2020年全球新興微電網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展現狀

微電網(wǎng)是一組相互連接的分布式能源(DERs)加用電負荷，或在明確定義邊界內的單一能源資源加用電負荷。微電網(wǎng)能夠在主電網(wǎng)無(wú)法到達的偏遠地區獨立運行，也可以與主電網(wǎng)并網(wǎng)運行。

彭博新能源財經(jīng)(BloombergNEF)和國際組織SEforALL近期聯(lián)合發(fā)布《2020年全球微電網(wǎng)市場(chǎng)報告》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報告》)，聚焦新興市場(chǎng)微電網(wǎng)。為此，本刊記者專(zhuān)訪(fǎng)BloombergNEF相關(guān)研究人員，圍繞報告就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。本文也涉及到一些發(fā)達國家的微電網(wǎng)建設情況，這些國家的項目規模和目的往往與新興市場(chǎng)不同。

記者：近年來(lái)，全球各地微電網(wǎng)是如何發(fā)展的?增長(cháng)最快的市場(chǎng)在哪里?

BloombergNEF：得益于光伏電池和鋰離子電池成本的大幅降低，以及能源管理和控制技術(shù)的進(jìn)步，過(guò)去十年里，世界各地安裝的太陽(yáng)能混合動(dòng)力微電網(wǎng)不斷增加，增長(cháng)速度因地域而異。

微電網(wǎng)能夠幫助地區解決電力供應和電力彈性等問(wèn)題，在撒哈拉以南非洲、南亞、美國和澳大利亞，有更多的項目已經(jīng)建成。據統計，截至2020年3月，撒哈拉以南非洲、亞洲和島國(其中一些在拉丁美洲)共有7181個(gè)微電網(wǎng)項目在建/運。目前在運的微電網(wǎng)項目共計5544個(gè)，其中63%是光伏微電網(wǎng)或光伏混合微電網(wǎng)，21%接入水電，11%接入柴油/重油發(fā)電機。目前，現有微電網(wǎng)僅能滿(mǎn)足農村小部分的電氣化總需求。在歐洲等地區，我們還看不到微電網(wǎng)對電網(wǎng)系統有太多的滲透。

在全球范圍內，美國和澳大利亞可能是微電網(wǎng)增長(cháng)最快的市場(chǎng)。在美國，提高電力系統應對自然災害的恢復能力是發(fā)展微電網(wǎng)的主要興趣所在。在澳大利亞，我們看到一些新項目已經(jīng)開(kāi)始在偏僻孤立地區發(fā)展起來(lái)，如離網(wǎng)采礦場(chǎng)，用以節約能源成本，減少溫室氣體排放。

在新興市場(chǎng)，預計尼日利亞將有更多的項目上線(xiàn)。目前尼日利亞有兩個(gè)太陽(yáng)能混合微電網(wǎng)融資項目，這兩個(gè)項目的預算為2.2億美元，由世界銀行和非洲開(kāi)發(fā)銀行提供融資。

記者：請問(wèn)，商業(yè)和工業(yè)客戶(hù)對微電網(wǎng)項目的要求有何不同?

BloombergNEF：總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)用戶(hù)對高功率輸出的需求往往比商業(yè)用戶(hù)大，因此微電網(wǎng)系統的設計需要滿(mǎn)足這種需求。一個(gè)微電網(wǎng)系統需要根據客戶(hù)、負荷和位置進(jìn)行定制。在新興市場(chǎng)，農村地區的微電網(wǎng)往往既連接小型商業(yè)用戶(hù)，又連接工業(yè)用戶(hù)。

記者：請您簡(jiǎn)述一下微電網(wǎng)如何改變社區的發(fā)電和用電方式、提供靈活性?

BloombergNEF：如果在安裝微型電網(wǎng)之前，社區無(wú)法獲得電力，那么微電網(wǎng)提供的電能不僅能夠通過(guò)提供照明等基本服務(wù)改善農村家庭生活質(zhì)量，而且能夠使當地企業(yè)創(chuàng )收。使用微電網(wǎng)的影響是多種多樣的，并根據項目的不同而有所不同。如果社區已經(jīng)接入主電網(wǎng)，那么微電網(wǎng)通常會(huì )連接到主電網(wǎng)。一旦安裝了微電網(wǎng)，電力將主要由微電網(wǎng)供電，但在一些情況下仍使用主電網(wǎng)電力。當主電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，社區能夠使用微電網(wǎng)的可靠電力。

對于一個(gè)并網(wǎng)的微電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，是否能將高水平分布式發(fā)電納入到當地能源系統至關(guān)重要。微電網(wǎng)在為電力系統提供額外的靈活性和可再生能源集成方面發(fā)揮作用。從這一角度來(lái)看，微電網(wǎng)更適用于分布式可再生能源已經(jīng)普及的發(fā)達國家。

記者：請問(wèn)目前微電網(wǎng)技術(shù)模式有哪些?

BloombergNEF：微電網(wǎng)的技術(shù)配置有許多種。技術(shù)模型會(huì )因發(fā)電、電池存儲、負載和控制系統的不同而不同。很多發(fā)電技術(shù)都可以參與到微電網(wǎng)中。例如，在過(guò)去十年里已經(jīng)出現了光伏混合動(dòng)力微電網(wǎng)，而電池技術(shù)在微電網(wǎng)中的應用因項目而異。有些微電網(wǎng)項目將電動(dòng)汽車(chē)充電器作為系統的一部分。

全球微電網(wǎng)市場(chǎng)中增長(cháng)最快的部分是光伏混合微電網(wǎng)?，F有微電網(wǎng)中有32%以柴油/重油(HFO)發(fā)電或水電作為電源，但是光伏是當今微電網(wǎng)最常用的發(fā)電技術(shù)。典型的現代微電網(wǎng)由光伏電源和儲能系統組成。開(kāi)發(fā)商傾向于采用鉛酸電池，因為采用鉛酸電池的前期投入成本較低。隨著(zhù)技術(shù)成本大幅下降，開(kāi)發(fā)商也開(kāi)始采用鋰離子電池。經(jīng)估算，2019年配置儲能系統的微電網(wǎng)中有66%采用鉛酸電池，32%采用鋰離子電池，預計未來(lái)兩者的市場(chǎng)份額會(huì )發(fā)生變化。此外，光伏混合微電網(wǎng)組合使用光伏和其他分布式能源，在度電成本和增長(cháng)速度方面與主電網(wǎng)擴展形成競爭互補關(guān)系。

記者：隨著(zhù)可再生能源發(fā)電技術(shù)及數字化的發(fā)展，微電網(wǎng)有哪些變化和趨勢?

BloombergNEF：結合光伏、電池儲能和化石燃料發(fā)電的太陽(yáng)能混合微電網(wǎng)已成為主流。甚至在太陽(yáng)能和儲能技術(shù)出現之前就已經(jīng)有了微電網(wǎng)，但這些系統通常只有一種單一的發(fā)電技術(shù)，如柴油或水力發(fā)電。

根據地理位置的不同，一些風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)會(huì )接入微電網(wǎng)。從最優(yōu)配置的角度來(lái)看，控制系統的先進(jìn)性有助于多個(gè)分布式資源的集成，并將其作為一個(gè)單一的實(shí)體進(jìn)行管理。遠程連接、控制和數據分析為控制系統提供更多可行選擇。有了新技術(shù)的支持，更加分散的小型分布式供電成為可能。遠程監控技術(shù)已成為微電網(wǎng)的常用技術(shù)，對于安裝在農村地區的孤立的微電網(wǎng)，工程師可以監控微電網(wǎng)的運行情況，并進(jìn)行故障排除。

記者：微電網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰和機遇是什么?

BloombergNEF：我們的《報告》聚焦的主要是新興市場(chǎng)高水平微電網(wǎng)面臨的關(guān)鍵性挑戰。關(guān)鍵性挑戰分別是保障微電網(wǎng)資產(chǎn)現金流的法規、客戶(hù)需求波動(dòng)性和項目規模。利益相關(guān)者需要應對這些挑戰，以促進(jìn)市場(chǎng)增長(cháng)。

1.各地普遍缺乏微電網(wǎng)支持政策和法規，特別是保障微電網(wǎng)資產(chǎn)現金流的法規。

在需要對農村電氣化進(jìn)行持續投資的國家中，很少有國家政府機構做出明確規定來(lái)保障微電網(wǎng)所有者。而私人投資者往往傾向于支持政策最為有利的市場(chǎng)。

2.農村用戶(hù)的用電需求通常比較有限，有時(shí)甚至無(wú)法支付電費。

農村微電網(wǎng)運營(yíng)商面向的客戶(hù)往往收入很少、支付能力有限，且需求不可預測天氣條件、季節性和作物產(chǎn)量都會(huì )對客戶(hù)支付能力產(chǎn)生直接影響。對于微電網(wǎng)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，這種不穩定的收入流對財務(wù)支持者的風(fēng)險回報構成巨大風(fēng)險。無(wú)法增加的農村用電需求、有限的用戶(hù)支付能力也就意味著(zhù)微電網(wǎng)項目距離實(shí)現盈虧平衡需要更長(cháng)時(shí)間，用戶(hù)的不可靠性是微電網(wǎng)在沒(méi)有補貼的情況下實(shí)現經(jīng)濟可行性的最大障礙之一，這會(huì )阻礙私人投資者動(dòng)用資金支持此類(lèi)項目?！秷蟾妗犯櫫思s21億美元的微電網(wǎng)投資項目，其中能夠按期支付的資金僅為13%左右，存在重大風(fēng)險。

3.項目規模受限。

大多數微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)商都是小型企業(yè)或初創(chuàng )企業(yè)。近年來(lái)，隨著(zhù)光伏混合微電網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展，大型和國際公司也開(kāi)始參與微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)。部分企業(yè)的參與方式是收購電池儲能系統、不間斷電源(UPS)和軟件控制技術(shù)企業(yè);EDF、Enel、ENGIE、Iberdrola、殼牌和東京電力公司等電力企業(yè)和石油企業(yè)則與開(kāi)發(fā)商合作，或對其進(jìn)行投資。三井集團和住友集團等日本貿易公司也投資了微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)商。

大多數農村微電網(wǎng)的功率范圍僅為10～100千瓦。私人投資傾向于更大的交易規模。因此，許多公司不愿投入必要的時(shí)間和精力為100萬(wàn)美元或更小金額的項目提供融資。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年8月7日第31期