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绿色债券系列研究之——分布式能源的发展实践与环境效益研究

核心内容

分布式能源作为我国电力工业未来发展的方向之一，正受到政策的重点支持和关注。其主要形式包括分布式光伏、天然气分布式能源、分布式生物质能等，具有节能减排效益、能源利用效率高、对环境影响小等优势，因此在绿色金融支持下具有较大的发展潜力。

主要观点

1. 政策支持与发展历程

   • 分布式能源概念自2004年起正式出现在政府文件中，相关政策在“十一五”、“十二五”和“十三五”期间逐步完善，从单一的热电联产发展到涵盖多种能源形式的综合能源系统。
   • 政策推动分布式能源在能源负荷中心就近供应，强调“因地制宜”、“节能减排”、“提高能源利用效率”等理念。
   • 政策逐步细化，明确了分布式能源的接入标准、并网流程、市场化交易机制等，如国家电网的并网规定、发改委的《分布式发电管理暂行办法》、以及绿色债券支持目录中的定义。

2. 四种主要发展模式

   • 独立运行：适用于偏远地区，提供局部能源自给。
   • 并网不上网：电力自发自用，不足部分由大电网提供，不反向送电。
   • 并网上网：电力自用为主，多余电量上网，具有较高的经济性和环保效益。
   • 发电量全部上网：适用于可再生能源，如分布式光伏，可有效减少碳排放。

3. 环境效益评估指标

   • R-DER（可再生能源分布式能源）：主要关注可再生能源的转化效率、可利用小时数、布置合理性。如光伏组件效率、光照小时数、建筑屋顶利用率等。
   • C-DER（常规能源分布式能源）：重点评估能源利用效率、单位能源输出的污染物排放强度、负荷匹配程度。如天然气冷热电联供系统的效率、氮氧化物排放控制、负荷预测与实际运行匹配度等。

关键信息

一、政策发展变迁

二、发展现状

1. 天然气分布式能源

   • 截至2015年底，全国共有288个天然气分布式能源项目，总装机容量超过1,112万千瓦。
   • 2016年全国天然气分布式发电累计装机容量达1,200万千瓦，但仍不到全国总装机容量的2%。
   • 2020年目标装机规模为2,000万千瓦，预计可能达到2,700~3,000万千瓦。

2. 分布式光伏

   • 截至2017年底，全国分布式光伏累计装机容量为29,660MW，年增长率显著高于整体光伏行业。
   • 2018年1~4月新增装机容量12.94GW，同比增长45.72%，继续保持爆发式增长。

3. 分布式生物质能

   • 截至2017年底，全国生物质发电并网装机容量为1,476.2万千瓦，其中农林生物质发电项目并网容量700.9万千瓦，生活垃圾焚烧发电项目并网容量725.3万千瓦。
   • 生物质能利用潜力大，资源丰富，适合发展分布式热电联产，缓解区域化石燃料消耗和污染排放。

三、环境效益与影响

1. R-DER（可再生能源分布式能源）的环境效益

   • 转化效率：光伏组件、小水电、小型风电的效率直接影响能源产出和减排效益。如多晶硅和单晶硅组件的光电转换效率分别需达到18%和18.9%以上。
   • 可利用小时数：反映项目运行效率和环境效益，如分布式光伏在呼和浩特年利用小时达1,458小时，成都最低为825小时。
   • 布置合理性：需充分考虑终端负荷分布，减少对周边环境的影响。

2. R-DER的环境影响

   • 主要体现在施工过程的绿色施工、组件安全性、污水排放等，总体影响较小。
   • 小型水电需关注水土保持和生态影响，小型风电需关注噪音控制。

3. C-DER（常规能源分布式能源）的环境效益

   • 氮氧化物排放显著低于燃煤，可有效减少大气污染。
   • 能源利用效率高，如天然气冷热电联供系统效率可达60%~90%以上。
   • 负荷匹配度是影响经济性和持续运行的重要因素，部分项目因负荷不匹配导致效率低下。

4. C-DER的环境影响

   • 噪声污染是主要问题，燃气-蒸汽联合循环机组需满足高噪声标准。
   • 生物质发电需关注烟气排放，包括氮氧化物、二氧化硫和烟尘等，需符合国家或地方排放标准。

未来展望

分布式能源因其灵活的供能方式和显著的环境效益，将在未来得到进一步推广和应用。绿色金融的支持将推动更多分布式能源项目进入市场，尤其是可再生能源类项目。同时，政策也将进一步推动市场化交易机制的完善，鼓励分布式能源参与电力交易和碳市场，提升其经济性和可持续性。随着技术进步和政策引导，分布式能源将在我国能源结构优化、环境治理和能源安全等方面发挥更加重要的作用。