1 天然氣分布式能源的定義與分類(lèi)

天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過(guò)冷、熱、電三聯(lián)供等方式實(shí)現能源的梯級利用，綜合能源利用效率在70%以上，并在負荷中心就近實(shí)現現代能源供應方式。與傳統的集中式能源系統相比，天然氣分布式能源具有節省輸配電投資、提高能源利用效率、實(shí)現對天然氣和電力雙重“削峰填谷”、設備啟停靈活、提高系統供能的可靠性和安全性、節能環(huán)保等優(yōu)勢。

按照規模劃分，天然氣分布式能源系統主要包括樓宇型和區域型兩種類(lèi)型。樓宇型一般適用于二次能源需求性質(zhì)相近且用戶(hù)相對集中的樓宇（群），包括賓館、學(xué)校、醫院、寫(xiě)字樓以及商場(chǎng)等，一般采用內燃機或小型燃氣輪機作為動(dòng)力設備。區域型一般適用于冷、熱（包括蒸汽、熱水）、電需求較大的工業(yè)園區、產(chǎn)業(yè)園區、大型商務(wù)區等，一般采用燃氣輪機作為動(dòng)力設備。按照與電網(wǎng)的關(guān)系劃分，天然氣分布式能源系統主要包括獨立運行、并網(wǎng)不上網(wǎng)、并網(wǎng)上網(wǎng)和發(fā)電量全部上網(wǎng)4 種類(lèi)型。

2 發(fā)展現狀與存在的問(wèn)題

目前我國天然氣分布式能源發(fā)展仍處于起步階段，國內已建和在建的天然氣分布式冷熱電聯(lián)供項目約50多個(gè)，裝機總容量約600萬(wàn)kW，主要集中在特大城市，如廣州大學(xué)城、上海浦東機場(chǎng)、上海理工大學(xué)、北京中關(guān)村軟件園、北京燃氣集團生產(chǎn)指揮調度中心大樓、中石油創(chuàng )新基地能源中心、湖南長(cháng)沙黃花機場(chǎng)等。由于各種原因，已建成的50多個(gè)分布式能源項目約有過(guò)半數正常運行，取得了一定的經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)保效益，部分項目因并網(wǎng)、效益或技術(shù)等問(wèn)題處于停頓狀態(tài)。目前我國天然氣分布式能源發(fā)展中存在著(zhù)以下4個(gè)方面的主要問(wèn)題。

2.1 盈利性差制約分布式能源發(fā)展

與歐美國家相比，包括我國在內的亞太地區天然氣價(jià)格較高，導致天然氣分布式能源發(fā)電成本是普通燃煤電站的2~3倍，競爭力較差。前幾年我國天然氣價(jià)格高企，在電價(jià)沒(méi)有完全理順的情況下，很多分布式能源項目經(jīng)濟效益得不到保證，規劃項目開(kāi)工率較低。隨著(zhù)天然氣價(jià)格下調，分布式能源盈利性將得到提升。

2.2 國家配套政策和機制不健全

目前我國在天然氣分布式能源的項目管理、產(chǎn)業(yè)規劃、優(yōu)惠扶持政策、技術(shù)標準規范等方面還不完善。具體扶持政策有待地方政府進(jìn)一步落實(shí)，實(shí)施力度取決于地方的財政能力和用戶(hù)承受能力。但到目前為止，僅有少數省市針對天然氣分布式能源出臺了實(shí)質(zhì)性的鼓勵政策，且支持力度有限。

2.3 分布式能源并網(wǎng)上網(wǎng)存在不確定性

《電力法》規定電力銷(xiāo)售主體為電網(wǎng)企業(yè)，阻礙了天然氣分布式能源向用戶(hù)進(jìn)行直供。天然氣分布式能源的客戶(hù)群一般是用電價(jià)格較高的工商業(yè)用戶(hù)，這類(lèi)項目的發(fā)展一定程度上擠占了電網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)質(zhì)客戶(hù)。國家電網(wǎng)公司雖然于2010 年出臺了《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》，但對天然氣分布式能源項目并網(wǎng)缺乏執行力，尚無(wú)配套和落實(shí)措施。

2.4 核心技術(shù)受制于人

我國對燃氣發(fā)電機組的基礎研究力量不足，研發(fā)制造滯后于市場(chǎng)需求，目前90％以上機組都需要從國外引進(jìn)。雖然我國企業(yè)與GE等國外燃氣輪機制造商合作，但燃氣輪機部件和聯(lián)合循環(huán)運行控制等核心技術(shù)外方并未轉讓?zhuān)瑢е马椖靠偼顿Y難以下降。此外燃氣輪機等核心設備的運營(yíng)維護成本居高不下，可能影響未來(lái)天然氣分布式能源的大規模發(fā)展。

3 發(fā)展環(huán)境分析

3.1 市場(chǎng)環(huán)境分析

3.1.1 提高天然氣消費比重是我國能源結構中長(cháng)期調整的重點(diǎn)方向

根據國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《能源發(fā)展戰略行動(dòng)計劃（2014—2020年）》，我國將實(shí)施綠色低碳發(fā)展戰略，未來(lái)能源結構調整的方向是：加快低碳能源發(fā)展步伐，降低煤炭消費比重，擴大天然氣利用比重，不斷提高非化石能源消費比重。當前我國天然氣市場(chǎng)正處于快速發(fā)展期的波動(dòng)階段。中石油規劃總院預測，2020年和2030年我國天然氣消費量將分別達到3500億m³和5800億m³，分別占我國一次能源消費的10%和14%，工業(yè)燃料和天然氣發(fā)電是未來(lái)增量的重點(diǎn)領(lǐng)域。大力發(fā)展天然氣分布式能源是擴大天然氣消費的重要途徑之一。

3.1.2 天然氣供需形勢緩和為分布式能源發(fā)展提供氣源保障

根據《能源發(fā)展“十三五”規劃》，“十三五”期間，我國將實(shí)施“天然氣消費提升計劃”，以民用、發(fā)電、交通和工業(yè)等領(lǐng)域為著(zhù)力點(diǎn)，鼓勵提高天然氣消費比重，預計“十三五”期間天然氣消費年均增速13%，2020年達3500億m³。目前我國國產(chǎn)氣、進(jìn)口管道氣、液化天然氣的供應格局基本形成，預計2020 年和2030年天然氣供應能力將分別達到3900億m³和6500億m³，供需形勢將相對寬松，為天然氣分布式能源的發(fā)展提供較為充足的氣源保障。

3.1.3 氣價(jià)形成機制逐步市場(chǎng)化有助于提高分布式能源的競爭力

天然氣價(jià)格改革的最終目標是全面市場(chǎng)化，政府只對具有自然壟斷性質(zhì)的管道運輸價(jià)格進(jìn)行監管。目前我國存量氣與增量氣價(jià)格已經(jīng)實(shí)現并軌，并在上海建立了天然氣交易中心，引導放開(kāi)價(jià)格后的天然氣進(jìn)入市場(chǎng)交易，提高非居民氣價(jià)市場(chǎng)化程度。受供需形勢緩和、原油價(jià)格短期持續疲軟影響，預計中短期我國氣價(jià)不會(huì )出現大幅上漲，有助于天然氣分布式能源項目降低經(jīng)營(yíng)成本，提高競爭力。

3.1.4 冷熱需求快速增長(cháng)有利于發(fā)揮天然氣分布式能源的優(yōu)勢

目前我國正處于工業(yè)化、城鎮化加速發(fā)展階段，居民和非居民供熱、供冷需求持續快速增長(cháng)。特別是在京津冀魯、長(cháng)三角、珠三角等大氣污染防控重點(diǎn)區域和省級重點(diǎn)城市，工業(yè)園區、經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區、商業(yè)建筑的熱、冷負荷需求旺盛，而燃煤鍋爐熱效率低、污染物排放濃度高，發(fā)展空間受限。因此通過(guò)建設包括天然氣分布式能源在內的清潔能源機組實(shí)現冷熱電聯(lián)供，可以滿(mǎn)足新增供熱、供冷需求，替代分散燃煤鍋爐，同時(shí)有效降低分散供熱帶來(lái)的環(huán)境污染。

3.2 政策環(huán)境分析

3.2.1 產(chǎn)業(yè)政策鼓勵在經(jīng)濟發(fā)達地區發(fā)展天然氣分布式能源

能源發(fā)展規劃和大氣污染防治行動(dòng)計劃鼓勵發(fā)展天然氣分布式能源?！赌茉窗l(fā)展“十三五”規劃》、《能源發(fā)展戰略行動(dòng)計劃（2014—2020年）》、《大氣污染防治行動(dòng)計劃》均提出，在京津冀魯、長(cháng)三角、珠三角等大氣污染重點(diǎn)防控區，鼓勵發(fā)展天然氣分布式冷熱電聯(lián)供項目，結合熱負荷需求適度發(fā)展燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目。預計到2020年，我國天然氣發(fā)電裝機將超過(guò)1億kW，其中天然氣分布式能源裝機將達到1500萬(wàn)kW。

天然氣分布式能源開(kāi)發(fā)意見(jiàn)和管理規定明確了項目開(kāi)發(fā)的具體要求?！蛾P(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2011〕2196號）提出了鼓勵開(kāi)發(fā)建設天然氣分布式能源項目的基本原則和任務(wù)目標?！蛾P(guān)于下達首批國家天然氣分布式能源示范項目的通知》（發(fā)改能源〔2012〕1571號）、《分布式發(fā)電管理暫行辦法》（發(fā)改能源〔2013〕1381號）和《天然氣分布式能源示范項目實(shí)施細則》（發(fā)改能源〔2014〕2382號），均提出了天然氣分布式能源項目開(kāi)發(fā)的管理要求、實(shí)施程序和鼓勵措施。實(shí)施細則提出由省級政府負責本區域天然氣分布式能源示范項目的具體實(shí)施工作，并制定鼓勵政策和標準規范。

3.2.2 電力體制改革鼓勵因地制宜發(fā)展天然氣分布式能源

《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》（中發(fā)〔2015〕9號）提出，未來(lái)分布式電源主要采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調節”的運營(yíng)模式，開(kāi)放電網(wǎng)公平接入，建立分布式電源發(fā)展新機制，全面放開(kāi)用戶(hù)側分布式電源市場(chǎng)，積極開(kāi)展分布式電源項目的各類(lèi)試點(diǎn)和示范；允許擁有分布式電源的用戶(hù)或微網(wǎng)系統作為售電主體參與電力交易。隨著(zhù)電力直供政策的落實(shí)，分布式能源將迎來(lái)發(fā)展機遇。

3.2.3 上網(wǎng)電價(jià)政策和補貼機制逐步完善

國家初步規范了天然氣分布式能源上網(wǎng)電價(jià)管理機制?！蛾P(guān)于規范天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)管理有關(guān)問(wèn)題的通知》（發(fā)改價(jià)格〔2014〕3009號）指出，天然氣發(fā)電價(jià)格管理實(shí)行省級負責制，新投產(chǎn)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組實(shí)行標桿電價(jià)政策和氣電價(jià)格聯(lián)動(dòng)機制，最高上網(wǎng)電價(jià)不得超過(guò)當地煤電上網(wǎng)標桿電價(jià)或當地電網(wǎng)企業(yè)平均購電價(jià)格0.35元/kWh；有條件的地方要積極采取財政補貼、氣價(jià)優(yōu)惠等措施疏導天然氣發(fā)電價(jià)格矛盾。

部分省份出臺了天然氣分布式能源的上網(wǎng)電價(jià)和補貼機制。目前上海市、江蘇省、浙江省、長(cháng)沙市、青島市等省市出臺了天然氣分布式能源的上網(wǎng)電價(jià)和補貼機制，其中上海市采用上網(wǎng)電價(jià)和投資補貼相結合的機制，上網(wǎng)電價(jià)為單一制電價(jià)；江蘇省、浙江省均采用兩部制上網(wǎng)電價(jià)政策；青島市、長(cháng)沙市主要采用投資補貼機制。

部分省區針對單個(gè)天然氣分布式能源項目出臺了支持政策。廣西自治區對華電南寧江南分布式能源站（3×6萬(wàn)kW）核定采用兩部制電價(jià)，其中容量電價(jià)為90 元/kW·月，電量電價(jià)為0.596元/kWh。江西省對華電九江分布式能源站（2×3.1萬(wàn)kW+1×2.5 萬(wàn)kW）核定臨時(shí)上網(wǎng)電價(jià)為0.8055元/kWh。其他省份尚未針對天然氣分布式能源項目出臺上網(wǎng)電價(jià)和補貼政策。

3.2.4 并網(wǎng)服務(wù)政策有待進(jìn)一步落實(shí)

國家電網(wǎng)公司2010年發(fā)布的《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規定》為分布式能源接入電網(wǎng)掃清了技術(shù)障礙。國家電網(wǎng)公司2013年發(fā)布的《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見(jiàn)》規定，享受并網(wǎng)優(yōu)惠服務(wù)的分布式電源必須是以10kV及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機容量不超過(guò)6MW；以10kV以上電壓等級接入或以10kV電壓等級接入但需升壓送出的發(fā)電項目，仍執行國家電網(wǎng)公司常規電源相關(guān)管理規定；除分布式光伏發(fā)電、風(fēng)電項目外，其他分布式電源仍須收取系統備用容量費。因此，對于裝機容量超過(guò)6MW的天然氣分布式能源項目的并網(wǎng)政策仍存在不確定性。

3.3 智慧能源發(fā)展趨勢分析

3.3.1 實(shí)施多能互補集成供能是智慧能源的發(fā)展方向

《能源發(fā)展“十三五”規劃》、《關(guān)于推進(jìn)多能互補集成優(yōu)化示范工程建設的實(shí)施意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2016〕1430號）指出，未來(lái)智慧能源系統的發(fā)展將以全面提升能源系統效率為目標，加強電力系統調峰能力建設，實(shí)施需求側響應能力提升工程，大力發(fā)展分布式能源網(wǎng)路，推動(dòng)能源生產(chǎn)供應集成優(yōu)化；在新城鎮、新工業(yè)園區、新建大型建筑等新增用能區域，積極推廣實(shí)施一體化集成供能工程，加強熱、電、冷、氣等能源生產(chǎn)耦合集成和互補利用，因地制宜推廣應用熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣冷熱電聯(lián)供、多能互補綜合利用等集約供能方式，構建多能互補、供需協(xié)調的智慧能源系統。因此，發(fā)展智慧能源系統，有利于發(fā)揮天然氣分布式能源綜合利用效率高、“削峰填谷”、冷熱電集成供應的優(yōu)勢。

3.3.2 分布式能源和智能微電網(wǎng)是智慧能源系統的重要發(fā)展形式

《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2016〕392號）和《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項目建設的指導意見(jiàn)》（國能新能〔2015〕265 號）文件已經(jīng)出臺。分布式能源和儲能系統將成為智慧能源系統的重要組成部分，智能微電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要發(fā)展形式。能源互聯(lián)網(wǎng)將大量分散的分布式能源連接起來(lái)，能量流與信息流雙向流動(dòng)，實(shí)現“橫向多能源體互補，縱向源- 網(wǎng)- 荷- 儲協(xié)調”，提高能源利用效率，推動(dòng)節能減排。

綜上所述，未來(lái)我國天然氣消費比重不斷增加，天然氣供需形勢相對緩和，氣價(jià)形成機制逐步市場(chǎng)化，冷熱需求快速增長(cháng)，這些因素均為天然氣分布式能源的發(fā)展提供了有利的市場(chǎng)環(huán)境。國家能源產(chǎn)業(yè)政策、節能環(huán)保政策、電力體制改革政策均鼓勵在經(jīng)濟發(fā)達地區發(fā)展天然氣分布式能源，構建智慧能源有利于發(fā)揮天然氣分布式能源的優(yōu)勢。目前天然氣分布式能源的上網(wǎng)電價(jià)政策和補貼機制有待進(jìn)一步完善，并網(wǎng)服務(wù)有待進(jìn)一步落實(shí)。隨著(zhù)政策和機制的逐步完善，我國天然氣分布式能源已經(jīng)進(jìn)入新一輪布局窗口期，預計未來(lái)幾年我國天然氣分布式能源將進(jìn)入快速發(fā)展期。

4 發(fā)展趨勢

4.1 與智能微電網(wǎng)融合

天然氣分布式能源的特點(diǎn)之一是布局分散靈活，與大電網(wǎng)互為備用，提高供電可靠性和供電質(zhì)量，但分布式電源也會(huì )對電網(wǎng)的電能質(zhì)量、繼電保護等帶來(lái)不利影響。智能微電網(wǎng)依靠“互聯(lián)網(wǎng)+”，集各類(lèi)分布式電源、儲能設備、能量轉化設備、負荷監控和保護設備于一體，采用先進(jìn)的電力和控制技術(shù)，能夠方便靈活地接入一切可利用的分布式能源，通過(guò)智能管理和協(xié)調控制，最大化地發(fā)揮分布式能源的效率，同時(shí)可以實(shí)現平滑接入大電網(wǎng)或獨立運行，最大程度地減少對大電網(wǎng)的影響。因此未來(lái)集合天然氣分布式能源、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地源熱泵、水源熱泵、蓄熱蓄冷裝置等構建的多能互補的智能微網(wǎng)，實(shí)現能源供應的耦合集成和互補利用，是天然氣分布式能源的一個(gè)重要發(fā)展方向。

4.2 帶動(dòng)智能冷熱氣網(wǎng)發(fā)展

調節靈活的天然氣分布式能源技術(shù)，將帶動(dòng)天然氣管網(wǎng)智能控制技術(shù)、供熱（冷）管網(wǎng)智能控制技術(shù)、蓄熱蓄冷等蓄能技術(shù)的發(fā)展，構建以天然氣分布式能源為基礎的智能區域供能系統。

通過(guò)智能熱（冷）網(wǎng)，連接分布式能源站、換熱站和用戶(hù)，形成三位一體的集成智能供熱系統，實(shí)現少人值守、遠程監控，降低運行成本；采用氣候補償技術(shù)，根據室外溫度變化情況及時(shí)調整熱（冷）網(wǎng)調度順序；對換熱站二次側實(shí)施動(dòng)態(tài)監控，實(shí)時(shí)掌控能耗狀況，對能耗數據進(jìn)行統計、分析，優(yōu)化控制策略，通過(guò)調節閥調整一次側流量、溫度，合理調節各用戶(hù)供熱溫度，避免供熱溫度過(guò)高或過(guò)低；結合熱計量推廣，采用大數據和全智能控制策略，根據監控數據、用能時(shí)段及用能區域的不同，提高熱源和熱網(wǎng)全系統對單個(gè)用戶(hù)的需求響應和分級控制，實(shí)現獨立控制、分時(shí)分區供能。

4.3 開(kāi)展配售電和能源綜合服務(wù)業(yè)務(wù)

電力體制改革9號文推進(jìn)售電側放開(kāi)，鼓勵社會(huì )資本投資成立售電主體，逐步向符合條件的市場(chǎng)主體放開(kāi)增量配電投資業(yè)務(wù)，允許分布式電源企業(yè)參與競爭性售電。隨著(zhù)《電力法》的修訂，分布式能源實(shí)現直供電將成為可能。2016年5月，國家能源局下發(fā)《關(guān)于支持深圳國際低碳城分布式能源項目參與配售電業(yè)務(wù)的復函》（國能電力〔2016〕138號），深圳國際低碳城分布式能源項目成為首個(gè)由國家能源局批復的參與配售電業(yè)務(wù)的天然氣分布式能源項目。未來(lái)將有更多的分布式能源項目開(kāi)展配售電業(yè)務(wù)。

由于大多數天然氣分布式能源項目服務(wù)于新建的工業(yè)園區和公共建筑，具有開(kāi)展增量配電和售電業(yè)務(wù)的有利條件。通過(guò)開(kāi)展配售電業(yè)務(wù)，成立區域售電、售熱、售冷一體化能源服務(wù)公司，實(shí)現發(fā)、配、售電一體化，實(shí)現區域綜合能源服務(wù)，滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化和定制化的需求，是天然氣分布式能源項目未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

5 結語(yǔ)

（1）目前我國天然氣分布式能源發(fā)展仍處于起步階段，存在盈利性較差、配套政策機制不完善、并網(wǎng)上網(wǎng)存在不確定性以及核心技術(shù)受制于人等問(wèn)題。

（2）未來(lái)我國天然氣消費比重將不斷增加，天然氣供需形勢相對緩和，氣價(jià)形成機制逐步市場(chǎng)化，冷熱需求快速增長(cháng)等因素均為天然氣分布式能源的發(fā)展提供了有利的市場(chǎng)環(huán)境。國家能源產(chǎn)業(yè)政策、節能環(huán)保政策、電力體制改革政策等均鼓勵在經(jīng)濟發(fā)達地區發(fā)展天然氣分布式能源，構建智慧能源有利于發(fā)揮天然氣分布式能源的優(yōu)勢。目前天然氣分布式能源的上網(wǎng)電價(jià)政策和補貼機制有待進(jìn)一步完善，并網(wǎng)服務(wù)有待進(jìn)一步落實(shí)。隨著(zhù)政策和機制的逐步完善，我國天然氣分布式能源已經(jīng)進(jìn)入新一輪布局窗口期，預計未來(lái)幾年我國天然氣分布式能源將進(jìn)入快速發(fā)展期。

（3）通過(guò)與智能微電網(wǎng)融合，構建集成供能、多能互補的智慧能源系統，帶動(dòng)智能供氣、供熱、供冷管網(wǎng)發(fā)展，開(kāi)展配售電和能源綜合服務(wù)業(yè)務(wù)，是未來(lái)天然氣分布式能源的重要發(fā)展方向。（來(lái)源：《石油與天然氣》，2016年10 月）