分布式能源：能源互联网的排头兵

1、分布式能源：能源互联网的排头兵 随着我国电力改革提上日程，能源互联网概念在政策导向及社会热议的过程中逐渐明朗，而作为能源互联网基础的分布式能源的建设和推广已处在政策风口处，政策力度正在加码！从投资逻辑的角度来看，主要分为两条线，一条以分布式能源产业链角度，另一条则是从分布式能源市场发展角度。“电力改革+能源互联网”风来：它在风口笑随着我国电力改革提上日程，能源互联网概念在政策导向及社会热议的过程中逐渐明朗，而作为能源互联网基础的分布式能源的建设和推广已处在政策风口处，政策力度正在加码！2015年3月新电改方案（央改9号文）中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见的颁布为电力的整体改革

2、提供方向，主要明确了电力制度改革的总体思路。其中用了单独一条讲分布式发电，体现了高层对于分布式能源发展的高度重视！2015年3月国家发展改革委，国家能源局下发关于改善电力运行、调节促进清洁能源多发满发的指导意见，主要强调对于清洁能源的推广扶持，这可以看做是可再生能源配额制推出的信号，分布式能源也必将顺势而起!2015年4月25日，国务院印发关于加快推进生态文明建设的意见，进一步强调了作为分布式能源建设基础的新能源装备研发和推广工作，继续推进生物质能发电等应用。同时注重分布式能源整体入网调配等一系列运转机制。4月中旬，国家能源局表示力争在三个月之内制定能源互联网计划，同时成立中国能源互联网联盟，

3、使能源互联网的发展汇聚各方力量，齐心协力，共同推进。另一方面，我国国家能源局将今年新增光伏电站规模定位1780万千瓦，大大超出社会预期，且不再对分布式光伏建设规模提出限制。在国家大力发展光伏的同时，对分布式能源的建设更显偏爱，未来分布式能源发展必定是能源互联网的重头戏。“能源互联网”推进：先搞分布式能源既然从政策角度上看，分布式能源来势迅猛，那么究竟什么是分布式能源？分布式能源有什么特点？其与能源互联网又有什么关联？分布式能源主要有哪些形式呢？下文我们将一一解答。（一）什么是分布式能源？分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统。分布式能源利用的能源性质分为两类：一次能源以气体燃料为主，可再

4、生能源为辅，如天然气式分布式能源；而二次能源以分布在用户端的可再生能源发电设备,如太阳能、风能等，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用。在能源互联网视角下，分布式能源即为用户终端，通过连接可形成多个局域性配输电微网，不仅能够实现局域内部的电能输送调配，同时能够与集中式电网进行能源互通，从而与中央能源供应系统提供支持和补充。（二）分布式能源有什么特点？1.清洁环保分布式能源扩大清洁能源适用范围，提升整体环保水平。分布式能源以清洁能源（天然气）、可再生（生物质能、风、太阳能）等无污染能源为主要能量来源，大量推广运用对我国环境改善、传统能源依赖度下降有极大的帮助。我国一次能源消耗结构中，煤炭消耗

5、比例为70%以上，这一能源消耗结构无疑对环境污染的治理工作增加了压力。据国家环保总局监测，目前我国污染环境的各项指标中，燃煤发电产生的污染占所有污染的40%以上，且燃煤产生的多项污染指标在各分项中占总量比例很高，例如：煤炭燃烧产生的悬浮颗粒物的占总量的70%以上，产生的CO2占总量的85%以上。分布式能源的发展可以显著改善我国整体能源结构，弱化我国经济发展与环境保护的长期矛盾。单从风电来说，2014年风电上网电量达到1550亿千瓦时，按照发电标煤煤耗每千瓦时350克计算，仅一年可节约标煤5418万吨，减少二氧化碳排放16686万吨，减少二氧化硫排放84万吨。2.提升能效分布式能源较传统能源利用

6、率提升70%以上。分布式供能基于自身发电利用率高，且靠近用户端的优势，决定了总体能源效率高于集中式的优势，这大大降低了国家能源因长距离输送造成的能耗浪费。以火力发电为例，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，其能源利用效率与分布式能源相去甚远。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（效率低的主要原因是汽机排汽冷凝热损失大，即被循环水带走的热损失），另外输送环节损耗近10%的热能。由于分布式能源可通过电热冷三联技术手段将发电后的余热来制热、制冷，因此能源得以合理的梯级利用。此外，用户可根据自己所需将分布式能源与主干网并

7、网，实现余电上网，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%。3.独立、并网皆可，防止大面积断网分布式能源独有孤岛保护系统，安全性提升。集中式输配电不仅在能耗上存在浪费，它还存在因设备故障如雷电等因素造成大面积停电现象，从而使居民用电情况存在不确定因素造成经济损失, 如美国每年因电网扰动与断电损失790亿美元。当电网出现局部断电瘫痪后，分布式能源拥有并网逆变器孤岛保护，市电断电自动停止输出，保障了在大电网断电维护状态下的微网系统发电安全，从而达到了用电安全性及电力利用的可持续性。（三）分布式能源是互联网能源的基础能源互联网是通过电子、电力、信息等技术，将大量分散的分布式

8、能源连接起来，不仅实现分布式能源的能量采集、上网，同时建立了各分布式能源间的互联互通，通过大数据技术及基于信息的智能调控，实现能源在整个网络的高效互通。从能源互联网的构建角度来看，分布式能源是其必须具备的网络“结点”。能源互联网的构建基础是需要大量分散分布的小型发电站，通过“网”将分散化的能源集中起来并分别调配，从而实现能源获得的广度及能源利用的深度双向提升。未来我国能源互联网的构建第一步就是对现有电网的改造，以适应分布式能源的接入；第二步则是将现有分布式能源接入，实现推广前的初步探索，包括在输配、交易、效率等领域的提升；而第三步则是全面推广，将分布式能源大量推广后接入电网，实现能源互联网的最

9、终成型。从能源互联网的功能角度来看，大数据应用、微网调配、充电桩等都需要分布式能源支撑。从大数据应用来看，大数据应用需要建立在容量足够大的信息样本，需要电力消费、供给、输配等一系列数据，而分布式能源拥有分散化（提供不同地区的电力特征数据）、体量大特征（小型电站个体样本数量庞大），恰恰满足了大数据信息样本的要求；从微网调配来看，能源互联网较传统智能电网最大的不同在于改变传统的集中配送，实现用户终端电力的互联互通，这一互联互通的微网建立必须以多个分布式能源发电站为基础，实现局部整合、统一供需的格局；从新能源汽车必须的充电桩角度来看，新能源汽车以电力为动力源，其交通工具的特性要求能源供给的分散化以提

10、高自身出行便利性，分布式能源正因其“分布式”特点，实现了新能源汽车电力供给的便捷性，这也是支持新能源汽车产业发展的基础。（四）风、光、生等来助阵，分布式能源广发力1.主要能源形式分布式风能分布式风能特指采用风力发电机作为分布式电源，将风能转换为电能的分布式发电系统。目前来看，风能市场市场空间较大：以2015年全社会用电量达6.30万亿千瓦时、风电平均上网电价0.6元/千瓦时的水平测算，国家能源局确保至2020年5%的风电消费量将意味着能创下1890亿元的市场空间。而到了2020年，我国用电量在7.6-8万亿千瓦水平，按相同方法换算，预计市场空间近2300亿元。分布式光伏分布式光伏发电特指在用户

11、场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。我国光伏产能及分布式光伏发展快速，2014年光伏新增装机容量1060万千瓦，约占全球新增装机的五分之一，实现了国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见中提出的平均年增1000万千瓦目标；而分布式光伏发电全年累计装机容量467万千瓦，全年发电量同比增长超过200%。汉能控股集团董事长李河君在中国领先一把一书中提出，中国光伏建设潜在直接投入规模有10万亿元，将间接拉动经济增长规模可达30万亿元。以生物质能为载体的分布式能源此类分布式能源直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规燃料，是一种可再生

12、能源。生物质能是世界第四大能源，仅次于煤炭、石油和天然气。据估算，地球陆地每年生产10001250亿吨生物质，海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量相当于世界总能耗的10倍，如果加以利用，人类就不必为寻找未来替代能源的问题而苦恼。就我国来看，生物智能规划目标宏大，2020生物质能利用量将达到1.1亿吨标煤。我国生物质能发展“十二五”规划中提出，到2015年生物质能年利用量将超过5000万吨标准煤。其中，生物质发电装机容量1300万千瓦、年发电量约780亿千瓦时。到2020年，较2015年发电装机容量增长130%，总装机容量达到3000万千瓦，相当于15万吨标准煤。2.应用项目分布式能

13、源现有应用主要有楼宇式分布式能源以及区域型分布式能源。楼宇式分布式能源主要是针对个体应用，通过对楼宇进行改造，实现自供能源，针对自身供求水平动态调节与电网的供求；区域型分布式能源类似小型能源微网，是一个局域网的概念，微网将区域中的个体（如多个企业的办公楼）改造并连接，形成分布式能源的小体量集成，集中配送电能。楼宇型分布式能源楼宇型分布式能源项目一般采用小型动力装置（如小型内燃机、微型燃气轮机等），对单一或多个建筑物进行供能。其服务对象包括宾馆、学校、医院、写字楼以及商场等。该项目类型系统规模相对于区域型分布式能源项目较小，运行相对灵活。相对来说装机容量较小，适合单一用户对象，其项目回收期一般为

14、6-8年。案例：深圳燃气集团总部办公大楼主要依靠依靠热电冷三联供技术建设分布式能源结构，不仅满足了办公大楼的能耗需求，同时达到了节能减排，提升经济效益的目的。这一项目主要运用了4台Capstone C200微燃机、1台热电联供一体机、1台吸收式冷温水机作为实现热电冷三联供技术的设备基础。项目运行后，每年可平均节约680吨标煤，减少1350吨二氧化碳排放量，经济、环境效益明显。区域型分布式能源区域性分布式能源项目一般采用大型燃气内燃机动力、燃气轮机等大型装置，对整个区域范围内的建筑物进行集中供能。其常见的服务对象有社区、商务区等。在区域型项目中，通过协调不同用户之间的用电需求量以及用能类型可以最

15、大化区域内用能效率，同时设备基本可保持全年满负荷运行，使项目回收期缩短为3-5年。案例：上海国际汽车城研发科技港是国内一流的汽车研发聚集地，区域内有150家左右汽车研发企业，建筑林立。研发区为实现较为经济的能源耗用目标，实行了区域分布式能源的改造，其主要技术手段是热电冷三联供技术。改造后，研发区实现能源统一调配输送，每年为整个科技港节约1161吨标准煤，减少2035吨二氧化碳排放量，一次能源利用率高达80%以上。国际新能源大发展：奋起直追（一）发达国家分布式能源较为领先，我国发展迅速发达国家早已布局分布式能源，目前仍在积极发展。美国方面，1999年便已又提出大力推广应用分布式能源系统，并计划到

16、2020年50%以上的新建商业设施和大学设施采用分布式供能系统，预计2035年将天然气热电联产的比重提高到25%以上。目前美国已建有6000多座分布式能源站。欧洲发达国家同样早已布局，并已将分布式能源发电量份额提升至较高水平，同时仍旧推出政策加以扶持，如北欧国家的分布式能源发电量份额已超过30%-50% 。2007 年德国修订CHP法，规定电网运行商有义务接纳CHP 电厂，并且予以优先调度, 原有奖励措施延伸到2016 年，并取消了容量限制。日本则是亚洲分布式能源战略布局最早的国家，其计划在2030年前分布式能源发电量将占总电力供应的20%。其中商业分布式发电项目约6300个，工业分布式发电项

17、目约7500个。我国2020年前分布式能源预计以30%以上的年增速增长。单就分布式光伏来看，截至2014年底，分布式光伏发电累计装机容量467万千瓦，占光伏发电累计装机容量的17%；年度新增205万千瓦，占光伏新增容量的24%，分布式能源占比显著上升。但仍与2014年能源发展战略行动计划(2014-2020年)中提出的，到2020年分布式光伏约6千万千瓦左右，仍有较大差距。在分布式能源并网方面，国家电网公司积极推动能源开发方式变革。为保障分布式电源可靠并网，先后编制16项企业标准、8项行业标准、8项国家标准，进一步弥补我国分布式能源并网相关机制的漏洞，为日后进一步推广打下基础。截至2013年底

18、，国家电网公司已实现分布式电源并网运行1052户，装机容量73.59万千瓦，累计发电2.05亿千瓦时，自发自用电量为1。51亿千瓦时，占发电总量的73.86%。（二）三项关键技术在国内得到成功运用部分关键设备及技术我国已实现国产化。分布式能源涉及的关键设备技术主要有动力与能源转换设备、一次和二次能源相关技术、资源深度利用技术等，我国总体上虽然在核心设备上仍有欠缺，但部分已通过自主研发或合作研发方式实现突破，例如：中外合资企业华电通用轻型燃机设备有限公司在国内组装生产的首台最先进航改型燃气轮机发电机组LM6000PF燃气轮机发电机组下线，这是世界上最先进的5万千瓦等级发电机组，联合循环发电效率可

19、达52%。我国关键技术研发力度持续加大。我国政、企、高等院校正大力推进分布式能源关键设备、技术的研发工作。目前我国在北京、上海、天津等城市已建设了40多个分布式能源示范性工程，在不断深入运作后积累了广泛的经验。我国分布式能源领域的企业将技术自主开发与引进相结合，对关键组建例如发电机组、余热利用设备进行集中研发，力争实现国产化，降低我国分布式能源整体设备成本，加强自身竞争力。另一方面，我国高校和科研单位在国家863、973等重大项目资助下也正对一些重要课题进行推进。三大关键技术应用我国成功运用。在分布式能源关键技术的应用上，我国已将三项关键技术应用：冷、热、电三联供技术、热泵技术、蓄能技术等成功

20、运用，这些技术在国内取得了显著的节能、提效的效果。热电冷三联供技术:热电冷三联供技术以天然气为主要燃料，充分发挥能源的梯级利用以实现对用户同时供电、供热、供冷。相对于电力单供、热电联产技术，三联供技术具有较高的经济性，该技术充分利用了天然气的热能，使能源利用率提高至90%，同时大大减少污染排放量，是实现节能减排的重要技术基础之一。目前，我国冷、热、电三联供技术已比较成熟，其被广泛应用与分布式能源建设中，在节能减排方面发挥了积极作用。应用项目：广州大学城建有目前国内最大的分布式能源站，主要运用热电冷三联供技术，实现大学城能源清洁化、费用经济化。目前能源站建设为一期，投产容量为156MW，关键设备

21、中，锅炉是由中国船舶重工集团公司提供的双压带自除氧卧式自然循环锅炉（66.8t/h），而汽轮机则是由中国长江动力公司生产的抽凝式汽轮机（15MW）和一台补汽式汽轮机（21MW）。热电冷三联供技术使能源获得梯级利用，使用发电后产生的余热对生活热水、空调冷冻水进行制备。在使用分布式能源改造后，广州大学城能源利用效率大幅提升至78%。热泵技术:热泵技术利用热泵机组将空气、土壤、水等环境介质中储存的低温热能转换为高温热能。按照热源热泵技术分为空气源热泵、地源热泵及水源热泵等，其热源来自于大自然，降低了污染排放量据保守估算，我国287个地级以上城市每年浅层地热能可利用资源量相当于3.56亿吨标准煤，扣除

22、消耗电量，可节约相当于2.48亿吨标准煤，减少二氧化碳排放6.52亿吨。预计到2015年，我国利用浅层地热能相当于5269万吨标准煤。应用项目：朗诗科技公司将独有的热泵技术运用于已建成的住宅小区,实现了环保、节能双提升。南京朗诗国际街区占地约30万平方米，2011至2013年全年空调与生活热水供应平均能效42.1kWh/m2,年均产生421万kWh的能源。该系统中，分布式能源技术各司其职，其中风能近乎提供能耗占了近一半，水泵占了24%，天棚辐射主机占了15%，新风机组、热水主机近乎占到了余下的17%。蓄能技术:蓄能技术是利用装置设备将已生产出的能量存放于某种介质之中。按蓄能方式主要分为物理蓄能

23、（抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能）、电磁蓄能（超级电容储能、超导储能）、电化学蓄能（铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池）。该技术能够有效解决供能和需求失调的矛盾，提高能源利用率，即在需求低谷将能量储存起来，在需求高峰时再将能量释放出来。单从抽水蓄能来看，到2025年，全国抽水蓄能电站总装机容量达到约1亿千瓦，占全国电力总装机的比重达到4%左右。可见蓄能技术未来空间巨大。应用项目：广州抽水蓄能电站一期电厂，年均吸收低谷电量14.05亿千瓦时、调峰发电量10.8亿千瓦时;另外机组可靠性也是很高的;发电启动成功率达99.8%;抽水启动成功率达到97.7%。二期机组从静止到发电满载仅需2min

24、，静止至抽水满载也仅需4min左右。这些快速启动的特性可以大幅减少柴油发电的投资规模，不仅提升效率同时避免了柴油发电的环境污染。（三）分布式能源具有经济可行性，推广易接受1. 从宏观角度分布式能源提升能效，整体经济效益提升。分布式能源不仅能够将清洁能源、可再生能源加以利用，同时运用热电冷技术对资源进行分级利用，由此提升能效，较传统集中式供电模式具有明显的经济效益优势。以分布式天然气为例：原有集中式供电模式下，以0.96元/度电，天然气3.02元/立方米为标准，4度电、0.1吨热水消耗0.55立方米天然气及4度电，共需要5.50元。而在分布式天然气梯级利用资源后，1立方米天然气即可满足上述需求，

25、且民用天然气价格为2.18元/立方米，仅需2.18元，两相对比，每利用一立方米天然气，可产生3.32元经济效益。从我国能源总体利用角度来看，分布式能源未来产生的经济效益十分可观。2从企业角度企业投资分布式能源，能获得长期经济利益。分布式能源虽然前期需要出资对设备进行投资，但从设备使用周期来看，分布式能源对使用单位不仅能够收回投资，同时具有长久的经济正效应。华润协鑫（北京）热电有限公司是北京市首家燃气-蒸汽联合循环热电联产项目。2010年通过改造，公司装机容量为15万千瓦，装有两套7.5万千瓦级FT8-3型燃气-蒸汽联合循环热电联产机组，实现了发电、蒸汽、热水、制冷四联供。其每年产生的清洁能源可

26、提供：发电：8-10亿千瓦时/年、供热：160吨/小时、供热水：300吨/小时、制冷：3000冷吨/小时。公司运用“四联供”实现能源的梯级利用，在提高项目能源使用效率的同时，积极推进开发区的节能减排及能源高效利用。投产第5年，累计发电37.64亿度，累计减排二氧化硫约0.41万吨、氮氧化物减排约0.75万吨、烟尘排放量减排约 1.86万吨。而其投入成本8亿元已在第5年收回，而第5年后的经济及环保效益仍将持续。3.从居民角度分布式能源为居民用户节省用电成本。作为终端用户在热、电联供的基础上，总体的能源费用支出在不同区域略有差别，但基本可降低20-30%之间，而近期政府补贴等因素，居民甚至可以从中

27、获利。以上海地区分布式光伏为例，一般1KW需7平方米的安装面积，1kW年发电量1200度左右，其中补贴额度为0.42元/度电，用电价为0.4元/度电，售电价未0.46元/度电白天自发自用收益获得补贴=（0.4+0.42）*1200=986元/年；白天不用收益（补贴加电费）=（0.4+0.42+0.46）*1200=1536元/年。自发自用收益举例如下：风生而水起：催化剂不断（一）中央、地方政策不断加码，为行业发展提供推力近年来中央政策不断，对分布式能源建设的政策频率加快，力度不断加码。20143关于进一步深化电力体制改革的若干意见(简称9号文)明确提出，要建立分布式电源发展新机制。20144国

28、务院关于加快推进生态文明建设的意见提出发展分布式能源，建设智能电网，完善运行管理体系。2013年7月国家发改委印发分布式发电管理暂行办法，明确提出分布式发电应遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地可再生资源和综合利用资源，替代和减少化石能源消费。地方政府相应中央号召，同时不愿落后于人，纷纷布局本地市场。较为典型的是上海市发布上海市可再生能源和新能源发展专项资金扶持办法，针对投资主体进行细化分类补贴，对于电力类型，用电对象都设置了标准，从而更好的微调分布式能源发展结构。扶植办法规定，对规定范围内的新能源发电量进行分类定额补贴，陆上风电补贴0.1元/千瓦时，海上风电补贴0.

29、2元/千瓦时，光伏电站补贴0.3元/千瓦时，分布式光伏发电补贴按照电量消纳用户的类别区分，工、商业用户补贴0.25元/千瓦时，个人、学校等享受优惠电价用户补贴0.4元/千瓦时，从价格机制上为分布式能源的发展注入动力。（二）新能源行业正处在加速周期全球市场新能源消费量高速增长。2014年全球总发电量23131.2TWh，同比增长3.2%。化石燃料发电量占全球总发电量比重的66.6%，比重持续下降。新能源发电延续了高速增长的趋势，年发电量同比增速达到19%，占全球发电量总额的6.2%。我国在新能源市场有所作为，风电已成全球第一。我国新能源快速发展,在分布式光伏、风电、生物质能领域都呈现快速增长，其

30、中风能已成为全球第一。 2012年6月，我国并网风电达到5258万千瓦，超过美国成为世界第一风电大国。我国风电用5年多时间走过了发达国家15年的发展历程，大电网运行大风电的能力进入世界领先水平。我国光伏发电将进入高速发展期。截至2014年底，光伏发电累计装机容量2805万千瓦，同比增长60%，且自2008年以来我国以成全球装机容量增速最快的国家，近几年年增速较全球平均水平高出80%以上。据安永清洁技术咨询服务总监毕艾伦预计，从2014年到2017年，中国为实现太阳能发电与风能目标将至少需要融资1.58万亿元人民币（约合2580亿美元）。另外，分布式太阳能发电在所需的投资总额中的比重将越来越大，

31、从2014年预计的仅800亿元人民币（约合130亿美元）增加到2017年的1780亿元人民币（约合290亿美元）。近几年将是光伏发展的重要机遇期，且随着扶持政策及相关目标的确定，未来将持续高速增长。（三）实力企业争相布局，新能源成市场宠儿国内外知名企业争相布局，市场活跃程度高。国外企业较国内企业原本具有技术优势，在能源互联网、分布式能源大发展的大背景下，正积极布局。部分企业通过注资或收购相关领域企业进军分布式能源市场，还有通过与中国本地高校共同展开研发，在技术上共享，寻求共赢等。案例1：技术研发/西门子，西门子针对日益兴起的分布式能源进行布局，且其技术在全球范围内具备较强的竞争力，是全球唯一可

32、以提供从4兆瓦级到66兆瓦级燃气轮机的厂商。西门在在中国也积极布局，同时与国内高校合作，如与上海交通大学建立联合研发中心。西门子这样做的目的不仅是将中国分布式能源当做终端销售市场看待，同时将自身部分产品的创新、研发工作定位在中国。一方面是运用中国的研发力量，帮助西门子创新，另一方面西门子也将一些自有技术、核心部件以及产品提供给合作方，实现双赢。案例2：企业注资/苹果公司, 苹果公司开始在中国布局光伏电站，今年4月宣布通过注资四川晟天新能源发展有限公司，进行红原环聚项目、若尔盖环聚项目的合作经营。新公司出资比例为四川晟天占比 56%，Apple 占比 44%。苹果公司正是看重中国广阔的光伏市场空间，把握时机，通过注资进入国内光伏市场。苹果公司同时也发现中国更为急切的改变现有能源结构，提升经济效益，并在新能源市场上有所作为的决心。案例3：合作收购/拔萃资本。拔萃资本由阿里巴巴创始人控股，其核心投资领域是以分布式光伏为基础的屋顶分布式及地面光伏发电项目。