阅读提示：当前，能源系统形态正加速变革，能源结构转型是实现“双碳”目标的关键，而清洁低碳、安全高效是实现能源转型的根本，能源生产逐步向集中式与分散式并重转变，分散化、扁平化、去中心化的特征日益明显。燃气分布式能源是分布式能源的重要表现形式，得到广泛应用。在“双碳”背景下，燃气分布式能源的内涵和外延将得到丰富和拓展，未来在推动能源低碳转型、构建新型电力系统和建设现代化能源体系中将发挥重要作用。近日，北京大学能源研究院和中国城市燃气协会分布式能源专业委员会发布《燃气分布式能源产业报告（2022）》，本版选登部分内容，敬请关注。

能源生产分散化、扁平化、去中心化特征日益明显

当前，全球政治经济秩序正在加速变革，新一轮科技革命和产业变革深入发展，能源低碳转型推动全球能源格局重塑，生产和生活方式加速转向低碳化、智能化。在我国，能源系统形态正加速变革，能源结构转型是实现“双碳”目标的关键，而清洁低碳、安全高效是实现能源转型的根本，能源生产逐步向集中式与分散式并重转变，分散化、扁平化、去中心化的特征日益明显。

分布式能源因其低碳、灵活、安全、智能、多元、靠近需求侧等特征实现快速发展。其中，燃气分布式能源是分布式能源的重要形式，主要是指以天然气、沼气、生物质气、氢气等气态能源为燃料的分布式能源。

当前，国内天然气分布式能源项目的应用场景包括工业、办公楼、医院、商场、酒店等，主要分布在华北、长三角、珠三角、川渝等地区，其中长三角地区项目数量最多，占比达30.7%。

与传统能源集约化发展模式相比，燃气分布式能源具有以下特征：

一是促进能源系统增效降耗。一方面，分布式能源可以通过多能互补、循环及梯级利用等方式有效将各种分布、分散的能源耦合利用，通过控制系统实现能源的综合高效利用。另一方面，分布式能源通常靠近用户，根据用户的需求直接向用户提供电、热、冷等能量，减少了长输管网的建设和输送过程中的损耗，在一定程度上减少了能源消耗。

二是有助于构建多元化的能源供应系统。分布式能源利用的能源种类较多，如燃气、风能、太阳能、生物质能、地热能、工业余压余热等，可根据当地的资源条件进行选择。在天然气条件适宜地区可以采用燃气分布式能源，工业园区和商业集中区除了采用屋顶形式的太阳能光伏发电，还可以综合利用其他工业废气、废热及多余压差等;边远地区和海岛可选择光伏、小水电、风电、海洋能、地热能、生物质燃料等补充发电，并且可以通过集成化技术将多种分布式能源耦合构成多能互补的综合能源系统。

三是满足多样化的能源需求。燃气分布式能源通常根据用户的需求选择供能方式，能够满足用户的多种要求，在提供电力的同时为用户提供其他形式的能量，如为工业用户提供不同品质的工业蒸汽、采暖用汽等。随着电解水制氢、现代储能技术等的发展和应用，其能更加高效灵活地满足用户不同时段、不同能源的需求。

四是确保能源安全稳定供应。分布式能源站靠近用户端，具有模块化和分布式特点，输出的冷、热、电能可直接输送到邻近用户。能源供应模式不再是单一、垂直的，扁平化的多点供应模式降低了用户端对市政电网、热网、气网的依存度，更加多元、安全、可靠。

在政策环境、市场环境不断完善和技术创新的引领下，燃气分布式能源的内涵及外延也在不断完善。

新技术的革新赋予了燃气分布式能源发展新动能。燃气分布式能源以燃气为燃料，不再局限于天然气，生物质气、氢气等零碳燃气的应用，技术的升级和创新，使得燃气分布式能源向更加低碳的方向发展。随着能源互联网、智能化等技术日渐成熟，智能化的运维可实现燃气分布式能源系统内的精细化管理，同时，智能化技术可以有效实现用户和能源系统的交互。可再生能源、储能等技术的应用和发展，使燃气分布式能源由单一能源向综合能源拓展，多种能源耦合形成优势互补的能源供应体系，可以满足更多场景的用能需求。

同时，随着能源市场的建设更加完善，燃气分布式能源的发展迎来了新的机遇。燃气分布式能源的业务范围不再局限于为用户提供能源供应业务，能源管理、节能管理、用能监测、用能评估等服务也成为重要的业务方向。电力市场、天然气市场和碳交易市场的建立，为燃气分布式能源提供了更多参与市场的模式。随着电力体制改革的深入，燃气分布式能源将在增量配电网中发挥重要作用。风、光等间歇性电源规模不断扩大，煤电占比逐渐降低，适时保障电力供需平衡的调度难度加大，而清洁、低碳、启停快、调节便利的燃气分布式能源将更好地发挥平衡电力供需的作用。

探索新的发展方向依旧道阻且长

燃气分布式能源在我国经过了20多年的探索和发展。

1998年，我国第一个天然气分布式能源项目建成，燃气分布式能源开始进入能源行业的视野，但并未受到广泛关注。2004年，国家发展改革委在《关于分布式能源系统有关问题的报告》中阐明了分布式能源的概念、特征、发展重点等。随后，上海市出台了国内第一个针对燃气分布式能源的专项补贴政策——《关于本市鼓励发展燃气空调和分布式能源意见的通知》，燃气分布式能源的发展拉开序幕。

2004~2011年，北京市、上海市、广东省等地通过建设示范性项目探索燃气分布式能源发展方式。项目以楼宇型为主，规模较小，多采用自发自用模式。2011年起，国家相继发布了一系列政策、文件，鼓励燃气分布式能源的发展，全国开始大范围推广建设示范项目。

2015年，国务院发布《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》，明确提出积极发展分布式电源，同时全面放开用户侧分布式电源市场，为燃气分布式能源的发展提供了新的机遇。重新启动的电力体制改革和后续的油气体制改革，为分布式能源的发展扫清了制度障碍，创造了一个更为自由、平等的市场环境。2015年之后，全国范围内项目建设数量及建设规模均稳步增加。

燃气分布式能源项目的约束条件较多，气源供应保障存在隐患，气价高、波动大、气价上涨预期强都是影响项目运营的关键因素。近年来，季节性“气荒”对已建项目的供气保障能力、运行经济性都带来了较大冲击，引发了市场对于分布式能源的新一轮思考。同时，随着“双碳”目标的提出，作为清洁低碳、节能高效的技术利用手段，燃气分布式能源充分发掘在新政策、新背景下的新角色、新定位，探索新的发展方向，已成为当前面临的重要课题。

尽管燃气分布式能源取得了较大的进展，但在“双碳”背景下，燃气分布式能源发展仍面临成本、技术、机制等挑战。

一是产业发展基础保障仍待加强。我国天然气对外依存度高、国内开发成本高、管输价格偏高，导致燃气成本居高不下；储气能力欠缺，淡旺季价格波动大。二是行业壁垒须打破。“隔墙售电”政策在正式推进过程中遭遇重重阻碍，燃气分布式能源项目参与市场交易和竞争是当前和未来发展的迫切需求。三是行业技术水平仍需提升。当前，我国技术标准和体系仍存在提升空间，国产化机组在自动化管理技术、发电效率、核心材料等方面与国外尚存差距，运营管理专业化水平仍需提高。四是缺乏跨领域的协调机制。燃气分布式能源横跨油气、电力、热力等多个行业，但缺乏统一政策引导和规划支持，燃气、电网、供热等企业之间难以充分协调配合。五是项目竞争力有待提升。项目的经济效益是项目市场化发展的直接驱动力，近年来，许多燃气分布式能源项目由于初期投资大、运营成本高、产能未达预期等因素影响，未能实现理想的经济效益。

对此，相关行业主体应创新发展模式，主动适应“双碳”新要求，创新市场策略和商业模式，将燃气分布式能源项目建设与产业转型升级相结合，因地制宜打造符合特定产业需求的能源供应体系；开发生物质气、沼气、氢气等多气源的燃气分布式能源项目，探索适合我国国情的农村能源项目发展机制；推进数字化升级，由传统燃气分布式能源系统向融合可再生能源、氢能、储能、碳管理的综合智慧能源领域拓展；主动把握天然气市场化改革的新机遇，丰富气源，完善城市燃气输配管网，加强管网互连互通，提升输送能力和可靠性。

“双碳”背景下的燃气分布式能源

在能源转型叠加“双碳”目标的大背景下，能源结构多元化、能源安全和降低排放的要求对能源方式提出多重挑战，低碳甚至零碳发展将是燃气分布式行业长期面临的挑战。

天然气作为介于传统化石能源和可再生能源之间的低碳清洁能源，碳排放量低于煤炭、石油，但与新能源相比并不具优势。“双碳”背景下，燃气分布式能源的发展必须处理好安全保供与碳减排的关系。

在“双碳”目标下，我国将加快能源结构的脱碳化进程，构建以新能源为主体的新型电力系统。对燃气行业而言，天然气作为清洁低碳的化石能源，既是实现能源结构向低碳转型的现实选择，也是可再生能源规模化发展及新型电力系统保持安全稳定性的关键。

从近中期来看，天然气是与可再生能源互补协同发展的“最佳伙伴”。在储能技术取得突破前，可再生能源发电不连续、不稳定的短板仍然突出，多种可再生能源大规模接入电网，将严重影响电力系统的安全稳定运行。天然气发电技术成熟、清洁高效、稳定灵活，能够及时弥补可再生能源发电不稳定造成的供电缺口，具有“稳定器”的作用。构建天然气与可再生能源有机融合的新型电力系统是最优现实选择。长期来看，天然气是能源从高碳向低碳转型的“最优选择”。当前及今后相当长一段时间，可再生能源无法完全满足我国巨大的能源需求量，其对化石能源的替代将是一个漫长的过程。

在推进“双碳”目标实现的不同阶段，燃气分布式能源也将发挥不同作用。在碳达峰期，燃气分布式能源将发挥其低碳、稳定、灵活等优势，为构建新型能源体系和规模化发展可再生能源提供支撑和保障，同时，行业应积极推动技术创新，探索氢能、生物质气等低碳燃气应用技术。在碳中和期，燃气分布式能源向利用低碳燃气和发展CCUS技术等方向发展，助力能源系统脱碳。

不断创新发展的沼气燃气内燃机、燃氢燃气轮机、燃氢燃气内燃机、燃料电池等技术，使燃气分布式能源的气源和原动机的选择呈现多元化特点，增加了燃气分布式能源的应用场景，并且使其气源向低碳甚至零碳转型，促进清洁低碳能源的高效利用。

燃气分布式能源的二氧化硫和颗粒物排放几乎为零，氮氧化物排放也远低于燃煤发电，其氮氧化物的排放浓度和排放绩效仅为燃煤发电的45%和73%，且启动速度快、调节响应快、能量密度高、地域限制少。在以风能、光伏为代表的可再生能源大规模低成本储能技术尚未突破，非化石能源供电仍呈现间歇性、波动性、随机性特征的情况下，需要一种安全可靠的低碳清洁电源来支撑逐年增长的电力需求和电网调峰需求。燃气行业应充分认识到燃气分布式能源的优势和价值，尽力破解其资源保障和经济性问题，形成燃气分布式能源与储电、煤电优势互补的格局，共同构建新型电力系统。

燃气分布式能源与可再生能源耦合构建清洁低碳的综合能源系统，可以促进可再生能源的发展，保障能源系统的稳定性和灵活性，同时，为了确保系统功率和负荷平衡，需要有足够容量且负荷灵活的电源对电网提供调频服务。未来，大量操作灵活的天然气发电机组可以提供调峰调频服务，协助将可再生能源整合到能源系统中。

未来，能源体系将发展为多能融合智慧能源系统，在此基础上，深度融合新一代信息技术形成智慧能源新产业。燃气分布式能源通过冷、热、电多种能源的联合供应满足用户的多种能源需求，且可有效耦合可再生能源发电、可再生能源供热等多种可再生能源技术构建综合能源系统，推动终端用能领域多能协同和能源综合梯级利用，推动终端用能清洁化。综合能源系统可以融合能源路由技术、多能源存储技术、多能源转化技术，实现多种能源的互联，以终端枢纽打破不同能源系统之间的壁垒。随着能源市场化改革的深入，不同能源品种和供需之间的界限逐渐模糊，燃气分布式能源将发挥更大的优势。

本版文字由 秦紫函 整理