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分布式能源带的机遇与挑战

日期:2022-05-18    来源:能源日参

国际太阳能光伏网

2022
05/18
08:58
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关键词: 分布式能源 新型电力系统 分布式光伏装机容量

光伏、储能、电动汽车正在改变着我们的能源系统。

日前,国际能源署(IEA)发布《释放分布式能源的潜力—电力系统的机会和最佳实践》(英文版)(以下简称“报告”)。其中指出,分布式能源的快速扩张不仅改变了电力的生产方式,还改变了电力交易、交付和消费方式,给电力系统带来新的机遇与挑战。

各国分布式能源稳步发展

伍德麦肯兹在最近发布的一份报告中指出,中国的分布式光伏整县推进计划、比利时屋顶光伏装机容量的增长、巴西抢装分布式光伏以及日本稳定发展的屋顶光伏市场,将推动全球分布式光伏的新增装机容量进一步增长。

伍德麦肯兹基于美国光伏投资税收抵免(ITC)政策将再延长10年的前提下,调整美国光伏市场预测——预计未来10年,美国光伏市场的年新增装机容量将从20吉瓦增长到接近80吉瓦。若美国国会未能通过气候激励措施,预计2031年,美国光伏市场的累计装机容量可能会减少45%。

日本的分布式发电以热电联产和太阳能光伏发电为主。据日本经济贸易产业省(METI)预计,到2030年,日本热电联产装机容量将可能达到1630万千瓦,其中商业分布式发电项目6319个,工业分布式发电项目7473个。日本计划在2030年前分布式能源系统发电量将占总电力供应的20%。

丹麦是世界上能源利用效率最高的国家,前瞻产业研究院数据显示,丹麦80%以上的区域供热能源采用热电联产方式产生,分布式发电量超过全部发电量的50%,分散接入低电压配电网的风电总装机容量超过300万千瓦。

德国光伏发电以分布式开发为主。根据Energy-Charts发布的最新数据,截至2021年底,德国光伏发电装机容量达到56.04吉瓦,主要应用形式为屋顶光伏发电系统。

伍德麦肯兹预计2022年,全球光伏市场年新增装机容量将同比增长25%,达到197吉瓦,累计装机容量将突破1000吉瓦大关。2022~2031年,全球光伏并网装机容量将以年均8%的速度增长。此外,欧盟正计划通过REPowerEU方案,目标是到2030年至少额外增加420吉瓦的光伏装机,并于今年增加15太瓦时(TWh)的屋顶光伏发电量。

再看全球电动汽车市场情况,调研机构Canalys数据显示,2021年全球电动汽车(EVs)销量为650万辆,其中85%的销量来自中国大陆市场和欧洲。2021年,中国大陆市场共售出320万辆电动汽车,欧洲市场共销售230万辆电动汽车。

2021年11月,国际市场研究机构Markets and Markets发布的报告显示,2021年全球分布式能源资源管理系统市场预计将达到2.86亿美元,到2026年或将增至7.5亿美元。各国政府对住宅建筑的创新支持和不断增加的电力消耗正在推动分布式能源资源管理系统市场发展壮大。

分布式能源带来的机遇和挑战

随着我国提出“双碳”目标、构建新型电力系统,能源发展方式由集中式、粗放式向分布式、集约、高效和绿色转变的脚步越来越快。

 2021年7月1日,国家发展改革委印发《“十四五”循环经济发展规划》,规划中的重点工程之一是园区循环化发展工程,积极利用余热余压资源,推行热电联产、分布式能源及光伏储能一体化系统应用,推动能源梯级利用。

 2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,其中指出到2025年,城镇建筑可再生能源替代率达到8%,新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。

国家能源局数据显示,截至2021年底,我国光伏发电并网装机容量达到3.06亿千瓦,突破3亿千瓦大关。其中,分布式光伏装机容量达到1.075亿千瓦,约占全部光伏发电并网装机容量的三分之一。2021年,新增光伏发电并网装机容量约5300万千瓦,其中,分布式光伏新增约2900万千瓦,约占全部新增光伏发电装机的55%,历史上首次突破50%。

即使我国分布式光伏呈高速增长态势,但整体来看,分布式能源系统还处于起步阶段,尚未形成经济化的产业规模。

报告指出,分布式能源的快速发展给电力系统带来新的机遇和挑战。

从机遇看,一方面,分布式能源让电力生产和交易不再局限于大型、集中的发电厂和电网公司,更重要的是,电力不再是从电网流向消费者的单向流动,相反,消费者可以生产电力供自己使用,也可以在市场上出售,形成双向电力流,将来会有越来越多的消费者进入电力市场。

其次,分布式能源倒逼电力数字化转型加速。通过电力“新基建”,融合发展覆盖发-输-配-用各环节的电力工业物联网,提供更安全、智能的输配电服务,支撑集中式清洁能源大规模、远距离传输,满足分布式清洁能源的规模化、经济化发展需求。

从挑战看,首当其冲的是电网。今天的许多电网都是为传统集中能源系统设计的,当时分布式能源的份额还很小。既然越来越多的电力是由间歇的可再生能源生产的,就需要更大的系统灵活性来持续平衡供应和需求。

中国工程院院士、中国电力科学研究院名誉院长郭剑波指出,随着新能源在能源结构中的占比的不断提高,电力电量平衡问题值得关注,需要扩大灵活调节电源规模,增加储能容量、建设应急保供电源、挖掘负荷侧响应潜力,解决输电走廊、电网安全稳定支撑强度等问题。郭剑波预测,未来电网需要配置当前4倍规模的灵活性资源,灵活性资源结构将从燃煤、燃气电厂为主逐步转向电池储能、需求侧响应、水电、抽水蓄能以及氢能。

业内人士认为,分布式电源大规模接入给配电系统带来更多不确定性、随机性,系统运行方式更复杂,传统确定性规划难以适应新型电力系统构建,配电网规划需要向多场景概率性规划转变,要紧密跟踪分布式光伏发展形势,优化并网服务、交易结算、运维调控等方面的管理模式。

此外,随着新能源装机比例的提高,参与市场的利益主体快速增长,不仅供需双方的预测会变得越来越困难,而且各主体间的利益平衡发生变化且交织耦合,对市场交易和管理机制、政策引导机制的设计提出了更高要求。


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