2008年，南方大規(guī)模冰雪災(zāi)害造成直接經(jīng)濟損失1516。5億元，其中很大一部分是由于電網(wǎng)大規(guī)模癱瘓造成的。電力專家指出了在災(zāi)害下電力系統(tǒng)存在的問題：a）重視主干電網(wǎng)建設(shè)，忽視地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)；b）發(fā)展大電源，忽視了分布式電源建設(shè)。貴陽和南昌在一片黑暗中僅有的亮光源于已被勒令關(guān)閉的分布式熱電廠，如果使電網(wǎng)的抵御災(zāi)害天氣能力提高到50年一遇，電力設(shè)備建設(shè)造價就要翻8倍，因此單純依賴增強電網(wǎng)來抵御天災(zāi)是不現(xiàn)實的；c）不能重視跨區(qū)供電而忽視就地供電（跨區(qū)依賴于電網(wǎng)安全和煤的運輸）；d）不能一味依賴火力發(fā)電。目前國內(nèi)許多城市，特別是沿海經(jīng)濟發(fā)達的城市對節(jié)能減排和大氣環(huán)境的要求越來越高，燃煤電廠的建設(shè)放緩或停止或拆除，隨之而來的是城市供電系統(tǒng)的安全問題。電力專家認為，一個城市，特別是大城市，為保證其供電系統(tǒng)的安全性，白發(fā)電能力至少應(yīng)超過25%。因此只有大力發(fā)展天然氣分布式能源才是最好的選擇。
3。4為天然氣系統(tǒng)調(diào)峰
天然氣分布式能源除了能起到為電網(wǎng)凋峰的作用外，還可以為城市乃至全國的天然氣輸配系統(tǒng)的季節(jié)性調(diào)峰做出貢獻。天然氣的供應(yīng)跟季節(jié)和天氣變化關(guān)系比較大，前幾年出現(xiàn)天然氣短缺的現(xiàn)象，多數(shù)跟季節(jié)和天氣變化有關(guān)。目前兩湖地區(qū)天然氣負荷的季節(jié)性峰谷差是2：1左右，華北地區(qū)峰谷差達到7：1左右，北京峰谷差在10：1左右。峰谷差越大，對于天然氣的保供難度也越大。在“十二五”期間，中石油規(guī)劃了10座儲氣庫，工作氣量達到224億m3，預(yù)計至少需要500億元的投資，大部分將朋于季節(jié)性調(diào)峰。如果在天然氣的負荷區(qū)大規(guī)模發(fā)展分布式能源，消減了城市以至國內(nèi)天然氣供應(yīng)的季節(jié)性峰谷差，因此不僅增加了供氣系統(tǒng)的安全性，還可以大規(guī)模減少天然氣地下儲氣庫的建設(shè)規(guī)模，進而減少投資。
3。5案例分析：優(yōu)化北京能源結(jié)構(gòu)，合理配置天然氣和電力系統(tǒng)
2010年北京天然氣供應(yīng)近70億m3，近80%只在冬季用于燒鍋爐供暖。如此珍貴的能源用于提供低品位的供熱所帶來的經(jīng)濟損失暫且不說，天然氣生產(chǎn)不可能是季節(jié)性的，需要投資幾十億元建設(shè)地下儲氣庫來滿足天然氣的季節(jié)性調(diào)峰的需求。另一方面，北京2010年夏季最高電負荷超過1500萬kW，約40%用于電空調(diào)，給電網(wǎng)帶來巨大的壓力，為保證電網(wǎng)調(diào)峰的電力裝機投資需要幾百億元。如果在北京大規(guī)模發(fā)展天然氣分布式能源，不僅在夏季大幅度增加了天然氣用量，所發(fā)電力補充了電網(wǎng)，發(fā)電的余熱制冷又可以大規(guī)模降低空調(diào)對電力的需求。按規(guī)劃，2020年北京天然氣供應(yīng)量將達260億m3，電力將達3000萬kW，北京目前以每年新增建筑面積約為4000萬m3，設(shè)想如果屆時北京天然氣分布式能源總發(fā)電裝機達到1000萬kW，北京市的天然氣管網(wǎng)和系統(tǒng)全年利用率可從目前的不到30%增至40%以上，電力負荷需求可降至2500萬kW，北京電網(wǎng)的自發(fā)電可增至近45%。這將大大地增強了北京電網(wǎng)的安全性，同時大規(guī)模降低了輸電的電網(wǎng)建設(shè)成本和長距離輸電造成的電力線損。
3。6與可再生能源和常規(guī)能源整合，建立區(qū)域優(yōu)化智慧能源系統(tǒng)
區(qū)域智慧能源系統(tǒng)將成為我國工業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)和城鎮(zhèn)建設(shè)能源系統(tǒng)的最佳選擇。在區(qū)域能源一體化、最優(yōu)化和智能化的理念上建立起來的智慧能源系統(tǒng)使分布能源、新能源與傳統(tǒng)能源合理的結(jié)合起來，在保證經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上最大限度地實現(xiàn)了節(jié)能減排。天然氣分布式能源在整個智慧能源系統(tǒng)中起著粘合劑和調(diào)節(jié)劑的作用。它不僅自身節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟，同時還具有可調(diào)節(jié)和可中斷的特點，可以為常規(guī)能源和可再生能源調(diào)峰，使整個能源體系實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最佳配置。“十二五”期間將建設(shè)上千的新城和開發(fā)區(qū)，新城的綜合商務(wù)區(qū)，工業(yè)和技術(shù)開發(fā)區(qū)將是天然氣分布式能源發(fā)展的重點，只要能夠解決政策和能源價格結(jié)構(gòu)的問題，天然氣分布式能源將大有可為。
3。7節(jié)能和環(huán)保效益（碳稅、CDM等）
如果天然氣分布式能源總裝機容量達到1。1億kWh，發(fā)電量增至0。5萬億kWh/a～0。6萬億kWh/a，在公布的“十二五”能源規(guī)劃方案基礎(chǔ)上，可使2015年總能耗減少1。5億當量標煤/a，少耗煤2億t/a，C02排放減少約6億t/a，并且可以節(jié)省0。3億kwh/a左右在兩部燃煤發(fā)電和向東部輸送的投資費用，并帶動新的低碳產(chǎn)業(yè)群的發(fā)展。由于大規(guī)模的減碳，通過CDM機制或可能實施的碳稅機制，使天然氣分布式能源有可能獲得附加收益。
4天然氣分布式能源在中國發(fā)展的基本形式
天然氣分布式能源項目主要分為樓宇式和區(qū)域式兩種。相比之下，樓宇式項目的經(jīng)濟性會受到負荷的變化的負面影響（如辦公樓下班后負荷很低）。區(qū)域性項目有較大互補性負荷，建設(shè)規(guī)模大（一般從幾千千瓦到幾十萬千瓦），系統(tǒng)能效高、單位千瓦造價低，經(jīng)濟性較好。城鎮(zhèn)化是今后幾十年我國的經(jīng)濟發(fā)展的重要模式，同時工業(yè)發(fā)展主要集中在城市的工業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)，因此區(qū)別于國外，天然氣分布式能源在我國的發(fā)展特點將是以區(qū)域為主，樓宇式為輔。
5發(fā)展天然氣分布式能源遇到的主要問題及討論
5。1電力市場開放
現(xiàn)行的電力體制是阻礙天然氣分布式能源發(fā)展的最主要的問題。輸配沒有分開，電網(wǎng)公司既是電網(wǎng)的運營商又是電力銷售的受益者，本身不是一個中立的公共電力輸送平臺。根據(jù)我國電力法有關(guān)規(guī)定“供電企業(yè)在批準的供電營業(yè)區(qū)內(nèi)向用戶供電”，“一個供電營業(yè)區(qū)內(nèi)只設(shè)一個供電營業(yè)機構(gòu)”，“供電營業(yè)機構(gòu)持《供電營業(yè)許可證》向工商行政管理部門申請領(lǐng)取營業(yè)執(zhí)照，方可營業(yè)”等，這些規(guī)定限制了分布式能源項目業(yè)主將多余電力出售給其他用戶。目前，電監(jiān)會正在全國開展電力直供的試點，但電力直供只限于一個大的發(fā)電廠與大用戶之間的直供，尚不能應(yīng)用在分布能源項目上。也就是說，一個法人建設(shè)的項目只能自發(fā)自用，不能向周邊的其他法人出售其多余電力。目前國內(nèi)最看好的是在大型綜合商業(yè)區(qū)和工業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)分布能源項目。這類項目產(chǎn)出的冷、熱和蒸汽可以在整個園區(qū)銷售，而電力卻不能；唯一的途徑是將電力以當?shù)厝济簶藯U上網(wǎng)電價賣給電網(wǎng)公司，致使項目不具備經(jīng)濟性。
5。2電力并網(wǎng)和統(tǒng)一規(guī)劃
目前，主要是體制和利益的問題，也有部分技術(shù)原因，電網(wǎng)公司一般不歡迎分布式能源項目并網(wǎng)。即使同意并網(wǎng)，也將項目的發(fā)電容量限制在接入點上級變電站單臺主變?nèi)萘康?0%，且不應(yīng)超過主變最大負荷的25%。此規(guī)定嚴重的阻礙了分布式能源項目的建設(shè)規(guī)模和經(jīng)濟性。如上所述，大量的分布式能源項目并網(wǎng)不但可以為電網(wǎng)調(diào)峰而且可以增加電網(wǎng)的安全性。華電廣州大學(xué)城的分布式能源項目在亞運會期間為電網(wǎng)承擔黑啟動的備用功能，同時夏季三個月被要求為電網(wǎng)調(diào)峰。南方電網(wǎng)公司將其調(diào)峰期間的電價增加了0。10元/kWh。電網(wǎng)公司不應(yīng)拒絕或被動的接受分布式能源并網(wǎng)，而應(yīng)該在電網(wǎng)規(guī)劃中考慮分布式能源項目的建設(shè)，以增強電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全性。
5。3項目的經(jīng)濟性
由于天然氣價格過高，其電價又要與煤電的上網(wǎng)電價競爭，因此盡管節(jié)能效益顯著，項目的經(jīng)濟性對投資者還是不具備吸引力。事實上，項目所發(fā)的是就近使用的電，不應(yīng)與經(jīng)過長途輸送的燃煤電力的電價同等待遇。如果能采用一種公平交易方式，即以電網(wǎng)公司售給項目周邊用戶的售電電價為基準，再向電網(wǎng)繳納相應(yīng)的容量備用費，這樣將使大量的分布式能源項目將獲得發(fā)展的空間。天然氣分布式能源在節(jié)能減排和改善大氣環(huán)境方面貢獻顯著，理應(yīng)獲得相應(yīng)的激勵。另一方面，天然氣分布能源在電網(wǎng)調(diào)峰、天然氣季節(jié)性調(diào)峰、城市能源安全和構(gòu)造區(qū)域智慧能源系統(tǒng)等方面的還有許多附加的重要貢獻，政府有關(guān)部門應(yīng)綜合考慮它的戰(zhàn)略定位和在總體能源結(jié)構(gòu)所發(fā)揮的作用，綜合評價它對我國經(jīng)濟體系的貢獻，制定相應(yīng)的鼓勵政策和財政補貼政策，促進其健康有序的發(fā)展。
6結(jié)語
要實現(xiàn)節(jié)能減排不僅需要采用新型能源技術(shù)，更重要的是必須有一個合理的能源結(jié)構(gòu)，天然氣分布式能源技術(shù)在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)方面的作用是巨大的。發(fā)展天然氣分布式能源的意義不僅是對天然氣的高效利用，由于它的燃料可管輸可儲存，它本身又具有可調(diào)節(jié)和可中斷的特點，對水電、太陽能、風(fēng)能、熱泵和核能等不可中斷或不可調(diào)節(jié)的能源可以提供重要的支持和調(diào)節(jié)作用。
天然氣分布能源不僅對實現(xiàn)節(jié)能減排具有非常重要的作用，而且通過對全國和區(qū)域能源系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃，它的加入可以使能源系統(tǒng)更安全，少建設(shè)幾千萬千瓦的調(diào)峰電廠，少上百億立方米的天然氣地下儲蓄庫，減少幾百億元長距離輸電的電網(wǎng)投資，以這種先進的生產(chǎn)方式拉動幾千億元的投資內(nèi)需。如果算總賬，國家加大支持天然氣分布式能源發(fā)展的力度是絕對劃得來的。
國家、地方和電網(wǎng)公司應(yīng)在引入天然氣分布式能源理念和技術(shù)的基礎(chǔ)上，重新規(guī)劃國家和區(qū)域的能源系統(tǒng)?？紤]到天然氣分布式能源對我國能源系統(tǒng)優(yōu)化的貢獻，如能出臺相應(yīng)的鼓勵政策、開放電力市場、解決電力接入等問題，提出稅收和財政的鼓勵政策，天然氣分布式能源的大發(fā)展即在眼前，它將會對我國的宏觀經(jīng)濟發(fā)展做出重要貢獻。
近來由國務(wù)院研究室和國家能源局組成的調(diào)研組，在中國城市燃氣協(xié)會分布式能源專業(yè)委員會的協(xié)助下，對全國分布式能源發(fā)展情況進行了調(diào)研，這標志著在中國履步維艱的發(fā)展了近十年的天然氣分布式能源事業(yè)終于獲得了國家的高度重視，即將步入發(fā)展時期。此次調(diào)研使我們認識到發(fā)展天然氣分布式能源的必要性，同時也了解到目前遇到的問題和阻礙。
天然氣分布式能源是分散在用戶周邊的發(fā)電系統(tǒng)，同時又將發(fā)電后的余熱用來供蒸汽、采暖或制冷；通過對能源有效的梯級利用，使得一次能源利用率可達70%～90%，避免了傳統(tǒng)能源長距離輸電帶來的損耗。發(fā)電設(shè)備一般采用燃氣內(nèi)燃機、燃氣輪機或微燃機，余熱利用則采用余熱鍋爐、余熱溴化鋰直燃機等裝置。這樣一個簡單的理念，正在引領(lǐng)著世界能源系統(tǒng)的革命。20世紀，隨著人類的技術(shù)進步，世界發(fā)電裝機規(guī)模經(jīng)歷了一個由小到大的過程。到了20世紀末，這種趨勢幾乎走到了它的極限，已不能滿足人類進一步對提高能源效率和環(huán)保的要求，追求規(guī)模效益轉(zhuǎn)變?yōu)樽非笮б嬉?guī)模，高效、清潔的天然氣分布式能源回到用戶身邊將是本世紀能源發(fā)展的必然趨勢。
十幾年來，國外許多國家的天然氣分布式能源已有了長足的發(fā)展，而我國還處于起步階段。為了實現(xiàn)中國在節(jié)能減排方面對外的莊嚴承諾，國家即將出臺《新興能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》，提出從2011年至2020年，將累計增加對新興能源產(chǎn)業(yè)投資達5萬億元，發(fā)展分布式能源也成為規(guī)劃的重要元素；國家能源局正在制定發(fā)展我國天然氣分布式能源的規(guī)劃和指標，一些電力、燃氣、石油等產(chǎn)業(yè)集團正在制定分布式能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，紛紛成立各種形式的能源服務(wù)公司。種種跡象表明，天然氣分布式能源已越來越受到廣泛重視。為了保證我國分布式能源健康有序的發(fā)展，必須對天然氣分布式能源在國家能源整體結(jié)構(gòu)和戰(zhàn)略中的地位做出一個明確的定位。
2國內(nèi)外的發(fā)展狀況
2。1國外的發(fā)展
美國：2003年大停電及2004年至2005年的颶風(fēng)提升了人們對采用分布式能源的重視。2008年，美國有3374個分布式能源項目，總裝機容量為8520萬kW，占全國發(fā)電總裝機容量的8。6%，目標客戶群集中在大型工業(yè)企業(yè)和大型商業(yè)建筑：如大學(xué)（約300所），醫(yī)院（約170個），72個市區(qū)的分布式能源站。美國政府把進一步推進“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”的發(fā)展列為長遠發(fā)展規(guī)劃，并制定了明確的戰(zhàn)略目標：力爭2020年在50%的新建辦公樓或商用樓群中，采用“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式，將15%現(xiàn)有建筑的“供能系統(tǒng)”改建成“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)”模式。美國能源部計劃在2010年削減460億美元國家電力投資，采取的辦法是加快分布式能源發(fā)展。
歐洲：據(jù)1997年資料統(tǒng)計，歐盟擁有9000多臺分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組，占歐洲發(fā)電總裝機容量的13%，其中工業(yè)系統(tǒng)中的分布式熱電聯(lián)產(chǎn)裝機總?cè)萘砍^了33GW，約占熱電聯(lián)產(chǎn)總裝機容量的45%，歐盟決定到2010年將其熱電聯(lián)產(chǎn)的比例增加1倍，提高到總發(fā)電比例的18%。丹麥對熱電工程給予低利率優(yōu)惠貸款；將環(huán)保所得稅作為投資款返還工商業(yè)；對工商業(yè)的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目發(fā)電價格給予補貼。法國對熱電聯(lián)產(chǎn)項目的初始投資給予15%的政府補貼。英國免除熱電聯(lián)產(chǎn)的氣候變化稅、免除商務(wù)稅，高質(zhì)量的熱電聯(lián)產(chǎn)項目可申請政府關(guān)于采用節(jié)約能源技術(shù)項目的補貼。荷蘭建立熱電聯(lián)產(chǎn)促進機構(gòu)、熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電量優(yōu)先上網(wǎng)。
日本：政府從立法、政府補助、建立示范工程、低利率融資以及給予建筑補助金等角度來促進能源開發(fā)及節(jié)能事業(yè)的發(fā)展。對熱電聯(lián)產(chǎn)項目給予諸多減免稅。提出2萬m2以上新建筑設(shè)計，應(yīng)論證采用分布式能源項目的可能性。截至2009年天然氣分布式能源項目總數(shù)達8199個項目，總裝機已達938萬kW。
2。2國內(nèi)的發(fā)展情況
十幾年來，我國已建了約40多個天然氣分布式能源項目。約半數(shù)在運行，半數(shù)因電力并網(wǎng)、效益或技術(shù)等問題處于停頓狀態(tài)。較為成功的案例有上海浦東機場項目（4MW）、廣州大學(xué)城項目（150MW）、北京燃氣集團大樓項目（1。2MW）；北京火車南站項目（3MW，兇發(fā)電尚未并網(wǎng)，燃氣內(nèi)燃機尚未投用，只有污水源熱泵在運行）。
國家在若干個文件中提出對分布式能源的鼓勵，但是尚沒有實施細則。地方只有上海市分別于2004年和2008年出臺了鼓勵政策：對分布式能源系統(tǒng)給予1000元/kW的補貼，以及低氣價、免設(shè)備進口稅和支持電力并網(wǎng)等方面的鼓勵。
2010年4月，國家能源局下發(fā)了《國家能源局關(guān)于對（發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見）征求意見的函》，明確提出：到2011年擬建設(shè)1000個天然氣分布式能源項目；到2020年，在全國規(guī)模以上城市推廣使用分布式能源系統(tǒng)，裝機容量達到5000萬kW，并擬建設(shè)10個左右各類典型特征的分布式能源示范區(qū)域。
同年7月，國家能源局油氣司司長張玉清在“2010中國分布式能源研討會”上表示，要因地制宜規(guī)范發(fā)展分布式能源，結(jié)合分布式能源本身特點，確定合理規(guī)模，在經(jīng)濟發(fā)達、天然氣資源有保證的大中城市，做到試點先行，優(yōu)先發(fā)展。要通過分布式能源示范工程，政府和企業(yè)共同努力打破行業(yè)界限，逐步完善行業(yè)標準規(guī)范，出臺鼓勵政策，為天然氣分布式能源發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境。
對于分布式能源面臨快速增長的商機，國家電力、石油、燃氣、熱力等能源行業(yè)的龍頭企業(yè)備受鼓舞，許多企業(yè)都制定了相關(guān)規(guī)劃，積極籌建試點項日。中國華電集團新能源公司已有幾十個項目在開發(fā)。中國廣東核電集團，已成立了中廣核節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，計劃在近年內(nèi)在分布式能源項目上投資100億元；中國南方電網(wǎng)也成立了旨在投資分布式能源的節(jié)能服務(wù)公司、重慶燃氣集團已與法國蘇伊士公司合資成立了重慶中法能源服務(wù)公司、中海油的新能源公司也正在積極準備大規(guī)模進軍天然氣分布式能源市場。
3在我國發(fā)展天然氣分布式能源的意義
我國政府明確承諾在2020年碳減排降低40%～45%的目標，但如果不采取加速發(fā)展天然氣，盡可能減少對煤炭的過度依賴，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大規(guī)模提高能效等措施，是不可能實現(xiàn)這個承諾的。
推廣天然氣分布式能源意義重大，但是由于天然氣價格過高，即使對天然氣的梯級利用和節(jié)能減排所帶來的效益顯著，所發(fā)電的電價也很難與未考慮環(huán)境成本的煤電上網(wǎng)電價相比較。如果站在能源戰(zhàn)略的層面能綜合考慮它所帶來的效益，將使國家有關(guān)部門進一步認識到支持天然氣分布式能源發(fā)展的必要性，和它所帶來的巨大的附加經(jīng)濟效益。天然氣分布式能源的綜合效益體現(xiàn)在：
3。1天然氣高效利用的效益
根據(jù)國家“十二五”能源規(guī)劃，到2015年天然氣消耗增加到2600億m3/a，占一次能源8%以上。這相當于每年增加300億m3/a，約合0。39億當量標煤/a，但我國的工業(yè)化和城市化每年會增加1億多當量標煤/a的能源需求。如采用天然氣分布式能源，能源利用率可增加一倍以上，即能夠替代相當于0。8億當量標煤/a的煤炭。這樣，從2011年到2020年，隨著這種替代的持續(xù)增長，中國煤炭的年增消耗量將會逐年減少。
3。2將成為電網(wǎng)調(diào)峰的主力
由于天然氣分布式能源項目只需要少量投資增加供冷供熱的調(diào)峰設(shè)備（如燃氣發(fā)電機與直燃機對接型三聯(lián)供項目，只要在直燃機上增加補燃的燃燒器；如燃氣熱電項目只需加裝調(diào)峰用的燃氣鍋爐等）便可成為可中斷、可調(diào)節(jié)的發(fā)電系統(tǒng)，為周邊提供冷熱電的同時還可以為電網(wǎng)調(diào)峰。我國將大規(guī)模建設(shè)風(fēng)電、太陽能和核電這些不可調(diào)節(jié)的發(fā)電項目，原計劃投入巨額資金建設(shè)大型抽水蓄能電站和燃氣調(diào)峰電廠（事實上，規(guī)劃的大型燃機調(diào)峰電廠，由于每次啟停使設(shè)備折壽達幾十個小時，用于電網(wǎng)的日峰調(diào)節(jié)是不合適的；抽水蓄能以4度電換3度電，不儀小肖能，而且建設(shè)成本很高），最終這些投資也會分攤到銷售電價中。如果配合電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃有計劃的大規(guī)模發(fā)展天然氣分布式能源，完全可以取代大部分大型調(diào)峰電廠，節(jié)省國家大量投資，有效地降低電網(wǎng)的運行成本。
3。3對增強供電安全性的貢獻
天然氣輸送不受氣候的影響，而且一定程度上可以就地儲存（LNG儲氣庫及地上或地下的CNG儲氣庫），因此城市或區(qū)域配有一定規(guī)模天然氣分布式能源供電系統(tǒng)較單純依賴大電網(wǎng)供電系統(tǒng)具有更高的安全性。2008年，南方大規(guī)模冰雪災(zāi)害造成直接經(jīng)濟損失1516。5億元，其中很大一部分是由于電網(wǎng)大規(guī)模癱瘓造成的。電力專家指出了在災(zāi)害下電力系統(tǒng)存在的問題：a）重視主干電網(wǎng)建設(shè)，忽視地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)；b）發(fā)展大電源，忽視了分布式電源建設(shè)。貴陽和南昌在一片黑暗中僅有的亮光源于已被勒令關(guān)閉的分布式熱電廠，如果使電網(wǎng)的抵御災(zāi)害天氣能力提高到50年一遇，電力設(shè)備建設(shè)造價就要翻8倍，因此單純依賴增強電網(wǎng)來抵御天災(zāi)是不現(xiàn)實的；c）不能重視跨區(qū)供電而忽視就地供電（跨區(qū)依賴于電網(wǎng)安全和煤的運輸）；d）不能一味依賴火力發(fā)電。目前國內(nèi)許多城市，特別是沿海經(jīng)濟發(fā)達的城市對節(jié)能減排和大氣環(huán)境的要求越來越高，燃煤電廠的建設(shè)放緩或停止或拆除，隨之而來的是城市供電系統(tǒng)的安全問題。電力專家認為，一個城市，特別是大城市，為保證其供電系統(tǒng)的安全性，白發(fā)電能力至少應(yīng)超過25%。因此只有大力發(fā)展天然氣分布式能源才是最好的選擇。
3。4為天然氣系統(tǒng)調(diào)峰
天然氣分布式能源除了能起到為電網(wǎng)凋峰的作用外，還可以為城市乃至全國的天然氣輸配系統(tǒng)的季節(jié)性調(diào)峰做出貢獻。天然氣的供應(yīng)跟季節(jié)和天氣變化關(guān)系比較大，前幾年出現(xiàn)天然氣短缺的現(xiàn)象，多數(shù)跟季節(jié)和天氣變化有關(guān)。目前兩湖地區(qū)天然氣負荷的季節(jié)性峰谷差是2：1左右，華北地區(qū)峰谷差達到7：1左右，北京峰谷差在10：1左右。峰谷差越大，對于天然氣的保供難度也越大。在“十二五”期間，中石油規(guī)劃了10座儲氣庫，工作氣量達到224億m3，預(yù)計至少需要500億元的投資，大部分將朋于季節(jié)性調(diào)峰。如果在天然氣的負荷區(qū)大規(guī)模發(fā)展分布式能源，消減了城市以至國內(nèi)天然氣供應(yīng)的季節(jié)性峰谷差，因此不僅增加了供氣系統(tǒng)的安全性，還可以大規(guī)模減少天然氣地下儲氣庫的建設(shè)規(guī)模，進而減少投資。
3。5案例分析：優(yōu)化北京能源結(jié)構(gòu)，合理配置天然氣和電力系統(tǒng)
2010年北京天然氣供應(yīng)近70億m3，近80%只在冬季用于燒鍋爐供暖。如此珍貴的能源用于提供低品位的供熱所帶來的經(jīng)濟損失暫且不說，天然氣生產(chǎn)不可能是季節(jié)性的，需要投資幾十億元建設(shè)地下儲氣庫來滿足天然氣的季節(jié)性調(diào)峰的需求。另一方面，北京2010年夏季最高電負荷超過1500萬kW，約40%用于電空調(diào)，給電網(wǎng)帶來巨大的壓力，為保證電網(wǎng)調(diào)峰的電力裝機投資需要幾百億元。如果在北京大規(guī)模發(fā)展天然氣分布式能源，不僅在夏季大幅度增加了天然氣用量，所發(fā)電力補充了電網(wǎng)，發(fā)電的余熱制冷又可以大規(guī)模降低空調(diào)對電力的需求。按規(guī)劃，2020年北京天然氣供應(yīng)量將達260億m3，電力將達3000萬kW，北京目前以每年新增建筑面積約為4000萬m3，設(shè)想如果屆時北京天然氣分布式能源總發(fā)電裝機達到1000萬kW，北京市的天然氣管網(wǎng)和系統(tǒng)全年利用率可從目前的不到30%增至40%以上，電力負荷需求可降至2500萬kW，北京電網(wǎng)的自發(fā)電可增至近45%。這將大大地增強了北京電網(wǎng)的安全性，同時大規(guī)模降低了輸電的電網(wǎng)建設(shè)成本和長距離輸電造成的電力線損。
3。6與可再生能源和常規(guī)能源整合，建立區(qū)域優(yōu)化智慧能源系統(tǒng)
區(qū)域智慧能源系統(tǒng)將成為我國工業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)和城鎮(zhèn)建設(shè)能源系統(tǒng)的最佳選擇。在區(qū)域能源一體化、最優(yōu)化和智能化的理念上建立起來的智慧能源系統(tǒng)使分布能源、新能源與傳統(tǒng)能源合理的結(jié)合起來，在保證經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上最大限度地實現(xiàn)了節(jié)能減排。天然氣分布式能源在整個智慧能源系統(tǒng)中起著粘合劑和調(diào)節(jié)劑的作用。它不僅自身節(jié)能、環(huán)保和經(jīng)濟，同時還具有可調(diào)節(jié)和可中斷的特點，可以為常規(guī)能源和可再生能源調(diào)峰，使整個能源體系實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最佳配置。“十二五”期間將建設(shè)上千的新城和開發(fā)區(qū)，新城的綜合商務(wù)區(qū)，工業(yè)和技術(shù)開發(fā)區(qū)將是天然氣分布式能源發(fā)展的重點，只要能夠解決政策和能源價格結(jié)構(gòu)的問題，天然氣分布式能源將大有可為。
3。7節(jié)能和環(huán)保效益（碳稅、CDM等）
如果天然氣分布式能源總裝機容量達到1。1億kWh，發(fā)電量增至0。5萬億kWh/a～0。6萬億kWh/a，在公布的“十二五”能源規(guī)劃方案基礎(chǔ)上，可使2015年總能耗減少1。5億當量標煤/a，少耗煤2億t/a，C02排放減少約6億t/a，并且可以節(jié)省0。3億kwh/a左右在兩部燃煤發(fā)電和向東部輸送的投資費用，并帶動新的低碳產(chǎn)業(yè)群的發(fā)展。由于大規(guī)模的減碳，通過CDM機制或可能實施的碳稅機制，使天然氣分布式能源有可能獲得附加收益。
4天然氣分布式能源在中國發(fā)展的基本形式
天然氣分布式能源項目主要分為樓宇式和區(qū)域式兩種。相比之下，樓宇式項目的經(jīng)濟性會受到負荷的變化的負面影響（如辦公樓下班后負荷很低）。區(qū)域性項目有較大互補性負荷，建設(shè)規(guī)模大（一般從幾千千瓦到幾十萬千瓦），系統(tǒng)能效高、單位千瓦造價低，經(jīng)濟性較好。城鎮(zhèn)化是今后幾十年我國的經(jīng)濟發(fā)展的重要模式，同時工業(yè)發(fā)展主要集中在城市的工業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)，因此區(qū)別于國外，天然氣分布式能源在我國的發(fā)展特點將是以區(qū)域為主，樓宇式為輔。
5發(fā)展天然氣分布式能源遇到的主要問題及討論
5。1電力市場開放
現(xiàn)行的電力體制是阻礙天然氣分布式能源發(fā)展的最主要的問題。輸配沒有分開，電網(wǎng)公司既是電網(wǎng)的運營商又是電力銷售的受益者，本身不是一個中立的公共電力輸送平臺。根據(jù)我國電力法有關(guān)規(guī)定“供電企業(yè)在批準的供電營業(yè)區(qū)內(nèi)向用戶供電”，“一個供電營業(yè)區(qū)內(nèi)只設(shè)一個供電營業(yè)機構(gòu)”，“供電營業(yè)機構(gòu)持《供電營業(yè)許可證》向工商行政管理部門申請領(lǐng)取營業(yè)執(zhí)照，方可營業(yè)”等，這些規(guī)定限制了分布式能源項目業(yè)主將多余電力出售給其他用戶。目前，電監(jiān)會正在全國開展電力直供的試點，但電力直供只限于一個大的發(fā)電廠與大用戶之間的直供，尚不能應(yīng)用在分布能源項目上。也就是說，一個法人建設(shè)的項目只能自發(fā)自用，不能向周邊的其他法人出售其多余電力。目前國內(nèi)最看好的是在大型綜合商業(yè)區(qū)和工業(yè)技術(shù)開發(fā)區(qū)建設(shè)分布能源項目。這類項目產(chǎn)出的冷、熱和蒸汽可以在整個園區(qū)銷售，而電力卻不能；唯一的途徑是將電力以當?shù)厝济簶藯U上網(wǎng)電價賣給電網(wǎng)公司，致使項目不具備經(jīng)濟性。
5。2電力并網(wǎng)和統(tǒng)一規(guī)劃
目前，主要是體制和利益的問題，也有部分技術(shù)原因，電網(wǎng)公司一般不歡迎分布式能源項目并網(wǎng)。即使同意并網(wǎng)，也將項目的發(fā)電容量限制在接入點上級變電站單臺主變?nèi)萘康?0%，且不應(yīng)超過主變最大負荷的25%。此規(guī)定嚴重的阻礙了分布式能源項目的建設(shè)規(guī)模和經(jīng)濟性。如上所述，大量的分布式能源項目并網(wǎng)不但可以為電網(wǎng)調(diào)峰而且可以增加電網(wǎng)的安全性。華電廣州大學(xué)城的分布式能源項目在亞運會期間為電網(wǎng)承擔黑啟動的備用功能，同時夏季三個月被要求為電網(wǎng)調(diào)峰。南方電網(wǎng)公司將其調(diào)峰期間的電價增加了0。10元/kWh。電網(wǎng)公司不應(yīng)拒絕或被動的接受分布式能源并網(wǎng)，而應(yīng)該在電網(wǎng)規(guī)劃中考慮分布式能源項目的建設(shè)，以增強電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全性。
5。3項目的經(jīng)濟性
由于天然氣價格過高，其電價又要與煤電的上網(wǎng)電價競爭，因此盡管節(jié)能效益顯著，項目的經(jīng)濟性對投資者還是不具備吸引力。事實上，項目所發(fā)的是就近使用的電，不應(yīng)與經(jīng)過長途輸送的燃煤電力的電價同等待遇。如果能采用一種公平交易方式，即以電網(wǎng)公司售給項目周邊用戶的售電電價為基準，再向電網(wǎng)繳納相應(yīng)的容量備用費，這樣將使大量的分布式能源項目將獲得發(fā)展的空間。天然氣分布式能源在節(jié)能減排和改善大氣環(huán)境方面貢獻顯著，理應(yīng)獲得相應(yīng)的激勵。另一方面，天然氣分布能源在電網(wǎng)調(diào)峰、天然氣季節(jié)性調(diào)峰、城市能源安全和構(gòu)造區(qū)域智慧能源系統(tǒng)等方面的還有許多附加的重要貢獻，政府有關(guān)部門應(yīng)綜合考慮它的戰(zhàn)略定位和在總體能源結(jié)構(gòu)所發(fā)揮的作用，綜合評價它對我國經(jīng)濟體系的貢獻，制定相應(yīng)的鼓勵政策和財政補貼政策，促進其健康有序的發(fā)展。
6結(jié)語
要實現(xiàn)節(jié)能減排不僅需要采用新型能源技術(shù)，更重要的是必須有一個合理的能源結(jié)構(gòu)，天然氣分布式能源技術(shù)在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)方面的作用是巨大的。發(fā)展天然氣分布式能源的意義不僅是對天然氣的高效利用，由于它的燃料可管輸可儲存，它本身又具有可調(diào)節(jié)和可中斷的特點，對水電、太陽能、風(fēng)能、熱泵和核能等不可中斷或不可調(diào)節(jié)的能源可以提供重要的支持和調(diào)節(jié)作用。
天然氣分布能源不僅對實現(xiàn)節(jié)能減排具有非常重要的作用，而且通過對全國和區(qū)域能源系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃，它的加入可以使能源系統(tǒng)更安全，少建設(shè)幾千萬千瓦的調(diào)峰電廠，少上百億立方米的天然氣地下儲蓄庫，減少幾百億元長距離輸電的電網(wǎng)投資，以這種先進的生產(chǎn)方式拉動幾千億元的投資內(nèi)需。如果算總賬，國家加大支持天然氣分布式能源發(fā)展的力度是絕對劃得來的。
國家、地方和電網(wǎng)公司應(yīng)在引入天然氣分布式能源理念和技術(shù)的基礎(chǔ)上，重新規(guī)劃國家和區(qū)域的能源系統(tǒng)?？紤]到天然氣分布式能源對我國能源系統(tǒng)優(yōu)化的貢獻，如能出臺相應(yīng)的鼓勵政策、開放電力市場、解決電力接入等問題，提出稅收和財政的鼓勵政策，天然氣分布式能源的大發(fā)展即在眼前，它將會對我國的宏觀經(jīng)濟發(fā)展做出重要貢獻。
