国际能源署中国能源合作系列报告 中国分布式能源 前景展望 国际能源署 编著中国分布式能源 前景展望 国际能源署 编著 图书在版编目（CIP）数据中国分布式能源前景展望 / 国际能源署编著. 北京石油工业出版社，2017. 10ISBN 978-7-5183-2228-2Ⅰ. ①中 Ⅱ. ①国 Ⅲ. ①能源管理系统-研究-中国 Ⅳ. ①TK018中国版本图书馆CIP数据核字（2017）第253266号 中国分布式能源前景展望 国际能源署 编著 出版发行石油工业出版社（北京市朝阳区安华里二区 1 号楼 100011） 网 址http// 编 辑 部010 64523766 图书营销中心010 64523633 经 销全国新华书店 印 刷北京中石油彩色印刷有限责任公司 2017年10月第1版 2017年10月第1次印刷 7871092 毫米 开本1/16 印张9 字数180千字 定 价98.00元 （如发现印装质量问题，我社图书营销中心负责调换） 版权所有，翻印必究 内 容 提 要本报告以系统化的视角，讨论了分布式能源对于现代能源系统的意义，以及当前在中国的发展 情况和未来前景，包括对分布式能源的技术组成和商业模式进行了全面梳理，系统评估当前中国分 布式能源的发展现状和相关障碍，就有关可能的政策选择进行分析，并介绍了众多中国和国际上成 功的分布式能源案例。分布式能源是以消费侧为中心的综合能源供应和消费体系，天然气分布式能 源、分布式可再生能源以及分布式储能、需求侧响应、智能电网和能效技术等通过现代数字技术组 合起来，以更加清洁和高效的方式满足能源需求，是能源革命的重要方向之一。本报告认为中国当 前已具备大规模发展分布式能源的基本条件。 Prospects for Distributed Energy Systems in China OECD/IEA, 2017 International Energy Agency 9 rue de la Fdration, 75739 Paris Cedex 15, France www.iea.org All rights reserved. This edition is published under licence of International Energy Agency. 本报告经国际能源署授权石油工业出版社出版。国际能源署 国际能源署是一个自治机构，创立于1974年11月。其在过去和现在都具有两重使 命通过对石油供应的中断情况做出集体响应来促进其成员国的能源安全；为其29 个成员国及其他国家提供确保可靠、廉价的清洁能源供应方法的权威研究和分析。 国 际能源署在其成员国之间开展全面的能源合作计划，每个成员国都有义务持有相当于其 90天净进口的石油库存。国际能源署的目标是  确保成员国获得可靠、充足的各种形式能源供应；特别是在石油供应中断时要通过维持有 效的应急响应能力来实现。  促进在全球范围内推动经济增长和环境保护的可持续能源政策，尤其是要减少导致气候 变化的温室气体的排放。  通过采集和分析能源数据，改善国际市场的透明度。  支持全球能源技术协作，保障未来能源供应并减轻其环境影响，包括通过改 善能源效率以及开发和推广低碳技术。  通过和非成员国、产业界、国际组织及其他利益相关者进行接触 和对话，找到全球能源挑战的解决方案。 国际能源署的成员国包括澳大利亚奥地利 比利时加拿大 捷克 丹麦 爱沙尼亚 芬兰 法国 德国 希腊 匈牙利 爱尔兰 意大利 日本 韩国 卢森堡 荷兰 新西兰 挪威 波兰 葡萄牙 斯洛伐克 西班牙 瑞典 瑞士 土耳其 英国 美国 欧洲委员会也参与了国际能源署的工作 请注意本出版物在使用和分发时有具 体限制。相关条款请参照 www.iea.org/tc/ OECD/IEA, 2017 International Energy AgencyWebsite www.iea.org仅此特别感谢 中国能源网研究中心作为主要合作方为本报告的编著发布 做出的重要贡献中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | I 特别推荐序 自20世纪90年代起，中国就与国际能源署在多个领域开展合作，并于2015 年底正式成为国际能源署联盟国。2017年2月，我与法提赫毕罗尔署长共同签 署了中国国家能源局国际能源署三年合作方案（20172019），为进一 步深化合作掀开一个新的篇章。按照三年合作方案有关内容，双方以中国分布 式能源为优先合作议题之一。 中国经济结构和能源体系正在经历革命性的变化，伴随着分布式能源技 术进步和能源领域数字化进程，为中国分布式能源发展创造了新的机会。本报 告以系统化视角，讨论了分布式能源的意义，并对其技术组成和商业模式进行 了梳理，系统评估当前中国分布式能源的发展现状和障碍，就有关可能的政策 选择进行了分析。本报告认为中国当前已具备大规模发展分布式能源的基本条 件，致力于推动关于分布式能源的研究和讨论，促进中国能源转型进程。 希望本报告能够使世界各国更好地了解中国的能源发展，特别是我们为推 动能源转型所做的努力，进一步推动中国与国际能源署的合作。 中国国家能源局局长中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | III 特别推荐序 中国经济社会发展正在进入一个新的阶段，从过度依赖投资和基础设施建 设驱动的增长方式，转向更多地依靠消费、服务和创新拉动。相应地，中国能 源体系也在经历革命性的转变，寻求构建新的平衡。 能源体系的转型不仅意味着将减少对煤炭的依赖，同时也在寻求以更高 效和智能化的方式来满足能源需求，在这一过程中，中国并不是孤军奋战。 事实上，越来越多的国家正在把能源转型作为能源发展的范式。在这种背景 下，分布式能源受到越来越多的关注，中国能源发展“十三五”规划充 分体现了这一点。但是关于分布式能源在能源转型中究竟该发挥什么作用， 我们依然需要一个更清晰的认识。我们需要摆脱旧的传统理念和思维模式， 才能充分挖掘分布式能源所蕴含的潜力 这不仅仅关乎中国，也关乎全球 能源的未来。 本报告致力于对这一方向的探索，展现了分布式能源对21世纪能源系统的 影响将不同的能源品种和能源利用技术，以及能效和需求侧响应等以一种智 能的方式结合在一起，以客户需求为导向提供综合性的能源解决方案。报告重 点介绍了大量中国和全球已崭露头角的案例。 将可能变为现实需要不懈的努力，不仅需要研究，更需要行动。国际合作 和经验分享对中国和全世界实现这样的转变都至关重要。鉴于这种合作的重要 性，也基于中国对全球能源日益扩大的影响，中国作为联盟国在2015年11月成 为国际能源署大家庭的一员，为双方更进一步加强合作奠定了基础。中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | IV 本报告反映了这一合作的新篇章这是国际能源署和中国国家能源局签 订的三年合作方案框架下出版的第一本报告，中国国家能源局努尔白克力局 长和我于2017年2月在北京钓鱼台国宾馆签署了该合作方案。希望本报告能够推 动中国以及全世界对分布式能源的研究和发展，这也是国际能源署不断扩大全 球影响力的重要一步。 国际能源署署长中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | V 致谢 根据国际能源署和中国国家能源局签署的三年合作方案，双方共同组织 编写了本报告。本报告由杨雷、Simon MUELLER和冯丽雯负责组织协调，主 要作者为Zoe HUNGERFORD、刘运辉、吕忠、Simon MUELLER、冉泽和 孙晓梅（按姓氏字母排序，下同）。其他做出重要贡献的辅助作者有毕云 青、范宇峰、方笑菊、Volker KRAAYVANGER、刘敏、刘洋、吕凛杰、Minoru MURANAKA、牛曙斌 。 国际能源署和中国国家能源局的众多领导和同事对本报告进行了指 导，并给予了宝贵意见和支持，包括安丰全、David BNAZRAF、Simon BENNETT、Amos BROMHEAD、Laura COZZI、丁志敏、董秀芬、John DULAC、 Paolo FRANKL、顾骏、李凡荣、李福龙、李鹏、李英华、李媛、梁志鹏、刘 德顺、Raimund MALISCHEK、Megan MERCER、潘慧敏、Janet PAPE、Paul SIMONS、童光毅、Kevin TU、Laszlo VARRO、Michael WALDRON、王晶、王思 强、王艳红、魏晓威、吴瑞鹏、Matthew WITTERNSTEIN、Aya YOSHIDA、邢翼 腾、张晶杰、张玉清、周瑞宇、朱明、朱轩彤等。 围绕本报告的工作，我们在中国组织召开了五次研讨会和两次现场调研， 有关专家和企业提供了宝贵的信息。中国能源网协助开展了大量的工作。特别 感谢壳牌、新奥、国电投、协鑫、远景、中国石油、北京燃气、华电、深行资 本和Uniper等企业提供的帮助。 国际能源署通信和新闻办公室为本报告的出版和发行提供了大力的支 持，特别感谢Muriel CUSTODIO、Astrid DUMOND、Rebecca GAGHEN、Katie RUSSELL、Bertrand SADIN和Therese WALSH。Elizabeth SPONG提供了有关授权中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | VI 中方出版的法律文件。石油工业出版社为中文版的出版提供了大力支持。特别 感谢Erin CRUM和Barbara ZATLOKAL为本报告进行了英文编辑。 很多专家审阅了报告初稿，并提供了宝贵的反馈意见，包括 Julian BARQUIN（Endesa），Tobias BISCHOF-NIEMZ（南非科学工业 协会），陈新华（北京国际能源专家俱乐部），陈卫东（东帆石能源咨询 公司），陈卓伦（联合国环境署丹麦能效中心），迟国敬（中国城市燃气协 会），冯江华（北京恩耐特分布式能源技术有限公司），韩晓平（中国能源 研究会分布式能源专委会），Lena HANSEN（落基山研究所），何肇（电力 规划设计总院），Lion HIRTH（Neon Neue Energiekonomik GmbH），Hannele HOLTTINEN（VTT），华贲（华南理工大学），蒋莉萍（国网能源研究院）， 景春梅（国际经济交流中心），任先芳，袁苑（壳牌中国），李俊峰（国家 发改委能源研究所），李遥（思亚能源），芦红（能源基金会），Catharina RINGBORG（Global Utmaning），David SANDALOW（哥伦比亚大学），Stefan ULREICH（E.ON SE），徐晓东（中国城市燃气协会分布式能源专委会），姚珉 芳（上海申能），Cynthia YU（BP 中国），翟永平（亚洲开发银行），张树伟 （Agora Energiewende），张木梓（水规总院），赵明（节能协会） 对本报告若有任何意见和建议，欢迎联系杨雷（Lei.Yangiea.org）。中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | VII 目录 执行摘要 . 1 第一章 分布式能源的核心价值与发展趋势 . 5 背景 . 5 关于本报告 . 6 一、分布式能源系统的定义 . 7 （一）分布式能源的发展动力 8 （二）分布式能源在电力系统转型中的角色 10 二、分布式能源的核心价值 . 11 （一）接近客户端 . 11 （二）高能效 . 13 （三）低碳清洁 . 16 三、分布式能源的发展趋势 . 18 （一）体现客户诉求 . 18 （二）能源服务化 . 18 （三）业态互联网化 . 20 参考文献 . 22中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | VIII 第二章 分布式能源技术和商业模式 . 25 一、技术 . 25 （一）发电技术 . 25 （二）系统耦合技术 . 34 （三）促进智能运行和连接的技术 42 二、分布式能源系统商业模式 . 45 （一）生产型消费者 . 46 （二）能源服务公司模式 50 （三）互联网化的模式 . 52 参考文献 . 59 第三章 中国分布式能源发展状况 . 65 一、分布式能源历史和现状 . 65 （一）分布式能源在中国的历史 65 （二）天然气分布式能源的发展现状 68 （三）分布式可再生能源的发展现状 70 二、发展潜力 . 75 （一）天然气分布式能源的发展潜力 75 （二）分布式可再生能源发展潜力 79 三、分布式能源其他方面的发展现状和潜力 . 82 （一）电池储能 . 82 （二）电动汽车 . 83 （三）氢能和燃料电池 . 84 （四）多能互补及微网 . 86中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | IX 四、面临的挑战 . 88 （一）经济性挑战 . 88 （二）体制挑战 . 90 （三）市场挑战 . 92 参考文献 . 94 第四章 政策分析 . 97 一、能源发展规划和分布式能源政策 98 （一）能源发展规划 . 98 （二）分布式能源产业政策 100 （三）分布式能源并网政策 101 （四）天然气分布式能源价格机制 102 二、相关领域改革 . 103 （一）电力体制改革 . 103 （二）油气体制改革 . 106 （三）碳交易市场及可再生能源配额和绿证制度 107 三、地方政府的角色及作用 . 109 （一）城市发展的规划者 109 （二）能源发展的推动者 109 （三）能源市场的监督者 111 （四）公共消费者 . 112 四、政府监管和服务 . 112 （一）推动完善分布式能源投融资和审批体制 113 （二）推动能源基础数据公开 114中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | X （三）加强分布式能源标准体系建设 116 （四）有效应对分布式能源安全风险 117 （五）鼓励支持分布式能源技术创新 118 五、加强国际交流 . 118 参考文献 . 119 缩写和简称 . 122 图列表 图1.1部分国家风电和光伏装机占比和预测 9 图2.1近年来全球光伏发电装机情况.28 图2.220122016年全球风电装机增长情况 31 图2.3陆上风电发电成本差异和平均发电成本情况 31 图2.4生物质和废弃物发电量增长和预测，20122022年 33 图2.5不同生物质发电技术的投资和平均发电成本 34 图2.620092015年中国城市区域供暖装机增长情况 35 图2.7电网级电池增长情况 .38 图2.820112016年电动汽车累计电池容量增长情况 41 图2.9电动汽车平均价格和续航里程.41 图2.10区块链交易示意图 .55 图2.11EnOS™平台结构图 58 图2.12分布式能源系统技术基础、发展趋势和商业模式关系图 58 图3.12015年天然气分布式能源不同类型项目装机容量占比图 69 图3.22015年不同区域天然气分布式能源项目数量和装机 70中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | XI 图3.3中国光伏装机增长情况，20102016年 71 图3.42016年分布式光伏装机增长情况.71 图3.52016 年中国各省风电装机情况 .72 图3.6新奥泛能网示意图 .74 图3.720092016年累计安装台数、单台价格和单台补贴 79 图3.8电制气的主要应用 .85 图3.9协鑫能源微网示意图 .87 图4.1AREMI显示不同地区光照强度 115 表列表 表3.1中国分布式能源有关政策 .67 表4.1中国有关能源发展规划中分布式能源的发展要求和目标 98 专栏列表 专栏1.1分布式能源对提高系统恢复能力的贡献 12 专栏1.2上海中心大厦分布式能源项目，上海 13 专栏1.3上海迪士尼乐园分布式能源站，上海 14 专栏1.4贵安多能互补项目，贵州 .15 专栏1.5美国能源部分布式能源资源项目 17 专栏1.6南方电网智慧能源综合示范小区，广州，广东 19 专栏2.1电动汽车无线电力传输技术简介 39 专栏2.2荷兰前沿建筑 .44 专栏2.3美国萨克拉门托市政事业部分布式能源规划 48 专栏2.4合同能源管理的应用，江苏苏州 51中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | XII 专栏2.5PPP模式 51 专栏2.6LO3 Energy 基于区块链的分布式能源交易平台 56 专栏2.7远景能源物联网平台EnOS™57 专栏3.1多能互补项目中德生态园泛能网项目，青岛，山东 74 专栏3.2日本基于城市燃气的住宅燃料电池系统 78 专栏3.3德国电制气的挑战和机遇 .84 专栏3.4协鑫工业研究院能源微网项目 86 专栏4.1电力体制改革内容及进展 .104 专栏4.2中国油气体制改革内容 .107 专栏4.3欧盟排放权交易机制 .108 专栏4.4地方政策案例上海 .110 专栏4.5能源基础数据共享经验 .115中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 1 执行摘要 中国能源转型与分布式能源系统 当前，中国正处于经济结构调整和经济增长方式转变的关键时期，但与 此同时也不得不面对诸如空气污染等日益严峻的环境挑战。为实现这样的双重 目标，推动能源转型，以更高效和智能的方式来升级能源供应和消费，至关 重要。 这种经济和能源系统的结构性转型，伴随着分布式能源相关成本的降低 和能源系统的数字化进程，为中国分布式能源发展创造了新的机会。在这种背 景下，本报告将现代分布式能源系统定义为为提高能源服务的可靠性和经济 性，将本地能源供应和需求以智能的方式联系在一起，并通过使用高效和低碳 技术来减少环境影响的能源系统。现代分布式能源系统使用先进的监控设备， 可将能效、可再生能源和清洁化石能源等资源进行优化组合。 本报告的分析显示，为充分抓住本次经济和能源环境双重转型的机会， 发展分布式能源需要一种更加系统化的方式。本报告将多方面内容进行综合分 析，形成了一种更为全面的分布式能源视角（1）对分布式能源的技术组成和 商业模式的综述；（2）系统评估当前分布式能源在中国的发展现状和相关障 碍；（3）突出可能的政策选择，用于增强政策和监管的有效性。本报告包括了 众多中国和国际上的分布式能源案例分析。中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 2 中国分布式能源系统的发展趋势和主要障碍 中国很早就认识到了分布式能源的众多优势，比如通过使用热电联供提高 效率等。但是在“十二五”时期，预想中的分布式能源快速发展并没有发生； 分布式能源，特别是天然气分布式能源在中国的发展一直步履维艰。截至2015 年，中国大约有分布式天然气项目121个，总装机容量只有140万千瓦左右，远 落后于中国政府设定的目标。 由于存在的一系列经济、技术和监管挑战，分布式能源系统市场在过去并 不十分成熟。在经济方面，清洁能源依然比煤炭更为昂贵；技术方面，分布式 能源项目在设计时需准确确定不同能源服务（热、电、冷）的需求，装机和负 荷的不匹配会影响项目建成后的利用率和经济性；监管方面，有效地接入和使 用电、气和区域供暖（供冷）网络是常见的障碍。网络接入在两方面与分布式 能源有关首先是获得燃料的途径（特别是天然气），其次是销售电力和其他 能源服务的渠道。在实际中，分布式能源项目很难通过向电网售电获得合理的 收益，电网公司和分布式项目运营商的定位和职责也不清晰。 由于分布式能源要将多种能源结合在一起，因此针对不同能源品种和能源 供需政策之间的协调至关重要，不同层级政府间以及不同分布式能源技术部门 之间的协调也很重要。这也给分布式能源的发展带来挑战。 虽然还存在诸多挑战，但最新的发展则鼓舞人心，包括天然气供应的改 善、能源价格改革和设备价格的降低等。分布式光伏装机也在过去两年经历了 创纪录的增长。 中国分布式能源前景 众多因素正在重塑中国分布式能源的未来。如果能辅以合适的政策、市场 和监管框架，这些因素可以加快现代分布式能源系统的应用中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 3 中国目前的经济结构调整对能源需求的影响有利于分布式能源的推广。更 加依赖商业和服务业的经济意味着更为分散的能源需求，大型集中式负荷 （重工业部门）的比重不断降低，而分布式负荷（办公和小型工业设施） 的比重则不断提高。 分布式能源有助于缓解当前严峻的环境问题，包括空气质量问题和温室气 体排放。与以煤炭为基础的集中式能源系统相比，分布式能源可以大幅减 少SO 2 、氮氧化物和颗粒物的排放，因为天然气发电的排放要低得多，而 分布式光伏等可再生能源技术在当地则是零排放。通过使用低碳或零碳能 源，分布式能源可以减少CO 2 排放。促进供暖和制冷的碳减排也是分布式能 源的一个重要优势供热占全球能源相关CO 2 排放的30，而其中的一半来 自建筑部门。 新技术改变了我们对负荷的理解，可以提高系统效率并提供新服务。数字传 感器和控制装置的广泛应用，大数据以及电动汽车等新型负荷正在重塑分布 式能源系统。首先，关于能源消费的精确数据可以改善分布式能源项目的设 计，更好地满足客户需求。其次，供应和需求技术间更好的协调，包括负荷 预测和智能控制技术可以提高系统效率并降低成本。最后，现代IT技术和智 能负荷（比如电动车或热储能）相结合，可以提供新的服务，比如提供电网 亟需的灵活性，从而帮助平衡风电和太阳能发电带来的系统波动。 新的商业模式使得技术得以转化为商机。在中国和世界各地，新的分布式 能源商业模式不断涌现。正如本报告案例分析显示，将多种供应和需求技 术协调整合在一起，可以为客户提供更优化的能源服务。这些商业模式的 中心从提供能源商品转向提供综合能源服务。 政府目标释放出强烈的政策信号。中国能源发展“十三五”规划为分布式 能源设置了众多目标。到2020年，在1.1亿千瓦天然气发电装机中，分布式 天然气占1500万千瓦。光伏将是分布式可再生能源在“十三五”期间的主 体，到2020年装机将达到6000万千瓦。为应对空气污染和提高能源系统效中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 4 率，许多地方政府也发布了关于分布式能源的支持政策。 总而言之，这些因素都预示着中国分布式能源的广阔前景一种综合、清 洁的能源供应方式，以高效和创新的方式满足能源服务需求。但是，光凭这些 有利因素并不足以克服前面提到的诸多挑战。要实现这样的广阔前景，需要以 一种综合、协调的方式来发展分布式能源。 支持中国分布式能源系统发展的建议 为实现能源发展“十三五”规划确定的目标，推动中国的能源转型，需要 考虑一系列系统性的改革和支持政策。 就短期而言，支持分布式能源公平地接入相关能源基础设施（气、电）以 及透明、公开和可预期的上网电价是重点。另外，政府可以考虑制定明确的技 术标准来保证能源数据的获取，以推动分布式能源的发展。这些政策可以增强 投资者的信心，促进市场加快成熟。长期来说，推动电力、油气和碳交易等相 关领域的改革，将为分布式能源提供更公平的发展空间，进一步发挥其对中国 能源转型的推动作用。 由于分布式能源本地化的特征，地方政府在其发展中可以发挥重要作用。 地方政府有许多职责均与分布式能源相关作为城市规划者，地方政府可以将 分布式能源融入到城市和能源发展规划中；作为能源发展的推动者，地方政府 可以在中央政府政策基础上，结合地方特点，有针对性地出台支持政策；考虑 到分布式能源低污染或零污染的特征，地方政府可以通过价格和政策机制促进 分布式能源进入城市供热及供冷网络；作为能源监管者，地方政府可以在监管 体系方面进行创新，以更好地适应分布式能源的需求；此外，作为能源消费 者，地方政府可以通过 公共工程示范项目，来显示分布式能源的优势并推动其 应用。最后，有利的社会环境和政府服务、金融支持、技术研发和国际合作在 分布式能源发展中也都十分重要。中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 5 第一章 分布式能源的核心价值与发展趋势 背景 目前，中国正在加速推进产业结构调整和能源需求多元化进程。中国近 几十年来能源需求的高速增长主要源自钢铁和水泥等能源密集型工业部门，但 是根据国际能源署的情景模拟来看，目前这些行业的能源需求很有可能已经 过了历史高点，并将在2040年之前持续下降，进一步降低中国的工业煤炭消费 （IEA, 2016a）。在向内需和服务主导的经济转变过程中，清洁能源将在能源体 系中发挥更关键的作用，这一转型也为分布式能源的发展创造了更大机会。 在较大的资源环境约束和碳减排压力下，中国一次能源消费结构将持续优 化。根据国际能源署预测 [1] ，未来中国能源需求总量增速将放缓，煤炭将更多被 天然气和可再生能源等清洁能源替代。 中国能源“十三五”发展规划提出通过创新供给结构，来引导能源需 求结构的调整与升级，在适度扩大总需求的同时，在供给侧去产能、去库存、 去杠杆、降成本、补短板，加强能源优质供给，扩大清洁及可再生能源的有效 供给。为确保2020年煤电装机不超过11亿千瓦，国家发展改革委、国家能源局 等16部委联合印发了关于推进供给侧结构性改革防范化解煤电产能过剩风险 的意见，提出20162020年间全国停建和缓建煤电1.5亿千瓦（NDRC，NEA et al.，2017）。到2020年，非煤发电装机将占中国发电总装机的45以上，其中 [1]2017 年 11 月 IEA 将发布新的预测（2017，a），世界能源展望 2017，和中国能源展望（2017，b）， 世界能源展望 2017 特别报告。中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 6 水电占19，风电10.5，太阳能和天然气各占5.5，核电占2.9（NDRC and NEA，2016a）。 对能源企业来说，国家控煤、能效指标等措施使得企业不得不考虑新的发 展方向，发展分布式能源已成为企业生存发展内在的现实需求。例如，国家电 力投资集团提出以清洁能源和综合智慧能源为重点，积极推进天然气分布式能 源、光伏发电等计划；华电集团提出严控常规煤电，大力推动以重点能源替代 为主要功能的分布式能源发展的战略目标。 在这种背景下，本报告讨论分布式能源对于21世纪能源系统的意义，以及 当前在中国的发展情况和未来前景。 关于本报告 本报告是国际能源署和中国国家能源局开展更进一步深入合作以来的第一 个联合报告性质的成果。在过去的一年中，来自国际能源署和中国的专家精诚 合作，召开了五次研讨会和两次现场调研，就中国分布式能源发展进行了深入 的研究和讨论。接下来，国际能源署还将发布一系列相关报告，包括世界能 源展望2017（包含中国特别报告），以及关于数字化、智能电网路线图和中 国热电联产等话题的报告。 分布式能源是一个充满活力且一直处于变化中的话题，关于其未来的发展 依然有许多问题有待更深入的研究。但这并没有影响个人消费者、企业以及大 型公共事业机构开始采取实际行动推动分布式能源系统的发展。 本报告的目的在于进一步推动关于分布式能源的研究和讨论，并提供关于 最新进展的信息；希望在现有研究的基础上，呈现分布式能源发展的趋势，突 出未来的发展潜力，并提供一些关于如何实现这一潜力的建议。正如一位专家 指出，分布式能源的课题从现在开始做三十年也不会过时，本报告可被视为这 一进程的开始。中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 7 本报告主要分为四个部分。本章主要给出了我们关于分布式能源系统的 工作定义，并介绍了分布式能源系统及其核心价值。第二章介绍了构成分布式 能源的主要技术和将这些技术结合在一起的商业模式。第三章集中论述了分布 式能源在中国的发展现状和未来可能的发展前景，并探讨了进一步发展的瓶 颈。第四章做了总结，并提出了关于加快分布式能源发展的可能的政策选择和 建议。 一、分布式能源系统的定义 分布式能源的主要优势是可以通过现代信息和通信技术（Ination and Communication Technology，ICT），将当地的不同能源综合到一起，来更好地满 足消费者需求，提供清洁、可靠和可承受的能源。因此，我们把分布式能源系 统（Distributed Energy Systems，DES）定义为在靠近消费侧对分布式能源资源 （Distributed Energy Resources，DERs）进行智能组合，增加能源服务的可靠性 和经济性，并降低环境影响的能源系统。在这种定义下，一些传统的分布式能 源并没有包括其中。比如，备用柴油发电机或者效率一般且污染严重的区域供 热系统，在本报告中并不认为属于分布式能源。 至于分布式能源的具体形式，本报告中包括接入配电网或位于负荷中心 附近的天然气分布式能源、分布式可再生能源，以及分布式储能、需求侧响应 和能效技术等。 关于分布式能源资源还有很多其他的定义。分布式能源系统的许多定义 明确了接入的配电网的电压等级，但是这些量化的电压等级往往是为了配合 具体管理措施和政策的要求。例如，得克萨斯州电力可靠性委员会（Electric Reliability Council of Texas，ERCOT）将其定义为接入60千伏及以下电压等级。 更宽泛的定义还包括热电联产系统（Combined Heat and Power，CHP）等与配 电网相连的其他资源，由于蒸汽和热水的经济运输距离短，因此热电联产系统中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 8 也必须靠近需求侧。纽约独立系统交易运行机构（New York Independent System Operator，NYISO）采用更具体的定义位于计量表之后近客户端的资源。一 些分布式能源资源的定义则比较关注能源生产技术，比如北美电力可靠性公 司（North American Electric Reliability Corporation，NERC）的定义“分布式 能源资源，是指接入配电系统、而不接入NERC大电网、可生产电力的任意资 源。”这一定义包括了分布式发电（Distributed Generation，DG）和分布式储 能（Distributed Storage，DS）。也有人将定义进一步拓展到包括需求侧响应 （Demand Response，DR），比如Burger 提到，包括“对电力需求更加灵活且对 价格有响应的管理”（Burger and Luke，2016）。智能电力联盟（Smart Electric Power Alliance，SEPA）的定义更为宽泛，既包括需求侧响应，也包括能效技术 （SEPA and Black Veatch，2017a）。 （一）分布式能源的发展动力 从电力的商业化供应开始，人们一直在推动和发展大型集中式发电设施， 并通过输配电网络将其与终端用户相连。得益于规模经济效益和系统互联带来 的可靠性，集中式系统一直处于主流地位。尽管如此，分布式发电也一直是电 力系统的重要组成部分。分布式发电最初是应用在医院等关键区域，用来提供 具有更高可靠性的备用电源。燃料多样性和本地化也对分布式发电具有推动作 用，如利用当地的沼气资源，或者是与供热、供冷等结合，提高综合能源效 率。另外，在一些人口密度较低的偏远地区，建立长距离输配电基础设施的成 本过高，分布式能源是最经济的选择。最后，在允许自供的地区，大型能源用 户使用分布式发电来进行价格对冲（系统电价高时使用分布式发电来代替）。 政策和技术进步为分布式能源发展创造了新的动力。为应对空气污染、气 候变化及能源安全，各国都不断提高可再生能源的发展目标，这也往往促进了 分布式能源装机的增加。政策的变化推动了可再生能源装机的持续快速增长， 并且这一趋势还将继续（图1.1）。而成本的下降，使得可再生能源已经成为发中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 9 电投资的主要方向，占过去五年全球发电投资的2/3左右（IEA，2017a）。一 些国家针对分布式可再生能源的支持政策也推动了分布式光伏等分布式可再生 能源的快速发展。近年来，支持热电联产的政策越来越多美国支持工业水平 的多联产；中国计划在2020年建成1500万千瓦的天然气分布式多联产（NDRC and NEA，2016a）；日本计划到2030年使热电联产装机达到1690万千瓦（METI 2016）。 图1.1部分国家风电和光伏装机占比和预测 关键点可再生能源在许多国家占比不断提高 资料来源 IEA 2017b, Market Report Series-Renewables 2017, Analysis and Forecast to 2022 技术方面，一些重要发展趋势正在改变分布式能源的格局。第一，由于 光伏的模块化特性，大型光伏系统的技术学习效应在小型系统上也能体现因 为他们是使用同样的光伏面板。这在发电领域是不同寻常的，也是光伏成本快 速下降的原因之一。第二，电池储能技术在过去五年也同样经历了成本的快速 下降，与太阳能光伏或其他分布式发电组合，提高了使用分布式能源的可能。 第三，交通领域的转变也是一个关键因素。电动汽车成本的不断下降和主要汽 车制造商雄心勃勃的计划，正在转变成不断提高的电动汽车保有量。2016年， 全球新增电动汽车数量达到了前所未有的75万辆（IEA，2017c）。对于电力需 求增长处于停滞或者下降的地区，这可能会推动电能需求重新开始增长。反过中国分布式能源前景展望 OECD/IEA 2017 OECD/IEA, 2017 Page | 10 来，电动汽车的发展使得智能充电和电网管理变得更加重要。第四，热电联产 和热泵技术的发展，加深了电力和供热需求之间的联系。在高寒地区，将热泵 与热电联产技术相结合，可以提高余热利用的效率。第五，信息和通信技术的 迅猛发展也深刻影响电力系统不同部门之间的联系。先进计量设施（Advanced Metering Infrastructure，AMI）的出现，使需求的动态响应成为可能，并可能彻底 改变能源供应者和用户之间的联系和商业模式。虽然不是必备条件，但先进计 量设施确实能加快需求侧响应的实施。家庭级、商业级和社区级能源管理技术 的发展，实现了更高效与可靠的系统操作，为提供新的能源服务创造了可能。 大数据技术的应用使得我们可以更好地理解客户行为，也促进了分布式能源服 务水平的提高。 这些技术趋势与我们前面提到的分布式能源定义相吻合通过不同资源的 优化组合，来提供能源服务。我们可以将分布式能源系统视为一个以客户能源 服务为中心的能源供应系统，该能源供应系统对多种能源供给方式进行整合， 提供最佳的整体解决方案，从而形成各种能源资源和业务模式的集成优化。