基于“雙碳”背景探討分布式能源發展前景

張永樂

摘要：現階段，踐行“雙碳”發展理念是社會的必經之路，也是實現國家可持續發展戰略的關鍵舉措。其中分布式能源系統又稱為DES，是通過電氣裝置向就近負荷輸送電能的新型能源供給方式，不需要遠距離進行輸送，并且還具有電冷熱氣等多樣供能模式。分布式能源系統的運用不但可以提高能源的梯次利用實效，并且還可以減少溫室氣體排放，對保障社會的經濟效益和社會效益有著非常積極的作用。該文就針對這一主題進行分析探究，希望助力“雙碳”目標的實現。

關鍵詞：“雙碳”背景??分布式能源??困境??發展前景

中圖分類號：X322???文獻標識碼：A

Discussion?on?the?Development?Prospect?of?Distributed?Energy?Based?on?the?"Dual-Carbon"?Background

ZHANG?Yongle

（Hubei?Energy?Group?New?Energy?Development?Co.，?Ltd.，?Lichuan，?Hubei?Province，445400?China）

Abstract：?At?this?stage，?the?practice?of?"carbon?peaking?and?carbon?neutrality"?development?concepts?is?the?only?way?for?the?society，?and?it?is?also?the?key?measure?to?achieve?the?national?sustainable?development?strategy.?The?distributed?energy?system，?also?known?as?DES，?is?a?new?energy?supply?method?that?delivers?electric?energy?to?the?nearby?load?through?electrical?devices，?which?does?not?need?long-distance?transmission?and?also?has?various?energy?supply?modes?such?as?electric?cold?and?hot?gas.?The?application?of?the?distributed?energy?system?can?not?only?improve?the?effectiveness?of?energy?cascade?utilization，?but?also?reduce?greenhouse?gas?emissions，?which?play?a?very?positive?role?in?ensuring?economic?and?social?benefits?of?the?society.?This?paper?analyzes?and?explores?this?topic，?hoping?to?help?achieve?"carbon?peaking?and?carbon?neutrality"?goals.

Key?Words：?"Dual-Carbon"?background;?Distributed?energy;?Dilemma;?Development?prospect

近年來，隨著可持續發展理念的不斷深入，環境保護工作受到全世界的關注和重視。我國人口基數較大，對能源的需求量較大，為滿足社會生產和生活需要，必須要保障能源的充足，其中化石能源作為社會生產生活中運用較多的能源，雖然能夠實現經濟發展和社會穩定的目標，但是其發展過程中會產生大量的能源消耗和廢棄物，造成嚴重的生態污染。針對此，我國提出可持續發展理念和碳達峰、碳中和目標，用以實現保障生態與經濟發展平衡的目標。在雙碳背景下，分布式能源逐漸受到關注，其能夠實現促進生態文明建設、確保能源經濟高效、推進經濟轉型發展、引領應對氣候變化的可持續發展目標，現實意義顯著。

1“雙碳”背景分析

近年來，在國家大力發展經濟的同時忽略了生態的保護，導致后續的生態環境問題頻發，產生的消極影響顯著。綜合分析會發現，產生各類環境問題的主要原因與化石能源的應用有關，在其使用過程中會產生各種廢氣，尤其是其中的二氧化碳，過量排放會導致大氣層受損，造成一系列的環境問題，對社會發展產生的消極影響顯著。為消除或者減輕經濟與生態發展不平衡的現象，國內陸續提出“碳達峰”和“碳中和”發展目標，由此能夠減輕社會發展中的生態問題，在這一背景下也實現了消費模式的變化，為適應社會的發展與趨勢，必須要關注能源格局的調整變革。綜合整個國際的發展能夠發現，相關的能源設備呈現出老化狀態，這樣既無法滿足實際的能源需要，在運行中的安全性還受到較大的影響，因此要想保障整個能源產業與社會的穩定發展，必須關注和加強能源架構的調整，借此實現提高能源利用實效和降低化石能源使用比例的目標，最大程度地發揮清潔能源的實效，立足現階段社會以及國家的可持續發展需要構建現代化能源體系，由此能夠實現降低碳排放的發展目標。

所謂的分布式能源是應用電氣裝置向周邊區域的用戶提供能源的方式，在此過程中能夠消除遠距離運輸產生的負面影響，極大程度上方便了用戶在熱、冷、電等方面的需要。同時，這一能源傳輸形式能夠實現階梯式發展，不但可以滿足用戶的具體需要，還可以實現能源耗損降低的目標。另外，在實際的建設中需要對區域能耗、資源分布信息等進行分析，確保設計能夠滿足社會的具體需要?，F階段，這一能源供給模式的社會效益和經濟效益日漸凸顯，對社會發展與經濟發展的促進作用顯著，因此在目前的社會發展中分布式能源正在大力推廣，其占比愈來愈高。同時，在信息技術的作用下，分布式能源的發展逐漸呈現出互補性、協調化特征，并且可以為社會發展提供多元化能源。這一能源的傳播模式相較于以往集中式系統有著規模小、投資少以及工期短等優勢特征，并且其能夠滿足不同地區對能源的需求，產生的積極影響顯著[1]。因此，在未來的發展中，相關的人員應當對分布式能源進行深度的剖析，充分考慮到用戶負荷要求，以此為基點進行消費、生產一體化的能源供應體系建設，由此能夠為社會經濟發展進步提供相應的助益。

2我國能源發展困境分析

2.1能源人均占有量低

結合相關部門提供的報告顯示會發現，在我國的經濟發展中，煤炭是支持社會生產生活的主要能源，占有整個使用能源總量的九成以上，剩余的能源消耗多集中在天然氣和石油中。我國的地域廣闊，并且蘊含的資源較多，但是我國人口基數較大，相較于總量，人均占有量是比較低的，其中煤炭的人均占有量僅為世界水平的62%，并且石油和天然氣的人均占有量也比世界平均水平低7%[2]。

2.2能源安全保障不足

結合我國的能源使用現狀會發現，我國石油對國外的依賴程度較高，而且天然氣、原油等進口量較大，這在一定程度上會形成“安全問題”，例如：價格方面會受到賣方政策或者其他因素的影響產生上升現象，雖然近些年中國定價影響水平在不斷提升，但是與發達國家競爭時仍存在不足現象，無法起到主導性功能。除此以外，安全通道的發展方面也存在較多的問題，綜合我國的能源建設會發現，能源建設中通道口越來越完善，但是發展中仍存在風險，例如：國內運輸航線主導方面、油輪影響方面存在話語權較低的現象，其中有90%?以上的運輸工作需要由國外油輪完成，并且在運輸過程中無法避開馬六甲海峽，而且受到國際發展形勢的影響，在實際的通道安全管理中也會產生較多的不確定問題[3]。

2.3新能源發展問題

隨著可持續發展理念的持續深入，化石能源對社會發展產生的負面影響顯著，為消除其產生的負面影響，國家開始大力發展清潔型能源，用以減輕社會發展中的各項壓力。綜合實際發展會發現，在新能源發展期間，受到地理環境與自然等多方面因素的影響會出現各種問題，例如：北方地區的能源主要以風能、光能為主，南方地區則主要是以水能為主，因此北方地區多見風力發電、光伏發電等，而南方地區則主要使用水力發電。立足我國的用電情況分析會發現，南方、中東部地區的用電負荷較大，這就無形中導致跨省區輸送電力的難度加大，再加上新能源的發展不能滿足實際的用電增幅需求，出現匹配度不高的現象，而且現階段各項儲能技術難以滿足實際的需要，而且發展中需要投入大量的資金和物力，這些因素的產生都會造成各式各樣的能源問題[4]。

2.4能源發展問題顯著

綜合我國的能源分布和發展情況會發現，煤炭是我國的主要能源，在其運用的過程中會出現各種問題，其中較為顯著的即為二氧化碳的排放導致生態環境被污染，對社會發展產生的阻礙作用顯著。綜合我國的能源分布情況會發現，我國的煤炭資源較多，但是天然氣等能源較少，由此體現出我國的能源結構存在不合理現象。并且我國國內存在的高能耗產業數量龐大，但是核心技術缺失、產能偏低等現象，也會制約國內經濟的發展進步。除此以外，能源科技創新力度不足也是造成能源問題的重要因素。例如：我國針對氫能、碳排放等技術存在投放不足等現象，導致在實際的能源發展中出現薄弱現象，并且核心技術需要依賴外界，其中涉及的燃氣輪機、精細化開采、核心配套設備設施難以實現自主處理?？傮w來說，我國的能源產業受到技術不足的影響，難以實現高效的發展進步，對后續各項工作的開展和進行都會產生較為不利的影響[5]。

3分布式能源優勢分析

結合實際的應用發展發現，分布式能源系統能夠實現降低碳排放、滿足碳中和的目標，并且其能夠與大規模集中式系統組合成一種智能化組合，借此能夠實現經濟效益最大化目標。具體的優勢如下。

3.1節約成本

綜合實際的發展能夠發現，電力能源對社會發展產生的影響顯著，為保障電力能源的輸送實效，需要對相應輸配電進行管理，借此保障電力系統穩定、安全運行。輸配電費用是電力系統總成本的重要組成部分，在以往的輸電過程中多是以長距離輸送為主，這樣才能夠將產生的電能輸送到負荷端，而且輸送的容量越大，配網輸送中產生的費用支出就會越大[6]。但是在分布式能源的建設發展中，其一般在用戶負荷中心進行當地消納，不需要通過輸配電網進行長距離輸送，在此過程中能夠避免產生電能輸配費用，既能夠減少電能輸送時產生的損耗，并且還能夠實現能效的最大化，產生的積極影響顯著。

3.2節能減排

綜合分布式能源特征會發現，其能夠在一定區域內利用管網系統和電纜向供區內提供電、冷、熱，實現多能源共聯供，其中的能源也能夠實現階梯式利用，由此能夠實現節能減排目標，對后續各項工作的開展和進行能夠起到積極作用。具體來說，相較于傳統的能源供應方式，風電、光伏發電等都是利用自然資源進行能源轉換，在此過程中不會產生二氧化碳，并且產生的污染物質也是非常少的，是實現“雙碳”目標的重要舉措[7]。并且可再生能源流密度較低、分散性較強，再加上受到其利用水平的影響，會產生資源利用實效低下等現象，但是在分布式能源下，這些問題都能夠得以最大化解決，對后續各項工作的開展和進行能夠起到積極的作用。

3.3多能互補

所謂的多能互補是指不同類型的能源實現互補利用，也可以是同一類能源不同形式的互相補充和利用。具體來說，單一的能源發展存在顯著的局限性，因此實現多能互補能夠強化能源利用實效，同時這也是分布式能源中的重要部分，關注和加強能源的有機整合，實現能源的互補優化是現階段社會發展中重點關注的內容[8]。值得注意的是，在此過程中講到的多能互補不僅是指光伏、風電和燃氣發電等能源的簡單拼湊，而是在能源實現優勢互補的過程中應當關注其具體的負荷性質、大小、地理位置等，結合此進行優化配置，由此才能夠優化多樣化能源，實現能源系統間的高效轉換利用。

4國內能源與分布式能源發展方向分析

4.1國內能源發展方向分析

4.1.1實現消費供給模式轉變

具體來說，我國的地域廣袤，蘊含的能源豐富，但是綜合我國的能源消耗會發現，我國主要使用的能源為化石能源，清潔型能源的利用不足，長時間使用和發展化石能源，不可避免地會出現碳排放超標等現象，對社會發展產生的消極影響顯著[9]。針對此，在實際的發展中，我國相關部門建立了“3060”雙碳目標，其關注能耗降低，實現碳排放的高效控制，為后續的發展進步夯實基礎。并且在能源的發展中，重點關注能源從集中式轉變為分布式、協調化，結合實際的數據分析能夠發現，2021—2030年是碳達峰期間，國家的煤炭需求在此節點中需要實現碳達峰，為實現這一發展目標就必須要關注消費、供給等模式的轉變。例如：在供給中應當關注清潔型能源的發展，實現碳排放的高效控制；消費方面應當關注互補、協調化處理機制深入，借助能源梯次實現循環利用目標，使效能實現最大化目標，這樣可以滿足不同用戶的多樣化需求，產生的積極效用顯著。

4.1.2分布式能源與各類能源結合

結合上述觀點的分析會發現，在實際的發展中利用能源互補、技術互補等方式能夠滿足實際的發展需要，而且還能夠實現能源的多元化發展，對強化節能減排效用有著非常積極的作用[10]。具體來說，分布式能源中包含著太陽能、風能、海洋能等，為實現能源的最大化開發利用，在未來的發展中可以進行“風光并舉”模式，尤其要關注其中的風能、太陽能等。為實現高效的“風光”品質，國家相關部門出臺了一系列的政策，因此在實際的發展中可以以政策為導向進行發展優化，實現高效的能源利用目標。值得注意的是，在此類能源的發展和開發中會發現，風電以及太陽能會受到自然因素的影響而產生各種不穩定現象，為消除不穩定現象產生的負面影響，在實際的發展中應當關注儲能工作的研究深入，因為儲能技術是整個能源發展中的關鍵部分，也是保障能源轉換實效的重要環節，關注和加強這一環節的深入，既可以降低電網工程的冗余建設，避免不穩定現象產生的消極影響，并且還可以在“沒有風光”的情況下實現利用率的合理性保障。即只有關注儲能工作的深入研究，保障其具體效果，才能夠實現大規模生產，對強化新能源的發展實效能夠起到非常積極的作用[11]。

4.2分布式能源前景展望

結合現階段能源的利用結構會發現，光伏和風電是主要的新型能源，而其中價格作為實現資源合理配置的重要因素，在實際的發展中受到了重點的關注。近年來，我國不斷加強完善電價政策，并且在一系列支持措施的落實下，我國的風力發電和光伏發電的規模日益擴大，相應的產業也得到了極大的發展和進步。根據相關數據的分析會發現，截至2020年底，我國的風電和光伏組裝機的規模達到了2.9億kW、2.6億kW，隨著“雙碳”理念的深入，風電和光電的發展需要關注系統優化，既要滿足實現“雙碳”目標，并且還要實現配置方式的最優化，其中光電作為清潔型能源的代表，能夠真正意義上實現零碳排放，并且其建設和發展中具有經濟投入少、安全性高、有效性顯著的優勢，因此光電在我國的能源轉型發展中有著非常積極的作用。但是綜合實際的發展會發現，相較于分布式光伏，分散式風電發展中存在的阻礙因素較多，整體的發展速度較為緩慢。結合實際發現，風電建設中需要投入的財力是比較大的，尤其是建設和發展海上自然風時，仍需要政府進行補貼支撐，但是海上風有著顯著的發展優勢，不但與負荷中心間的距離較近，并且還不會浪費陸地中的資源，且發電工作的時間較長。相對比，陸地風電的發電較為穩定，但是在發展中需要占用相應的土地資源，因此發展中也會受到土地資源的限制，整個發展較為依賴分散式項目[12]。綜合我國的發展能夠發現，在2030年實現碳達峰的目標下，新能源的開發進程與達峰時間、峰值的碳排放量以及用電增速等有著密切的聯系。因此，在實際的發展中，需要參考全球能源互聯網合作組織假設的情況，對相應的碳峰峰值中的二氧化碳排放量進行分析計算，結合此進行新能源的優化發展，實現碳中和目標?？傮w來說，要想實現能源高效轉型，需要重點關注打造廣泛互聯、智能互動、靈活柔性、安全可控的新一代能源系統，在此過程中能夠利用先進的技術和管理模式實現多種能源的協調控制和可再生能源的高效消納，滿足用戶的多元化需求。并且分布式能源系統的建設發展應當重點圍繞互補、動力余熱高效梯級利用、儲能與分布式能源系統的高效整合進行，并且在此過程強化信息化技術的深入實效，滿足我國具體的能源轉型需要，對助推我國的發展進步能夠起到積極的作用[13]。

5結語

綜上所述，在“雙碳”背景下，傳統的能源以及應用發展模式已經呈現出不適應性。為消除其中的不良影響，在實際的發展中必須要關注可再生能源的引入，實現多元化發展目標。并且未來的新能源發展需要關注風電和光電并重，既要滿足社會生產生活對能源的具體需要，并且還要保障能源的利用實效，從風電、水電、儲能以及光伏等多種能源形式進行優化，形成互補、多元互動目標。

參考文獻

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