寧翔

摘 要：上海是我國(guó)人口密集、能源需求量大的特大城市。在電力供應(yīng)方面，近年來(lái)上海市著力發(fā)展貼近用戶、清潔高效的分布式供能技術(shù)，以此優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高電力供應(yīng)的安全性和可靠性，為經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展提供能源支持。同時(shí)，上海市通過(guò)發(fā)布一系列規(guī)范政策與補(bǔ)貼方案，創(chuàng)造寬松的政策環(huán)境，推動(dòng)分布式供能技術(shù)的具體落地。本文通過(guò)梳理上海市能源消費(fèi)情況及開(kāi)展分布式供能的基礎(chǔ)條件，對(duì)比分析天然氣分布式和光伏分布式的應(yīng)用現(xiàn)狀及相關(guān)政策，總結(jié)上海分布式項(xiàng)目開(kāi)展的經(jīng)驗(yàn)，為分布式技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣提供參考。

關(guān)鍵詞：分布式供能 光伏 天然氣 政策

中圖分類(lèi)號(hào)：TM611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（b）-0045-03

上海市作為我國(guó)直轄市之一，人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高。全市常住人口總數(shù)為2419.7萬(wàn)人，城鎮(zhèn)化率達(dá)到87.6%，排名全國(guó)第一。2016年完成生產(chǎn)總值27466.15億元，據(jù)全國(guó)直轄市第一位。如此大規(guī)模的人口和經(jīng)濟(jì)總量對(duì)應(yīng)著巨大的能源消費(fèi)。把握地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗之間的平衡，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)是大城市面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。

在電力行業(yè)發(fā)展方向上，上海作為國(guó)內(nèi)大城市代表，其電力結(jié)構(gòu)調(diào)整方向是國(guó)家能源轉(zhuǎn)型的重要參考，是國(guó)家制定能源政策、開(kāi)發(fā)新型發(fā)電技術(shù)的先行地區(qū)與示范樣本。其中分布式能源作為“第二代能源系統(tǒng)”的代表技術(shù)，在上海得到了快速發(fā)展。分布式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)在于其貼近用戶、多能聯(lián)供、實(shí)現(xiàn)能量梯級(jí)利用等方面，多種分布式供能系統(tǒng)構(gòu)成微電網(wǎng)，清潔能源和可再生能源同時(shí)輸入，產(chǎn)生熱電冷滿足不同負(fù)荷需求，系統(tǒng)中每個(gè)單元既是能源消耗者也是能源供應(yīng)者。

近年來(lái)，上海積極推進(jìn)分布式供能技術(shù)的發(fā)展，從政策環(huán)境、金融服務(wù)、人才培養(yǎng)等方面給予了大力支持，成為國(guó)內(nèi)分布式技術(shù)發(fā)展最快的地區(qū)。其中天然氣分布式和光伏分布式系統(tǒng)在上海發(fā)展較快，已經(jīng)有成熟的商用案例，相關(guān)補(bǔ)貼保障政策較為完整，為國(guó)內(nèi)其他地區(qū)分布式供能技術(shù)發(fā)展提供示例。本文結(jié)合上海市能源消費(fèi)現(xiàn)狀，分析上述兩種分布式供能的開(kāi)展條件，并對(duì)上海地區(qū)發(fā)展分布式技術(shù)的市場(chǎng)現(xiàn)狀與政策環(huán)境進(jìn)行對(duì)比分析。

1 上海能源消費(fèi)情況及開(kāi)展分布式供能的基礎(chǔ)條件

1.1 上海能源消費(fèi)情況

上海能源消費(fèi)情況如圖1所示[1]。能源消耗總量總體上呈逐年增加態(tài)勢(shì)，在2010年后增速放緩，并于2015年達(dá)到峰值，為11387.44萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤。電力消費(fèi)情況和能源總量基本保持一致，經(jīng)過(guò)持續(xù)增長(zhǎng)之后，上海市電力消費(fèi)在2012年后趨于穩(wěn)定，在1400億kWh上下波動(dòng)。

圖2對(duì)今年上海市日均能源消費(fèi)情況進(jìn)行分類(lèi)匯總。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)在電力消費(fèi)總量趨于平穩(wěn)后，兩種主要用于發(fā)電的化石能源的消費(fèi)情況變化趨勢(shì)差異明顯。煤炭消耗量呈明顯下降趨勢(shì)，2015年消費(fèi)最少，為10.58萬(wàn)t，比近4年最高的2013年下降了20.1%。而天然氣消費(fèi)量逐年上升，年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為5.3%，2015年全市天然氣消費(fèi)量為0.21億m3/d。

這種變化趨勢(shì)間接表明上海市的電源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)單一燃燒煤炭發(fā)電向使用天然氣等清潔化石能源或可再生能源發(fā)電轉(zhuǎn)變。

1.2 開(kāi)展天然氣分布式供能的條件

為推進(jìn)清潔供能，保障能源安全，上海市持續(xù)推進(jìn)天然氣管網(wǎng)建設(shè)，天然氣供應(yīng)能力持續(xù)增強(qiáng)。圖3為上海市主要年份天然氣銷(xiāo)售量及管線建設(shè)情況[1]，表明了在“十二五”期間，天然氣銷(xiāo)售量逐年增加，2015年達(dá)到69.73億m3。從天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，隨著天然氣發(fā)電和大工業(yè)用氣的增加，上海用氣結(jié)構(gòu)從單一的城市燃?xì)饽Ｊ较蚨嘣?、均衡化模式轉(zhuǎn)變[2]，天然氣消費(fèi)占一次能源比重達(dá)到了10%。

同時(shí)，天然氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速推進(jìn)。上海市從2008年開(kāi)始建設(shè)天然氣主干管網(wǎng)系統(tǒng)，天然氣管線長(zhǎng)度從2010年底的17316km增加到2015年底28601km，年均增長(zhǎng)率達(dá)到10.6%。已經(jīng)形成了西氣東輸一線、二線、川氣、LNG站、東海天然氣、江蘇-崇明管線等多氣源互補(bǔ)格局，如圖4所示。年天然氣供應(yīng)規(guī)模達(dá)到76億m3。中俄東線、省際天然氣互通管線也已提上日程，基本建成應(yīng)急調(diào)峰、安全儲(chǔ)備供應(yīng)保障體系。由此，天然氣分布式的氣源可以得到保障，具備持續(xù)發(fā)展的條件。

1.3 開(kāi)展光伏分布式供能的條件

上海市年平均日照為2000h，年累計(jì)太陽(yáng)輻射量4200～5000MJ/m2，相當(dāng)于日輻射量3.2～3.8kWh/m2，處于我國(guó)太陽(yáng)能資源第四類(lèi)地區(qū)，屬于太陽(yáng)能可利用地區(qū)。賀芳芳等人[4]利用氣候?qū)W原理，計(jì)算上海不同地區(qū)太陽(yáng)總輻射的時(shí)空變化特征，結(jié)果表明上海地區(qū)太陽(yáng)總輻射空間差異較小，東北部及南部沿海地區(qū)略高于其他地區(qū)。

由于上海市用地緊張，土地使用費(fèi)用較高，不適宜建設(shè)大規(guī)模集中式地面光伏電站。因此便于結(jié)合建筑表面，節(jié)約用地的分布式光伏系統(tǒng)適宜在上海得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。據(jù)上海市經(jīng)信委統(tǒng)計(jì)，目前市內(nèi)工業(yè)廠房屋頂可建電站面積達(dá)到280萬(wàn)m2。按照目前分布式光伏系統(tǒng)7～8m2/kW的裝機(jī)面積比，共計(jì)可安裝350～400MW的分布式光伏電站，再加上城市建筑外墻和農(nóng)業(yè)用地（如養(yǎng)殖場(chǎng)屋頂、魚(yú)塘頂棚等），上海分布式光伏可發(fā)展的潛力還有待挖掘。

1.4 開(kāi)展分布式供能的政策環(huán)境

上海市政府大力推進(jìn)分布式項(xiàng)目建設(shè)，制定了較為完備的流程規(guī)定及補(bǔ)貼政策，為分布式供能技術(shù)的應(yīng)用提供了十分寬松的政策環(huán)境。

對(duì)于天然氣分布式項(xiàng)目，2015年發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整本市天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的通知》，規(guī)定天然氣分布式發(fā)電機(jī)組臨時(shí)結(jié)算單一制電價(jià)調(diào)整為每千瓦時(shí)0.726元。2017年《關(guān)于調(diào)整本市工業(yè)用戶天然氣價(jià)格的通知》規(guī)定工業(yè)用戶天然氣銷(xiāo)售（基準(zhǔn)）價(jià)格每立方米降低0.4元。同時(shí)從天然氣成本和上網(wǎng)電價(jià)兩個(gè)方面對(duì)天然氣分布式給予支持，增強(qiáng)天然氣發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)型。2017年新修訂的《上海市天然氣分布式供能系統(tǒng)和燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)扶持辦法》明確指出，按照能源利用效率及年利用時(shí)間對(duì)天然氣分布式供能項(xiàng)目實(shí)行補(bǔ)貼，最高可達(dá)3500元/kW，成為國(guó)內(nèi)補(bǔ)貼力度最大的地區(qū)，極大地推動(dòng)了天然氣分布式項(xiàng)目的開(kāi)展。此外，通過(guò)發(fā)布國(guó)內(nèi)首個(gè)天然氣分布式服務(wù)地方規(guī)范《天然氣分布式能源系統(tǒng)項(xiàng)目服務(wù)規(guī)范》，進(jìn)一步明確天然氣分布式能源系統(tǒng)項(xiàng)目的服務(wù)流程與各方權(quán)責(zé)，保障工程項(xiàng)目的具體實(shí)施。

對(duì)于光伏分布式項(xiàng)目，除國(guó)家規(guī)定的每千瓦時(shí)給予0.42元的補(bǔ)貼外，上海市再對(duì)項(xiàng)目投資主體給予額外獎(jiǎng)勵(lì)，其中工、商業(yè)用戶為0.25元/kWh，學(xué)校用戶為0.55元/kWh，個(gè)人、養(yǎng)老院等享受優(yōu)惠電價(jià)用戶為0.4元/kWh，單個(gè)項(xiàng)目年度獎(jiǎng)勵(lì)金額不超過(guò)5000萬(wàn)元。此外，部分地區(qū)也單獨(dú)出臺(tái)鼓勵(lì)政策。如浦東新區(qū)發(fā)布了《浦東新區(qū)節(jié)能低碳專(zhuān)項(xiàng)資金管理辦法》的通知，對(duì)包括太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源項(xiàng)目，給予項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資額20%的一次性獎(jiǎng)勵(lì)或補(bǔ)貼，單個(gè)項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)或補(bǔ)貼總額不超過(guò)500萬(wàn)元，支持力度為全國(guó)之最。另外，通過(guò)發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展分布式光伏“陽(yáng)光貸”有關(guān)工作的通知》，規(guī)定分布式光伏開(kāi)發(fā)商可以用項(xiàng)目電費(fèi)和補(bǔ)貼等未來(lái)收益作為抵押，獲得銀行給予的優(yōu)惠利率貸款，通過(guò)金融手段理順中小企業(yè)難以獲得融資的現(xiàn)狀。

2 上海分布式應(yīng)用情況

2.1 天然氣分布式應(yīng)用情況

上海對(duì)天然氣分布式系統(tǒng)的應(yīng)用始于1998年，黃埔區(qū)中心醫(yī)院分布式項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)第一個(gè)天然氣分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，上海已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)內(nèi)天然氣分布式項(xiàng)目建設(shè)最快的地區(qū)之一，據(jù)施明融[5]等人的統(tǒng)計(jì)結(jié)果及公開(kāi)數(shù)據(jù)表明，截至2016年8月，上海地區(qū)共建成天然氣分布式項(xiàng)目43個(gè)，總裝機(jī)容量達(dá)到169668kW。項(xiàng)目裝機(jī)量分布情況如圖5所示，其中裝機(jī)容量小于1MW的項(xiàng)目數(shù)最多，占全部天然氣分布式項(xiàng)目的70%。

在使用場(chǎng)所方面，主要以學(xué)校、醫(yī)院、酒店、辦公場(chǎng)所等樓宇式分布式系統(tǒng)為主，供工廠或工業(yè)園區(qū)使用的大型區(qū)域式分布式項(xiàng)目數(shù)量較少，這一結(jié)果也與圖5中項(xiàng)目裝機(jī)量集中于小容量的結(jié)果相符。

2.2 光伏分布式應(yīng)用情況

光伏發(fā)電是指利用太陽(yáng)能電池進(jìn)行發(fā)電，分布式光伏貼近用戶布置，具有清潔環(huán)保、節(jié)約用地、并網(wǎng)難度低、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)。圖6對(duì)上海地區(qū)光伏裝機(jī)進(jìn)行了分類(lèi)匯總。據(jù)統(tǒng)計(jì)，上海地區(qū)共有9個(gè)集中式光伏電站項(xiàng)目[6]，自2013年后沒(méi)有新增裝機(jī)，裝機(jī)容量共計(jì)為1.6萬(wàn)kW。而分布式光伏在上海的發(fā)展持續(xù)保持較快增速，從2014—2017年上半年，裝機(jī)容量從15萬(wàn)kW增加到45萬(wàn)kW，增加了2倍。這種變化趨勢(shì)是由于上海面積較小，樓宇集中，土地使用費(fèi)用高等因素決定的。

上海市開(kāi)展分布式光伏建設(shè)始于“金太陽(yáng)示范工程”的小型光伏發(fā)電項(xiàng)目，2013年后國(guó)家政策明確區(qū)分了分布式發(fā)電和大型地面電站的定義，分布式項(xiàng)目隨之發(fā)展增速。具有代表性的光伏分布式項(xiàng)目如2016年投運(yùn)的上海首個(gè)發(fā)電全額上網(wǎng)的成陽(yáng)新能源臨港奉賢園區(qū)項(xiàng)目，該項(xiàng)目采用屋頂布置光伏電池的方式，總裝機(jī)量為4.8MW，年發(fā)電量可達(dá)430萬(wàn)kWh。2017年，上海最大的單體屋頂分布式光伏項(xiàng)目協(xié)鑫新陽(yáng)光伏電站并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目裝機(jī)容量約5982kW，年發(fā)電量680萬(wàn)kWh，采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)的方式。

3 結(jié)語(yǔ)

分布式供能系統(tǒng)在上海得到了快速發(fā)展，為調(diào)整地區(qū)電力結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)能源供應(yīng)可靠性與安全性、實(shí)現(xiàn)清潔用能提供了保障。

在應(yīng)用現(xiàn)狀方面，截至2016年8月，上海地區(qū)積極建設(shè)天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施，共建成天然氣分布式項(xiàng)目43個(gè)，總裝機(jī)容量達(dá)到169668kW。主要以學(xué)校、醫(yī)院、酒店、辦公場(chǎng)所等樓宇式分布式系統(tǒng)為主。截至2017年上半年，光伏分布式裝機(jī)容量達(dá)到45萬(wàn)kW，并持續(xù)保持較快增速。在政策環(huán)境方面，上海為分布式供能技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造的寬松的政策環(huán)境，從發(fā)展規(guī)劃、流程規(guī)定及補(bǔ)貼政策方面給予支持，推動(dòng)分布式技術(shù)發(fā)展與項(xiàng)目落地。

上海市分布式供能技術(shù)的良好應(yīng)用現(xiàn)狀為國(guó)內(nèi)其他地區(qū)提供了推廣思路與經(jīng)驗(yàn)借鑒。一方面是因地制宜制定分布式產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，充分利用可再生能源與清潔能源。推動(dòng)天然氣管道等基礎(chǔ)建設(shè)，為天然氣分布式創(chuàng)造條件。另一方面是著力創(chuàng)造寬松政策環(huán)境，規(guī)范分布式發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)展的各個(gè)流程，落實(shí)國(guó)家補(bǔ)貼政策，并結(jié)合地方條件制定補(bǔ)貼或稅費(fèi)減免等優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)分布式項(xiàng)目開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 上海市統(tǒng)計(jì)局.上海統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2016.

[2] 周偉，宋曉偉，謝胤喆.上海能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與大氣污染治理研究[J].上海電氣技術(shù)，2017，10（2）：58-63.

[3] 高玉珍.上海天然氣主干網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度保供應(yīng)探究[J].上海煤氣，2016（3）：4-6.

[4] 賀芳芳，薛靜，穆海振.上海地區(qū)太陽(yáng)總輻射及其時(shí)空分布特征[J].資源科學(xué)，2010，32（4）：693-700.

[5] 施明融，吳亮，畢毓良.燃?xì)夥植际焦┠芊龀终哐芯縖J].上海節(jié)能，2012（9）：4-12.

[6] 邱喜蘭，范宏武，徐強(qiáng)，等.上海市分布式光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)劃研究[J].上海節(jié)能，2014（10）：11-15.