分布式光伏降本增效獲顯著進(jìn)展分布式能源迎來(lái)“技術(shù)奇點(diǎn)”

2017-12-12 15:39:04 來(lái)源:中能智庫(kù) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

近年來(lái)，得益于電力技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，全球分布式能源項(xiàng)目呈現(xiàn)井噴式的發(fā)展。可再生能源發(fā)電和小型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的成熟使得平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)快速下降，分布式能源項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性從

近年來(lái)，得益于電力技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的快速發(fā)展，全球分布式能源項(xiàng)目呈現(xiàn)“井噴式”的發(fā)展。可再生能源發(fā)電和小型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的成熟使得平準(zhǔn)化能源成本(LCOE)快速下降，分布式能源項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性從過(guò)去的發(fā)展障礙一躍成為了驅(qū)動(dòng)力;儲(chǔ)能技術(shù)為分布式能源帶來(lái)了更大的靈活性，可再生能源利用可以不受制于其間歇性的特征，多余的電力和熱力也可以得到儲(chǔ)存;信息和通信技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用極大地提高了對(duì)能源實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的能力，物聯(lián)網(wǎng)作為通信基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展推動(dòng)分布式能源系統(tǒng)從單純的機(jī)械設(shè)備向智能化、數(shù)字化演進(jìn)。在技術(shù)創(chuàng)新的引領(lǐng)下，分布式能源系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)集中式“發(fā)電—輸電—用電”模式的諸多優(yōu)勢(shì)得到了強(qiáng)化：更高的綜合能源利用效率、更少的污染物和溫室氣體排放、強(qiáng)化的系統(tǒng)穩(wěn)定性和供能安全，以及更低的用能成本。分布式能源技術(shù)所倚賴的電力、通信、儲(chǔ)能技術(shù)全面進(jìn)入成熟階段，已經(jīng)非常臨近打破傳統(tǒng)能源技術(shù)成本壁壘的平衡點(diǎn)。時(shí)至今日，我們即將迎來(lái)分布式能源發(fā)展的“技術(shù)奇點(diǎn)”。

分布式供能技術(shù)

分布式供能技術(shù)是分布式能源系統(tǒng)的核心，其中包括各種發(fā)電技術(shù)及熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)等。例如，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本模塊是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光伏陣列，分布式天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)的核心是燃?xì)廨啓C(jī)或者內(nèi)燃機(jī)(也可以使用其他燃料或者技術(shù)，比如生物質(zhì)能和燃料電池)。技術(shù)創(chuàng)新使得光伏組件和天然氣燃?xì)廨啓C(jī)等分布式供能設(shè)備能夠適應(yīng)各種用能需求，同時(shí)成本也大幅下降，為分布式能源的普及創(chuàng)造了客觀條件。

天然氣分布式能源技術(shù)以燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)等設(shè)備為核心，在發(fā)電的同時(shí)，利用燃機(jī)產(chǎn)生的余熱為用戶供熱和制冷。采用能源梯級(jí)利用的模式，天然氣冷、熱、電三聯(lián)供(CCHP)機(jī)組的綜合能源利用效率遠(yuǎn)高于獨(dú)立的發(fā)電和供熱系統(tǒng)，如西門子SGT-300型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組其冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目的燃料利用效率通常可達(dá)到80%以上，同時(shí)用能成本可降低約40%。另一方面，更高的效率也意味著更少的排放。相比于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電和燃煤鍋爐，天然氣分布式能源在氮氧化物、二氧化硫和煙塵的排放上具有先天優(yōu)勢(shì)，燃?xì)獍l(fā)電的二氧化碳排放量也僅為燃煤發(fā)電的一半。此外，燃?xì)廨啓C(jī)獨(dú)具的燃料靈活性也使其非常適用于分布式能源領(lǐng)域。近期，中電(成都)綜合能源有限公司位于四川省成都高新科技產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)西部園區(qū)的分布式能源站項(xiàng)目就采用了此種設(shè)備。由于四川有得天獨(dú)厚的天然氣資源，該公司計(jì)劃利用兩臺(tái)西門子SGT-800型燃?xì)廨啓C(jī)燃料靈活性的特點(diǎn)，進(jìn)一步降低能源成本。

世界范圍內(nèi)，發(fā)達(dá)國(guó)家在燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)等核心動(dòng)力設(shè)備的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和制造上仍占據(jù)主導(dǎo)地位，同時(shí)在關(guān)鍵零部件的制造過(guò)程中不斷引入新技術(shù)。其中，3D打印(又稱“增材制造”)已經(jīng)成為燃機(jī)制造企業(yè)的下一個(gè)技術(shù)突破口。利用3D打印技術(shù)，西門子等企業(yè)完成了葉片等零部件的試制和滿負(fù)荷試驗(yàn)，并有望將3D打印應(yīng)用于其余燃機(jī)部件的設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)中。3D打印技術(shù)可以大幅縮短設(shè)備的研發(fā)周期，改善零部件的性能，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的潛能。

分布式光伏發(fā)電領(lǐng)域，在技術(shù)創(chuàng)新的推進(jìn)下，“降本”和“增效”兩個(gè)光伏系統(tǒng)發(fā)展根本目標(biāo)都取得了積極的進(jìn)展。得益于傳統(tǒng)的晶硅材料不斷研發(fā)以及碲化鎘、銅銦鎵硒、鈣鈦礦等新型材料技術(shù)的突破，光伏組件能量轉(zhuǎn)換效率不斷提高，抗老化、抗紫外、導(dǎo)熱、阻燃等性能也大幅提升。金剛線切割、鈍化發(fā)射區(qū)背面電池(PERC)技術(shù)等成為行業(yè)熱詞，得到市場(chǎng)的逐漸認(rèn)可;與此同時(shí)，之前甚少企業(yè)介入的全背接觸式電池(IBC)、異質(zhì)結(jié)電池(HIT)以及金屬纏繞背接觸電池(MWT)等高效電池技術(shù)也受到了越來(lái)越多企業(yè)的關(guān)注和投入。“十三五”光伏技術(shù)創(chuàng)新規(guī)劃提出，2020年前將晶硅太陽(yáng)能電池效率提高到23%以上的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)HIT、IBC等電池國(guó)產(chǎn)化等。從成本來(lái)看，同樣3KW規(guī)模的分布式戶用屋頂光伏電站成本已經(jīng)降低至3萬(wàn)元人民幣以內(nèi)，較十年前成本下降了50%，分布式光伏“平價(jià)上網(wǎng)”的時(shí)代已經(jīng)越來(lái)越近。

值得一提的是，分布式天然氣和分布式可再生能源的多能互補(bǔ)具有協(xié)同效益，將成為分布式供能技術(shù)未來(lái)發(fā)展的重要方向。以天然氣CCHP機(jī)組協(xié)同分布式光伏項(xiàng)目為例，可再生能源的加入使系統(tǒng)的綜合能源利用效率以及減排效益得到進(jìn)一步提升;多能互補(bǔ)的系統(tǒng)不受單一能源品種的限制，天然氣與太陽(yáng)能互為補(bǔ)充，增強(qiáng)了系統(tǒng)供能的安全性;在配備了儲(chǔ)能設(shè)施的系統(tǒng)中，光伏的波動(dòng)性得以抑制，燃?xì)鈾C(jī)組也可以在適當(dāng)范圍內(nèi)進(jìn)行靈活調(diào)度，保證供能區(qū)域和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

儲(chǔ)能技術(shù)

儲(chǔ)能是分布式能源系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)，儲(chǔ)能單元的存在使得原本只能“即發(fā)即用”的電、熱能的靈活應(yīng)用成為可能。目前，儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景主要分為熱能儲(chǔ)存(蓄冷和蓄熱)和電能儲(chǔ)存兩部分。蓄冷和蓄熱設(shè)施可以優(yōu)化天然氣分布式系統(tǒng)的運(yùn)行并提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，而電能儲(chǔ)存則可以彌補(bǔ)分布式可再生能源波動(dòng)性和間歇性的不足，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出。從儲(chǔ)能介質(zhì)來(lái)看，可以分為電池、氫、罐熱、地?zé)帷⒈鶡岬取?br />

責(zé)任編輯：lixin

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