曹 玥 鋒

(1．太原市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002;2．太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，山西太原 030024)

1 分布式能源系統(tǒng)簡(jiǎn)介

所謂“分布式能源系統(tǒng)”是一種新型的能源系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)相比，它更具有節(jié)能、高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)通過各種一次能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的運(yùn)用，可以在一個(gè)區(qū)域內(nèi)同時(shí)對(duì)用戶提供冷、熱、電等能源供應(yīng)的需求，減少了輸配系統(tǒng)能源損失的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用。

分布式能源系統(tǒng)包括冷熱電聯(lián)產(chǎn)、能源回收系統(tǒng)及就地式可再生能源系統(tǒng)等。該系統(tǒng)的形式多樣化，如太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、分布式儲(chǔ)能、燃?xì)鈩?dòng)力裝置發(fā)電等。

2 分布式能源的優(yōu)缺點(diǎn)

2．1 優(yōu)點(diǎn)

分布式能源系統(tǒng)最大的特點(diǎn)為節(jié)能、減排、低碳、安全?！笆濉币?guī)劃中已經(jīng)明確提出，我國(guó)要加大促進(jìn)分布式能源系統(tǒng)的推廣。

該系統(tǒng)具備了較好的環(huán)保、節(jié)能等性能。其為能源的可再生利用提供了良好的途徑。由于可再生能源分散性強(qiáng)，利用率低，在大型集中供能應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)，但分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于缺乏電力的地區(qū)可以提高電網(wǎng)供電的可靠性，因?yàn)橛脩艨梢宰约赫{(diào)節(jié)并控制該系統(tǒng)，因此，該系統(tǒng)的運(yùn)用也降低了安全隱患。其次，該系統(tǒng)主要用在冷、熱電聯(lián)產(chǎn)中，可以實(shí)現(xiàn)能源階梯式的開發(fā)利用。當(dāng)以天然氣為一次能源時(shí)，在燃?xì)廨啓C(jī)組發(fā)電的情況下，該系統(tǒng)可以將余熱轉(zhuǎn)換為制冷和采暖為居民服務(wù)。

2．2 缺點(diǎn)

目前，該系統(tǒng)也是存在一些缺點(diǎn)的，因?yàn)樗旧聿⒉皇羌泄┠?，單機(jī)功率的發(fā)電效率與大電廠相比要小很多。因?yàn)閯?dòng)力設(shè)備的機(jī)組大小與效率成正比。因此，單從售價(jià)考慮，大機(jī)組單位功率比小機(jī)組要低很多。此外，當(dāng)大機(jī)組集中在一起時(shí)，有專業(yè)的技術(shù)工作人員運(yùn)行維護(hù)，機(jī)組的工作壽命和安全性都能得到更多的保證。所以，對(duì)純發(fā)電成本和單位千瓦投資作分析比較時(shí)，分布式能源系統(tǒng)所要投入的費(fèi)用肯定要超過大供電系統(tǒng)的，并且在技術(shù)的使用要求上，分布式能源比大型電網(wǎng)供電要高出很多。

3 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況及主要存在問題

3．1 在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況

在我國(guó)，分布式能源的應(yīng)用起步較晚，主要集中在北京、上海、廣州和其他大城市。該系統(tǒng)的應(yīng)用也僅限于學(xué)校、辦公樓、醫(yī)院等地方。由于在利益、法規(guī)及技術(shù)等方面上存在一些問題，目前該系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用并不成熟。

熱電聯(lián)產(chǎn)事業(yè)的發(fā)展在我國(guó)得到了很高的重視。國(guó)家能源局曾在2010年提出，在“十二五”期間，我國(guó)擬建1 000個(gè)左右天然氣分布式能源的項(xiàng)目，并將在全國(guó)推廣城市分布式能源系統(tǒng)的國(guó)家級(jí)示范區(qū)使用。

目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多家關(guān)于分布式能源的服務(wù)公司，分布式能源在我國(guó)已具備大規(guī)模發(fā)展的條件。隨著我國(guó)對(duì)能源的重視，一定會(huì)有越來(lái)越多的策略針對(duì)分布式能源的應(yīng)用。

3．2 在國(guó)外的應(yīng)用情況

在國(guó)外，一些發(fā)達(dá)國(guó)家政府通過技術(shù)支持、政策優(yōu)惠以及規(guī)劃指導(dǎo)等機(jī)制，有效地促進(jìn)了分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展。在整個(gè)能源系統(tǒng)中，分布式能源系統(tǒng)的占比不斷提升，其中在歐盟，分布式能源占比達(dá)到1/10左右。

美國(guó)為了提高分布式能源站的利用，出臺(tái)了減稅，簡(jiǎn)化審批等優(yōu)惠政策。在未來(lái)，美國(guó)政府將進(jìn)一步推廣分布式能源的發(fā)展。當(dāng)前，美國(guó)制定了新的戰(zhàn)略目標(biāo)，在5年后，“分布式熱電聯(lián)產(chǎn)模式”將會(huì)應(yīng)用在50%的新建商業(yè)建筑和15%的現(xiàn)狀商業(yè)建筑中。

在日本，以天然氣為基礎(chǔ)的分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)的項(xiàng)目發(fā)展飛快。并且日本政府已經(jīng)出臺(tái)了一些相關(guān)的優(yōu)惠政策，大力發(fā)展分布式能源，從立法、政府補(bǔ)貼、建立示范工程、低利率融資、建設(shè)基金及其他角度促進(jìn)能源發(fā)展和節(jié)能企業(yè)。

3．3 主要存在問題

在我國(guó)，分布式能源系統(tǒng)主要存在的問題包括:余熱的利用率過低、機(jī)組的容量過大、發(fā)電的效率不高等現(xiàn)象。

缺乏可操作的相關(guān)法律，法規(guī)以及實(shí)施性。其次，裝機(jī)容量偏高也導(dǎo)致在目前不允許并網(wǎng)運(yùn)行的情況下，發(fā)電機(jī)組很難實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。再次，對(duì)于天然氣的分布式能源系統(tǒng)概念不清。有些人認(rèn)為天然氣分布式能源系統(tǒng)與小火電相同而排斥，還有些人盲目的加以推廣這種技術(shù)。這些情況都有礙于分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展。

由于分布式能源系統(tǒng)在中國(guó)很多地區(qū)都還是很新奇的事物，因此，在環(huán)保、消防、電力并網(wǎng)等方面的法律法規(guī)上需要進(jìn)行一定的調(diào)整甚至需要一些更改完善。

4 在太原市南部區(qū)域核心區(qū)市政專項(xiàng)規(guī)劃中分布式能源的應(yīng)用

太原市作為一個(gè)中部省會(huì)城市，有著悠久的歷史文化名城的底蘊(yùn)。近年來(lái)，太原市的發(fā)展以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)、遵循新的城市化與新型工業(yè)化道路，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。以下就太原市南部區(qū)域市政專項(xiàng)規(guī)劃中有關(guān)市政基礎(chǔ)設(shè)施分布式能源應(yīng)用的規(guī)劃作以介紹。

本次規(guī)劃總目標(biāo):建成生態(tài)低碳的新一代能源供應(yīng)體系。

4．1 供電工程規(guī)劃

本次供電工程規(guī)劃目標(biāo)為:1)與負(fù)荷增長(zhǎng)同步并適度超前，具備向各級(jí)用戶供電的能力，滿足各類用戶負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，主配網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展;2)滿足中壓線路“N－1”準(zhǔn)則，即1回中壓線路檢修或故障時(shí)能夠通過聯(lián)絡(luò)的中壓網(wǎng)轉(zhuǎn)供全部負(fù)荷，可轉(zhuǎn)供率達(dá)到100%。顯然，對(duì)中壓配電網(wǎng)接線方式的規(guī)范，配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，避免了復(fù)雜的布線;3)提高操作的靈活性:維修或故障條件下，荷載傳遞方便，重建和自愈電網(wǎng)強(qiáng)。自適應(yīng)網(wǎng)格的靈活性，長(zhǎng)期發(fā)展，促進(jìn)轉(zhuǎn)型，考慮到遠(yuǎn)景電源建設(shè)和負(fù)荷預(yù)測(cè)可能的變化，在一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展期內(nèi)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍舊合理;4)信息化、智能化、互動(dòng)化和自動(dòng)化同步規(guī)劃智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)的項(xiàng)目，提高配電網(wǎng)的智能化水平。智能化項(xiàng)目和網(wǎng)格項(xiàng)目的同時(shí)、同步設(shè)計(jì)。

借鑒國(guó)內(nèi)外發(fā)達(dá)城市電網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造一個(gè)“安全、穩(wěn)定、先進(jìn)、規(guī)范”的智能型電網(wǎng)。對(duì)今后太原市城市的建設(shè)以及居民生活水平的提高提供了有力的供電保障。

4．2 供熱工程規(guī)劃

本次供熱工程規(guī)劃目標(biāo)為:節(jié)流重于開源，低碳化供熱應(yīng)把建筑節(jié)能放在首位。本次供熱規(guī)劃現(xiàn)狀建筑綜合熱指標(biāo)取64 W/m2;規(guī)劃建筑綜合熱指標(biāo)取40 W/m2，南部區(qū)域的綜合熱指標(biāo)確定為47 W/m2，體現(xiàn)了供熱的低碳化。

分布式能源就是一個(gè)自備電站，能確保用戶實(shí)現(xiàn)用電雙保險(xiǎn)。與燃煤火電機(jī)組相比，固體廢物和SO2排放的分布式能源供應(yīng)幾乎為零。此外，如粉塵、廢水、廢渣排放也可以很小。隨著分布式熱源政策環(huán)境、技術(shù)應(yīng)用等各方面條件的成熟，規(guī)劃建議在金融商務(wù)中心將進(jìn)行建設(shè)(六號(hào)線南街以北，十號(hào)線以南，太茅路以東，太茅東巷以西)，作為分布式熱源的示范性項(xiàng)目。該項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定建設(shè)規(guī)模，規(guī)劃用地按供熱能力300萬(wàn)m2進(jìn)行預(yù)留，作為集中供熱的重要補(bǔ)充。

4．3 燃?xì)夤こ桃?guī)劃

本次燃?xì)夤こ桃?guī)劃目標(biāo)為:以氣化太原為契機(jī)，建成以清潔能源為主，可再生能源為輔，其他能源調(diào)峰的新一代能源供應(yīng)體系。以改善太原市城市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、減少大氣環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)“建設(shè)三個(gè)一流”的省會(huì)城市為目標(biāo)，形成氣源多源，氣量充足，布局科學(xué)，運(yùn)營(yíng)安全，因地制宜、調(diào)節(jié)穩(wěn)定、管理高效的燃?xì)夤?yīng)體系。逐步形成“一網(wǎng)多源，設(shè)施完善，安全可靠”的運(yùn)營(yíng)格局，促進(jìn)太原南部區(qū)域率先發(fā)展，發(fā)揮引領(lǐng)全省的示范作用。

5 結(jié)語(yǔ)

在分析了當(dāng)前分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展前景、優(yōu)缺點(diǎn)及其在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用情況后，可以看出分布式能源系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用及建設(shè)還有很漫長(zhǎng)的道路。但我們相信，在城市高速發(fā)展的今天，分布式能源系統(tǒng)一定會(huì)在不久的將來(lái)在城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得以重用并為我們今后的生活帶來(lái)更多的利益與便捷。

［1］ 賈中漢．分布式能源及微網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用案例研究［Z］．2013．

［2］ 侯健敏，周德群．分布式能源研究綜述［J］．沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008(4):27．

［3］ 鮑泳宏，楊鐘馗，楊 ?。畤?guó)外能源經(jīng)濟(jì)學(xué)研究綜述［J］．工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2010(6):52-53．

［4］ 吳佳祥．智能電網(wǎng)及新能源分布式發(fā)電概述［J］．大科技，2011(18):194．

［5］ 陳 博．淺談分布式能源［J］．科技資訊，2010(35):43-45．