基于“双碳”背景探讨分布式能源发展前景

基于“双碳”背景探讨分布式能源发展前景

包辰,陈铭,苏锦辉,黄思琦

杭州中泽碳环保科技有限公司  浙江省 杭州市 310000

摘要：分布式光伏发电具有投资成本低、灵活可控等优势，近年来在我国得到了快速发展。2021年12月，国家发改委、国家能源局联合印发《关于积极推进“十四五”新型储能发展的指导意见》明确提出：积极探索将抽水蓄能电站建设与分布式光伏发电、微网系统等结合。同时，为了进一步促进分布式光伏发电的发展，2021年12月国家能源局印发的《2021年国家可再生能源示范推广项目名单》中包含30个典型应用场景的30个项目，总装机容量达1.18GW。2021年12月底，国家发改委办公厅印发《关于进一步推进绿色低碳示范工程建设的通知》，提出以绿色低碳示范工程为引领，加快构建清洁低碳安全高效的能源体系。为促进分布式光伏发电规模快速增长、促进新能源消纳及助力碳中和目标实现等方面发挥重要作用。

关键词：“双碳”背景；分布式能源；发展前景

1分布式能源是推动能源低碳发展的重要手段

习近平总书记指出，“十四五”时期，我国生态文明建设进入了以降碳为重点战略方向、推动减污降碳协同增效、促进经济社会发展全面绿色转型、实现生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。以北京市为例：北京市作为我国的政治、文化、国际交往及科技创新中心，应在实现“双碳”目标中发挥示范引领作用。北京市近10年地区生产总值持续上升，相比2013年翻了两番，能源消费总量也大幅增加。同时，北京市能源消费结构逐渐改善，2010年煤炭消耗占能源消耗总量比重为29.59%，至2022年初下降到1.4%，万元地区生产总值能耗下降率达3%。但外来能源供给占能源生产总量70%以上，能源消费高度依赖跨地区能源调配。北京市将持续优化能源结构，预计到2025年，北京市可再生能源消费比重将达14.4%以上，力争外调绿电规模达到300亿kW·h，可再生能源供热占比达到10%以上，煤炭消费量控制在100万t以内。为进一步推进北京市绿色可持续发展，需要优化能源消费结构，提高能源利用效率。

与传统集中式能源相比，分布式能源在节能减排、低碳环保、能源利用效率以及运行灵活度方面优势显著，随着我国碳达峰、碳中和的逐步推进，应推动能源消费方式变革，优化能源结构，增加清洁能源消费占比，改善能源供需现状，不断提升能源利用效率，推动能源低碳发展，为服务经济高质量发展提供支撑。推动高比例清洁能源的分布式能源系统蓬勃发展是助力实现“双碳”目标的重要手段，发展分布式能源对北京市实现能源低碳转型具有重要意义。

2我国能源发展困境分析

2.1能源人均占有量低

根据有关部门提供的报告，煤炭是我国经济发展中支撑社会生产生活的主要能源，占能源使用总量的90%以上，剩余能源消耗多集中在天然气和石油。中国幅员辽阔，资源丰富，但人口基数大。与总量相比，人均份额相对较低，其中煤炭的人均份额仅为世界水平的62%，石油和天然气的人均份额也比世界平均水平低7%。

2.2能源安全保障不足

从我国能源使用现状可以看出，我国石油对外依存度较高，天然气、原油等产品进口量较大，在一定程度上存在安全问题。例如，价格可能会因卖方政策或其他因素的影响而上涨。尽管近年来中国的定价影响力不断提高，但在与发达国家的竞争中仍存在不足，无法发挥主导作用。此外，安全通道的发展也存在许多问题。从中国能源建设的角度来看，能源建设的门户越来越完善，但发展中仍存在风险。例如，国内运输路线的主导方面和油轮的影响话语权很低。90%以上的运输工作需要由外国油轮完成，在运输过程中无法避开马六甲海峡。此外，受国际发展形势的影响，实际的航道安全管理还存在许多不确定性。

2.3新能源发展问题

随着可持续发展理念的不断深化，化石能源对社会发展产生了重大的负面影响。为了消除其负面影响，该国已开始大力发展清洁能源，以缓解社会发展中的各种压力。综合实践发展可以发现，在新能源发展过程中，由于地理环境、自然等多种因素，可能会出现各种问题。例如，在北部地区，风能和太阳能是主要能源，而在南部地区，水能是主要能源。因此，风能和光伏发电在北部地区更为常见，而在南部地区，主要使用水力发电。通过对我国用电情况的分析，可以发现南方和中东部地区的用电负荷较大，这将增加跨省输电的难度。此外，新能源的发展不能满足电力消费增长的实际需求，导致匹配度低。此外，现阶段各种储能还不能满足实际需求，需要投入大量的资金和物力进行开发，这些因素的出现会导致各种能源问题。

3基于“双碳”背景探讨分布式能源发展前景

结合现阶段能源的利用结构会发现，光伏和风电是主要的新型能源，而其中价格作为实现资源合理配置的重要因素，在实际的发展中受到了重点的关注。近年来，我国不断加强完善电价政策，并且在一系列支持措施的落实下，我国的风力发电和光伏发电的规模日益扩大，相应的产业也得到了极大的发展和进步。

根据相关数据的分析可知，截至2020年底，我国的风电和光伏组装机的规模达到了2.9亿kW、2.6亿kW。随着绿色发展理念的深入，风电和光电的发展需要关注系统优化，既要满足实现“双碳”目标，并且还要实现配置方式的最优化。光电作为清洁型能源的代表，能够真正意义上实现零碳排放，并且其建设和发展中具有经济投入少、安全性高、有效性显著的优势，因此光电在我国的能源转型发展中有着非常积极的作用。

但是综合实际的发展会发现，相较于分布式光伏，分散式风电发展中存在的阻碍因素较多，整体的发展速度较为缓慢。结合实际发现，风电建设中需要投入的财力是比较大的，尤其是建设和发展海上自然风时，仍需要政府进行补贴支撑，但是海上风有着显著的发展优势，不但与负荷中心间的距离较近，并且还不会浪费陆地中的资源，且发电工作的时间较长。相比较而言，陆地风电的发电较为稳定，但是在发展中需要占用相应的土地资源，因此发展中也会受到土地资源的限制，整个发展较为依赖分散式项目。综合我国的发展能够发现，在2030年实现碳达峰的目标下，新能源的开发进程与达峰时间、峰值的碳排放量以及用电增速等有着密切的联系。因此，在实际的发展中，需要参考全球能源互联网合作组织假设的情况，对相应的碳排放峰值中的二氧化碳排放量进行分析计算，结合此进行新能源的优化发展，实现碳中和目标。

总体来说，要想实现能源高效转型，需要重点关注打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新一代能源系统，在此过程中能够利用先进的技术和管理模式实现多种能源的协调控制和可再生能源的高效消纳，满足用户的多元化需求。并且分布式能源系统的建设发展应当重点围绕互补、动力余热高效梯级利用、储能与分布式能源系统的高效整合进行，并且在此过程强化信息化技术的深入实效，满足我国具体的能源转型需要，对助推我国的发展进步能够起到积极的作用。

结论

分布式光伏发电技术是指将太阳能光伏电池组件分散在建筑物、工厂、甚至是居民家中，通过逆变器将直流电转换为交流电，从而实现电力供应的一种技术。分布式光伏发电技术的优势在于其灵活性和可扩展性。由于发电设备分布在多个地点，能够更好地适应不同地区的能源需求。同时，这种技术可以与传统电力系统相结合，减少对传统电力系统的依赖，提高电力系统的可靠性和稳定性。

参考文献：

[1]毕维国，许烛平.积极推广热电冷三联供技术提高能源综合利用率[J].中国电力教育，2007(S3):370-371.

[2]林世平.分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究[D].武汉：武汉理工大学，2011.

[3]徐瑶.严寒地区太阳能——天然气分布式能源系统研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2019.

[4]王鹏鹰.分布式能源系统经济性分析[J].吉林电力，2016,44(5):36-38.

[5]董一.冷热电三联供方案可行性及技术经济分析[J].江西建材，2014(11):201.