DQZHAN訊：美國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展的影響因素分析及借鑒

美國(guó)分布式能源主要以天然氣分布式為主。通過(guò)發(fā)展天然氣分布式能源，美國(guó)在減少二氧化碳和氮氧化物排放方面取得了顯著的成效。本研究從天然氣市場(chǎng)價(jià)格、電力市場(chǎng)、稅收激勵(lì)政策、環(huán)保法規(guī)等方面對(duì)美國(guó)天然氣能源發(fā)展的幾項(xiàng)關(guān)鍵要素進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)能源發(fā)展綠色化、清潔化要求，對(duì)我國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展提出了建議： 穩(wěn)定天然氣來(lái)源和價(jià)格 ；規(guī)范并激勵(lì)電力市場(chǎng) ；多角度出臺(tái)扶持政策。

關(guān)鍵詞：分布式能源 清潔能源 天然氣  美國(guó)  價(jià)格  裝機(jī)量 頁(yè)巖氣

美國(guó)分布式能源狀況

分布式能源（英文為Combined Heat and Power System，直譯“熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng) ”，或 Distributed Energy，簡(jiǎn)稱(chēng)DE）在美國(guó)被定義為用戶(hù)側(cè)發(fā)電并將其余熱轉(zhuǎn)化有用的熱能的能源， 如蒸汽或熱水用于區(qū)域制熱、 制冷、 生活熱水和工業(yè)工藝生產(chǎn)。由于分布式能源能捕捉多余熱能并利用其生產(chǎn)冷和熱提供給工廠和商業(yè)，從而節(jié)省成本并改善環(huán)境，美國(guó)能源局（DOE）與美國(guó)環(huán)保署（EPA）分別從節(jié)能與環(huán)保的兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)推進(jìn)分布式能源的發(fā)展。

美國(guó)環(huán)保署專(zhuān)門(mén)成立了分布式能源協(xié)作小組（Combined Heat and Power Partnership），明確分布式能源是經(jīng)濟(jì)可行的清潔能源解決方案，且視為國(guó)家首要事務(wù)之一；并設(shè)立了能源之星分布式能源獎(jiǎng)（Energy Star CHP Award），自1999年以來(lái)，每年開(kāi)展項(xiàng)目評(píng)獎(jiǎng)工作。2001—2015年，美國(guó)環(huán)保署分布式能源協(xié)作小組協(xié)助完成了1047個(gè)分布式能源項(xiàng)目，總裝機(jī)容量為 7600 MW， 累積減少 二氧化碳排放1.7億噸。截至2016年，美國(guó)分布式能源裝機(jī)量約為82.5GW（包括熱電聯(lián)產(chǎn)及三聯(lián)供）。

美國(guó)分布式能源主要分布在美國(guó)西海岸、東海岸及南海岸，其中裝機(jī)量前五名的州分別為德克薩斯州、加利福尼亞州、路易斯安那州、紐約州及新澤西州。其中天然氣分布式能源占71%，遍布3700個(gè)以上工業(yè)和商業(yè)項(xiàng)目。由于美國(guó)分布式能源主要為天然氣分布式能源，本文主要研究美國(guó)天然氣分布式能源（文中部分?jǐn)?shù)據(jù)因無(wú)法剔除其他能源的情況，用的是整體分布式能源數(shù)據(jù)）。

美國(guó)分布式能源現(xiàn)存裝機(jī)量可每年節(jié)約5275億度電，每年減少氮氧化物排放2.4億噸。分布式能源多用于工業(yè)，占總裝機(jī)量的87%（見(jiàn)圖1）

圖1   2016年美國(guó)分布式能源項(xiàng)目在不同產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用比例

只有15%用于醫(yī)院、學(xué)校、酒店和辦公綜合體的供冷、熱，其中分布式能源系統(tǒng)在城市和大學(xué)校園的裝機(jī)量為5GW。美國(guó)分布式能源發(fā)電占總發(fā)電容量的8%左右，在一些歐洲國(guó)家（ 丹麥、 芬蘭和挪威） 其占比為30%。美國(guó)分布式能源已有100多年發(fā)展歷史，但仍有很大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力。本文將對(duì)美國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展的影響因素進(jìn)行研究分析，以期為我國(guó)發(fā)展天然氣分布式能源提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

能源發(fā)展的影響因素分析

美國(guó)分布式能源主要以天然氣燃料為主。從圖2可以出，2000—2004年，美國(guó)天然氣價(jià)格較低，分布式能源新增裝機(jī)量呈上升趨勢(shì)；2005—2008年，隨著天然氣價(jià)格的增長(zhǎng)，分布式能源新增裝機(jī)量以負(fù)值增長(zhǎng)；2009—2016年，天然氣價(jià)格大幅下降，分布式能源新增裝機(jī)量又呈上升的趨勢(shì)。不難看出，天然氣價(jià)格上漲直接導(dǎo)致美國(guó)分布式能源發(fā)展緩慢。為此，美國(guó)主要通過(guò)北美天然氣的長(zhǎng)期供應(yīng)和價(jià)格調(diào)整來(lái)提升分布式能源產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)性。

圖2   2000-2016年美國(guó)天然氣價(jià)格及美國(guó)分布式能源新增裝機(jī)量趨勢(shì)(1百萬(wàn)英熱≈2.5*10^2千卡）

通過(guò)稅收優(yōu)惠政策扶持分布式能源發(fā)展

美國(guó)大力推廣分布式能源的起 因來(lái)自1978年的原油危機(jī)，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《 公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》（ PURPA）， 鼓勵(lì)加強(qiáng)能源使用效率。 其中，鼓勵(lì)發(fā)展高能效的分布式能源， 并且制定了合格設(shè)施資質(zhì)（QFs），作為市場(chǎng)準(zhǔn)入條件，為保障每個(gè)分布式能源項(xiàng)目的能效利用率，并達(dá)到燃料利用標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于取得合格設(shè)施資質(zhì)的項(xiàng)目，可免去《公共設(shè)施持有公司法案》 和《 燃料使用法案》 中規(guī)定的天然氣稅。 同時(shí)，《公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》提出可避免成本（Avoid Cost），即公共電廠 未買(mǎi)入其他發(fā)電源的電量，則公共電廠必須承擔(dān)這部分電量的發(fā)電成本。 之后，針對(duì)做分布式能源的公共事業(yè)單位（市政公司），國(guó)會(huì)還為投資者提供稅收優(yōu)惠，分別于1978年頒布了《能源稅法案》、1980年頒布了《原油高額稅收法案》?！赌茉炊惙ò浮?對(duì)余熱鍋爐等相關(guān)余熱再利用設(shè)備給予10%稅收優(yōu)惠。在此基礎(chǔ)上，《原油高額稅收法案》對(duì)上等的分布式能源項(xiàng)目安裝的設(shè)備額外減免了10%的稅?！豆彩聵I(yè)監(jiān)管政策法案》和相 關(guān)稅收激勵(lì)政策極大推動(dòng)了分布式能源的發(fā)展。分布式能源從1980年的12000 MW裝機(jī)量增長(zhǎng)到2000年的66000 MW。

美國(guó)公共電力公司參與天然氣分布式能源項(xiàng)目投資

截至 2012 年， 美國(guó)公共電力公 司只擁有現(xiàn)存分布式能源裝機(jī)量的3%（約2.4GW）。因?yàn)閭鹘y(tǒng)電力市場(chǎng)與銷(xiāo)電量、收回成本及收益有關(guān)，公共電力公司認(rèn)為用戶(hù)端分布式能源減少了其發(fā)電收入。同時(shí)，由于分布式能源項(xiàng)目電力接入需依靠公共電力公司上網(wǎng)消耗自發(fā)電的多余電量，并在分布式能源設(shè)備維修時(shí)，得到公共電力公司的應(yīng)急和備用服務(wù)。因此，電力行業(yè)稅收結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)備用費(fèi)會(huì)影響分   布式能源項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，而且接入流程會(huì)延緩項(xiàng)目發(fā)展進(jìn)度，技術(shù)要求和前期調(diào)研會(huì)增加成本。

基于上述阻礙，美國(guó)鼓勵(lì)公共電力公司作為合作單位參與分布式能源項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，并權(quán)衡所有股東的利益，包括末端用戶(hù)、公共電力公司、建設(shè)投資方及納稅人。公共電力公司作為分布式能源項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的重要合伙人，可在并網(wǎng)上網(wǎng)方面給予支持，不僅支持發(fā)電和輸配電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而且為用戶(hù)提供穩(wěn)定的融資和風(fēng)險(xiǎn)管理，項(xiàng)目收益可進(jìn)行合理分配。簡(jiǎn)而言之，建立良好的公共電力公司合營(yíng)模式，在分布式能源項(xiàng)目中，公共電力公司、末端用戶(hù)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)人及其他納稅人可實(shí)現(xiàn)共贏局面。

環(huán)保政策助力

美國(guó)環(huán)保要求減少燃煤電廠發(fā)電量，2012年美國(guó)環(huán)境署制定了電力方面的空氣控制法規(guī)， 要求對(duì)已有火電設(shè)施進(jìn)行投資建設(shè)污染防治技術(shù)；同時(shí)，要在2020年完成49GW燃煤電廠淘汰，工業(yè)設(shè)備需要更換老舊鍋 爐達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，老舊電廠及鍋爐淘汰增加了新發(fā)電裝機(jī)需求，新建項(xiàng)目需滿(mǎn)足區(qū)域電力規(guī)劃的利潤(rùn)目標(biāo)、保證發(fā)電可行性、節(jié)能及 環(huán)保要求。分布式能源作為清潔高效的能源投資項(xiàng)目，美國(guó)能源局和環(huán)保署合作確定了使用分布式能源這類(lèi)高效清潔能源項(xiàng)目替代工業(yè)老舊設(shè)施的戰(zhàn)略。

美國(guó)各州不僅認(rèn)識(shí)到發(fā)展分布式能源利于改善能源結(jié)構(gòu)和提高經(jīng)濟(jì)，且深刻認(rèn)識(shí)到發(fā)展分布式能源是一種 能達(dá)到各州空氣減排目標(biāo)的措施，因此，各州根據(jù)實(shí)際情況，制定出臺(tái)政策大力推行分布式能源，包括設(shè)立新建分布式能源目標(biāo)、能效或可再生能源配額制， 并推出排放交易項(xiàng)目中的清潔能源政府補(bǔ)貼政策。截至2012年，有23個(gè)州將分布式能列入源新能源配額標(biāo)準(zhǔn)或能效利用配額標(biāo)準(zhǔn)的一部分。

表1  美國(guó)主要州環(huán)保部頒發(fā)的分布式能源支持政策

表1統(tǒng)計(jì)了美國(guó)主要州環(huán)保部門(mén)頒布的具有顯著效力的分布式能源鼓勵(lì)政策及扶持情況（截至2008年；2008年后由于金融危機(jī)，項(xiàng)目增加大 幅放緩，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不足）。2010年各州政府出臺(tái)的《清潔能源工作計(jì)劃計(jì)劃》規(guī)定2030年新增分布式能源裝機(jī)量達(dá)到6500 MW以上，以實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的目標(biāo)。以加利福尼亞州（簡(jiǎn)稱(chēng)“加州”）為例，該州的回購(gòu)電價(jià)政策（FIT）對(duì)20MW以下的分布式能源給予支持， 回購(gòu)電價(jià)政策（FIT）制定考慮梯級(jí)能源利用率（Multi-tiered Rates）、傳輸限制和環(huán)境外部因素的新增內(nèi)容。享有回購(gòu)電價(jià)政策需滿(mǎn)足幾點(diǎn)要求： 20 MW以下裝機(jī)并產(chǎn)生多余電量的分布式能源系統(tǒng)；須符合熱負(fù)荷、運(yùn)行效率大于62%；回購(gòu)電價(jià)與季節(jié)天然氣價(jià)變化緊密關(guān)聯(lián)（Market Price Referent，MPR）；優(yōu)先執(zhí)行聯(lián)邦政府合格設(shè)施資質(zhì)（QFs）；費(fèi)率不超過(guò)可避免成本。

加州空氣資源委員會(huì)（CARB）制定區(qū)域計(jì)劃，鼓勵(lì)建設(shè)分布式能源以達(dá)到減少溫室氣體的目標(biāo)，每年減少 670萬(wàn)噸。2012年加州公共設(shè)施委員會(huì)制定了2020年新增3000 MW裝機(jī)的目標(biāo)，以達(dá)到溫室氣體減排的目標(biāo)。 為此，加州設(shè)立了自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃（SGIP），為滿(mǎn)足電力需求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分布式系統(tǒng)項(xiàng)目提供資金支持。 該計(jì)劃針對(duì)的技術(shù)包括分布式能源、 燃料電池。余熱回收和其他可再生能源，主要以加州4大公共電力公司給予回扣的方式進(jìn)行操作。目前，加州允許分布式能源單臺(tái)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)*大裝機(jī)為10 MW，如果選用小型燃?xì)廨啓C(jī)或往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)作為發(fā)電技術(shù)，基礎(chǔ)激勵(lì)對(duì)**臺(tái)系統(tǒng)裝機(jī)給予500美 元/kW，對(duì)**臺(tái)系統(tǒng)裝機(jī)給予350美元/kW，*大基礎(chǔ)激勵(lì)給予不超過(guò)75 萬(wàn)美元。如果選用微燃機(jī)，對(duì)**臺(tái)系統(tǒng)裝機(jī)給予700美元/kW，對(duì)**臺(tái)系統(tǒng)裝機(jī)給予250美元/kW，*大基礎(chǔ)激勵(lì)給予不超過(guò)90萬(wàn)美元。除了基礎(chǔ)激勵(lì)金外，對(duì)獲得Energy Star CHP Award的分布式能源系統(tǒng)可額外 給予50美元/kW。

我國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展情況

1999年2月，我國(guó)發(fā)布《中國(guó)中長(zhǎng)期能源戰(zhàn)略（1997—2050年）》， 明確提出將能源上等化作為我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略的主攻方向，以天然氣開(kāi)發(fā)作為21世紀(jì)我國(guó)一次能源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。同時(shí)，逐步開(kāi)展電力調(diào)整改革及能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在法律方面，《大氣污染防治法》限制高污染燃料使用，鼓勵(lì)使用天然氣等清潔能源。

近年，我國(guó)天然氣分布式能源開(kāi)發(fā)開(kāi)始起步。據(jù)中國(guó)城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì)統(tǒng)計(jì)， 截至 2015年底，我國(guó)天然氣分布式能源項(xiàng)目（單機(jī)規(guī)模小于或等于50 MW，總裝機(jī)容量200 MW以下）共計(jì)288個(gè)， 總裝機(jī)超過(guò)11120 MW。其中已建項(xiàng)目 127個(gè)，裝機(jī)1405.5 MW；在建項(xiàng)目69個(gè)，裝機(jī)1603.2 MW；籌建項(xiàng)目92個(gè)，裝機(jī)8114.8 MW。

根據(jù)國(guó)家能源發(fā)展“十三五”規(guī) 劃，我國(guó)現(xiàn)階段能源存在的問(wèn)題有： 能源價(jià)格、稅收、財(cái)政、環(huán)保等政策 銜接協(xié)調(diào)不夠， 價(jià)格制度不完善， 天然氣、 電力調(diào)峰成本補(bǔ)償及相應(yīng) 價(jià)格機(jī)制較為缺乏等。這也是天然氣 分布式能源所面臨的問(wèn)題。同時(shí)，天然氣分布式能源電力產(chǎn)出的消納問(wèn)題也亟待解決。現(xiàn)階段天然氣分布式能源項(xiàng)目依賴(lài)進(jìn)口裝備和技術(shù)，導(dǎo)致前期投資壓力大。在開(kāi)發(fā)模式上，我國(guó)天然氣分布式能源項(xiàng)目以BOT模式為主，模式單一，且投資企業(yè)的資金壓力大。

此外，地方財(cái)政對(duì)天然氣分布式能源項(xiàng)目的扶持政策不夠具體，多為宏觀層面。目前僅有3個(gè)城市有具體扶持獎(jiǎng)勵(lì)政策：《上海市天然氣分布式供能系統(tǒng)和燃?xì)饪照{(diào)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)扶持辦法》《長(zhǎng)沙市促進(jìn)天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施暫行辦法》《青島市黃島區(qū)清潔能源供熱發(fā)展若干政策實(shí)施細(xì)則》。相較于美國(guó)的情況，我國(guó)的天然氣分布式能源發(fā)展較為落后， 其發(fā)展?jié)撃苡写M(jìn)一步激發(fā)。

美國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展對(duì)我國(guó)的啟示

十九大報(bào)告第九部分指出 “推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)，構(gòu)建清潔低碳、**高效的能源體系”。燃 氣分布式能源作為清潔能源綜合高效利用的供能方式之一，有助于更好地推進(jìn)我國(guó)綠色發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)大力推進(jìn)天然氣分布式能源發(fā)展，可借鑒美國(guó)分布式能源發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，建議能源部門(mén)與環(huán)保部門(mén)聯(lián)合促進(jìn)天然氣分布式能源的推廣應(yīng)用，多措并舉才能更好地建立天然氣分布式能源市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的雙贏局面。

穩(wěn)定天然氣來(lái)源和價(jià)格

由于一次能源價(jià)格影響天然氣分布式能源的運(yùn)營(yíng)成本，天然氣價(jià)格上漲會(huì)阻礙天然氣分布式能源發(fā)展。在國(guó)際天然氣價(jià)格波動(dòng)情況下，加強(qiáng)天然氣儲(chǔ)備，才能保障價(jià)差。我國(guó)與美國(guó)、加拿大一樣，頁(yè)巖氣資源豐富， 但頁(yè)巖氣有效開(kāi)發(fā)不充分，可進(jìn)一步 鼓勵(lì)建設(shè)“頁(yè)巖氣特區(qū)”，有效開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣及相關(guān)資源。此外，我國(guó)還需進(jìn)一步調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定天然氣市場(chǎng)價(jià)格。

規(guī)范并激勵(lì)電力市場(chǎng)

隨著我國(guó)電力體制改造的不斷深入，可借鑒美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，如國(guó)家電網(wǎng)可作為分布式能源投資人之一，參與分布式能源項(xiàng)目投資建設(shè)，這樣有利于提高分布式能源經(jīng)濟(jì)效益、活躍分布式能源自發(fā)電售電市場(chǎng)、規(guī)范電力等綜合能源市場(chǎng)。更好地落實(shí)能源（即能源消費(fèi)、能源供給、 能源技術(shù)和能源體制） 和國(guó)家“ 節(jié)約、清潔、**”能源發(fā)展戰(zhàn)略。

多角度出臺(tái)扶持政策

從大氣污染治理角度， 可借鑒美國(guó)環(huán)保署視熱電冷聯(lián)產(chǎn)及分布式能源作為治理污染問(wèn)題的措施之一，并給予相應(yīng)的補(bǔ)貼。隨著《環(huán)境保護(hù)稅 法》的實(shí)施，建議地方政府研究針對(duì)已達(dá)到地方排放標(biāo)準(zhǔn)的天然氣分布式能源給予環(huán)保稅優(yōu)惠政策。

從綠色基金角度， 成立新能源基金，引用政府與民間的資本成立基金，對(duì)符合節(jié)能與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的分布式能源項(xiàng)目提供扶持，如：補(bǔ)貼天然氣 價(jià)格、擔(dān)保低利率的貸款等。

從能源定價(jià)角度，形成市場(chǎng)化的供能定價(jià)。天然氣分布式能源項(xiàng)目可生產(chǎn)電、熱和冷，供應(yīng)業(yè)主。目前，供電和供熱價(jià)格執(zhí)行政府定價(jià)，冷價(jià)執(zhí)行測(cè)算價(jià)格。當(dāng)天然氣價(jià)格上漲、 人工成本上漲，業(yè)主的供電價(jià)格、供熱價(jià)格和供冷價(jià)格不動(dòng)，勢(shì)必會(huì)給天然氣分布式能源運(yùn)營(yíng)單位帶來(lái)經(jīng)營(yíng)壓力。

從技術(shù)評(píng)分角度，完善市場(chǎng)準(zhǔn)入及評(píng)價(jià)體系，設(shè)立一套評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。激勵(lì)天然氣分布式能源項(xiàng)目的節(jié)能及環(huán)保收益*大化，對(duì)具有良好節(jié)能環(huán)保效果的天然氣分布式能源，給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。

我國(guó)幅員遼闊， 發(fā)展分布式能源前景廣闊，為快速完成“十三五” 能源轉(zhuǎn)型的目標(biāo)，在國(guó)家宏觀政策基礎(chǔ)上， 應(yīng)從融資、 節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)、 環(huán)保稅減免、價(jià)格優(yōu)惠等實(shí)質(zhì)性資金鼓勵(lì)政策入手。在地方政策上，可因地制宜，借鑒美國(guó)各州的相關(guān)政策措施，合理制定分布式能源的各項(xiàng)政策和激 勵(lì)制度。在我國(guó)天然氣分布式能源的環(huán)境收益還未顯性化時(shí)，可借鑒美國(guó)能源局與美國(guó)環(huán)保署聯(lián)合協(xié)調(diào)機(jī)制， 加強(qiáng)天然氣分布式能源在環(huán)保領(lǐng)域的科學(xué)化認(rèn)識(shí)、 標(biāo)準(zhǔn)化管理和精準(zhǔn)化扶持。