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一个多世纪以前,托马斯˙爱迪生建成的世界上首个供电系统的发电厂,就可以视为分布式电源,因为发电厂建在用户附近,直接向用户供电,所发电力就地消纳,装机规模小。随着爱迪生在“交直流之争”中败给主张交流的乔治˙西屋后,通过高压交流输电,电力可以输送到更远的地方,发电厂不用再建在用户附近,发电厂同时为大量不同类型用户供电成为可能。这种更多的用户、更加均衡的电力负荷以及适度的输电损耗,能够使得建造大型发电站和利用输电规模优势来降低电价和增加收益。进入上世纪,发电机组单机容量变得越来越大,电网的送电距离变得越来越远。到1903年,塞缪尔˙英萨尔才仅将蒸汽发电机单机容量提升到5兆瓦,而四分之一个世纪后,最大的新型发电机单机容量已经到了20万千瓦。上世纪六十年代期间,最大新型发电机单机容量已经从50万千瓦发展到超过120万千瓦。
然而进入上世纪七十年代后,随着美国等西方发达国家用电量增速的放缓以及用电结构的变化(主要表现在工业用电比重下降、居民和商业用电比重增加),使得用电负荷的波动性及不确定性加大,单机容量提升带来成本下降的边际效益逐步消失,新建大型集中式电站的投资风险在增加,人们开始研究探讨采取非集中化电力供应方式,即建设单机容量相对较小、建设周期较短、资金投入较少的电源,来灵活应对上述变化。进入上世纪九十年代,在应对用电量持续低增速和用电结构进一步变化带来的新建集中式电站风险增大的过程中,由于天然气价格低廉和微型燃气轮机、燃料电池和小型燃气发电机等新技术的应用,热电联产甚至是热电冷多联供体现出一定的经济优势,分布式电源进入了快速发展时期。
进入新世纪,优先发展非化石能源特别是可再生能源,加快推进能源绿色化转型,已经成为世界各国能源发展战略的共识。随着公众生态环境意识不断增强、经济社会发展对供电质量要求越来越高以及电力用户多元化服务需求和更多的参与权和选择权,更是为分布式电源发展创造了良好的外部环境。特别是分布式太阳能、风能等利用,尤其是分布式光伏发电,使分布式电源发展呈现出勃勃生机。以分布式光伏发电发展领先的德国为例,截至2013年1月底,德国分布式光伏发电系统容量达到2613万千瓦,占光伏发电总装机的近80%,主要应用形式为屋顶光伏发电系统,单个发电系统平均容量仅为20千瓦左右。
美国1978 年开始提倡发展小型热电联产,以提高能源利用效率,2010 年装机容量达到9200 万千瓦,现在已经有6000 多座分布式能源站。美国为了开发利用分布式能源站,还出台了税收减免和简化审批等优惠政策。美国政府规划到2020 年力争达到1.87 亿千瓦,且50% 的新建商用建筑和15% 的现有商用建筑采用分布式能源模式。
丹麦自1990 年以来,没有增加大型凝汽发电厂,新增电力主要依靠分布式能源和可再生能源项目,当前热电发电量占总发电量的61.6%。为此,丹麦先后制定了《供热法》、《电力供应法》和《全国天然气供应法》等法律,依法明确保护和支持分布式能源发展,并采取了一系列鼓励政策。如《电力供应法》规定,电网公司必须优先购买热电联产生产的电能,而消费者有义务优先使用热电联产生产的电能。
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