深化認(rèn)識天然氣分布式能源的總體價值

摘 要

1 前言 我國當(dāng)前已開始進(jìn)入分布式能源(NG-DER)規(guī)?；l(fā)展時期，2011年10月國家發(fā)改委、財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家能源局聯(lián)合發(fā)表了《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)
1 前言
    我國當(dāng)前已開始進(jìn)入分布式能源(NG-DER)規(guī)模化發(fā)展時期，2011年10月國家發(fā)改委、財政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國家能源局聯(lián)合發(fā)表了《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》(發(fā)改能源【2011】2196號文)[1]。文中明確指出：目前，我國天然氣供應(yīng)日趨增加，智能電網(wǎng)建設(shè)步伐加快，專業(yè)化服務(wù)公司方興未艾，天然氣分布式能源在我國已具備大規(guī)模發(fā)展的條件。，該文指出與傳統(tǒng)集中式供能方式相比具有能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢，推動天然氣分布式能源發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。
    本文內(nèi)容是對規(guī)?；l(fā)展分布式能源成本效益及總體價值的深化分析，著眼于業(yè)主或開發(fā)商、公用事業(yè)部門、社會整體的不同視角來剖析分布式能源帶來的影響。提出了一個分析分布式能源總體價值的一體化模型，以及利用這一模型進(jìn)行量化分析的方法。
2 樹立深化認(rèn)識NG-DER總體價值的理念
    NG-DER的許多效益與成本并非體現(xiàn)于直接參與NG-DE建設(shè)的業(yè)主或開發(fā)商，而是體現(xiàn)在更廣泛的人群，經(jīng)濟(jì)學(xué)稱之為“外差因素”，意指個別集團(tuán)和個人的效益與成本與社會效益與成本之間的不一致。這種“外差因素”不加以考慮的話就會成為市場失敗的一個重要的因素。換言之，只有市場機制能夠體現(xiàn)NG-DER包括“外差因素”在內(nèi)的全面的效益和成本，使各種人群的經(jīng)濟(jì)利益協(xié)調(diào)共融，才能鼓勵最有效的社會投資和消除發(fā)展的阻力。為此，必須建立有利于NG-DER發(fā)展，體現(xiàn)“NG-DER總體價值”的理念。依據(jù)這種理念建立起一個量化分析NG-DER成本與效益的總體價值的模型。
    當(dāng)前，國內(nèi)對NG-DER價值的認(rèn)識還比較膚淺，主要停留在一些宏觀的概念，如經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保、安全等等，對于NG-DER的許多廣泛的社會價值都未能充分的認(rèn)識，而這些價值將會在很大程度上影響NG-DER的發(fā)展?？梢灶A(yù)測，全面量化NG-DER的價值可使其效益有數(shù)倍的增加，例如一個天然氣分布式能源系統(tǒng)不僅對安裝現(xiàn)場有經(jīng)濟(jì)運行、節(jié)能環(huán)保、安全供能的效果，而且起到對電網(wǎng)的支撐、調(diào)峰、帶動可再生能源發(fā)展、促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等多種社會效益。因此，必須建立一個完整的物理模型和計算方法，把NG-DER的總體價值加以量化分析，，使NG-DER投資者得到應(yīng)有的同報，使社會各種人群的經(jīng)濟(jì)利益協(xié)調(diào)共融，把NG-DER的總體價值分析轉(zhuǎn)化為市場發(fā)展的“內(nèi)在因素”。
3 NG-DER整體價值的一體化分析模型
3.1 模型的架構(gòu)
    針對中國的國情，一體化模型基本架構(gòu)應(yīng)包括如下3個方面[2]：
    ① 受到NG-DER的影響的3類對象，包括：業(yè)主或開發(fā)商，公朋事業(yè)部門，社會整體。3類對象以符號(A，B，C)表示。有的影響可能涉及到幾類對象。
    ② 衡量NG-DER各種成本或效益影響重要性的三個尺度；影響程度大小；是否易于轉(zhuǎn)化為市場內(nèi)在因素；是否易于定量分析。
    ③ 各種影響按照(2)中的各尺度，采用3個評估等級(高/中/低)。
3.2 NG-DER的效益(見表1)
3.2.1提高能源效率
    NG-DER提高能源效率不是獨立的設(shè)備或工藝的節(jié)能，而是系統(tǒng)的節(jié)能。分布式能源建在用戶現(xiàn)場或鄰近，減少了能源長距離輸送的損失。以供電為例，遠(yuǎn)程輸變電損失約占發(fā)電量的5%-10%，分布式能源應(yīng)用能量梯級利用原理，先發(fā)電、再利用余熱供熱、供冷，體現(xiàn)了能量從高品位到低品位利用的科學(xué)用能，一次能源綜合利用效率大幅度提高。系統(tǒng)效率可從熱電分供40%-50%提高到80%以上。分布式能源系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的負(fù)荷，量身定制設(shè)計、設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、優(yōu)化運行，進(jìn)一步發(fā)揮節(jié)能潛力。提高能源效率，可以節(jié)省燃料和運行費用，使建設(shè)費用在短期內(nèi)回收。
    提高能源效率的主要受益者是業(yè)主。節(jié)能量和減排量相對于熱電分供系統(tǒng)是十分顯著的。此項收益是發(fā)展NG-DER的主要驅(qū)動力。目前，罔內(nèi)外已有大量模型與軟件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的量化分析。
3.2.2自主控制用能
    NG-DER給業(yè)主提供了自主控制用能的條件，可以不受集中電廠供能的制約，按照現(xiàn)場需要的負(fù)荷容量和用戶意愿進(jìn)行新建和擴建能源工程，采用清潔能源、各種當(dāng)?shù)氐目稍偕茉春蛢δ芗夹g(shù)，選擇符合業(yè)主需求的設(shè)備和工藝進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化集成?？梢愿鶕?jù)現(xiàn)場的負(fù)荷變化曲線及電網(wǎng)的分時電價等進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度運行，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行。
    自主控制用能的主要受益者是業(yè)主。優(yōu)化系統(tǒng)集成與優(yōu)化運行將帶來明顯的經(jīng)濟(jì)，此項收益是新建和擴建NG-DER工程的內(nèi)在因素。國內(nèi)外已有大量NG-DER可行性研究的分析方法。
3.2.3降低用電成本
    網(wǎng)購電的成本往往高于自發(fā)電的成本，其差別取決于公用電網(wǎng)的電價、用戶的負(fù)荷特點、燃料價格、NG-DER的運行管理等多種因素。如果經(jīng)濟(jì)和財務(wù)分析得到好的投資收益率和較短的回收期，則成為NG-DER市場滲透率的重要因素。
    低能源費用的受益者是業(yè)主和用戶，效果明顯，是安裝NG-DER的重要動力，且易于量化分析。
3.2.4補貼及財稅優(yōu)惠、碳交易
    對發(fā)展分布式能源，采用清沽燃料及開發(fā)可再牛能源將給與政策性補貼和各項財稅優(yōu)惠，以降低NG-DER建設(shè)成本，縮短投資回收期。1997年12月于日本京都通過了《公約》的第一個附加協(xié)議，即《京都議定書》中已把市場機制作為解決以二氧化碳為代表的溫室氣體減排問題的新路徑，把二氧化碳排放權(quán)作為一種商品，形成了碳交易機制。
補貼、財稅優(yōu)惠、碳交易機制主要受益者是業(yè)主，效益直接，是外在因素轉(zhuǎn)化成貨幣化的內(nèi)在因素，可直接嵌入項目的經(jīng)濟(jì)財務(wù)分析。
表1 NG-DER效益一覽表
序號
項目內(nèi)容
影響對象
影響大小
易于內(nèi)在化
易于量化
1
提高能源效率
A、B、C
高
高
高
2
自主控制用能
A
高
高
高
 
3
降低用電成本
A
中、高
高
高
4
補貼及財稅優(yōu)惠、碳交易
A
高
高
高
5
用電可靠性
A、B
中、高
高
中
6
用電質(zhì)量
A、B
中、高
中
低
7
電價保護(hù)
A
中、高
中
低
8
緩和電力市場控制
A
高
中
低
9
地區(qū)脫貧、海島、油氣開發(fā)
A、B、C
高
中
低
10
促進(jìn)可再生能源開發(fā)利用
B、C
高
高
中
11
參與電網(wǎng)調(diào)峰
B、C
高
高
中
12
增加燃?xì)怃N售和高效利用
B、C
高
高
中
13
緩解燃?xì)夤?yīng)季節(jié)峰谷差
B、C
高
高
中
14
延緩電力輸配系統(tǒng)投資
B
高
中
中
15
延緩集中電廠新擴建投資
B
高
中
中
16
終端側(cè)管理及輔助服務(wù)
B、A
高
中
中
17
降低輸配電損失
B
高
低
中
18
對電網(wǎng)的電壓支撐
B
中
低
低
19
減低電網(wǎng)受攻擊危險
B
中
低
低
20
減低室外有害氣體排放
C、B
高
高
高
21
調(diào)整國家一次能源結(jié)構(gòu)
C
高
高
高
22
帶動新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展
C
高
高
中
23
發(fā)展智能電網(wǎng)的重要支撐
C
高
高
低
24
支持可再生能源并網(wǎng)
C
中
中
中
25
減少輸配電網(wǎng)土地占用
C
中
中
中
26
增強電價彈性
C
低、中
低
低
3.2.5用電可靠性
    可靠性指供電的斷電時間與預(yù)定工作時間的比率，NG-DER減少了電網(wǎng)負(fù)荷，尤其當(dāng)夏季時制冷以吸收式制冷機替代電制冷時，起到電網(wǎng)調(diào)峰的作用，減少故障率，提高了電網(wǎng)供電的可靠性。
    電網(wǎng)發(fā)生故障斷電會給業(yè)主和用戶造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，尤其對于有敏感負(fù)荷或機房等信息部們對可靠性有特殊的要求時，用電可靠性是最主要的考慮因素。
3.2.6用電質(zhì)量
    一些具有敏感負(fù)荷的業(yè)主，如信息中心和計算機房，對電能質(zhì)量的要求很高，NG-DER可以根據(jù)負(fù)荷的特殊要求通過系統(tǒng)集成達(dá)到敏感負(fù)荷各種等級電能質(zhì)量要求。此外，當(dāng)NG-DER與電網(wǎng)并聯(lián)運行時，電網(wǎng)可以降低電能質(zhì)量的等級，把滿足敏感負(fù)荷的需求轉(zhuǎn)移給NG-DER，從而減少電網(wǎng)投資，提高整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
    提高電能質(zhì)量的效益既有利于業(yè)主也有利于電網(wǎng)，對有敏感負(fù)荷的川戶影響尤為顯著，是建設(shè)NG-DER的內(nèi)在因素，但不易定量計算。
3.2.7業(yè)主電價保護(hù)
    NG-DER業(yè)主相對于從電網(wǎng)購電具有保護(hù)長期和穩(wěn)定的電價的優(yōu)點，受電網(wǎng)電價變化的影響較小。在運行時還可以在自發(fā)電和購電兩種方式間切換使用。電網(wǎng)在供電緊張或電網(wǎng)擁塞時可能提高電價，但NG-DER自發(fā)電與燃?xì)夤?yīng)部門簽訂長期供應(yīng)合同使燃料價格相對穩(wěn)定，使自發(fā)電價格也相對穩(wěn)定。
    電價保護(hù)有利于業(yè)主及用戶，效益不甚明顯，是采用自發(fā)電的動機之 ，但不易量化分析。
3.2.8緩和電力市場控制
    NG-DER可以降低具有高邊際成本的發(fā)電廠的產(chǎn)量，避免電力供應(yīng)的短缺和緩解電力供應(yīng)者的市場控制權(quán)。
    此項效益有利于保護(hù)業(yè)主的權(quán)益，有潛在效益，對NG-DER發(fā)展沒有直接作用，不易量化分析。
3.2.9地區(qū)脫貧和特殊需求
    對于集中電力輸送系統(tǒng)達(dá)不到的邊遠(yuǎn)地區(qū)的脫貧，或孤立島嶼與油氣開發(fā)輸送的特殊要求，NG-DER有不可替代的作用。
    對此類應(yīng)用的受益者包括業(yè)主、供應(yīng)部門、及社會，效益明顯，是安裝NG-DER的直接目的，但難于量化分析。
3.2.10促進(jìn)可再生能源開發(fā)利用
    燃?xì)饫錈犭娐?lián)供和可再生能源耦合系統(tǒng)可以解決風(fēng)能、太陽能發(fā)電等受自然條件制約的出力變化、間斷性供能，以及給電網(wǎng)造成沖擊帶來的并網(wǎng)閑難問題，構(gòu)成穩(wěn)定的供電網(wǎng)絡(luò)。同時，可解決供電部門必須采納一定比例的可再生能源的電力配額問題，為可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用提供了必要條件。
    發(fā)展清潔能源與可再生能源耦合供能是電力部門和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的發(fā)展需要，具有重大戰(zhàn)略意義，是NG-DER發(fā)展的強大動力，可進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的量化計算，目前國內(nèi)外已經(jīng)建立了大量相關(guān)模型與計算程序。
3.2.11參與電網(wǎng)調(diào)峰
    電力負(fù)荷隨國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷提高，負(fù)荷的峰谷差越來越大，必須從電源的合理配置和需求側(cè)管理兩方面解決電網(wǎng)移峰添谷問題。除發(fā)展抽水蓄能電站外，國內(nèi)外已廣泛采用了燃?xì)廨啓C和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠作為調(diào)峰手段。天然氣分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)峰可以進(jìn)一步提高調(diào)峰電廠效率，把調(diào)峰電廠的高效性和靈活性緊密結(jié)合起來，這是當(dāng)前世界正在發(fā)展的前沿技術(shù)。
    主要受益者是電網(wǎng)和社會，是體現(xiàn)NG-DER價值的重要方面之一，可以轉(zhuǎn)化為發(fā)展的內(nèi)在因素，且可以進(jìn)行定量分析。
3.2.12增加燃?xì)怃N售和高效利用
    規(guī)?；l(fā)展NG-DER將大幅度提高天然氣供應(yīng)比例，增加燃?xì)怃N售，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。我國正在大力推進(jìn)國內(nèi)油氣資源的開發(fā)和大規(guī)模的國外資源引進(jìn)，急需解決珍貴清潔能源的高效利用問題。規(guī)模化發(fā)展NG-DER能實現(xiàn)能源的梯級利用和科學(xué)用能，保障資源的經(jīng)濟(jì)節(jié)能利用，是提高清潔能源應(yīng)用比例實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的有效途徑。
    主要受益者是電網(wǎng)和全社會，是NG-DER價值的重要方面之一，可以轉(zhuǎn)化為發(fā)展的內(nèi)在因素，可以進(jìn)行定量分析。
3.2.13緩解燃?xì)夤?yīng)季節(jié)峰谷差
    隨著城市化發(fā)展和生活水平的不斷提高，城市冬季供暖天然氣耗量逐年增加。北京當(dāng)前的天然氣供應(yīng)季節(jié)峰谷差已達(dá)到10倍的量級，成為城市燃?xì)饫^續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。NG-DER采用吸收式空調(diào)替代電空調(diào)在夏季制冷，不僅增加了夏季天然氣銷售量，同時減少了冬夏季燃?xì)夤?yīng)峰谷差，提高了輸運管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用率，減低全年平均運行費用。
    主要受益者是燃?xì)廨斶\部門和全社會，是NG-DER價值的重要方面之一，可以轉(zhuǎn)化為發(fā)展的內(nèi)在閃素，可以進(jìn)行定量分析。
3.2.14延緩電力輸配系統(tǒng)投資
    電力輸配系統(tǒng)的擴展與升級計劃是建立在對負(fù)荷增長預(yù)測和設(shè)備更新基礎(chǔ)上，如果NG-DER的供電比例加大，可以延緩電力輸配系統(tǒng)投資，并減少投資風(fēng)險。對于邊遠(yuǎn)地區(qū)的輸配電建設(shè)的投資有可能遠(yuǎn)高于建設(shè)NG-DER的投資，而且減少了長距離輸電的維護(hù)管理費用，是電力系統(tǒng)投資NG-DER的動力之一。
    此項收益對電力部門有直接影響，是電力部門涉足NG-DER建設(shè)的內(nèi)在因素之一，可以量化分析。
3.2.15延緩集中電廠新建和擴建
    規(guī)?；l(fā)展NG-DER將影響電源建設(shè)計劃，可以延緩集中電廠的新建和擴建，減少電力部門投資及風(fēng)險。
    此項收益對象是電力部門，效益直接，是發(fā)展NG-DER內(nèi)在因素之一，可以量化計算。
3.2.16終端側(cè)管理及輔助服務(wù)
    終端側(cè)管理電力公司與業(yè)主相結(jié)合，對終端側(cè)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整和管理。電力部門采取有效的激勵措施及合同管理模式，與業(yè)主共同改變剛電方式，提高終端用電效率，減少電量消耗，實現(xiàn)負(fù)荷的移峰填谷，使終端側(cè)管理成為電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行的重要手段。
    終端側(cè)管理對供電和業(yè)主有共同的收益，經(jīng)濟(jì)效益明顯，可能成為NG-DER的市場內(nèi)在因素，量化計算比較復(fù)雜。
3.2.17降低輸配電損失
    集中供電系統(tǒng)由發(fā)電經(jīng)過輸配電系統(tǒng)輸送到用戶的過程伴隨著巨大的電能損失，輸送的距離越遠(yuǎn)、電流越大，損失就越大。NG-DER建設(shè)在用戶負(fù)荷附近必然減低輸送損失。集中供電的輸運損失可達(dá)發(fā)電總量5%-10%的量級。
    減低輸運損失使供電部門在滿足同樣的負(fù)荷前提下減少發(fā)電機組容量和運行費用，直接效益明顯，是發(fā)展NG-DER的內(nèi)在動力，不太易于準(zhǔn)確計算。
3.2.18對電網(wǎng)的電壓支撐
    NG-DER一般與配電網(wǎng)銜接，可以向電網(wǎng)注入無功功率起支撐電壓作用，從而提高供電質(zhì)量、減少損失。電壓支撐能力的強弱取決于NG-DER的規(guī)模和電壓，通過提供無功功率提高改善電能質(zhì)量和減少配電系統(tǒng)損失。一般而言，NG-DER對減少配電網(wǎng)的損失比對輸電網(wǎng)更加明顯。
    對電網(wǎng)支持使配電部門受益，但目前尚未成為重要的市場內(nèi)在因素，量化計算比價復(fù)雜。
3.2.19減低電網(wǎng)受攻擊危險
    長距離跨區(qū)跨省的輸電網(wǎng)絡(luò)不易進(jìn)行安全維護(hù)，容易成為人為攻擊和破壞的目標(biāo)。
    此項影響因素尚未在國內(nèi)作為重要因素也不易量化計算。
3.2.20減低室外有害氣體排放
    燃煤電廠造成大量溫室氣體(C02)和其他污染物(SOx、NOx、顆粒物等)的排放。分布式能源采用清潔燃料，大量減少了炯?xì)庵袦厥覛怏w等有害成分，一次能源綜合利用率的提高和當(dāng)?shù)氐母鞣N可再生能源的利用進(jìn)一步起到減排效果。據(jù)測算，在滿足同樣電熱負(fù)荷和燃料條件下，分布式能源熱電聯(lián)供方式與傳統(tǒng)熱電分供方式比較，總污染量可降低近一半。近年來，脫氮、脫C02、及溫室氣體捕獲利用技術(shù)的發(fā)展可以使分布式供能系統(tǒng)滿足各種嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
    降低室外有害氣體排放是全社會收益、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義重大，是發(fā)展NG-DER的最重要驅(qū)動力之一，有成熟的量化計算方法。
3.2.21調(diào)整一次能源結(jié)構(gòu)
    能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的根本的出路是在節(jié)能優(yōu)先戰(zhàn)略的前提下，實行能源多元化，大力發(fā)展清潔能源和可再生能源，發(fā)展分布式能源，通過宏觀政策的調(diào)控，建立起新的能源供求系統(tǒng)，這是關(guān)系到我國能源安全和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。規(guī)模化發(fā)展分布式能源是實現(xiàn)我國能源戰(zhàn)略的核心內(nèi)容。
    NG-DER直接關(guān)系到我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，具有重大的意義，是發(fā)展NG-DER的最重要驅(qū)動力之一，可以進(jìn)行潛力預(yù)測和影響評價。
3.2.22帶動新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展
    分布式能源是電力、燃?xì)狻崃?、動力、暖通空調(diào)、自控、信息、材料、環(huán)保等多行業(yè)多種技術(shù)的交叉與融合，可以推動一大批高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。分布式能源涉及到“十二五”規(guī)劃建議中提出的培育發(fā)展戰(zhàn)略性七項新興產(chǎn)業(yè)，如節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)等，它將有力推進(jìn)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，帶動一大批新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
    發(fā)展新興能源產(chǎn)業(yè)是社會可持續(xù)發(fā)展的需要，具有重大的意義，是發(fā)展NG-DER的最重要驅(qū)動力之一，定量化分析比較復(fù)雜。
3.2.23發(fā)展智能電網(wǎng)的重要支撐
    發(fā)展智能電網(wǎng)是當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢，分布式能源是智能電網(wǎng)在終端側(cè)的載體和支撐。隨著分布式能源數(shù)量的增多及容量的加大，對電網(wǎng)的穿透力越來越大，只有同時實現(xiàn)分布式能源系統(tǒng)本身的智能化和并網(wǎng)運行的智能化，才能保障整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運行。
    建設(shè)堅強智能電網(wǎng)是國家的既定方針和全國安全供電的基本保證，意義重大，也是分布式能源發(fā)展的內(nèi)在因素，效益的量化分析比較復(fù)雜。
3.2.24支持可再生能源并網(wǎng)
    可再生能源發(fā)電間斷性的特點造成并網(wǎng)運行的困難，如風(fēng)力發(fā)電在無風(fēng)時停機，有風(fēng)時發(fā)電出力隨風(fēng)速而變化，這將形成電網(wǎng)電壓的波動。目前在線電量儲存技術(shù)和設(shè)備尚未大量商業(yè)化，用天然氣分布式能源構(gòu)成耦合系統(tǒng)，承擔(dān)調(diào)峰和穩(wěn)壓作用，使大容量可再生能源發(fā)電能夠并網(wǎng)運行，充分發(fā)揮其潛力。國外知名的燃?xì)廨啓C公司如GE、SIEMENS、ABB都研制了專門匹配可再生能源的上萬kW機組，構(gòu)成并網(wǎng)運行的分布式能源。
    發(fā)展可再生能源是整個國家和社會的利益，效益巨大，是建設(shè)分布式能源驅(qū)動力之一，可以量化分析。
3.2.25減少輸配電網(wǎng)土地占用
    長距離高壓輸電線路可能占用大量的土地和耕地，對周邊造成電磁波污染，影響國土資源的有效利用，是國家土地使用規(guī)劃的重要內(nèi)容。
    土地是國家最重要的資源，減少占地面積對國家有重要的經(jīng)濟(jì)利益。目前NG-DER對此帶來的效益尚未充分考慮，量化計算比較繁雜。
3.2.26增強電價彈性
    一般而言，廣大電力用戶很難影響購電價格的變化。當(dāng)NG-DER規(guī)?；l(fā)展后對大電網(wǎng)的負(fù)荷需求減少，彈性需求增加，有利于降低向電網(wǎng)的購電價格，增強公用電價彈性。對全社會的用戶帶來好處。
    此項社會效益只有充分在開放電力市場條件下才能發(fā)揮作用。
3.3 NG-DER的成本(見表2)
3.3.1設(shè)備增量投資
    指建設(shè)NG-DER項目的設(shè)備投資與滿足同樣的冷熱電負(fù)荷建設(shè)常規(guī)熱電分供系統(tǒng)設(shè)備投資的差額。由于NG-DER是獨立供能系統(tǒng)需要購置發(fā)電機組、余熱利用機組、冷熱負(fù)荷尖峰機組、以及供熱空調(diào)、電力、燃?xì)?、自控、汽水等系統(tǒng)，加之設(shè)備安裝，使NG-DER項目固定投資一般高于常規(guī)的分供系統(tǒng)。增量投資由NG-DER運行費用低于常規(guī)分供系統(tǒng)的收益在短期幾年內(nèi)回收。
    增量投資一般由安裝NG-DER的業(yè)主承擔(dān)，是直接成本、是安裝NG-DER決策的主要因素，可以量化計算。
3.3.2容量備用費
    NG-DER系統(tǒng)一般與電網(wǎng)公司簽訂協(xié)議，向電網(wǎng)公司繳納一定的容量備用費。此項費用由業(yè)主承擔(dān)，是直接成本，占總投資費用一定比例，可量化計算。
3.3.3并網(wǎng)或上網(wǎng)費用
    如果NG-DER與公用電網(wǎng)連接，需要與電網(wǎng)公司進(jìn)行磋商后簽訂協(xié)議，解決各種技術(shù)與商務(wù)問題。為了實現(xiàn)并網(wǎng)操作及保證整體系統(tǒng)的安全運行，需要增添相關(guān)的并網(wǎng)設(shè)備或繼電保護(hù)裝置。
    此項費用由業(yè)主承擔(dān)，是直接成本，占總投資費用一定比例，可量化計算。
表2 NG-DER成本一覽表
序號
項目內(nèi)容
影響對象
影響大小
易于內(nèi)在化
易于量化
1
設(shè)備增量投資
A
高
高
高
2
容量備用費
A
高
中
高
3
并網(wǎng)或上網(wǎng)費用
A
高
中
高
4
各類保險稅收費
A
高
低
高
5
摩外排放治理
A
高
低
高
6
室內(nèi)排放
A
低、中
低
低
7
噪聲干擾
A
中
中
低
8
電費收入降低
B
高
高
高
9
控制及配電保護(hù)設(shè)備升級
B、C
高
中
中
10
燃料輸運系統(tǒng)升級改造
B、C
高
中
中
11
激勵政策成本
C
高
高
高
12
設(shè)備國產(chǎn)化成本
C
高
低
中
13
技術(shù)研發(fā)基金
C
中
中
中
14
機構(gòu)及管理改革成本
C
中
中
中
3.3.4各類保險稅收費
    安裝NG-DER系統(tǒng)需要繳納設(shè)備保險、人身保險、及各種運行保險。此項費用由業(yè)主承擔(dān)，是直接成本，占總投資費用一定比例，可量化計算。
3.3.5室外排放治理
    如NG-DER采用天然氣燃料在燃燒后含有較多的氮氧化物，必須通過低排放的發(fā)電機組或采用排氣脫氮裝置達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)?shù)趸锘蚱渌泻U物超標(biāo)時，需要交納排放治理費。
    此項費用由業(yè)主承擔(dān)，是直接成本，占總投資費用一定比例，可量化計算。
3.3.6室內(nèi)排放
    NG-DER發(fā)電機組在室內(nèi)廢氣與油氣泄露可能增加工作人員的健康風(fēng)險。
    此項引起的健康風(fēng)險為非明顯成本，不易量化計算。
3.3.7噪聲干擾
    業(yè)主為解決對臨近居民的噪聲干擾往往需要在NG-DER現(xiàn)場周圍采取隔聲措施，或向臨近受十?dāng)_人群支付補償費用。
    此項引起的附加費用由業(yè)主承擔(dān)，不易量化計算。
3.3.8電費收入降低
    NG-DER自發(fā)電減少了用戶向電網(wǎng)的購電，使電力公司收入降低，直接關(guān)系到企業(yè)的利益。
    此項成本由電力公司承擔(dān)，是貨幣直接成本，往往表現(xiàn)為電力公司對發(fā)展NG-DER的阻力，可以量化計算。
3.3.9控制及配電保護(hù)設(shè)備升級
    NG-DER接入電網(wǎng)，為保障電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行，需要對控制系統(tǒng)的軟硬件及配電保護(hù)系統(tǒng)重新調(diào)試和整定，必要時進(jìn)行設(shè)備的升級改造。
    此項成本南電力公司承擔(dān)，是貨幣直接成本，往往表現(xiàn)為電力公司對發(fā)展NG-DER的阻力，可以量化計算。
3.3.10燃料輸運系統(tǒng)升級改造
    天然氣供應(yīng)及輸運部門在NG-DER規(guī)?；l(fā)展中必須統(tǒng)籌考慮輸運管網(wǎng)的升級改造，包括干網(wǎng)與支網(wǎng)的增容與延伸，增設(shè)儲氣、調(diào)峰、調(diào)壓、控制設(shè)備等。
    燃?xì)夤?yīng)輸運部門需要進(jìn)行規(guī)劃、投資和建設(shè)，是直接成本的投入，可以量化計算。
3.3.11激勵政策成本、設(shè)備國產(chǎn)化成本、技術(shù)研發(fā)基金、機構(gòu)及管理改革成本
    以上幾項均需要國家投入、全社會承擔(dān)，應(yīng)列入國家財政年度開支。
3.4 NG-DER的總體價值分析
    效益與成本的分析提供了進(jìn)行NG-DER總體價值分析的基礎(chǔ)。
3.4.1總體價值分析的含義
    總體價值量化分析是將各項效益與成本通過定量計算加以貨幣化，效益價值以正值表示，成本價值以負(fù)值表示，總體價值是效益與成本價值的代數(shù)和。如效益大于成本，則總體價值大于零，否則小于零。針對業(yè)主與開發(fā)商、公用事業(yè)部門、社會整體3個不同對象可得到各自的總體價值；3類對象各自總體價值的綜合可以得到NG-DER的綜合總體價值。
3.4.2總體價值分析的要素
    (1) 效益與成本的定性識別；
    (2) 建立量化分析模型，進(jìn)行數(shù)值模擬計算；
    (3) 綜合分析與總體價值排序；
    (4) 建立相關(guān)機制，促進(jìn)價值實現(xiàn)。

3.4.3總體價值的動態(tài)特性
    由于效益與成本取決于政策、市場、技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展，這些因素都隨時間變化，總體價值也將隨時間而變化。美國內(nèi)華達(dá)州針對2020年前發(fā)展12000MW包括太陽能發(fā)電的分布式能源計劃進(jìn)行了系統(tǒng)的效益成本分析[3]。分析了分布式發(fā)電占內(nèi)華達(dá)州發(fā)電總量不同比率條件下的情景。在效益中簡單劃分為能源效益、容量效益和排放效益。當(dāng)比率為15%時，效益成本隨時間的變化如圖2所示。

圖2中表示在2011到2014年的最初幾年DER的成本大于效益，但2015年以后效益大于成本。在最初幾年DER總量較小，其潛在的優(yōu)勢，包括財政優(yōu)惠的作用都未能充分顯現(xiàn)出來，但2014年后隨著DER容量加大的規(guī)模效益和政策、市場、技術(shù)的發(fā)展，效益逐步超過了成本。
4 結(jié)束語
    提高全社會對天然氣分布式能源的認(rèn)知是促進(jìn)其發(fā)展的重要因素之一，必須把抽象的概念性的認(rèn)識通過定量分析得到具體的經(jīng)濟(jì)價值，成為投資和市場發(fā)展的內(nèi)在動力。我國分布式能源規(guī)?；l(fā)展所面臨的迫切問題是樹立完善的總體價值的理念，建立量化分析總體價值的一體化模型，科學(xué)評估分布式能源的成本效益對各方面的影響，提出有針對性的政策與機制改革的建議。本文提出的價值分析模型尚屬理論性的框架，需要繼續(xù)充實和完善針對各項具體成本效益的量化分析方法，本文旨在為今后的深化工作提供一個方向性的參考。
 
(本文作者：汪慶桓 康奇蘭 王鑫特 北京恩耐特分布式能源技術(shù)公司 100035)