1.美国分布式发电现状、政策和前景
(1)美国分布式发电现状 美国分布式发电方式包括天然气多联供、中小水能、太阳能、风能、生物质能、垃圾发电等。2000年美国商业、公共建筑热电联产980座,总装机490万kW;工业热电联产1016座,总装机4550万kW,合计超过5000万kW。到2003年,热电联产总装机5600万kW,占全美电力装机的7%,发电量占9%。2010年这一类的分布式总装机容量约为9200万kW,占全国发电量的14%。根据美国能源部规划,2010—2020年将再新增9500万kW装机容量,占全国发电装机容量的29%。美国的分布式发电以天然气热电联供为主,年发电量1600亿kW·h,占总发电量的4.1%。美国能源部积极促进天然气为燃料的分布式能源系统,利用这些系统为基础,发展微电网,再将微电网连接发展成为智能电网。
2011—2035年,美国居民以及商业用于购买分布式能源设备、发电系统和建筑节能方面将新增110亿美元的投资。分布式能源的应用包括采暖、通风、空调、水、暖气、照明、烹饪、制冷等,分布式能源平均增长率约0.6%。与2009年相比,能源消耗增长了1.5%,主要是用电和办公室设备耗能,图19-1为商业用分布式能源情景预测。美国商业分布式能源系统装机容量将从2009年的190万kW增加到2035年的680万kW。在分布式能源系统中微燃机以每年16%的速度增长。在税收优惠的政策激励下,风电增长速度达到11%,预计2035年,可再生能源占分布式能源供应的50%。
图19-1 商业用分布式能源情景预测
根据《美国2011能源展望》分析,2009—2035年,制造业企业的能源消耗将从65%增长到71%,但农业、矿业和建筑业等非制造业企业的能源消耗比例将减少2%。另外,化工产业的能源消耗比例将下降4%。美国热电联产技术以内燃机、蒸汽轮机、燃气轮机为主,约46%的热电联产项目采用小型内燃机,燃气-蒸汽联合循环占项目数量的8%,占分布式发电总装机容量的53%。
1)热电联产。据美国能源部数据统计,1998—2006年,美国分布式热电联产规模翻了一番,装机容量从4600万kW增加到8500万kW,占全国总装机容量的7.8%,分布式发电站数量达到6000多座,年发电量1600亿kW·h,占总发电量的4.1%。其中,以天然气为原料的热电联产装机容量达到6180万kW,占热电联产总装机容量的73%;天然气项目占热电联产总数量的69%。
2)分布式风力发电。装机容量100kW以下的风电机组称为小型风电,主要用于居民用电。美国2008年小型风电新增装机容量为1.73万kW,小型风机装机总量达到8万kW。美国的分布式风力发电主要用于家庭、农场、小企业、工厂、公共设施和学校。
3)分布式光伏发电。自2005年能源政策法提出屋顶光伏发电项目减免30%的初装费后,美国光伏发电市场发展迅速。目前,分布式光伏发电和风力发电都享有为期8年的30%联邦投资税收优惠政策。
4)生物质发电。目前,美国生物质发电主要用于现存配电系统的基本发电量。2003年美国生物质发电装机容量约为970万kW,占可再生能源发电装机容量的10%,发电量约占全国总发电量的1%。2008年美国有350座生物质发电站,生物质发电的总装机容量已超过1000万kW,单机容量达1~2.5万kW,占美国可再生能源发电装机的40%以上。美国能源部生物质发电计划的目标是到2020年实现生物质发电的装机容量为4500万kW,年发电达2250~3000亿kW·h。
(2)美国分布式能源政策 美国支持分布式发电的优惠政策如下:
1)减免分布式发电项目部分投资税。
2)缩短分布式发电项目资产的折旧年限。
3)简化分布式发电项目经营许可证审批程序。
(3)美国分布式能源的发展前景 按照“分布式发电2020年纲领”目标,到2020年,美国分布式发电将成为商用建筑高效使用矿物能源的典范,通过能源系统的调整,将极大地推动经济增长和提高居民生活质量,同时最大限度地降低污染物的排放量。
根据EIA《美国2011能源展望》的分析:在基准政策情景中,商业用分布式发电装机容量从2009年的190万kW增长到2035年的680万kW。在强化政策情况中,2035年分布式发电装机容量将增长至980万kW。基准政策情景中,微型涡轮机是分布式发电技术中增长最快的,年平均增长速度为16%。在强化政策情景中,受税收减免政策影响,商业部分风电装机每年增长11%,比参考情况年增长的2倍还多。图19-2为2009~2035年可再生能源电源结构。在2035年,强化政策情景中可再生能源占所有商业分布式发电的50%,而基准政策情景中可再生能源占比小于35%。
预计可再生能源发电的装机容量从2009年的4700万kW增加到2035年的10000万kW,其中增长幅度最大的是风电装机容量,风电装机容量于2012年达到1820万kW,但2012~2035年增速放缓,新增风电装机容量仅为690万kW。太阳能发电装机容量占可再生能源发电装机的比例将从2009的2%增至2035年的5%,发电量将从2009年的23亿kW·h提高到2035年的168亿kW·h。生物质发电的装机容量将从2009年的700万kW增加到2035年的2020万kW,在可再生能源电力中的占比从15%提高到20%。(www.xing528.com)
目前,美国能源部认为美国分布式发展的潜力还有11000~15000万kW,其中工业领域潜力为7000~9000万kW,商业及民用领域潜力为4000~6000万kW。同时,美国还制定了大力推广热电冷联供技术应用的战略目标。
图19-2 2009~2035年可再生能源电源结构
2.日本分布式发电现状、政策和前景
(1)日本分布式发电现状 日本的分布式发电以热电联产和太阳能光伏发电为主,总装机容量约3600万kW,占全国发电总装机容量的13.4%。其中商业分布式发电项目6319个,主要用于医院、饭店、公共休闲娱乐设施等;工业分布式发电项目7473个,主要用于化工、制造业、电力、钢铁等行业。
1)热电联产。近年来,日本分布式能源发展较快,其中热电联产装机容量超过过去20年的总和。2006年,日本热电联产装机容量达到870万kW,占日本电力装机的4%。其中,以天然气为原料的热电联产装机容量达到450万kW,占热电联产总装机容量的51.2%。
2)光伏发电。日本光伏分布式发电应用广泛,不仅用于公园、学校、医院、展览馆等公用设施,还开展了居民住宅屋顶光电的应用示范工程。2006年底,日本光伏发电累计装机容量达到201.7万kW,其中户用光伏系统安装量36万户,累计装机容量达到125.4万kW。截至2009年底,日本光伏发电装机总量达到297.7万kW,其中户用光伏系统装机容量占比约80%。
(2)日本支持分布式发电的相关政策 日本制定了相关的法令和优惠政策保证该项事业的发展,有条件、有限度地允许这些分布式发电系统上网,通过优惠的环保资金支持分布式发电系统的建设。优惠政策包括以下几点:
1)对城市分布式发电单位进行减税或免税。建成分布式发电的项目第一年可享受30%安装成本折旧率或7%免税;总投资的40%~70%部分可享受低息贷款(每年利率为2.3%);免除供热设施占地的特别土地保有税和设施有关的事业所税;区域供热工程费用、供热的固定资产税、区域供热用折旧资产税等给予优惠。
2)鼓励银行、财团对分布式发电系统出资、融资。针对区域供热系统需要大规模投资,日本有关金融机构长期施行通融资金、低利息等制度。
3)修订《电力事业法》在内的一系列放宽管制的办法出台,允许非公共事业类的供应商对需求大的用户售电,而在以前,该项售电业务通常被电力公司所垄断。规定新建和改建30000m2以上的建筑物必须纳入到城市分布式能源系统中。
(3)日本分布式能源的发展前景 日本政府在2003年出台的《能源总体规划设计》中系统阐述了发展、普及使用分布式能源燃料电池、热电联产、太阳能发电、风力、生物质能和垃圾发电的目标。其中热电联产的目标是到2010年实现装机1000万kW。
2008年3月,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kW,接近2006年的2倍。据国际分布式能源联盟(WADE)对日本能源供需前景的预测,到2030年日本分布式发电比重将达到总发电量的20%。
3.欧盟
欧洲各国主要是以小型分散化为主,其规模一般多为小规模光伏电站。欧盟国家的分布式发电以太阳能、风能、生物质能发电为主。例如德国市场以分布式系统为主,德国分布式发电装机容量约2200万kW,占总装机容量的19.8%,其中太阳能发电量达1500万kW,80%以上为住宅用小型太阳能发电系统,平均容量不到100kW,德国还有300多个10MW以下的沼气和其他生物质能发电站。英国只有5000多万人口,而分布式电站就有1000多座。丹麦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有300多万kW。
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