1 天然氣分布式能源的定義與分類
天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過冷、熱、電三聯(lián)供等方式實現(xiàn)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現(xiàn)現(xiàn)代能源供應方式。與傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)相比，天然氣分布式能源具有節(jié)省輸配電投資、提高能源利用效率、實現(xiàn)對天然氣和電力雙重“削峰填谷”、設備啟停靈活、提高系統(tǒng)供能的可靠性和安全性、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢。
按照規(guī)模劃分，天然氣分布式能源系統(tǒng)主要包括樓宇型和區(qū)域型兩種類型。樓宇型一般適用于二次能源需求性質(zhì)相近且用戶相對集中的樓宇（群），包括賓館、學校、醫(yī)院、寫字樓以及商場等，一般采用內(nèi)燃機或小型燃氣輪機作為動力設備。區(qū)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(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、大型商務區(qū)等，一般采用燃氣輪機作為動力設備。按照與電網(wǎng)的關(guān)系劃分，天然氣分布式能源系統(tǒng)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 種類型。
2 發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題
目前我國天然氣分布式能源發(fā)展仍處于起步階段，國內(nèi)已建和在建的天然氣分布式冷熱電聯(lián)供項目約50多個，裝機總?cè)萘考s600萬kW，主要集中在特大城市，如廣州大學城、上海浦東機場、上海理工大學、北京中關(guān)村軟件園、北京燃氣集團生產(chǎn)指揮調(diào)度中心大樓、中石油創(chuàng)新基地能源中心、湖南長沙黃花機場等。由于各種原因，已建成的50多個分布式能源項目約有過半數(shù)正常運行，取得了一定的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益，部分項目因并網(wǎng)、效益或技術(shù)等問題處于停頓狀態(tài)。目前我國天然氣分布式能源發(fā)展中存在著以下4個方面的主要問題。
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(nèi)的亞太地區(qū)天然氣價格較高，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格高企，在電價沒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(guī)劃項目開工率較低。隨著天然氣價格下調(diào)，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(guī)劃、優(yōu)惠扶持政策、技術(shù)標準規(guī)范等方面還不完善。具體扶持政策有待地方政府進一步落實，實施力度取決于地方的財政能力和用戶承受能力。但到目前為止，僅有少數(shù)省市針對天然氣分布式能源出臺了實質(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(guī)定電力銷售主體為電網(wǎng)企業(yè)，阻礙了天然氣分布式能源向用戶進行直供。天然氣分布式能源的客戶群一般是用電價格較高的工商業(yè)用戶，這類項目的發(fā)展一定程度上擠占了電網(wǎng)企業(yè)的優(yōu)質(zhì)客戶。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(guī)定》，但對天然氣分布式能源項目并網(wǎng)缺乏執(zhí)行力，尚無配套和落實措施。
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)制造滯后于市場需求，目前90％以上機組都需要從國外引進。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(zhuǎn)讓，導致項目總投資難以下降。此外燃氣輪機等核心設備的運營維護成本居高不下，可能影響未來天然氣分布式能源的大規(guī)模發(fā)展。
3 發(fā)展環(huán)境分析
3.1 市場環(huán)境分析
3.1.1 提高天然氣消費比重是我國能源結(jié)構(gòu)中長期調(diào)整的重點方向
根據(jù)國務院辦公廳印發(fā)的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014—2020年）》，我國將實施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，未來能源結(jié)構(gòu)調(diào)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正處于快速發(fā)展期的波動階段。中石油規(guī)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)電是未來增量的重點領(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(jù)《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間，我國將實施“天然氣消費提升計劃”，以民用、發(fā)電、交通和工業(yè)等領(lǐng)域為著力點，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 氣價形成機制逐步市場化有助于提高分布式能源的競爭力
天然氣價格改革的最終目標是全面市場化，政府只對具有自然壟斷性質(zhì)的管道運輸價格進行監(jiān)管。目前我國存量氣與增量氣價格已經(jīng)實現(xiàn)并軌，并在上海建立了天然氣交易中心，引導放開價格后的天然氣進入市場交易，提高非居民氣價市場化程度。受供需形勢緩和、原油價格短期持續(xù)疲軟影響，預計中短期我國氣價不會出現(xiàn)大幅上漲，有助于天然氣分布式能源項目降低經(jīng)營成本，提高競爭力。
3.1.4 冷熱需求快速增長有利于發(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(zhèn)化加速發(fā)展階段，居民和非居民供熱、供冷需求持續(xù)快速增長。特別是在京津冀魯、長三角、珠三角等大氣污染防控重點區(qū)域和省級重點城市，工業(yè)園區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、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。因此通過建設包括天然氣分布式能源在內(nèi)的清潔能源機組實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供，可以滿足新增供熱、供冷需求，替代分散燃煤鍋爐，同時有效降低分散供熱帶來的環(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(qū)發(fā)展天然氣分布式能源
能源發(fā)展規(guī)劃和大氣污染防治行動計劃鼓勵發(fā)展天然氣分布式能源。《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014—2020年）》、《大氣污染防治行動計劃》均提出，在京津冀魯、長三角、珠三角等大氣污染重點防控區(qū)，鼓勵發(fā)展天然氣分布式冷熱電聯(lián)供項目，結(jié)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1億kW，其中天然氣分布式能源裝機將達到1500萬kW。
天然氣分布式能源開發(fā)意見和管理規(guī)定明確了項目開發(fā)的具體要求。《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》（發(fā)改能源〔2011〕2196號）提出了鼓勵開發(fā)建設天然氣分布式能源項目的基本原則和任務目標?！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發(fā)的管理要求、實施程序和鼓勵措施。實施細則提出由省級政府負責本區(qū)域天然氣分布式能源示范項目的具體實施工作，并制定鼓勵政策和標準規(guī)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)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號）提出，未來分布式電源主要采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運營模式，開放電網(wǎng)公平接入，建立分布式電源發(fā)展新機制，全面放開用戶側(cè)分布式電源市場，積極開展分布式電源項目的各類試點和示范；允許擁有分布式電源的用戶或微網(wǎng)系統(tǒng)作為售電主體參與電力交易。隨著電力直供政策的落實，分布式能源將迎來發(fā)展機遇。
3.2.3 上網(wǎng)電價政策和補貼機制逐步完善
國家初步規(guī)范了天然氣分布式能源上網(wǎng)電價管理機制?！蛾P(guān)于規(guī)范天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價管理有關(guān)問題的通知》（發(fā)改價格〔2014〕3009號）指出，天然氣發(fā)電價格管理實行省級負責制，新投產(chǎn)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機組實行標桿電價政策和氣電價格聯(lián)動機制，最高上網(wǎng)電價不得超過當?shù)孛弘娚暇W(wǎng)標桿電價或當?shù)仉娋W(wǎng)企業(yè)平均購電價格0.35元/kWh；有條件的地方要積極采取財政補貼、氣價優(yōu)惠等措施疏導天然氣發(fā)電價格矛盾。
部分省份出臺了天然氣分布式能源的上網(wǎng)電價和補貼機制。目前上海市、江蘇省、浙江省、長沙市、青島市等省市出臺了天然氣分布式能源的上網(wǎng)電價和補貼機制，其中上海市采用上網(wǎng)電價和投資補貼相結(jié)合的機制，上網(wǎng)電價為單一制電價；江蘇省、浙江省均采用兩部制上網(wǎng)電價政策；青島市、長沙市主要采用投資補貼機制。
部分省區(qū)針對單個天然氣分布式能源項目出臺了支持政策。廣西自治區(qū)對華電南寧江南分布式能源站（3×6萬kW）核定采用兩部制電價，其中容量電價為90 元/kW˙月，電量電價為0.596元/kWh。江西省對華電九江分布式能源站（2×3.1萬kW+1×2.5 萬kW）核定臨時上網(wǎng)電價為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)電價和補貼政策。
3.2.4 并網(wǎng)服務政策有待進一步落實
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(guī)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)服務工作的意見》規(guī)定，享受并網(wǎng)優(yōu)惠服務的分布式電源必須是以10kV及以下電壓等級接入電網(wǎng)，且單個并網(wǎng)點總裝機容量不超過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(zhí)行國家電網(wǎng)公司常規(guī)電源相關(guān)管理規(guī)定；除分布式光伏發(fā)電、風電項目外，其他分布式電源仍須收取系統(tǒng)備用容量費。因此，對于裝機容量超過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(guī)劃》、《關(guān)于推進多能互補集成優(yōu)化示范工程建設的實施意見》（發(fā)改能源〔2016〕1430號）指出，未來智慧能源系統(tǒng)的發(fā)展將以全面提升能源系統(tǒng)效率為目標，加強電力系統(tǒng)調(diào)峰能力建設，實施需求側(cè)響應能力提升工程，大力發(fā)展分布式能源網(wǎng)路，推動能源生產(chǎn)供應集成優(yōu)化；在新城鎮(zhèn)、新工業(yè)園區(qū)、新建大型建筑等新增用能區(qū)域，積極推廣實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(gòu)建多能互補、供需協(xié)調(diào)的智慧能源系統(tǒng)。因此，發(fā)展智慧能源系統(tǒng)，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(tǒng)的重要發(fā)展形式
《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》（發(fā)改能源〔2016〕392號）和《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設的指導意見》（國能新能〔2015〕265 號）文件已經(jīng)出臺。分布式能源和儲能系統(tǒng)將成為智慧能源系統(tǒng)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，能量流與信息流雙向流動，實現(xiàn)“橫向多能源體互補，縱向源- 網(wǎng)- 荷- 儲協(xié)調(diào)”，提高能源利用效率，推動節(jié)能減排。
綜上所述，未來我國天然氣消費比重不斷增加，天然氣供需形勢相對緩和，氣價形成機制逐步市場化，冷熱需求快速增長，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環(huán)境。國家能源產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)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(qū)發(fā)展天然氣分布式能源，構(gòu)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)電價政策和補貼機制有待進一步完善，并網(wǎng)服務有待進一步落實。隨著政策和機制的逐步完善，我國天然氣分布式能源已經(jīng)進入新一輪布局窗口期，預計未來幾年我國天然氣分布式能源將進入快速發(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，但分布式電源也會對電網(wǎng)的電能質(zhì)量、繼電保護等帶來不利影響。智能微電網(wǎng)依靠“互聯(lián)網(wǎng)+”，集各類分布式電源、儲能設備、能量轉(zhuǎn)化設備、負荷監(jiān)控和保護設備于一體，采用先進的電力和控制技術(shù)，能夠方便靈活地接入一切可利用的分布式能源，通過智能管理和協(xié)調(diào)控制，最大化地發(fā)揮分布式能源的效率，同時可以實現(xiàn)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。因此未來集合天然氣分布式能源、風電、太陽能、生物質(zhì)能、地源熱泵、水源熱泵、蓄熱蓄冷裝置等構(gòu)建的多能互補的智能微網(wǎng)，實現(xiàn)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重要發(fā)展方向。
4.2 帶動智能冷熱氣網(wǎng)發(fā)展
調(diào)節(jié)靈活的天然氣分布式能源技術(shù)，將帶動天然氣管網(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(gòu)建以天然氣分布式能源為基礎的智能區(qū)域供能系統(tǒng)。
通過智能熱（冷）網(wǎng)，連接分布式能源站、換熱站和用戶，形成三位一體的集成智能供熱系統(tǒng)，實現(xiàn)少人值守、遠程監(jiān)控，降低運行成本；采用氣候補償技術(shù)，根據(jù)室外溫度變化情況及時調(diào)整熱（冷）網(wǎng)調(diào)度順序；對換熱站二次側(cè)實施動態(tài)監(jiān)控，實時掌控能耗狀況，對能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，優(yōu)化控制策略，通過調(diào)節(jié)閥調(diào)整一次側(cè)流量、溫度，合理調(diào)節(jié)各用戶供熱溫度，避免供熱溫度過高或過低；結(jié)合熱計量推廣，采用大數(shù)據(jù)和全智能控制策略，根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)、用能時段及用能區(qū)域的不同，提高熱源和熱網(wǎng)全系統(tǒng)對單個用戶的需求響應和分級控制，實現(xiàn)獨立控制、分時分區(qū)供能。
4.3 開展配售電和能源綜合服務業(yè)務
電力體制改革9號文推進售電側(cè)放開，鼓勵社會資本投資成立售電主體，逐步向符合條件的市場主體放開增量配電投資業(yè)務，允許分布式電源企業(yè)參與競爭性售電。隨著《電力法》的修訂，分布式能源實現(xiàn)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由國家能源局批復的參與配售電業(yè)務的天然氣分布式能源項目。未來將有更多的分布式能源項目開展配售電業(yè)務。
由于大多數(shù)天然氣分布式能源項目服務于新建的工業(yè)園區(qū)和公共建筑，具有開展增量配電和售電業(yè)務的有利條件。通過開展配售電業(yè)務，成立區(qū)域售電、售熱、售冷一體化能源服務公司，實現(xiàn)發(fā)、配、售電一體化，實現(xiàn)區(qū)域綜合能源服務，滿足用戶多樣化和定制化的需求，是天然氣分布式能源項目未來的一個重要發(fā)展方向。
5 結(jié)語
（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)受制于人等問題。
（2）未來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，氣價形成機制逐步市場化，冷熱需求快速增長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環(huán)境。國家能源產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)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(qū)發(fā)展天然氣分布式能源，構(gòu)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)電價政策和補貼機制有待進一步完善，并網(wǎng)服務有待進一步落實。隨著政策和機制的逐步完善，我國天然氣分布式能源已經(jīng)進入新一輪布局窗口期，預計未來幾年我國天然氣分布式能源將進入快速發(fā)展期。
（3）通過與智能微電網(wǎng)融合，構(gòu)建集成供能、多能互補的智慧能源系統(tǒng)，帶動智能供氣、供熱、供冷管網(wǎng)發(fā)展，開展配售電和能源綜合服務業(yè)務，是未來天然氣分布式能源的重要發(fā)展方向。（來源：《石油與天然氣》，2016年10 月）
