容摘要：从20世纪80年代末开始，世界电力工业已出现了一个由传统的集中供电模式向集中和分散相结合的供电模式过渡的趋势。分布式电源具有节能、环保、投资少、占地小的特点，更重要的是分布式电源应对高峰期电力负荷比集中供电更加经济、有效，是集中供电有益的补充。目前，随着我国燃料结构的变化、高峰期电力负荷越来越大，有必要加快发展分布式电源，优化供电模式，保障供电安全。
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关键词：供电模式 分布式电源 热电冷联产
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2004年中国电力供需形势仍将非常严峻，预计到年底全国电力总装机容量达到4.1亿千瓦左右，仍短缺约3000万千瓦。目前很多电厂的储煤仅够1～3天的用量，各地不得不采用“停产避峰”，甚至“拉闸限电”加以应对，造成了很大的经济损失。要从根本上解决当前的电力短缺问题，在扩充电力装机容量、加强电网建设的同时，还必须大力发展分布式电源，优化整体供电模式。目前，国际上以热、电、冷联产为主要实现形式的分布式电源已成为发展趋势，打破了传统“小就不经济”的电源观念，尤其是在美国加州电力危机和“9.11事件”之后，各国越来越重视电力安全，把发展分布式电源作为电力规划的一个重要部分。?
一、分布式电源：特点及前景?
分布式电源是一种与传统集中供电模式完全不同的新型供电系统。它以分散的方式布置在用户附近，功率一般在数千瓦至50MW之间，与公共电网相对独立，以天然气、沼气、生物质气和轻油等作为燃料，实现热、电、冷三联供。与传统远离负荷中心依靠远距离输配的电源相比，分布式电源被直接安装在负荷所在的配电网络中，无需通过电网输送，而是利用管网和电缆系统向特定区域内同时直供电力、蒸汽、热水和冷气。?
分布式电源在节能、环保、投资、电力安全和满足用户的多样化需求等方面都能发挥较大的优势。?
1.节能效果好。分布式电源不是单纯发电的“小火电”、“小机组”，而是通过优质能源的综合利用，同时提供热、冷、电多种能源的发电模式，能源利用率可以达到80%以上，超过常规燃煤火电机组一倍（赵之一、李名远等：“天然气的梯级利用”，《分布式能源热电冷联产研讨会论文集》，P38。）?
2.环境负面影响小。分布式电源以天然气、轻油、可再生能源等清洁能源为燃料，具有良好的环保性能。一般来说，与常规的燃煤火电机组相比，以天然气为燃料的分布式电源排放的SO2和固体废弃物几乎为零，CO2排放减少50%以上，NOx减少80%，Tsp减少95%（数据来源：2003年分布式能源热电联产研讨会会议纪要。）
3.属于“全民办电范畴”。分布式电源投资小、占地少，建设周期短，有利于在较短时间内解决电力短缺问题。一个5MW的小型分布式电源站投资仅2000多万元，而一个我国允许建设的最低规模135MW的燃煤火电机组投资高达7亿多元（华贲、赖元楷：“优化利用天然气资源，大力建设分布式能源站”，《能源政策研究》2003，5，P40~46。）?
4.节省管网和输配电投资。集中供电的输配电损失一般在10%左右，在我国甚至高到15%以上（焦树建：“积极发展燃气轮机发电行业”，《分布式能源热电冷联产研讨会论文集》，P1。），而分布式电源由于设立在负荷中心附近，因此无需建立昂贵的输送管网，也无需建设配电站，输配电损耗很低，甚至没有。相对于向电网购买高价电力和单纯使用高价天然气供电，分布式电源有较好的经济效益。?
5.能够满足用户的多样化需求。分布式电源能够同时提供热、电、冷三种能源，并且可以根据用户的特定要求，提供不同温度等级的热量和冷气。
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6.供电可靠性好。分布式电源多采用性能先进的中小型、微型机组，开停机方便，操作简单，负荷调节灵活，且各电站相互独立，便于用户自行控制，不会发生大规模的供电事故。?
分布式电源适宜于为商业中心、居民区、工业园区、宾馆、学校、机场和地铁站提供电力、供热与制冷。按照发达国家的经验，公共电网系统和分布式电源相结合是节省投资，降低能耗，提高系统安全性和灵活性的主要方法。日本的经验是分布式电源的发电量在用户总用电量的25%~33%之间（韩晓平：“分布式能源设计若干问题探索”，中国能源网。），剩余部分由电网补充，两者友好供电、相互依存。“9.11事件”后，出于供电安全的考虑，发达国家都加快了分布式电源建设的步伐。到目前为止，英国已有1000多座分布式电源站，美国有6000多座分布式电源站；美国政府计划到2010年有20%、到2020年有一半以上的新建商用或办公建筑使用分布式电源，同时到2020年有15%的现有建筑改用分布式电源（华贲、赖元楷：“优化利用天然气资源”，大力建设分布式能源站，《能源政策研究》2003，5，P40~46。）?
二、分布式电源是集中供电的有益补充，有利于提升供电安全保障水平?
（一）分布式电源应对高峰期电力负荷比集中供电更加经济、有效
分布式电源与大电厂、电网不是对立关系，而是互补关系，它是对电网有益的补充和坚强的保障。分布式电源作为一个相对独立的能源供应系统，可以同大电网并网，使其具有良好的互补性和安全性。?
依靠建设大型发电机组和电网来解决高峰期的电力需求，不仅在前期需要投入大笔的资金，而且设备利用率低，满足了峰期的负荷，谷期则开工不足，资金利用率不高。另外，所有电力供应均依靠大电网，不仅长输损耗大，而且供电安全问题将会非常突出。治本的办法，就是通过建立分布式电源把一部分负荷从大电网转移和分散出去，同时又使分布式电源与电网协同、互补。分布式电源是独立的电站，用户可以自行控制，操作简单，参与运行的系统少，启停快速，所以安全可靠性比较高，可以弥补大电网安全稳定性的不足。
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可见，分布式电源与公共电网并网运行，互为备用，提高了电力供应的稳定性和可靠性。日本在总结北美大停电时也得出同样的结论：发展分布式电源比通过改造电网加强安全更加简单、快捷。?
（二）分布式电源是电力“需求侧管理”的一项重要措施
“需求侧管理”是为缓解供电紧张和节约能源消耗，在用户侧采取的包括负荷管理和推广节电技术的一系列措施。如同发、送、配电设备等供方资源一样，“需求侧管理”也是一种资源。20世纪中后期，特别是第二次世界能源危机之后，“需求侧管理”在北美、西欧、日本等国家被广泛采用，使用的手段也越来越丰富。目前，由于燃料结构的变化和环保要求的提高，分布式电源作为“需求侧管理”的一项重要措施越来越受青睐。?
与常规的燃煤机组和联合循环的天然气电力调峰电站相比，分布式电源不仅能源利用率高，更重要的是年运行时间可以达到7000～8000小时，可显著减小电网的峰谷差，减小夏天和冬天空调负荷增加给城市电网造成的压力。据美国电力监管的专家估计，改造美国东北部电网所需投资高达500亿美元，而改造后的电网并不能彻底解决电网安全问题，如果发展分布式电源，这笔费用至少可以解决约1亿千瓦的发电容量，考虑同时供热和供冷，以及减少的输变电损失，应相当于2～3亿千瓦的容量，而且由于分布式电源不依赖电网供电，因此还可以自下而上地托起电网的安全（岳永魁、华贲等：“我国分布式能源站发展前景、问题及对策建议”，《分布式能源热电冷联产研讨会论文集》，P230。）
对于燃气公司来说，发展以天然气为燃料的分布式电源也是非常合理的。目前，中国许多城市冬夏季燃气峰谷差非常大，例如北京就高达10:1，这使得燃气公司在夏天不得不腾出很多气罐用于储存燃气。通过发展分布式电源，可以大幅提高夏季的用气量，一方面有利于天然气管道的平衡运行，另一方面也有利于燃气公司提升经济效益。?
三、我国目前快速发展分布式电源的时机已经成熟
（一）天然气供应增加，但单纯用于发电或热电联产并不经济
近年来，我国在天然气能源建设上投入非常大，油气资源勘查、勘采成果显著。截止2002年，我国天然气预测储量为3～4.3万亿立方米，已探明储量为1.4万亿立方米，年产量达到327亿立方米。随着“陕气进京”、“西气东输”和“进口LNG”工程的逐步完工，我国许多城市的燃料结构将发生重大调整。在我国未来的能源消费结构中，天然气的比例将会大幅上升，预计到2010年天然气的比重将由现在的3%提高到8%～10%，2020年将达到12%以上。
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天然气是宝贵的清洁能源，应实行综合利用。以热电冷联产为实现形式的分布式电源是天然气利用效率最高的一种能源转换模式。如果将天然气大规模用于单纯发电或热电联产，既不经济又不现实。首先，发电成本高。按照北京市的规定，发电用天然气价格为1.4元/立方米，测算10～30万千瓦热电联产机组的含税上网电价为每千瓦时0.45～0.55元（数据来源：中国电机工程学会热电专业委员会调研。），而国家发展和改革委员会最新推行的京津唐电网已安装脱硫环保设施的新投产燃煤机组含税上网电价仅为每千瓦时0.32元。其次，节能效果欠佳。天然气热电联产的能源利用率低于热电冷联产20多个百分点，仅有50%～55%左右（赵之一、李名远等：“天然气的梯级利用”，《分布式能源热电冷联产研讨会论文集》，P38。）。最后，会产生天然气供应与燃机电站用气之间的矛盾。以北京市为例，陕甘宁进京的第二条管线建成后年输气能力为50亿立方米，而北京市计划建设的九个燃气热电工程总装机3760MW，按年均设备利用4500小时计算，光发电一项年耗天然气就达33.6亿立方米，再加上供热耗用的天然气，将超过50亿立方米的年供应量（数据来源：中国电机工程学会热电专业委员会调研。）
相比之下，分布式电源则不一样。分布式电源实现了部分或者全部电力自给，用户可以减少从电力系统的购电量。尽管受资源约束，发电成本高于同类机组的煤电成本，但由于克服了线损，减少了配电、输电投资，因而远比电力系统的售价要低。另外，燃料结构变化的同时也否定了发电机组“小就不经济”的传统电源观念。燃煤火电机组确实是越大经济效益越好，但随着分布式电源技术的不断进步，对于燃气的热电冷联产机组来说，装机容量的大小对效率的差别并不大，而且小机组又有占地小、机动灵活的优点，因而容易被大量采用。?
（二）电力负荷峰谷差越来越大、波形越来越陡
从20世纪90年代初到现在，国内空调市场年增长速度都在20%以上。空调消费量的增长给电力行业带来最大的影响是负荷变化。空调负荷随气温变化，集中而短暂，且具有很大的随意性。2003年中国各地夏季空调用电占高峰电力的40%以上，而消耗的电量仅占全年总电量的6%。以广东为例，2003年8月，广东全省统调最高负荷突破2500万千瓦大关，达到历史最高水平，比2002年的最高负荷增长26%，电力峰谷差也达到了约50%（华贲、左政：“分布式能源站在广东的发展前景分析”，《分布式能源热电冷联产研讨会论文集》，P31。）。从根源上分析，广东出现电力持续高峰和峰谷差如此之大的一个最主要原因就是空调负荷的急剧增加。
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空调负荷的急剧增长给我国当前以火电机组为主力的电网的安全运行构成了极大的安全隐患。仅仅依靠扩大电网的装机容量或向外部电网购电是不够的，它既不经济又不可靠，必须对空调能源进行根本性的结构调整。采用分布式电源是解决由空调负荷造成峰谷差扩大的一个根本途径。根据目前技术，一个1MW分布式电源可以抵消2.5~3.5MW的制冷电力负荷（韩晓平：“发展分布式能源——解决问题的关键——中国19省市拉闸限电与美加英大停电的反思”，中国能源网。）?
（三）用户对能源的多样化需求越来越显著?
不仅是工业生产过程中有冷、热负荷的需要，而且随着人民生活水平的提高，建筑物采暖和制冷已经成为了中国大部分城镇居民必要的工作和生活需求。如果单纯依靠电力来满足用户对多种能源的需求，不仅增加了电力负荷，还大大降低了能源的利用率。?
（四）电力体制改革为发展分布式电源带来了契机
我国能源资源不足且利用率低，急需大力发展高能效的多能源联产技术。国家一直鼓励热电联产技术，但成效并不显著。究其原因，最主要是受传统电力垄断体制的制约。目前，国家正在加速电力体制改革，实行“厂网分开、竞价上网”，引入市场机制，这为加快发展分布式电源创造了良好的外部条件。?
四、促进分布式电源发展的政策建议?
1.将分布式电源建设纳入国家能源规划。建立以高效率、大容量发电厂组成的电网提供基础负荷，以小型、分布式电源满足用户特别需求和削平负荷波峰的电力供应体系，应该成为中国电力工业的一个发展战略。在发展大火电、大水电实现“西电东送、南北互供、全国联网”战略的同时，积极调整供电模式，鼓励在天然气输气管网附近、热电冷负荷稳定的区域建设一批分布式电源，并将目前尚存的、有条件的、地理位置适宜的中小型凝汽式火电机组逐步改造成分布式电源。?
2.转变限制或禁止企业发展分布式电源的政策。我国目前的电力发展政策是鼓励大容量、高效率的公用发电机组。这是单纯从能源使用效率出发，为提高发电设备利用率出台的政策。当前，电力供需形势发生了逆转，能源供应已成为了中国未来经济发展的一个瓶颈，从能源利用的整体优化考虑，应积极鼓励分布式电源发展。对大企业或开发区等企业集中的区域采用分布式电源给予扶持，从税收优惠、申请和审批费用、设备进口、天然气供应等环节降低分布式电源建设和运行成本。?
3.将分布式电源建设纳入电力工业建设和电网运行规划。支持分布式电源的电力市场准入，允许分布式电源与电网并网运行，优化公共发电机组与分布式电源的运行方式，以取得最佳技术经济效益。制定系统联网技术要求准则，制定电网公司购买分布式电源剩余电力的规则，增加整体电力供应，缩短分布式电源投资回收期。?
4.将分布式电源建设纳入天然气规划。分布式电源的经济性对天然气价格的依赖性非常大，在分布式电源的电力成本构成中，燃料成本大约占总销售成本的60%以上。由于分布式电源建设和运行带来的社会效益，以及对电网和环境的贡献都要大于调峰的燃气电厂，因此，分布式电源的天然气价格应适当低于纯发电的燃气电厂。?
5.为企业、科研机构研究和应用分布式电源提供直接的资金支持。可以选择在北京、长珠三角洲等一些第三产业和电力峰谷差比较集中，又有天然气供应的地区，作为分布式电源建设试点，通过贴息贷款、价格补贴等手段给予扶持。?
6.加快发电用燃气轮机国产化生产。我国现有发电用燃气轮机全部是国外引进的，这不利于分布式电源的发展。2002年，科技部已将燃气轮机研发列入“十五”863计划重大专项。沈阳黎明航空发动机承担了该项目，已联合清华大学等科研机构共同开发有自主知识产权的小型发电燃气机。在此基础上，我国还应尽快制定相关政策，鼓励更多的企业参与投入，采取自行研制与引进技术、合作生产与自主开发相结合，以合作生产方式尽快占领市场，以自主开发实现持续发展的战略。
