編者按:2019年9月5~6日,以“多元化布局和產(chǎn)業(yè)鏈延伸”為主題的“2019(第十五屆)中國分布式能源國際論壇”在北京召開,本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)、能源Link主辦。會上,中國科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟研究所能源經(jīng)濟室主任朱彤發(fā)表了《能源轉(zhuǎn)型與分布式可再生能源》的報告。
朱彤:我的內(nèi)容不是那么技術(shù)性,主要是因為這兩天我在做能源轉(zhuǎn)型的研究、政策理論。所以從能源轉(zhuǎn)型的角度談一談對分布式能源的看法,主要是影響、重要性,以及未來的前景怎么樣。我對分布式能源的前景還是比較樂觀的。
第一,分布式能源的內(nèi)涵。
第二,能源轉(zhuǎn)型對分布式能源的影響。
第三,從經(jīng)濟和能源轉(zhuǎn)型的歷史演進來看分布式能源的重要性,分布式能源很可能就是未來的方向。
第四,分布式能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn),主要講一些比較大的挑戰(zhàn)。在發(fā)展過程中,我們面臨這樣那樣的問題,其實背后有些共性的東西。最后簡單展望一下。
分布式能源并不是一個新概念,我查了一下,最早分布式能源從法律的源頭來看,應(yīng)該是從1978年美國公約公共事業(yè)管理政策法規(guī)定的,后來奠定了分布式能源的法律地位。分布式能源最初也是從電力系統(tǒng)發(fā)展起來的,特別電網(wǎng)是一個受監(jiān)管的行業(yè),所以它的很多發(fā)展和政策本身,包括能源的鼓勵政策,包括監(jiān)管的變革都有很大的關(guān)系。
分布式能源本身來講,大家談得比較多的是三個概念相互關(guān)聯(lián)的,其實有時候都是互換使用的,第一個就是分布式發(fā)電,一般來講共性的東西有這么幾個,靠近用戶側(cè),和配電網(wǎng)連接,規(guī)模比較小,它是用可再生能源或者其他的常規(guī)能源發(fā)電,包括風力發(fā)電、太陽能發(fā)電、燃料電池、渦輪機等等。
分布式能源資源,在很大程度上跟前面的分布式發(fā)電有時候是互換使用的,從定義的角度來講,除了上述提到的之外,廣義的分布式能源資源,包括與輔網(wǎng)連接的可用負荷,以及儲能,最初的時候可能是這樣的,從電源的角度,最后可能從用戶側(cè)的角度,從儲能的角度,也可以成為分布式能源的來源。
還有一個提法就是分布式能源的系統(tǒng),更強調(diào)能源的梯級利用。
它的特征就是電,位置靠近用戶側(cè),與配電網(wǎng)連接。在化石能源時代,分布式能源的發(fā)展基本動因其實是效率和環(huán)保,它是在大電網(wǎng)和大的能源系統(tǒng)涉及不到的地方,它是用分布式的方式,是分布式能源系統(tǒng),還是能源的分布式,它可以是利用效率的提高,同時可能環(huán)保相對比較好,這是第一個。這是分布式能源在化石能源的特點。
到了能源轉(zhuǎn)型當前的背景下,來認識分布式能源的話,這個背景發(fā)生了一個變化。首先分布式能源可能不是一個補充,從未來的角度,從能源轉(zhuǎn)型的角度來講,它可能是未來的方向。在能源低碳轉(zhuǎn)型的背景下,分布式作為一種提供能源服務(wù)的方式。我們講現(xiàn)代的能源轉(zhuǎn)型本身低碳轉(zhuǎn)型,甚至是無碳的轉(zhuǎn)型下,這種轉(zhuǎn)型背后的驅(qū)動力是氣候變化,這是直接的動因,直接的背景是氣候變化。所以說用可再生能源替代化石能源,在這種背景下驅(qū)動能源轉(zhuǎn)型。可再生能源本身最基本的特性是分布廣泛,而且能量密度低,所以從這個角度來講,分布式本身本地的方式和集中利用的方式比較起來,分布式可能更符合它的特性,因為它可以使得更少的能量耗費在輸送環(huán)節(jié),而直接靠近用戶側(cè),使更多的能量交給用戶使用,這是它本身的原因。
第二從經(jīng)濟學(xué)的視角來看,實際上分布式能源本身要放在整個工業(yè)革命或者社會經(jīng)濟發(fā)展大背景下看,近10年以來其實有一個大的趨勢,很多技術(shù),很多組織方式都是扁平化,包括提供服務(wù)的方式已經(jīng)慢慢的分布式了。因為分布式就是靠近用戶側(cè),滿足用戶的需求,用規(guī)模化的方式滿足用戶的需求是最難的。工業(yè)革命之后實現(xiàn)的是生產(chǎn),蒸汽機發(fā)明之后,好多大的以工業(yè)革命為基準,為生產(chǎn)方的經(jīng)濟出來之后,在生產(chǎn)端的成本大幅度下降,生產(chǎn)標準化,生產(chǎn)的標準化和規(guī)模化本身,其實跟需求的多樣化、多變,這本身之間是矛盾的。我們之所以要享受標準化的產(chǎn)品,是為了把產(chǎn)品降下去,讓更多的人享受到。如果我們能夠以多樣化的方式,來提供很多消費者的需求,而且是很經(jīng)濟地提供他們的需求,這是夢寐以求的。近10年,互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,數(shù)字經(jīng)濟智能化之后你會發(fā)現(xiàn),我們現(xiàn)在很多的需求,開始用一種規(guī)模的方式,而且是定制多樣化的方式滿足用戶的需求。所以說網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟和數(shù)字經(jīng)濟實現(xiàn)了需求方的規(guī)模經(jīng)濟,在平臺互聯(lián)網(wǎng)上某一個產(chǎn)品它可能在某一個區(qū)域里面達不到規(guī)模經(jīng)濟,但是在網(wǎng)絡(luò)上可以實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,所以實現(xiàn)了一個匹配和對接。
所以分布式本身提供的方式是整個社會工業(yè)革命也好,它是社會經(jīng)濟發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果,如果每個人需要的東西都可以以非常經(jīng)濟的方式獲得,包括這個產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造我都能參與設(shè)計,我愿意用我付出的價格來提供的話,這是非常好的。分布式能源其實是在這樣一個大背景下的一個體現(xiàn)而已,由于能源自身的屬性,這可能是分布式發(fā)展的一個領(lǐng)域,所以分布式能源是滿足消費者需求不可缺少的一個部分。
第二個影響,能源低碳轉(zhuǎn)型將推動不同部門能源系統(tǒng)的跨界和融合。過去的電力、交通、供熱,各是各的,都有自己風格的能源體系。分布式能源是實現(xiàn)跨界和融合重要的介質(zhì),在歐美國家,傳統(tǒng)的分布式能源資源和分布式能源的技術(shù),已經(jīng)比較好地融入到電力系統(tǒng)中間,這跟我們國家不一樣。我們談分布式能源,談的更多的是光伏的分布式等等,其實傳統(tǒng)的分布式能源資源,在目前的電力系統(tǒng)中并沒有實現(xiàn)很好的大發(fā)展,這一點跟歐美國家是不一樣的,包括較小份額的風光電等等,在當前的電力系統(tǒng)之間這一點做得并不好,有體制的原因,也有電網(wǎng)本身的原因,也有經(jīng)濟性的原因。
第二,與能源轉(zhuǎn)型有關(guān)的分布式能源,比如說較大份額的風光電、電動汽車、儲能等等,它對傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)會帶來沖擊,這是我們面臨的問題。可能對電力系統(tǒng)本身需要的靈活性,帶來更大的需要等等這樣的一些問題,帶來沖擊,這個過程電力系統(tǒng)本身會有周期的反應(yīng)。
第三點,為了最大限度地利用波動性的可再生能源,未來的分布式重點是集成到電力、供暖、交通等智慧系統(tǒng)當中,不僅僅是電力。我們很多人在談未來轉(zhuǎn)型過程中你會發(fā)現(xiàn),應(yīng)用最廣的比如說儲存方式,可能是同時連接了電力、供熱,甚至還有交通,比如說電動汽車等等,這個介質(zhì)實現(xiàn)的各種能源系統(tǒng)之間,分布式能源是一個很好的媒介,這是第二個影響。
第三個影響,分布式能源的發(fā)展和能源低碳轉(zhuǎn)型需要一個強大智能的配電網(wǎng)絡(luò)。分布式能源是在用戶側(cè),在需求側(cè),直接給用戶提供服務(wù)。它跟配網(wǎng)之間的關(guān)系,像過去不是一個單向的關(guān)系。第二它還有一個區(qū)域集成的關(guān)系,在區(qū)域里面智能化、最優(yōu)化這樣的方式,所以它需要一個強大的智能配電網(wǎng)絡(luò)。如果電網(wǎng)還是以輸為主,輸?shù)闹攸c不轉(zhuǎn)到配的話,就會有問題。從電網(wǎng)管理的角度來講,要以用戶為中心,這一點我們轉(zhuǎn)得并不好。
第三要從被動向主動轉(zhuǎn)變。這是歐盟關(guān)于它的被動的配網(wǎng)運營商和主動配網(wǎng)運營商之間的描述,電網(wǎng)的投資規(guī)劃當中,被動的配網(wǎng)運營商確定最高需求的投資,主動的會主動利用分布式能源來減少網(wǎng)絡(luò)的投資,這是主動和被動的區(qū)別,被動的配網(wǎng)運營商,只能接受所有的并網(wǎng)要求,因為他有法律要求。作為主動的配網(wǎng)運營商,他會提供一個分布式能源的輸出,不同的一個比例,比如說我可以接受你,你能接受比如說3%的一個削減量,可能等待的時間短一點,我不能接受削減,可能等待時間會長一點。這種情況下,可能配網(wǎng)運營商就會延遲一些網(wǎng)絡(luò)方面的投資。電網(wǎng)系統(tǒng)的運營也是一樣的,被動的主要從高壓到低壓的方向,而主動的會實時監(jiān)控潮流的方向,利用分布式能源控制潮流,實現(xiàn)投資運營的優(yōu)化,成本的降低。
第三點,進一步強調(diào)一下它的重要性,你把它放在一個社會經(jīng)濟能源系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)演進的情況下你會發(fā)現(xiàn),它和生產(chǎn)方式之間存在一個匹配的方式。實際上工業(yè)革命的發(fā)生,是以能源革命為前提和基礎(chǔ)的。正是因為化石能源的規(guī)模經(jīng)濟性,給規(guī)模化的生產(chǎn)體系、工業(yè)體系提供了可能性。氣候變化之后,你就會發(fā)現(xiàn)我們的經(jīng)濟體系,我們的能源體系也在發(fā)生變化。可再生能源本身特性是不變的,本身它的基礎(chǔ)特性是不變的,就是低碳,低能源密度,這樣可再生能源的系統(tǒng)和化石能源的系統(tǒng)本身是不兼容的,必須轉(zhuǎn)到適應(yīng)可再生能源自身的能源系統(tǒng)上去。這個過程本身生產(chǎn)方式也要跟能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型相適應(yīng),可能會走向分布式能源系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng),可能對超大規(guī)模的生產(chǎn)體系會有一個反向的變化,就是分布式的生產(chǎn),就像計算一樣,是大規(guī)模的集中計算,出來并行計算,再出現(xiàn)分布式計算,后來出現(xiàn)云計算、邊緣計算,實際上它就是在集中、分散之間不斷地把它的規(guī)模進行切分,同時滿足消費者的需要。低碳經(jīng)濟需要的能源系統(tǒng)不是化石能源系統(tǒng),在這樣一個轉(zhuǎn)型的趨勢里你會發(fā)現(xiàn),分布式能源在未來會從補充地位變成主導(dǎo)地位。
面臨的挑戰(zhàn),第一個就是兩類不同的DER與能源系統(tǒng)融合的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)DER與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的融合,與能源轉(zhuǎn)型有關(guān)的DER與低碳能源系統(tǒng)的融合。因此你的能源系統(tǒng)本身的轉(zhuǎn)型必須要符合這個方向。從可再生能源來看,目前我們國家處在一個能源轉(zhuǎn)型的初級階段。因為我們國家可再生能源從規(guī)模來講在世界上處于第一位,是第一大國家,從裝機規(guī)模、可再生能源發(fā)電等等,但是能源轉(zhuǎn)型是按照能源、可再生能源在能源中的氛圍來度量的,因為是低碳轉(zhuǎn)型,因為總量大,碳排放也大。由于電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型是目前最快的,我們電力系統(tǒng)里面,以可再生能源發(fā)電量的比重來度量能源轉(zhuǎn)型是有道理的。
中國、美國、德國、日本、巴西等等,前十大能源消費國里面,中國波動性可再生能源占7.3%,美國9.8%,這是2017年的數(shù)據(jù),德國是30%。根據(jù)歐洲的經(jīng)驗,在歐洲電網(wǎng)的架構(gòu)以及監(jiān)管模式、制度的狀況下,在15%到20%的波動性可再生的電力,其實對電力系統(tǒng)是沒有太大沖擊的,這是他們的經(jīng)驗。所以我們可以把這個劃分,能源轉(zhuǎn)型階段,15%以下肯定是個初級階段,15%到20%以上,才會產(chǎn)生對電網(wǎng)本身很大的投資的需求,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的需求等等這樣一些需求,中國10%都沒到,美國也一樣。但是我們棄風、棄光的情況比歐美國家嚴重得多,有電網(wǎng)自身的問題,也有體制機制的問題。
第二個挑戰(zhàn)就是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn),當前是電力系統(tǒng),從我看到的情況來看,它并沒有在能源轉(zhuǎn)型的架構(gòu)下調(diào)整自己的定位和未來的發(fā)展,因為它現(xiàn)在的重點還是在輸電,沒有在配電,還在大量建特高壓,沒有轉(zhuǎn)向配電網(wǎng)。實際上這中間就會帶來一個沖擊,包括上周我們剛?cè)バ陆{(diào)研,他們還在寄希望于建特高壓。去年IEA就有一個研究報告,得到的結(jié)論是什么,對于可再生能源來講,不應(yīng)該再延續(xù)化石能源那樣,按照資源量來開發(fā),因為你的波動性到了電力系統(tǒng)沖擊會比較大,你應(yīng)該按照跟電網(wǎng)的匹配和優(yōu)化一起開發(fā),而且要位置多樣化,而且不是集中在一個地方。我們背后是沒有理解化石能源時代的發(fā)展規(guī)律和可再生能源發(fā)展規(guī)律的本質(zhì)差異,還是覺得大規(guī)模建,大規(guī)模地輸出來,實際上按照這種方式,對電網(wǎng)的沖擊遠比分布式大得多。
第三,化石能源的監(jiān)管體系的挑戰(zhàn)。我們有很多政策很好,但是落實不下去,分布式的電交易,就是不讓你做,輸配電價也出來了,協(xié)議也達成了,就是不讓你過去,這就是監(jiān)管部門的問題,說明你中間沒有管住,為什么就不能落實下去呢?對于電網(wǎng)企業(yè)來講他落不下去,因為這是割他的肉,但是從監(jiān)管角度來講,有利于低碳能源轉(zhuǎn)型發(fā)展方向來講,實際上就是能源監(jiān)管體系和能源政策轉(zhuǎn)型本身沒有轉(zhuǎn)過來,沒有真正做到有效的監(jiān)管。
前景,前景廣闊。最近跟一些光伏企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)做配網(wǎng)的互動交流,分布式能源的發(fā)展前景的確很廣,儲能本身的技術(shù)會導(dǎo)致經(jīng)濟下降,特別是儲能,儲能加光伏、儲能加風能等等會發(fā)展越來越好。如果你當前能夠順應(yīng)能源轉(zhuǎn)型的需求,主動來為分布式能源的發(fā)展,包括光伏發(fā)展創(chuàng)造有利的條件,其實未來這些東西離不開你,你還是占主導(dǎo)地位。但是如果你硬要站在它的對立面,五年、八年之后,技術(shù)有大的突破之后,規(guī)模經(jīng)濟,生產(chǎn)的規(guī)模一上去,技術(shù)迭代產(chǎn)生成本下降,有的時候是出乎我們想象的。如果把迭代過程擴大,也許八年就夠了,這個過程是很難想象的。你七年前能想到今年光伏的成本會降到這個地步嗎?所以從這個角度來講前景是非常廣的,包括分布式光伏在內(nèi)的很多發(fā)展都非常的艱難,包括所謂的增加配網(wǎng)也做不下去,最后的結(jié)果是什么,道路曲折,既有的體制難以協(xié)調(diào),包括分布式能源發(fā)展的利益沖突,我多一塊利益你就少一塊利益,這種情況下就是存量替代的過程,這個時候體制已經(jīng)很難協(xié)調(diào)這種利益沖突了。
關(guān)鍵是在未來三到五年,如果能源體制改革不能協(xié)調(diào)新舊利益的沖突,最后只能寄希望于技術(shù)創(chuàng)新。比如說像鋰電池、儲能電池的成本下降,光伏成本進一步下降,光伏電池、鋰電池和氫燃料電池,也許三、五年看不到,但是我覺得十年八年,應(yīng)該是能看得到的。謝謝大家!
責任編輯: 李穎