天然氣分布式和“互聯(lián)網(wǎng)+”能擦出什么火花？

-導語(yǔ)-

讓化石能源通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)化”而提升效率，是現階段促進(jìn)能源轉型的必要途徑。而天然氣分布式能源將成為我國“互聯(lián)網(wǎng)+化石能源”先行者，如何進(jìn)一步升華發(fā)展，是能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域下一步關(guān)注的重點(diǎn)。

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“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源——也就是常說(shuō)的能源互聯(lián)網(wǎng)，是能源生產(chǎn)消費的創(chuàng )新形式，將顛覆原有的能源行業(yè)分工，出現高開(kāi)放性的新興業(yè)態(tài)，也會(huì )顛覆性改變過(guò)去的一些市場(chǎng)規則、倒逼政府改變管理方式，催生產(chǎn)業(yè)組織創(chuàng )新、商業(yè)模式創(chuàng )新和政府管理方式創(chuàng )新。

隨著(zhù)全社會(huì )電氣化水平的提升，能源互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)是以電網(wǎng)為核心的平臺，但這個(gè)過(guò)程不是一蹴而就的。目前的能源系統仍有電網(wǎng)以外的多種形式并存，供需兩側大比例的“脫網(wǎng)”能源幾乎全都是化石能源。讓化石能源通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)化”而提升效率，是現階段促進(jìn)能源轉型的必要途徑，可促進(jìn)化石能源的清潔化與低碳化轉型。

基于可再生能源或電側的能源互聯(lián)網(wǎng)應用可以實(shí)現增量創(chuàng )新，而基于化石能源的能源互聯(lián)網(wǎng)應用可以實(shí)現存量改善，以上兩方面需要并重。盡管在發(fā)展初期，能源互聯(lián)網(wǎng)只是局部的增量創(chuàng )新，但“互聯(lián)網(wǎng)+化石能源”的發(fā)展與普及可以讓化石能源利用更加清潔高效，并逐步改善供給側存量結構、同時(shí)優(yōu)化消費側能源結構。

天然氣分布式能源將成為我國“互聯(lián)網(wǎng)+化石能源”先行者。宏觀(guān)上看，天然氣是我國能源轉型的重要過(guò)渡能源，能源互聯(lián)網(wǎng)可以有效統籌能源生產(chǎn)與能源消費，二者結合的天然氣分布式能源是我國能源轉型并實(shí)現創(chuàng )新發(fā)展的重要標志;微觀(guān)上看，天然氣分布式能源是綠色城鎮化中先進(jìn)城市能源系統的重要形式，是建設低排放或近零排放試點(diǎn)的重要具體實(shí)現手段。

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能源互聯(lián)網(wǎng)的先行者

分布式能源是一種在地域上分散、建在近用戶(hù)端、相對獨立的能源供需體系。以具有互聯(lián)網(wǎng)拓撲特征的電力網(wǎng)絡(luò )為例，傳統的大型集中式能源供應站(大型中心電廠(chǎng))一般遠離用戶(hù)，通過(guò)大電網(wǎng)、高電壓的輸變電傳輸將電力送到終端用戶(hù)。分布式能源是將發(fā)電和功能踢動(dòng)建在近用戶(hù)側，利用天然氣等清潔能源、本地光伏等可再生能源，或結合工業(yè)余熱余壓等，通過(guò)能源梯級利用的方式，滿(mǎn)足用戶(hù)冷、熱、電、整齊、生活熱水等各種能源負荷的需求。

天然氣分布式能源可以高效優(yōu)化能源供需兩側，同時(shí)為能源系統提供更好的安全性?；茉?以天然氣為例)的“開(kāi)發(fā)加工→管網(wǎng)傳輸→用戶(hù)”，正像可再生能源“轉化發(fā)電→電網(wǎng)傳輸→用戶(hù)”那樣的利用消費路徑，都是將能源通過(guò)自然壟斷的拓撲網(wǎng)絡(luò )傳輸到消費側，而天然氣分布式能源正處于用戶(hù)和傳輸環(huán)節之間的一個(gè)連接消費側與供給側關(guān)鍵節點(diǎn)，可以將化石能源系統與電力系統有機地結合起來(lái)，并以滿(mǎn)足用戶(hù)多元能源需求為核心高效配置供給側能源。

儲能技術(shù)的快速發(fā)展，將有利于讓這兩個(gè)系統形成完整閉環(huán)，逐步減少對網(wǎng)絡(luò )型自然壟斷基礎設施的依賴(lài)，同時(shí)有利于降低電和氣的峰谷差，充分利用谷間低價(jià)能源，進(jìn)一步提升效率。

天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過(guò)冷熱電三聯(lián)供等方式實(shí)現能源的梯級利用，綜合能源利用效率在70%甚至更高，并在負荷中心就近實(shí)現能源供應的現代能源供應方式。天然氣分布式能源的典型模式是電熱冷熱三聯(lián)供，特別適合為城市和負荷中心提供高效的清潔能源，一定規模的天然氣分布式能源，可提高天然氣利用規模，也可降低峰電負荷。

天然氣分布式能源給傳統的化石能源利用增加了互聯(lián)網(wǎng)基因。開(kāi)放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境，能源綜合效率明顯改善，可再生能源比重顯著(zhù)提高，化石能源清潔高效利用取得積極進(jìn)展，大眾參與程度及用戶(hù)體驗大幅提升，有力支撐能源革命。主要表現為：

第一，有利于推動(dòng)清潔及可再生能源智能化生產(chǎn)與清潔替代。鼓勵用戶(hù)側建設冷熱電三聯(lián)供、熱泵等綜合能源利用基礎設施，提高分布式可再生能源綜合利用水平;促進(jìn)可再生能源與化石能源的協(xié)同生產(chǎn)，推動(dòng)對散燒煤等低效化石能源的清潔替代;鼓勵建設與化石能源配套的電采暖、儲熱等調節設施，增強供能靈活性、柔性化，實(shí)現化石能源高效的梯級利用與深度調峰;加快化石能源生產(chǎn)、管理和調度體系的智能化改造;建設市場(chǎng)導向的生產(chǎn)計劃決策平臺與智能化信息管理系統，實(shí)現化石能源需求側與供給側的高效匹配，實(shí)現供應鏈運營(yíng)集約高效。

第二，推動(dòng)分布式儲能將與利于區域微網(wǎng)形成完整閉環(huán)。開(kāi)發(fā)儲電、儲熱、儲冷、清潔燃料存儲等多類(lèi)型、大容量、低成本、高效率、長(cháng)壽命儲能系統，將有利于天然氣分布式能源形成微網(wǎng)完整閉環(huán)。推動(dòng)建設小區、樓宇、家庭應用場(chǎng)景下的分布式儲能設備，實(shí)現儲能設備的混合配置、高效管理、友好并網(wǎng)。

第三，加快推進(jìn)能源消費智能化與低排放社區試點(diǎn)建設。鼓勵建設以智能終端和能源靈活交易為主要特征的智能家居、智能樓宇、智能小區和智能工廠(chǎng)，支撐智慧城市建設;普及智能化用能監測和診斷技術(shù)，建設基于互聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)平臺;構建以多能融合、開(kāi)放共享、雙向通信和智能調控為特征，各類(lèi)用能終端靈活融入的微平衡系統;建設家庭、園區、區域不同層次的用能主體參與能源市場(chǎng)的接入設施和信息服務(wù)平臺。

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國際發(fā)展的經(jīng)驗

天然氣分布式能源是國際上公認的效率最高的能源利用方式之一，系統能效可以達到80%左右，兼具高效低排放、運行靈活、系統安全性好等特點(diǎn)，有利于解決電網(wǎng)調峰和安全問(wèn)題，并能改善能效和能源結構。

天然氣分布式能源在國外得到較快的發(fā)展，已成為世界電力發(fā)展和天然氣利用的新方向。天然氣分布式能源在整個(gè)能源系統中的比重正不斷提高，并可以為特定的能源微系統提供安全冗余程度，同時(shí)降低大電網(wǎng)的壓力。

法律保證、有效機制和政策落實(shí)是發(fā)展天然氣分布式能源的關(guān)鍵，包括：構建法律體系，制定促進(jìn)政策;余電上網(wǎng)、并網(wǎng)合法化成為政策首選;完善補償機制，破解上網(wǎng)難題;制定長(cháng)期規劃，重視城市建筑與工業(yè)領(lǐng)域應用等。

此外，天然氣是中短期內分布式能源可靠的輸入燃料選擇。由于具有經(jīng)濟、穩定、清潔、便捷、高能源密度等相對優(yōu)勢，天然氣是目前世界范圍尤其是城市內分布式能源的主要燃料，并可得到有效保障。全球天然氣供給相對寬松，中短期的低價(jià)格區間，也為天然氣分布式能源的發(fā)展增加了籌碼。

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當前面臨的挑戰

天然氣分布式能源在國際上發(fā)展迅速，但在我國還處于起步階段。我國開(kāi)始發(fā)展天然氣分布式能源僅十余年，裝機容量占比不足1%。這與世界各國總發(fā)電量中約10%來(lái)自分布式能源的比例相比很低。

從分類(lèi)上看，區域式項目主要在大型社區和工業(yè)項目中發(fā)展，樓宇式項目成為提高建筑能效的重要選擇。從分布上看，呈現點(diǎn)狀集中，僅在北京、上海、廣東等資源充足、經(jīng)濟發(fā)達地區發(fā)展較快。從性質(zhì)上看，多為政府主導的示范項目、城市地標項目。從效率上看，與燃煤的傳統火電和供熱相比，物理能效較高、經(jīng)濟能效較低，且前者改善程度高于后者。從數量上看，發(fā)展規模僅為“十二五”規劃目標的不足一成。

據中國城市燃氣協(xié)會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )統計，截至2014年底，我國已建成天然氣分布式能源項目85個(gè)，總裝機108萬(wàn)千瓦;在建項目22個(gè)，籌建項目53個(gè)，累計裝機容量超過(guò)380萬(wàn)千瓦?？傮w上看，我國天然氣分布式能源的裝機規模、能源系統占比、效率指標、普及程度等方面和國際先進(jìn)水平相比還有巨大差距。

分布式能源在國內所遭遇的所有問(wèn)題的原罪是中國落后能源體制，尤其是電力體制與油氣體制不適應新興能源利用方式的發(fā)展和應用。輸入側方面，燃料氣價(jià)與供氣方式是影響成本與穩定運行的重要原因。除了一些基于工業(yè)園區的區域式項目可獲得較廉價(jià)的直供氣外，多數項目尤其是樓宇式項目的供氣價(jià)格和供氣方式被特許經(jīng)營(yíng)權下的城市燃氣公司鎖定，用戶(hù)沒(méi)有選擇權也沒(méi)有議價(jià)能力。輸出側方面，舊有電力體制影響天然氣分布式能源項目的成本攤薄，表現在就近供電與售電難、被附加備用容量費等，計劃電價(jià)、氣價(jià)與市場(chǎng)熱價(jià)也雙側擠壓天然氣分布式能源的盈利空間。

2015年前已投運項目總體上運行狀況不容樂(lè )觀(guān)，物理能效與經(jīng)濟能效難以有效協(xié)調。雖然已投運項目多為政府支持的示范項目，但真正實(shí)現較好經(jīng)濟效益的并不多。運行負荷率不高，沒(méi)有真正滿(mǎn)足“為用戶(hù)定制”的能源消費需求。“高物理能效、低經(jīng)濟能效”的現象比較普遍，成本因素已成為高物理能效的羈絆。隨著(zhù)電價(jià)、氣價(jià)的市場(chǎng)化方向改革，運行不樂(lè )觀(guān)的問(wèn)題正在緩解。

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未來(lái)發(fā)展的良機

天然氣分布式能源是我國集中能源供應系統的有益補充，但須因地制宜。我國的能源資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展階段、生產(chǎn)力布局、建筑結構和居住條件與西方發(fā)達國家有很大的差異，因此，決定了我國的能源發(fā)展戰略、天然氣分布式能源的發(fā)展重點(diǎn)和路徑也會(huì )與這些國家有很大的不同。我國能源相對集中，與能源消費地域逆向分布的客觀(guān)條件，決定了集中式能源開(kāi)發(fā)和跨區遠距離輸送仍將是解決我國能源和電力供應問(wèn)題的主渠道。

2015年被看作是“天然氣分布式能源元年”，項目大批出現，進(jìn)入實(shí)質(zhì)性開(kāi)發(fā)階段。一方面，更多央企開(kāi)始涉足天然氣分布式能源，巨頭進(jìn)入形成了良好的帶動(dòng)效應。2015年以來(lái)，中海油氣電公司、南方電網(wǎng)、中石油、華電、中廣核等紛紛布局天然氣分布式項目。另一方面，以天然氣分布式能源為主的綜合供能體系正在推廣，意味著(zhù)行業(yè)可以得到可持續發(fā)展。

未來(lái)，天然氣分布式能源的輸入將是以天然氣為主，但還會(huì )有太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱等作為補充，目的都是保障供能的穩定性、高效性。隨著(zhù)城鎮化的推進(jìn)及環(huán)保約束趨緊，天然氣分布式能源在城市高密度區、工業(yè)園區等特定地區將大有可為。

我國未來(lái)的轉型發(fā)展需要能源轉型支撐，天然氣分布式能源是城市能源系統的重要選擇。中央關(guān)于“十三五”規劃建議也明確提出，減少政府對價(jià)格形成的干預，全面放開(kāi)競爭性領(lǐng)域商品和服務(wù)價(jià)格，放開(kāi)電力、石油、天然氣、交通運輸、電信等領(lǐng)域競爭性環(huán)節價(jià)格。“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源及創(chuàng )新發(fā)展也將引領(lǐng)新興商業(yè)模式在能源領(lǐng)域發(fā)揮作用。

2015年7月國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導意見(jiàn)》指出，發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)能源系統扁平化，推進(jìn)能源生產(chǎn)與消費模式革命。指導意見(jiàn)特別指出，要加強分布式能源網(wǎng)絡(luò )建設，實(shí)現分布式電源的及時(shí)有效接入，逐步建成開(kāi)放共享的能源網(wǎng)絡(luò )。2016年2月發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見(jiàn)》(發(fā)改能源[2016]392號)也提出，“鼓勵發(fā)展天然氣分布式能源，增強供能靈活性、柔性化，實(shí)現化石能源高效梯級利用與深度調峰”，多項重點(diǎn)任務(wù)均與天然氣分布式能源相關(guān)。

天然氣價(jià)格改革日益推進(jìn)，未來(lái)將有市場(chǎng)化的燃料氣價(jià)格與更靈活的供氣選擇，體現了“基礎開(kāi)放、大眾參與”和“市場(chǎng)驅動(dòng)”的原則。發(fā)展改革委宣布2015年4月1日起天然氣存量氣與增量氣價(jià)格正式并軌，11月18日發(fā)布《關(guān)于降低非居民用天然氣門(mén)站價(jià)格并進(jìn)一步推進(jìn)價(jià)格市場(chǎng)化改革的通知》凸顯國家加快天然氣市場(chǎng)化改革的決心。油氣體制改革將“管道網(wǎng)運分開(kāi)”、“放開(kāi)競爭性環(huán)節政府定價(jià)”、“放開(kāi)下游環(huán)節競爭性業(yè)務(wù)”作為改革重點(diǎn)，可以預期將有更多的天然氣銷(xiāo)售主體出現，流通環(huán)節效率將有較大提升，市場(chǎng)化改革后的價(jià)格也將有所降低。目前，國際LNG現貨價(jià)格持續走低，據預測將維持較長(cháng)時(shí)間，新增市場(chǎng)主體也將提供更加多元、靈活的供氣方式和更經(jīng)濟的燃料氣。

天然氣分布式能源在我國已具快速規模發(fā)展的條件，必將成為“互聯(lián)網(wǎng)+化石能源”的先行者。(作者系國務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所能源政策研究室主任)