引言
分布式供能系統(tǒng)是一種新型的供能方式，指在用戶端或靠近用戶現(xiàn)場獨立輸出電、熱(冷)能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)既能發(fā)電，又能利用余熱制冷、供暖、供應熱水，使用的一次能源一般是天然氣、沼氣及其他某些可再生能源等清潔能源。美日、歐盟等國已將發(fā)展分布式供能作為能源安全、節(jié)能和能源經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略，世界能源供應方式發(fā)展的一個重要方向。十多年來，我國上海等城市和地區(qū)在單一用戶的賓館、醫(yī)院、工業(yè)及園區(qū)開展了一系列分布式供能實踐。
2011年10月，國家發(fā)展改革委、財政部、住建部、國家能源局聯(lián)合頒發(fā)了《關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》，明確提出未來5-10年我國發(fā)展天然氣分布式能源的任務目標。
澳大利亞是天然氣利用和出口大國，近年來也對天然氣分布式能源發(fā)展開展研究和實踐。2011年7-8月，筆者赴澳大利亞參加國家能源局組織的中澳天然氣技術伙伴關系基金培訓班學習，本文基于在澳學習調(diào)研情況，重點就澳大利亞發(fā)電方式和燃料特征進行介紹，梳理了澳大利亞業(yè)內(nèi)對天然氣分布式能源發(fā)展前景和經(jīng)濟性分析判斷的相關研究觀點，以及未來發(fā)展存在的市場壁壘和改革設想。結合筆者近年實踐提出相關建議，以期為上海等地區(qū)及全國分布式能源未來發(fā)展提供借鑒。
1、澳大利亞天然氣分布式能源的發(fā)展?jié)摿?br />
近年來，澳大利亞一直在應對全球氣候變化方面做出積極的努力，爭論的焦點集中在如何建立激勵低碳經(jīng)濟投資的市場機制上，澳大利亞碳排放交易方案(ETS)和碳稅政策一直備受爭議，2011年11月8日，澳大利亞通過碳稅法案，碳稅法將從2012年7月1日起全面實施。政府的目標是：到2020年，澳大利亞的碳排放減少5%，到2050年減少80%。
盡管如此，澳大利亞業(yè)內(nèi)人士分析要確保澳大利亞經(jīng)濟有效地實現(xiàn)減排目標，行之有效的技術措施仍需在探索中。潔凈煤、碳捕捉及封存(CCS)技術，還都不能以商業(yè)規(guī)模運行。除了風能，大部分可再生能源都因成本過高難以吸引大量投資，但風能的不穩(wěn)定性又意味著它不能承擔基荷。核能的發(fā)展則始終被如何清除、儲存放射性廢料困擾。在需求側(cè)管理方面，能源效率的提升始終是個難題。盡管這些措施在未來的低碳經(jīng)濟路線圖上都能夠占據(jù)一席之地，但是很難預測他們的最終效果究竟如何。那么當前在商業(yè)和技術上均可行的選擇是什么?有兩項選擇正為澳大利亞所關注：一是大規(guī)模的風電場，二是燃氣發(fā)電。這是基于三方面原因：
一是因為澳大利亞發(fā)電燃料依然嚴重依賴于煤炭。近年來，澳大利亞電力消費持續(xù)快速增長，發(fā)電用能已經(jīng)占到一次能源消費總量的44%，在終端能源消費方面，電力占到了24%。澳大利亞的電廠總裝機容量中，燃煤電廠占52.5%，天然氣發(fā)電廠占24.4%，水力發(fā)電占13.1%，風力發(fā)電占8.5%。各個州的發(fā)展狀況差別很大：新南威爾士州是燃煤電廠比例最高的州，昆士蘭州和維多利亞州也有很多燃煤電廠，西澳和南澳的燃氣電廠比燃煤電廠多。塔斯馬尼亞州的情況最好，沒有燃煤電廠，主要依靠水力發(fā)電?？傮w而言，發(fā)電燃料大部分為煤炭，91.8%的發(fā)電量來自于化石燃料，只有8.2%來自可再生能源。
二是用天然氣替代燃煤發(fā)電可大大減少碳排放。因此，目前澳大利亞天然氣用于發(fā)電和分布式能源系統(tǒng)趨勢顯現(xiàn)，特別是在西澳和南澳。未來先進的燃氣輪機技術將會應用到新的天然氣電廠，舊的燃氣輪機逐步關閉。澳大利亞加大了在燃氣輪機領域的投資以鼓勵技術創(chuàng)新，未來六年將有7.8億美元的投資用于新型的燃氣電廠，此次澳大利亞的碳排放稅方案得以通過，新的燃氣電廠投資有可能加大，分布式能源將得到更加重視。
三是澳洲的天然氣資源儲備非常豐富。按照目前水平的生產(chǎn)，澳大利亞有63年的常規(guī)天然氣以及額外100年的煤層氣儲備。相比之下，澳大利亞只有90年的黑色煤炭儲量。澳洲探明的天然氣儲量在30年里增長了三倍，大約90%的常規(guī)天然氣位于澳大利亞西北部，而大部分煤層氣位于新南威爾士州和昆士蘭州。天然氣發(fā)電目前占澳大利亞電力的16%，而黑煤發(fā)電則占到了54%、褐煤發(fā)電占23%。據(jù)此，現(xiàn)有的天然氣資源儲量足以取代部份煤炭發(fā)電。澳方認為可通過天然氣實現(xiàn)與風能互補，利用天然氣的發(fā)電技術提供基荷，使天然氣發(fā)電和大型風電場相結合是實現(xiàn)減碳的有效途徑。
誠然，要實現(xiàn)這一途徑依然還有諸多問題需要研究。特別是大力發(fā)展可直接在用戶端使用、高效利用能源的分布式能源系統(tǒng)。在維多利亞州，分布式供能系統(tǒng)已經(jīng)在醫(yī)院使用了多年;在新南威爾士州，已為眾多的城市建筑安裝了分布式供能系統(tǒng)。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或熱電冷聯(lián)產(chǎn)的方式，利用廢熱制熱或制冷技術來提高能源系統(tǒng)效率。國際經(jīng)驗表明，分布式能源系統(tǒng)可以提供相當大份額的電力和熱供應，但目前澳大利亞等效份額僅是5%左右。未來如何發(fā)展?市場競爭力是一個關鍵因素。還有一個前提條件就是當?shù)赜凶銐虻奶烊粴夤獊碇斡擅合蛱烊粴獍l(fā)電或分布式能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。
澳大利亞有三個主要天然氣生產(chǎn)中心。最大的中心位于西澳(占總額的64%)，主要生產(chǎn)供應滿足西澳和出口需求，其次為東南澳大利亞(占總額的34%)，主要滿足新南威爾士州、維多利亞州、昆士蘭州、南澳和塔斯馬尼亞州的市場需求。北部中心主要用于出口和北領地的市場需求?；谶@種情況，天然氣取代煤發(fā)電的適宜地點是在國家電力市場所包含的州(包括新南威爾士、昆士蘭、南澳、塔斯馬尼亞和維多利亞)，這些地區(qū)電力需求相對集中，煤炭現(xiàn)在提供82%的電力。
應該說，澳大利亞已經(jīng)具有較強的天然氣基礎設施，優(yōu)先選取資源合適、可替代煤炭量大、電力及冷(熱)需求集中的地區(qū)先期發(fā)展發(fā)展分布式能源有很大的潛力。但近年來的實踐也表明，缺乏激勵機制的電力市場依然可能阻礙分布式能源在澳大利亞的發(fā)展。
2、澳大利亞分布式能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
既然天然氣資源和發(fā)電技術都如此成熟可靠，為什么澳大利亞從傳統(tǒng)能源到天然氣分布式能源的轉(zhuǎn)換步伐還不夠大?綜合業(yè)內(nèi)研究有四大觀點：
一是認為天然氣只是一種調(diào)峰燃料，而煤則是最適合的基荷燃料。
這種觀點的成因是天然氣電廠與燃煤電廠相比有較高的運行成本。主要原因是，電力行業(yè)一直遵循集中發(fā)電的模式，由少量遠離用戶的大型發(fā)電機組集中發(fā)電，然后由大電網(wǎng)將電能輸送到用戶端。如果將分布式能源系統(tǒng)不能提供基荷的假設去除，這一經(jīng)濟模式將完全改變。將集中式發(fā)電和分布式供能相結合，將會更經(jīng)濟并能顯著減少排放。同時，用于分布式供能系統(tǒng)的燃氣發(fā)電機可以制造得非常小，甚至小到只有1kW。一個1MW的燃氣發(fā)電機的大小只相當于一個集裝箱大小。如果將這些機組系統(tǒng)安裝在寫字樓、學校和醫(yī)院，將能夠滿足自身需求甚至可以有剩余電能送回電網(wǎng)，同時可利用現(xiàn)有的燃氣管網(wǎng)供應燃氣。
為驗證這一建議的經(jīng)濟性，澳方對以下五種電力生產(chǎn)模式進行了經(jīng)濟對比：集中式黑煤發(fā)電、集中式褐煤發(fā)電、集中式天然氣發(fā)電(聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機或CCGT)、分布式天然氣發(fā)電、分布式天然氣發(fā)電+熱冷聯(lián)供。對每一種模式，成本主要由4個部分組成：電廠的一次性投資、運營成本(固定和可變)、運輸成本和一個可能的碳排放成本。同時還要考慮運輸過程及輸配電網(wǎng)絡中的損耗成本。
澳方研究分析表明：(1)就一次性投資而言，大型集中式發(fā)電廠的單位投資高于小型燃氣發(fā)電系統(tǒng)。(2)就運營成本的各種要素包括：燃料、操作和維護。煤電廠的非燃料運營成本略低于集中式天然氣發(fā)電，遠低于分布式天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)和分布式天然氣發(fā)電系統(tǒng)。(3)電力輸配系統(tǒng)的成本差異是顯而易見的，集中式大型發(fā)電的平均輸、配電成本是0.59澳元/kW·h，而分布式能源的輸配電成本則為零。(4)集中式發(fā)電模式在電力傳輸和分配過程中有損耗，為滿足用戶的實際需求必須生產(chǎn)出額外的電源以備輸配損耗，發(fā)電和運輸成本大約增加10%左右，意味著要額外的碳消耗。如集中式黑煤發(fā)電排放800kg/MW·hCO2，而分布式天然氣發(fā)電+熱冷聯(lián)供只有360kg/MW·h，下降幅度為60%。如假設CO2排放的價格為20澳元/t，其結果是導致集中式褐煤發(fā)電的CO2排放成本是分布式能源的1.5倍。
結合上所述，澳大利亞不同發(fā)電模式的成本排序如下：(1)集中式天然氣發(fā)電，(2)煤炭發(fā)電，(3)分布式天然氣發(fā)電，(4)分布式天然氣發(fā)電+熱冷聯(lián)供模式最經(jīng)濟，因為廢熱可回收生產(chǎn)供熱供冷取代進一步耗電。因此，天然氣分布式能源在澳大利亞經(jīng)濟上很具吸引力，而且還能大幅度減少溫室氣體的排放。
二是認為本地電力公司對新的分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)沒有動力。
本地電力公司常常要求提供一系列的技術評估以確保他們的職員在安裝和維護新系統(tǒng)?的安全。通常傾向于抑制分布式能源系統(tǒng)的數(shù)量，電力公司擔心每接入一個新的發(fā)電系統(tǒng)就相當于永久性的損失一個客戶，從而減少電力公司的收入。
本地電力公司及其他上游電力公司還表現(xiàn)出對小型發(fā)電系統(tǒng)及對電網(wǎng)供電安全影響的關注。但這個觀點業(yè)內(nèi)人士大多不認可，因為小型分布式電源的增加最終會提高整體電力供應安全，而不是減少系統(tǒng)安全。但結果是，現(xiàn)有的本地電力公司沒有動力來協(xié)助新發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)。他們很可能盡其所能地讓分布式電源的投運既昂貴又耗時，沒有興趣幫助潛在的競爭對手提供準入方便。澳洲能源市場委員會(AEMC)在一個相對保守的陳述中說，“電力公司完全沒有動力去降低分布式能源系統(tǒng)的并網(wǎng)費用”。因此，AEMC建議電力公司為所有轄區(qū)內(nèi)的小型分布式能源系統(tǒng)提供一個單獨的標準化的接入服務。
為此，業(yè)內(nèi)專家建議給現(xiàn)有電網(wǎng)公司提供激勵措施，確保他們有共同的利益來發(fā)展分布式能源系統(tǒng)。同時也提出，電力公司如果能實現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)的快速并網(wǎng)應獲得政府獎勵(因為創(chuàng)造了社會價值)，如果阻礙政府就應該進行處罰。
三是認為現(xiàn)行電力價格機制在某種程度上挫傷了分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的積極性。
主要在于并不是分布式供能系統(tǒng)所有發(fā)出的電量都可以賣到市場價格。除了首府領地(ACT)外的其他各州和地區(qū)，分布式能源系統(tǒng)只有賣回電網(wǎng)的那部分電量獲得了市場價格。由于分布式能源系統(tǒng)內(nèi)部消耗的電量沒有任何補償，無形中他們生產(chǎn)的這部分電量就只得到了一個低于市場價值的價格，這樣一來實際削弱了經(jīng)濟上的投資回報，也減少了安裝分布式能源系統(tǒng)的動力。
同時，目前電力的定價并不真實反映由于日負荷和季節(jié)負荷波動帶來的實際成本。電力需求最大的時候是一年當中最冷和最熱的那幾天，一般晚上比白天高。在用電高峰時候的電力生產(chǎn)成本就會上升，而且輸配電網(wǎng)絡往往會超負荷運行。
按照經(jīng)濟學觀點，定價應該反映出季節(jié)性需求所導致的成本變動，這將會有雙重效果。一方面由于價格的上升抑制高峰期的需求，同時它還將刺激電力供應，特別是分布式能源系統(tǒng)可以從高峰期生產(chǎn)供電當中獲得更高的利潤，使電網(wǎng)負荷在高峰期將有所降低，減少了僅僅是為了保證滿足高峰季節(jié)期需要而擴大產(chǎn)能所需的巨大花費。
四是認為信息不對稱和政府不對稱補貼扭曲了市場價格體系。
目前，最適于采用分布式能源系統(tǒng)的一般是小型工業(yè)企業(yè)、醫(yī)院、學校、大學、多層商業(yè)大樓和公寓街區(qū)。但這些單位的管理者并沒有意識到分布式能源系統(tǒng)所帶來的機會。用戶在獲取所用電力的成本、需求和排放等方面的信息非常有限，所以很難分析判斷到底是應該自己發(fā)電還是從電網(wǎng)購電。
一些業(yè)內(nèi)專家認為，政府對現(xiàn)有發(fā)電企業(yè)乃至整個電力供應系統(tǒng)提供的公共補貼進一步扭曲了市場。這些補貼包括直接支付的，以及減免稅費、提高貸款等隱形方式。如發(fā)電企業(yè)以低于市場的價格獲得冷卻用水。而政府對輸電及配電公司的投資資本收益率保證使得輸配電網(wǎng)絡的提前超量發(fā)展。
同時，電力價格在澳大利亞相對低廉的一個主要原因還因為幾項隱性補貼，使整個市場更有利于在役的發(fā)電機。第一種隱形補貼就是相對于出口煤炭的價格優(yōu)惠，大多數(shù)燃煤發(fā)電廠都是屬于坑口電站，煤的成本比出口煤價優(yōu)惠幾倍之多。這就意味著通過使用煤炭發(fā)電，澳洲政府每年都對電企補貼了幾十億澳元。第二個隱性補貼是燃煤發(fā)電機組可以在大大低于市場價格的條件下大量使用淡水。
此外，從理論上來說二氧化碳排放量是一種社會成本，這些排放對環(huán)境的影響現(xiàn)在已經(jīng)很清楚，但由于發(fā)電機組并不直接承擔這一成本，就沒有經(jīng)濟激勵手段促使他們減少溫室氣體的排放，這是能源市場設計的弱點。因此，?經(jīng)濟價值的忽視、外部環(huán)境影響是采用分布式能源系統(tǒng)的另一個障礙。
3、澳大利亞分布式能源政策措施制訂思路
綜合來說，澳大利亞業(yè)內(nèi)專家認為，制訂政策要基于三個出發(fā)點：
一是發(fā)展分布式能源系統(tǒng)不僅可以提高系統(tǒng)效率，而且可以促進經(jīng)濟的增長。
二是一個能源市場的新設計可以在提供廉價電力和減少碳排放的同時創(chuàng)造就業(yè)機會。現(xiàn)代電力工業(yè)已不是勞動密集型，在澳大利亞只雇用了不超過35000人，在澳方的研究中，創(chuàng)造就業(yè)具有很強的社會價值，這就使創(chuàng)造就業(yè)成為所有經(jīng)濟發(fā)展政策中的重要考量。
三是分布式能源系統(tǒng)將導致更激烈的競爭，可以使那些“超常利潤”更公平地回饋給納稅人及消費者。澳方認為，在目前的市場機制下，許多在役的企業(yè)受到了免于開放競爭的保護。
無論從經(jīng)濟學還是從公平性角度看，能源市場的設計無疑是十分重要的。為了使得澳大利亞過渡到低碳經(jīng)濟社會，必須保證市場的公平競爭，以確保低碳能源如天然氣分布式能源和風力發(fā)電不會因為蹩腳的市場設計而被擠出市場。為此，澳方專家認為政策措施要包括以下五方面：
(1)碳的價格在發(fā)電市場起到至關重要的作用。它將幫助澳大利亞降低其總體碳排放量，它會使發(fā)電領域的資產(chǎn)配置在更準確的反映生產(chǎn)成本方面更有效。因此，為所有的能源技術提供一個公平競爭的機會就是要價格無一例外地覆蓋所有發(fā)電燃料。與前一點相關的是，必須避免對現(xiàn)有煤燃料發(fā)電機組的過度補償，支付補償實際上是給予一個隱形的碳稅折扣(甚至免稅)。
(2)水的價格也是同等重要的。生產(chǎn)過程中用水必須用市場價格來購買。如果我們以收取墨爾本居民支付淡水的價格同樣收取維多利亞州的褐煤發(fā)電機組用水，那么維多利亞的電力將不再那么廉價。從發(fā)電用水總額來看，燃煤發(fā)電機組實際每年享受到了約3億澳元的補貼。水的定價政策應要求，如果生產(chǎn)商不循環(huán)使用水，那么他們應該為用水支付市場價格，并且這些價格應該是透明的。
(3)零售商的激勵機制。監(jiān)管機構要建立對電網(wǎng)公司接入新電源過程的獎勵/懲罰方案機制。澳大利亞各州和領地政府應該制定以預訂的價格收購全部分布式能源系統(tǒng)所發(fā)電量的機制。到目前為止，首府領地就是一個典范。上網(wǎng)電價通常應該固定在使投資能夠在一段時間內(nèi)得到回報的水平。分布式能源系統(tǒng)因為不能受益于(隱形)補貼而應該獲得較高的合同電價。
(4)政府可通過采購政策來促進分布式能源發(fā)展。澳大利亞社會住房保障計劃新建和翻修住宅，這些社區(qū)修建設計當中就涉及社區(qū)公共服務設施，可將分布式能源納入計劃中。同時，建立公/私能源聯(lián)合公司將進一步促進分布式能源的發(fā)展。通過安裝和維護天然氣分布式能源系統(tǒng)為住宅公寓樓、商業(yè)辦公樓和工業(yè)企業(yè)提供全面的能源服務。
(5)區(qū)間電價和智能電表。在公共服務中，價格因負荷峰谷而不同，這一方法被稱為區(qū)間定價，大部分澳大利亞電力公司已經(jīng)在某種形式上使用區(qū)間定價了。作為這個定價方法的補充，我們?yōu)樵诟叻迤诎l(fā)電的分布式能源支付更高的上網(wǎng)電價。這將刺激大家在高峰期積極供能，并可能鼓勵更多的分布式能源系統(tǒng)進入市場。
為確保生產(chǎn)者和消費者都能積極回應這些價格信號，我們應該推出的智能電表，這樣的智能電表將能夠?qū)崟r向消費者(生產(chǎn)商)他們使用多少電力(產(chǎn)生)和他們付出(收到)相關的價格。維多利亞州已經(jīng)開始這一進程，宣布了從2009年9月開始4年內(nèi)為220萬個家庭、30萬家企業(yè)安裝智能電表的計劃。
4、對中國的啟示
分布式能源是體現(xiàn)節(jié)能、減排、安全、靈活多重優(yōu)點的能源發(fā)展方式，是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重要途徑，也是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。我國分布式能源發(fā)展剛剛起步，發(fā)展空間很大。國家“十二五”規(guī)劃綱要和國家關于發(fā)展天然氣分布式能源指導意見明確提出，要促進分布式能源系統(tǒng)的推廣應用，這需要從市場、政策等方面加大對分布式能源項目的扶持力度。
一是亟需切實有效的鼓勵和補貼政策。要基于《關于發(fā)展天然氣分布式能源指導意見》，加快出臺天然氣分布式能源市場一直期待的在資金補貼、電量銷售、投資方電網(wǎng)設施產(chǎn)權、天然氣發(fā)電標桿上網(wǎng)電價等一系列政策支持細則。
二是建立統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)機制。分布式能源的大規(guī)模發(fā)展，有賴于城市天然氣管網(wǎng)的成熟發(fā)展，以及電網(wǎng)對分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)的有力支持。因此，分布式能源的規(guī)劃應與天然氣資源及供應規(guī)劃、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，將分布式能源發(fā)展納入電網(wǎng)規(guī)劃以及區(qū)域規(guī)劃之中，有效地降低分布式能源的并網(wǎng)成本。這樣才能保證分布式能源系統(tǒng)燃料的穩(wěn)定供應，將對電網(wǎng)的負面影響降到最低限度，并發(fā)揮調(diào)峰等積極作用。另外，分布式能源系統(tǒng)的站址選取等也應與城市的總體發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)。
三是推進能源服務市場的多元化發(fā)展。特別是吸引電力企業(yè)和燃氣企業(yè)參與分布式能源市場。對于電力企業(yè)，發(fā)展分布式能源技術同樣也是他們的一個巨大的新的利益空間，因為分布式能源技術同樣也可以優(yōu)化整合電力的需求，提高電力的可靠性，改善電力公司的壟斷經(jīng)營形象，為他們增加非壟斷性盈利擴展空間。從燃氣資源供應商的角度看，合理利用天然氣，持續(xù)穩(wěn)定的用氣結構，從而降低燃氣供應成本，利用資源供應優(yōu)勢，創(chuàng)造產(chǎn)品的多元化的格局，延長企業(yè)的價值鏈。通過用戶、燃氣企業(yè)、電力企業(yè)的整合，實現(xiàn)最有效地將各種能源配置到最優(yōu)化。將分布式能源發(fā)展中最敏感的并網(wǎng)因素、氣價因素，轉(zhuǎn)換成能源企業(yè)的共同利益，對于先期分布式能源市場的培育非常有益。
綜上所述，要推動我國分布式能源發(fā)展，當務之急是從市場、政策體制層面入手，綜合考慮各方利益，盡快完善保障分布式能源發(fā)展的政策法規(guī)，同時制定具備可操作性的配套政策，推進分布式能源系統(tǒng)有序、健康發(fā)展。
分布式供能系統(tǒng)是一種新型的供能方式，指在用戶端或靠近用戶現(xiàn)場獨立輸出電、熱(冷)能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)既能發(fā)電，又能利用余熱制冷、供暖、供應熱水，使用的一次能源一般是天然氣、沼氣及其他某些可再生能源等清潔能源。美日、歐盟等國已將發(fā)展分布式供能作為能源安全、節(jié)能和能源經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略，世界能源供應方式發(fā)展的一個重要方向。十多年來，我國上海等城市和地區(qū)在單一用戶的賓館、醫(yī)院、工業(yè)及園區(qū)開展了一系列分布式供能實踐。
2011年10月，國家發(fā)展改革委、財政部、住建部、國家能源局聯(lián)合頒發(fā)了《關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》，明確提出未來5-10年我國發(fā)展天然氣分布式能源的任務目標。
澳大利亞是天然氣利用和出口大國，近年來也對天然氣分布式能源發(fā)展開展研究和實踐。2011年7-8月，筆者赴澳大利亞參加國家能源局組織的中澳天然氣技術伙伴關系基金培訓班學習，本文基于在澳學習調(diào)研情況，重點就澳大利亞發(fā)電方式和燃料特征進行介紹，梳理了澳大利亞業(yè)內(nèi)對天然氣分布式能源發(fā)展前景和經(jīng)濟性分析判斷的相關研究觀點，以及未來發(fā)展存在的市場壁壘和改革設想。結合筆者近年實踐提出相關建議，以期為上海等地區(qū)及全國分布式能源未來發(fā)展提供借鑒。
1、澳大利亞天然氣分布式能源的發(fā)展?jié)摿?br />
近年來，澳大利亞一直在應對全球氣候變化方面做出積極的努力，爭論的焦點集中在如何建立激勵低碳經(jīng)濟投資的市場機制上，澳大利亞碳排放交易方案(ETS)和碳稅政策一直備受爭議，2011年11月8日，澳大利亞通過碳稅法案，碳稅法將從2012年7月1日起全面實施。政府的目標是：到2020年，澳大利亞的碳排放減少5%，到2050年減少80%。
盡管如此，澳大利亞業(yè)內(nèi)人士分析要確保澳大利亞經(jīng)濟有效地實現(xiàn)減排目標，行之有效的技術措施仍需在探索中。潔凈煤、碳捕捉及封存(CCS)技術，還都不能以商業(yè)規(guī)模運行。除了風能，大部分可再生能源都因成本過高難以吸引大量投資，但風能的不穩(wěn)定性又意味著它不能承擔基荷。核能的發(fā)展則始終被如何清除、儲存放射性廢料困擾。在需求側(cè)管理方面，能源效率的提升始終是個難題。盡管這些措施在未來的低碳經(jīng)濟路線圖上都能夠占據(jù)一席之地，但是很難預測他們的最終效果究竟如何。那么當前在商業(yè)和技術上均可行的選擇是什么?有兩項選擇正為澳大利亞所關注：一是大規(guī)模的風電場，二是燃氣發(fā)電。這是基于三方面原因：
一是因為澳大利亞發(fā)電燃料依然嚴重依賴于煤炭。近年來，澳大利亞電力消費持續(xù)快速增長，發(fā)電用能已經(jīng)占到一次能源消費總量的44%，在終端能源消費方面，電力占到了24%。澳大利亞的電廠總裝機容量中，燃煤電廠占52.5%，天然氣發(fā)電廠占24.4%，水力發(fā)電占13.1%，風力發(fā)電占8.5%。各個州的發(fā)展狀況差別很大：新南威爾士州是燃煤電廠比例最高的州，昆士蘭州和維多利亞州也有很多燃煤電廠，西澳和南澳的燃氣電廠比燃煤電廠多。塔斯馬尼亞州的情況最好，沒有燃煤電廠，主要依靠水力發(fā)電?？傮w而言，發(fā)電燃料大部分為煤炭，91.8%的發(fā)電量來自于化石燃料，只有8.2%來自可再生能源。
二是用天然氣替代燃煤發(fā)電可大大減少碳排放。因此，目前澳大利亞天然氣用于發(fā)電和分布式能源系統(tǒng)趨勢顯現(xiàn)，特別是在西澳和南澳。未來先進的燃氣輪機技術將會應用到新的天然氣電廠，舊的燃氣輪機逐步關閉。澳大利亞加大了在燃氣輪機領域的投資以鼓勵技術創(chuàng)新，未來六年將有7.8億美元的投資用于新型的燃氣電廠，此次澳大利亞的碳排放稅方案得以通過，新的燃氣電廠投資有可能加大，分布式能源將得到更加重視。
三是澳洲的天然氣資源儲備非常豐富。按照目前水平的生產(chǎn)，澳大利亞有63年的常規(guī)天然氣以及額外100年的煤層氣儲備。相比之下，澳大利亞只有90年的黑色煤炭儲量。澳洲探明的天然氣儲量在30年里增長了三倍，大約90%的常規(guī)天然氣位于澳大利亞西北部，而大部分煤層氣位于新南威爾士州和昆士蘭州。天然氣發(fā)電目前占澳大利亞電力的16%，而黑煤發(fā)電則占到了54%、褐煤發(fā)電占23%。據(jù)此，現(xiàn)有的天然氣資源儲量足以取代部份煤炭發(fā)電。澳方認為可通過天然氣實現(xiàn)與風能互補，利用天然氣的發(fā)電技術提供基荷，使天然氣發(fā)電和大型風電場相結合是實現(xiàn)減碳的有效途徑。
誠然，要實現(xiàn)這一途徑依然還有諸多問題需要研究。特別是大力發(fā)展可直接在用戶端使用、高效利用能源的分布式能源系統(tǒng)。在維多利亞州，分布式供能系統(tǒng)已經(jīng)在醫(yī)院使用了多年;在新南威爾士州，已為眾多的城市建筑安裝了分布式供能系統(tǒng)。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或熱電冷聯(lián)產(chǎn)的方式，利用廢熱制熱或制冷技術來提高能源系統(tǒng)效率。國際經(jīng)驗表明，分布式能源系統(tǒng)可以提供相當大份額的電力和熱供應，但目前澳大利亞等效份額僅是5%左右。未來如何發(fā)展?市場競爭力是一個關鍵因素。還有一個前提條件就是當?shù)赜凶銐虻奶烊粴夤獊碇斡擅合蛱烊粴獍l(fā)電或分布式能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。
澳大利亞有三個主要天然氣生產(chǎn)中心。最大的中心位于西澳(占總額的64%)，主要生產(chǎn)供應滿足西澳和出口需求，其次為東南澳大利亞(占總額的34%)，主要滿足新南威爾士州、維多利亞州、昆士蘭州、南澳和塔斯馬尼亞州的市場需求。北部中心主要用于出口和北領地的市場需求?；谶@種情況，天然氣取代煤發(fā)電的適宜地點是在國家電力市場所包含的州(包括新南威爾士、昆士蘭、南澳、塔斯馬尼亞和維多利亞)，這些地區(qū)電力需求相對集中，煤炭現(xiàn)在提供82%的電力。
應該說，澳大利亞已經(jīng)具有較強的天然氣基礎設施，優(yōu)先選取資源合適、可替代煤炭量大、電力及冷(熱)需求集中的地區(qū)先期發(fā)展發(fā)展分布式能源有很大的潛力。但近年來的實踐也表明，缺乏激勵機制的電力市場依然可能阻礙分布式能源在澳大利亞的發(fā)展。
2、澳大利亞分布式能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
既然天然氣資源和發(fā)電技術都如此成熟可靠，為什么澳大利亞從傳統(tǒng)能源到天然氣分布式能源的轉(zhuǎn)換步伐還不夠大?綜合業(yè)內(nèi)研究有四大觀點：
一是認為天然氣只是一種調(diào)峰燃料，而煤則是最適合的基荷燃料。
這種觀點的成因是天然氣電廠與燃煤電廠相比有較高的運行成本。主要原因是，電力行業(yè)一直遵循集中發(fā)電的模式，由少量遠離用戶的大型發(fā)電機組集中發(fā)電，然后由大電網(wǎng)將電能輸送到用戶端。如果將分布式能源系統(tǒng)不能提供基荷的假設去除，這一經(jīng)濟模式將完全改變。將集中式發(fā)電和分布式供能相結合，將會更經(jīng)濟并能顯著減少排放。同時，用于分布式供能系統(tǒng)的燃氣發(fā)電機可以制造得非常小，甚至小到只有1kW。一個1MW的燃氣發(fā)電機的大小只相當于一個集裝箱大小。如果將這些機組系統(tǒng)安裝在寫字樓、學校和醫(yī)院，將能夠滿足自身需求甚至可以有剩余電能送回電網(wǎng)，同時可利用現(xiàn)有的燃氣管網(wǎng)供應燃氣。
為驗證這一建議的經(jīng)濟性，澳方對以下五種電力生產(chǎn)模式進行了經(jīng)濟對比：集中式黑煤發(fā)電、集中式褐煤發(fā)電、集中式天然氣發(fā)電(聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機或CCGT)、分布式天然氣發(fā)電、分布式天然氣發(fā)電+熱冷聯(lián)供。對每一種模式，成本主要由4個部分組成：電廠的一次性投資、運營成本(固定和可變)、運輸成本和一個可能的碳排放成本。同時還要考慮運輸過程及輸配電網(wǎng)絡中的損耗成本。
澳方研究分析表明：(1)就一次性投資而言，大型集中式發(fā)電廠的單位投資高于小型燃氣發(fā)電系統(tǒng)。(2)就運營成本的各種要素包括：燃料、操作和維護。煤電廠的非燃料運營成本略低于集中式天然氣發(fā)電，遠低于分布式天然氣冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)和分布式天然氣發(fā)電系統(tǒng)。(3)電力輸配系統(tǒng)的成本差異是顯而易見的，集中式大型發(fā)電的平均輸、配電成本是0.59澳元/kW·h，而分布式能源的輸配電成本則為零。(4)集中式發(fā)電模式在電力傳輸和分配過程中有損耗，為滿足用戶的實際需求必須生產(chǎn)出額外的電源以備輸配損耗，發(fā)電和運輸成本大約增加10%左右，意味著要額外的碳消耗。如集中式黑煤發(fā)電排放800kg/MW·hCO2，而分布式天然氣發(fā)電+熱冷聯(lián)供只有360kg/MW·h，下降幅度為60%。如假設CO2排放的價格為20澳元/t，其結果是導致集中式褐煤發(fā)電的CO2排放成本是分布式能源的1.5倍。
結合上所述，澳大利亞不同發(fā)電模式的成本排序如下：(1)集中式天然氣發(fā)電，(2)煤炭發(fā)電，(3)分布式天然氣發(fā)電，(4)分布式天然氣發(fā)電+熱冷聯(lián)供模式最經(jīng)濟，因為廢熱可回收生產(chǎn)供熱供冷取代進一步耗電。因此，天然氣分布式能源在澳大利亞經(jīng)濟上很具吸引力，而且還能大幅度減少溫室氣體的排放。
二是認為本地電力公司對新的分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)沒有動力。
本地電力公司常常要求提供一系列的技術評估以確保他們的職員在安裝和維護新系統(tǒng)?的安全。通常傾向于抑制分布式能源系統(tǒng)的數(shù)量，電力公司擔心每接入一個新的發(fā)電系統(tǒng)就相當于永久性的損失一個客戶，從而減少電力公司的收入。
本地電力公司及其他上游電力公司還表現(xiàn)出對小型發(fā)電系統(tǒng)及對電網(wǎng)供電安全影響的關注。但這個觀點業(yè)內(nèi)人士大多不認可，因為小型分布式電源的增加最終會提高整體電力供應安全，而不是減少系統(tǒng)安全。但結果是，現(xiàn)有的本地電力公司沒有動力來協(xié)助新發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)。他們很可能盡其所能地讓分布式電源的投運既昂貴又耗時，沒有興趣幫助潛在的競爭對手提供準入方便。澳洲能源市場委員會(AEMC)在一個相對保守的陳述中說，“電力公司完全沒有動力去降低分布式能源系統(tǒng)的并網(wǎng)費用”。因此，AEMC建議電力公司為所有轄區(qū)內(nèi)的小型分布式能源系統(tǒng)提供一個單獨的標準化的接入服務。
為此，業(yè)內(nèi)專家建議給現(xiàn)有電網(wǎng)公司提供激勵措施，確保他們有共同的利益來發(fā)展分布式能源系統(tǒng)。同時也提出，電力公司如果能實現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)的快速并網(wǎng)應獲得政府獎勵(因為創(chuàng)造了社會價值)，如果阻礙政府就應該進行處罰。
三是認為現(xiàn)行電力價格機制在某種程度上挫傷了分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的積極性。
主要在于并不是分布式供能系統(tǒng)所有發(fā)出的電量都可以賣到市場價格。除了首府領地(ACT)外的其他各州和地區(qū)，分布式能源系統(tǒng)只有賣回電網(wǎng)的那部分電量獲得了市場價格。由于分布式能源系統(tǒng)內(nèi)部消耗的電量沒有任何補償，無形中他們生產(chǎn)的這部分電量就只得到了一個低于市場價值的價格，這樣一來實際削弱了經(jīng)濟上的投資回報，也減少了安裝分布式能源系統(tǒng)的動力。
同時，目前電力的定價并不真實反映由于日負荷和季節(jié)負荷波動帶來的實際成本。電力需求最大的時候是一年當中最冷和最熱的那幾天，一般晚上比白天高。在用電高峰時候的電力生產(chǎn)成本就會上升，而且輸配電網(wǎng)絡往往會超負荷運行。
按照經(jīng)濟學觀點，定價應該反映出季節(jié)性需求所導致的成本變動，這將會有雙重效果。一方面由于價格的上升抑制高峰期的需求，同時它還將刺激電力供應，特別是分布式能源系統(tǒng)可以從高峰期生產(chǎn)供電當中獲得更高的利潤，使電網(wǎng)負荷在高峰期將有所降低，減少了僅僅是為了保證滿足高峰季節(jié)期需要而擴大產(chǎn)能所需的巨大花費。
四是認為信息不對稱和政府不對稱補貼扭曲了市場價格體系。
目前，最適于采用分布式能源系統(tǒng)的一般是小型工業(yè)企業(yè)、醫(yī)院、學校、大學、多層商業(yè)大樓和公寓街區(qū)。但這些單位的管理者并沒有意識到分布式能源系統(tǒng)所帶來的機會。用戶在獲取所用電力的成本、需求和排放等方面的信息非常有限，所以很難分析判斷到底是應該自己發(fā)電還是從電網(wǎng)購電。
一些業(yè)內(nèi)專家認為，政府對現(xiàn)有發(fā)電企業(yè)乃至整個電力供應系統(tǒng)提供的公共補貼進一步扭曲了市場。這些補貼包括直接支付的，以及減免稅費、提高貸款等隱形方式。如發(fā)電企業(yè)以低于市場的價格獲得冷卻用水。而政府對輸電及配電公司的投資資本收益率保證使得輸配電網(wǎng)絡的提前超量發(fā)展。
同時，電力價格在澳大利亞相對低廉的一個主要原因還因為幾項隱性補貼，使整個市場更有利于在役的發(fā)電機。第一種隱形補貼就是相對于出口煤炭的價格優(yōu)惠，大多數(shù)燃煤發(fā)電廠都是屬于坑口電站，煤的成本比出口煤價優(yōu)惠幾倍之多。這就意味著通過使用煤炭發(fā)電，澳洲政府每年都對電企補貼了幾十億澳元。第二個隱性補貼是燃煤發(fā)電機組可以在大大低于市場價格的條件下大量使用淡水。
此外，從理論上來說二氧化碳排放量是一種社會成本，這些排放對環(huán)境的影響現(xiàn)在已經(jīng)很清楚，但由于發(fā)電機組并不直接承擔這一成本，就沒有經(jīng)濟激勵手段促使他們減少溫室氣體的排放，這是能源市場設計的弱點。因此，?經(jīng)濟價值的忽視、外部環(huán)境影響是采用分布式能源系統(tǒng)的另一個障礙。
3、澳大利亞分布式能源政策措施制訂思路
綜合來說，澳大利亞業(yè)內(nèi)專家認為，制訂政策要基于三個出發(fā)點：
一是發(fā)展分布式能源系統(tǒng)不僅可以提高系統(tǒng)效率，而且可以促進經(jīng)濟的增長。
二是一個能源市場的新設計可以在提供廉價電力和減少碳排放的同時創(chuàng)造就業(yè)機會。現(xiàn)代電力工業(yè)已不是勞動密集型，在澳大利亞只雇用了不超過35000人，在澳方的研究中，創(chuàng)造就業(yè)具有很強的社會價值，這就使創(chuàng)造就業(yè)成為所有經(jīng)濟發(fā)展政策中的重要考量。
三是分布式能源系統(tǒng)將導致更激烈的競爭，可以使那些“超常利潤”更公平地回饋給納稅人及消費者。澳方認為，在目前的市場機制下，許多在役的企業(yè)受到了免于開放競爭的保護。
無論從經(jīng)濟學還是從公平性角度看，能源市場的設計無疑是十分重要的。為了使得澳大利亞過渡到低碳經(jīng)濟社會，必須保證市場的公平競爭，以確保低碳能源如天然氣分布式能源和風力發(fā)電不會因為蹩腳的市場設計而被擠出市場。為此，澳方專家認為政策措施要包括以下五方面：
(1)碳的價格在發(fā)電市場起到至關重要的作用。它將幫助澳大利亞降低其總體碳排放量，它會使發(fā)電領域的資產(chǎn)配置在更準確的反映生產(chǎn)成本方面更有效。因此，為所有的能源技術提供一個公平競爭的機會就是要價格無一例外地覆蓋所有發(fā)電燃料。與前一點相關的是，必須避免對現(xiàn)有煤燃料發(fā)電機組的過度補償，支付補償實際上是給予一個隱形的碳稅折扣(甚至免稅)。
(2)水的價格也是同等重要的。生產(chǎn)過程中用水必須用市場價格來購買。如果我們以收取墨爾本居民支付淡水的價格同樣收取維多利亞州的褐煤發(fā)電機組用水，那么維多利亞的電力將不再那么廉價。從發(fā)電用水總額來看，燃煤發(fā)電機組實際每年享受到了約3億澳元的補貼。水的定價政策應要求，如果生產(chǎn)商不循環(huán)使用水，那么他們應該為用水支付市場價格，并且這些價格應該是透明的。
(3)零售商的激勵機制。監(jiān)管機構要建立對電網(wǎng)公司接入新電源過程的獎勵/懲罰方案機制。澳大利亞各州和領地政府應該制定以預訂的價格收購全部分布式能源系統(tǒng)所發(fā)電量的機制。到目前為止，首府領地就是一個典范。上網(wǎng)電價通常應該固定在使投資能夠在一段時間內(nèi)得到回報的水平。分布式能源系統(tǒng)因為不能受益于(隱形)補貼而應該獲得較高的合同電價。
(4)政府可通過采購政策來促進分布式能源發(fā)展。澳大利亞社會住房保障計劃新建和翻修住宅，這些社區(qū)修建設計當中就涉及社區(qū)公共服務設施，可將分布式能源納入計劃中。同時，建立公/私能源聯(lián)合公司將進一步促進分布式能源的發(fā)展。通過安裝和維護天然氣分布式能源系統(tǒng)為住宅公寓樓、商業(yè)辦公樓和工業(yè)企業(yè)提供全面的能源服務。
(5)區(qū)間電價和智能電表。在公共服務中，價格因負荷峰谷而不同，這一方法被稱為區(qū)間定價，大部分澳大利亞電力公司已經(jīng)在某種形式上使用區(qū)間定價了。作為這個定價方法的補充，我們?yōu)樵诟叻迤诎l(fā)電的分布式能源支付更高的上網(wǎng)電價。這將刺激大家在高峰期積極供能，并可能鼓勵更多的分布式能源系統(tǒng)進入市場。
為確保生產(chǎn)者和消費者都能積極回應這些價格信號，我們應該推出的智能電表，這樣的智能電表將能夠?qū)崟r向消費者(生產(chǎn)商)他們使用多少電力(產(chǎn)生)和他們付出(收到)相關的價格。維多利亞州已經(jīng)開始這一進程，宣布了從2009年9月開始4年內(nèi)為220萬個家庭、30萬家企業(yè)安裝智能電表的計劃。
4、對中國的啟示
分布式能源是體現(xiàn)節(jié)能、減排、安全、靈活多重優(yōu)點的能源發(fā)展方式，是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重要途徑，也是電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。我國分布式能源發(fā)展剛剛起步，發(fā)展空間很大。國家“十二五”規(guī)劃綱要和國家關于發(fā)展天然氣分布式能源指導意見明確提出，要促進分布式能源系統(tǒng)的推廣應用，這需要從市場、政策等方面加大對分布式能源項目的扶持力度。
一是亟需切實有效的鼓勵和補貼政策。要基于《關于發(fā)展天然氣分布式能源指導意見》，加快出臺天然氣分布式能源市場一直期待的在資金補貼、電量銷售、投資方電網(wǎng)設施產(chǎn)權、天然氣發(fā)電標桿上網(wǎng)電價等一系列政策支持細則。
二是建立統(tǒng)一規(guī)劃和協(xié)調(diào)機制。分布式能源的大規(guī)模發(fā)展，有賴于城市天然氣管網(wǎng)的成熟發(fā)展，以及電網(wǎng)對分布式能源系統(tǒng)并網(wǎng)的有力支持。因此，分布式能源的規(guī)劃應與天然氣資源及供應規(guī)劃、電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，將分布式能源發(fā)展納入電網(wǎng)規(guī)劃以及區(qū)域規(guī)劃之中，有效地降低分布式能源的并網(wǎng)成本。這樣才能保證分布式能源系統(tǒng)燃料的穩(wěn)定供應，將對電網(wǎng)的負面影響降到最低限度，并發(fā)揮調(diào)峰等積極作用。另外，分布式能源系統(tǒng)的站址選取等也應與城市的總體發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)。
三是推進能源服務市場的多元化發(fā)展。特別是吸引電力企業(yè)和燃氣企業(yè)參與分布式能源市場。對于電力企業(yè)，發(fā)展分布式能源技術同樣也是他們的一個巨大的新的利益空間，因為分布式能源技術同樣也可以優(yōu)化整合電力的需求，提高電力的可靠性，改善電力公司的壟斷經(jīng)營形象，為他們增加非壟斷性盈利擴展空間。從燃氣資源供應商的角度看，合理利用天然氣，持續(xù)穩(wěn)定的用氣結構，從而降低燃氣供應成本，利用資源供應優(yōu)勢，創(chuàng)造產(chǎn)品的多元化的格局，延長企業(yè)的價值鏈。通過用戶、燃氣企業(yè)、電力企業(yè)的整合，實現(xiàn)最有效地將各種能源配置到最優(yōu)化。將分布式能源發(fā)展中最敏感的并網(wǎng)因素、氣價因素，轉(zhuǎn)換成能源企業(yè)的共同利益，對于先期分布式能源市場的培育非常有益。
綜上所述，要推動我國分布式能源發(fā)展，當務之急是從市場、政策體制層面入手，綜合考慮各方利益，盡快完善保障分布式能源發(fā)展的政策法規(guī)，同時制定具備可操作性的配套政策，推進分布式能源系統(tǒng)有序、健康發(fā)展。
