宁翔
摘 要：上海是我国人口密集、能源需求量大的特大城市。在电力供应方面，近年来上海市着力发展贴近用户、清洁高效的分布式供能技术，以此优化能源结构，提高电力供应的安全性和可靠性，为经济持续快速发展提供能源支持。同时，上海市通过发布一系列规范政策与补贴方案，创造宽松的政策环境，推动分布式供能技术的具体落地。本文通过梳理上海市能源消费情况及开展分布式供能的基础条件，对比分析天然气分布式和光伏分布式的应用现状及相关政策，总结上海分布式项目开展的经验，为分布式技术在全国范围内的推广提供参考。
关键词：分布式供能 光伏 天然气 政策
中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（b）-0045-03
上海市作为我国直辖市之一，人口密集、经济发展水平高。全市常住人口总数为2419.7万人，城镇化率达到87.6%，排名全国第一。2016年完成生产总值27466.15亿元，据全国直辖市第一位。如此大规模的人口和经济总量对应着巨大的能源消费。把握地区经济发展与能源消耗之间的平衡，优化能源结构是大城市面临的严峻问题。
在电力行业发展方向上，上海作为国内大城市代表，其电力结构调整方向是国家能源转型的重要参考，是国家制定能源政策、开发新型发电技术的先行地区与示范样本。其中分布式能源作为“第二代能源系统”的代表技术，在上海得到了快速发展。分布式系统的主要特点在于其贴近用户、多能联供、实现能量梯级利用等方面，多种分布式供能系统构成微电网，清洁能源和可再生能源同时输入，产生热电冷满足不同负荷需求，系统中每个单元既是能源消耗者也是能源供应者。
近年来，上海积极推进分布式供能技术的发展，从政策环境、金融服务、人才培养等方面给予了大力支持，成为国内分布式技术发展最快的地区。其中天然气分布式和光伏分布式系統在上海发展较快，已经有成熟的商用案例，相关补贴保障政策较为完整，为国内其他地区分布式供能技术发展提供示例。本文结合上海市能源消费现状，分析上述两种分布式供能的开展条件，并对上海地区发展分布式技术的市场现状与政策环境进行对比分析。
1 上海能源消费情况及开展分布式供能的基础条件
1.1 上海能源消费情况
上海能源消费情况如图1所示[1]。能源消耗总量总体上呈逐年增加态势，在2010年后增速放缓，并于2015年达到峰值，为11387.44万t标准煤。电力消费情况和能源总量基本保持一致，经过持续增长之后，上海市电力消费在2012年后趋于稳定，在1400亿kWh上下波动。
图2对今年上海市日均能源消费情况进行分类汇总。统计发现在电力消费总量趋于平稳后，两种主要用于发电的化石能源的消费情况变化趋势差异明显。煤炭消耗量呈明显下降趋势，2015年消费最少，为10.58万t，比近4年最高的2013年下降了20.1%。而天然气消费量逐年上升，年均复合增长率约为5.3%，2015年全市天然气消费量为0.21亿m3/d。
这种变化趋势间接表明上海市的电源结构从传统单一燃烧煤炭发电向使用天然气等清洁化石能源或可再生能源发电转变。
1.2 开展天然气分布式供能的条件
为推进清洁供能，保障能源安全，上海市持续推进天然气管网建设，天然气供应能力持续增强。图3为上海市主要年份天然气销售量及管线建设情况[1]，表明了在“十二五”期间，天然气销售量逐年增加，2015年达到69.73亿m3。从天然气消费结构来看，随着天然气发电和大工业用气的增加，上海用气结构从单一的城市燃气模式向多元化、均衡化模式转变[2]，天然气消费占一次能源比重达到了10%。
同时，天然气供应基础设施建设快速推进。上海市从2008年开始建设天然气主干管网系统，天然气管线长度从2010年底的17316km增加到2015年底28601km，年均增长率达到10.6%。已经形成了西气东输一线、二线、川气、LNG站、东海天然气、江苏-崇明管线等多气源互补格局，如图4所示。年天然气供应规模达到76亿m3。中俄东线、省际天然气互通管线也已提上日程，基本建成应急调峰、安全储备供应保障体系。由此，天然气分布式的气源可以得到保障，具备持续发展的条件。
1.3 开展光伏分布式供能的条件
上海市年平均日照为2000h，年累计太阳辐射量4200～5000MJ/m2，相当于日辐射量3.2～3.8kWh/m2，处于我国太阳能资源第四类地区，属于太阳能可利用地区。贺芳芳等人[4]利用气候学原理，计算上海不同地区太阳总辐射的时空变化特征，结果表明上海地区太阳总辐射空间差异较小，东北部及南部沿海地区略高于其他地区。
由于上海市用地紧张，土地使用费用较高，不适宜建设大规模集中式地面光伏电站。因此便于结合建筑表面，节约用地的分布式光伏系统适宜在上海得到大规模推广应用。据上海市经信委统计，目前市内工业厂房屋顶可建电站面积达到280万m2。按照目前分布式光伏系统7～8m2/kW的装机面积比，共计可安装350～400MW的分布式光伏电站，再加上城市建筑外墙和农业用地（如养殖场屋顶、鱼塘顶棚等），上海分布式光伏可发展的潜力还有待挖掘。
1.4 开展分布式供能的政策环境
上海市政府大力推进分布式项目建设，制定了较为完备的流程规定及补贴政策，为分布式供能技术的应用提供了十分宽松的政策环境。
对于天然气分布式项目，2015年发布了《关于调整本市天然气发电上网电价的通知》，规定天然气分布式发电机组临时结算单一制电价调整为每千瓦时0.726元。2017年《关于调整本市工业用户天然气价格的通知》规定工业用户天然气销售（基准）价格每立方米降低0.4元。同时从天然气成本和上网电价两个方面对天然气分布式给予支持，增强天然气发电项目的经济型。2017年新修订的《上海市天然气分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》明确指出，按照能源利用效率及年利用时间对天然气分布式供能项目实行补贴，最高可达3500元/kW，成为国内补贴力度最大的地区，极大地推动了天然气分布式项目的开展。此外，通过发布国内首个天然气分布式服务地方规范《天然气分布式能源系统项目服务规范》，进一步明确天然气分布式能源系统项目的服务流程与各方权责，保障工程项目的具体实施。
对于光伏分布式项目，除国家规定的每千瓦时给予0.42元的补贴外，上海市再对项目投资主体给予额外奖励，其中工、商业用户为0.25元/kWh，学校用户为0.55元/kWh，个人、养老院等享受优惠电价用户为0.4元/kWh，单个项目年度奖励金额不超过5000万元。此外，部分地区也单独出台鼓励政策。如浦东新区发布了《浦东新区节能低碳专项资金管理办法》的通知，对包括太阳能在内的可再生能源项目，给予项目固定资产投资额20%的一次性奖励或补贴，单个项目奖励或补贴总额不超过500万元，支持力度为全国之最。另外，通过发布《关于开展分布式光伏“阳光贷”有关工作的通知》，规定分布式光伏开发商可以用项目电费和补贴等未来收益作为抵押，获得银行给予的优惠利率贷款，通过金融手段理顺中小企业难以获得融资的现状。
2 上海分布式应用情况
2.1 天然气分布式应用情况
上海对天然气分布式系统的应用始于1998年，黄埔区中心医院分布式项目是国内第一个天然气分布式热电联供系统。经过近20年的发展，上海已经发展成为国内天然气分布式项目建设最快的地区之一，据施明融[5]等人的统计结果及公开数据表明，截至2016年8月，上海地区共建成天然气分布式项目43个，总装机容量达到169668kW。项目装机量分布情况如图5所示，其中装机容量小于1MW的项目数最多，占全部天然气分布式项目的70%。
在使用場所方面，主要以学校、医院、酒店、办公场所等楼宇式分布式系统为主，供工厂或工业园区使用的大型区域式分布式项目数量较少，这一结果也与图5中项目装机量集中于小容量的结果相符。
2.2 光伏分布式应用情况
光伏发电是指利用太阳能电池进行发电，分布式光伏贴近用户布置，具有清洁环保、节约用地、并网难度低、投资成本低等优点。图6对上海地区光伏装机进行了分类汇总。据统计，上海地区共有9个集中式光伏电站项目[6]，自2013年后没有新增装机，装机容量共计为1.6万kW。而分布式光伏在上海的发展持续保持较快增速，从2014—2017年上半年，装机容量从15万kW增加到45万kW，增加了2倍。这种变化趋势是由于上海面积较小，楼宇集中，土地使用费用高等因素决定的。
上海市开展分布式光伏建设始于“金太阳示范工程”的小型光伏发电项目，2013年后国家政策明确区分了分布式发电和大型地面电站的定义，分布式项目随之发展增速。具有代表性的光伏分布式项目如2016年投运的上海首个发电全额上网的成阳新能源临港奉贤园区项目，该项目采用屋顶布置光伏电池的方式，总装机量为4.8MW，年发电量可达430万kWh。2017年，上海最大的单体屋顶分布式光伏项目协鑫新阳光伏电站并网发电。该项目装机容量约5982kW，年发电量680万kWh，采用自发自用余电上网的方式。
3 结语
分布式供能系统在上海得到了快速发展，为调整地区电力结构、增强能源供应可靠性与安全性、实现清洁用能提供了保障。
在应用现状方面，截至2016年8月，上海地区积极建设天然气管道等基础设施，共建成天然气分布式项目43个，总装机容量达到169668kW。主要以学校、医院、酒店、办公场所等楼宇式分布式系统为主。截至2017年上半年，光伏分布式装机容量达到45万kW，并持续保持较快增速。在政策环境方面，上海为分布式供能技术的发展创造的宽松的政策环境，从发展规划、流程规定及补贴政策方面给予支持，推动分布式技术发展与项目落地。
上海市分布式供能技术的良好应用现状为国内其他地区提供了推广思路与经验借鉴。一方面是因地制宜制定分布式产业发展规划，充分利用可再生能源与清洁能源。推动天然气管道等基础建设，为天然气分布式创造条件。另一方面是着力创造宽松政策环境，规范分布式发电项目开展的各个流程，落实国家补贴政策，并结合地方条件制定补贴或税费减免等优惠政策，鼓励分布式项目开展。
参考文献
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[2]周伟，宋晓伟，谢胤喆.上海能源结构优化与大气污染治理研究[J].上海电气技术，2017，10（2）：58-63.
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[4]贺芳芳，薛静，穆海振.上海地区太阳总辐射及其时空分布特征[J].资源科学，2010，32（4）：693-700.
[5]施明融，吴亮，毕毓良.燃气分布式供能扶持政策研究[J].上海节能，2012（9）：4-12.
[6]邱喜兰，范宏武，徐强，等.上海市分布式光伏发电发展规划研究[J].上海节能，2014（10）：11-15.
