曹 玥 鋒

(1．太原市城市規(guī)劃設(shè)計研究院，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。該系統(tǒng)通過各種一次能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的運(yùn)用，可以在一個區(qū)域內(nèi)同時對用戶提供冷、熱、電等能源供應(yīng)的需求，減少了輸配系統(tǒng)能源損失的同時還可以實現(xiàn)能源的梯級利用。

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，如太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、分布式儲能、燃?xì)鈩恿ρb置發(fā)電等。

2 分布式能源的優(yōu)缺點

2．1 優(yōu)點

分布式能源系統(tǒng)最大的特點為節(jié)能、減排、低碳、安全。“十二五”規(guī)劃中已經(jīng)明確提出，我國要加大促進(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)用中難以實現(xiàn)，但分布式能源系統(tǒng)的應(yīng)用對于缺乏電力的地區(qū)可以提高電網(wǎng)供電的可靠性，因為用戶可以自己調(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，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

目前，該系統(tǒng)也是存在一些缺點的，因為它本身并不是集中供能，單機(jī)功率的發(fā)電效率與大電廠相比要小很多。因為動力設(shè)備的機(jī)組大小與效率成正比。因此，單從售價考慮，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，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，對純發(fā)電成本和單位千瓦投資作分析比較時，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 國內(nèi)外應(yīng)用情況及主要存在問題

3．1 在國內(nèi)的應(yīng)用情況

在我國，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)在我國的應(yīng)用并不成熟。

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

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

3．2 在國外的應(yīng)用情況

在國外，一些發(fā)達(dá)國家政府通過技術(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。

美國為了提高分布式能源站的利用，出臺了減稅，簡化審批等優(yōu)惠政策。在未來，美國政府將進(jìn)一步推廣分布式能源的發(fā)展。當(dāng)前，美國制定了新的戰(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)的項目發(fā)展飛快。并且日本政府已經(jīng)出臺了一些相關(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，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)組很難實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。再次，對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)市政專項規(guī)劃中分布式能源的應(yīng)用

太原市作為一個中部省會城市，有著悠久的歷史文化名城的底蘊(yùn)。近年來，太原市的發(fā)展以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，構(gòu)建社會主義和諧社會、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)荷增長同步并適度超前，具備向各級用戶供電的能力，滿足各類用戶負(fù)荷增長的需要，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)測可能的變化，在一個長時間的發(fā)展期內(nèi)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)仍舊合理;4)信息化、智能化、互動化和自動化同步規(guī)劃智能電網(wǎng)配電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)的項目，提高配電網(wǎng)的智能化水平。智能化項目和網(wǎng)格項目的同時、同步設(shè)計。

借鑒國內(nèi)外發(fā)達(dá)城市電網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗，創(chuàng)造一個“安全、穩(wěn)定、先進(jìn)、規(guī)范”的智能型電網(wǎng)。對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自備電站，能確保用戶實現(xiàn)用電雙保險。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)(六號線南街以北，十號線以南，太茅路以東，太茅東巷以西)，作為分布式熱源的示范性項目。該項目應(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)三個一流”的省會城市為目標(biāo)，形成氣源多源，氣量充足，布局科學(xué)，運(yùn)營安全，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

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

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