DQZHAN訊：美國天然氣分布式能源發(fā)展的影響因素分析及借鑒

美國分布式能源主要以天然氣分布式為主。通過發(fā)展天然氣分布式能源，美國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價格、電力市場、稅收激勵政策、環(huán)保法規(guī)等方面對美國天然氣能源發(fā)展的幾項關鍵要素進行了分析。在此基礎上，結合我國能源發(fā)展綠色化、清潔化要求，對我國天然氣分布式能源發(fā)展提出了建議： 穩(wěn)定天然氣來源和價格 ；規(guī)范并激勵電力市場 ；多角度出臺扶持政策。

關鍵詞：分布式能源 清潔能源 天然氣  美國  價格  裝機量 頁巖氣

美國分布式能源狀況

分布式能源（英文為Combined Heat and Power System，直譯“熱電聯(lián)產系統(tǒng) ”，或 Distributed Energy，簡稱DE）在美國被定義為用戶側發(fā)電并將其余熱轉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。由于分布式能源能捕捉多余熱能并利用其生產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，美國能源局（DOE）與美國環(huán)保署（EPA）分別從節(jié)能與環(huán)保的兩個出發(fā)點推進分布式能源的發(fā)展。

美國環(huán)保署專門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濟可行的清潔能源解決方案，且視為國家首要事務之一；并設立了能源之星分布式能源獎（Energy Star CHP Award），自1999年以來，每年開展項目評獎工作。2001—2015年，美國環(huán)保署分布式能源協(xié)作小組協(xié)助完成了1047個分布式能源項目，總裝機容量為 7600 MW， 累積減少 二氧化碳排放1.7億噸。截至2016年，美國分布式能源裝機量約為82.5GW（包括熱電聯(lián)產及三聯(lián)供）。

美國分布式能源主要分布在美國西海岸、東海岸及南海岸，其中裝機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個以上工業(yè)和商業(yè)項目。由于美國分布式能源主要為天然氣分布式能源，本文主要研究美國天然氣分布式能源（文中部分數(shù)據(jù)因無法剔除其他能源的情況，用的是整體分布式能源數(shù)據(jù)）。

美國分布式能源現(xiàn)存裝機量可每年節(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)，占總裝機量的87%（見圖1）

圖1   2016年美國分布式能源項目在不同產業(yè)中的應用比例

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

能源發(fā)展的影響因素分析

美國分布式能源主要以天然氣燃料為主。從圖2可以出，2000—2004年，美國天然氣價格較低，分布式能源新增裝機量呈上升趨勢；2005—2008年，隨著天然氣價格的增長，分布式能源新增裝機量以負值增長；2009—2016年，天然氣價格大幅下降，分布式能源新增裝機量又呈上升的趨勢。不難看出，天然氣價格上漲直接導致美國分布式能源發(fā)展緩慢。為此，美國主要通過北美天然氣的長期供應和價格調整來提升分布式能源產業(yè)的經濟性。

圖2   2000-2016年美國天然氣價格及美國分布式能源新增裝機量趨勢(1百萬英熱≈2.5*10^2千卡）

通過稅收優(yōu)惠政策扶持分布式能源發(fā)展

美國大力推廣分布式能源的起 因來自1978年的原油危機，美國國會通過了《 公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》（ PURPA）， 鼓勵加強能源使用效率。 其中，鼓勵發(fā)展高能效的分布式能源， 并且制定了合格設施資質（QFs），作為市場準入條件，為保障每個分布式能源項目的能效利用率，并達到燃料利用標準。對于取得合格設施資質的項目，可免去《公共設施持有公司法案》 和《 燃料使用法案》 中規(guī)定的天然氣稅。 同時，《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 未買入其他發(fā)電源的電量，則公共電廠必須承擔這部分電量的發(fā)電成本。 之后，針對做分布式能源的公共事業(yè)單位（市政公司），國會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?對余熱鍋爐等相關余熱再利用設備給予10%稅收優(yōu)惠。在此基礎上，《原油高額稅收法案》對上等的分布式能源項目安裝的設備額外減免了10%的稅?！豆彩聵I(yè)監(jiān)管政策法案》和相 關稅收激勵政策極大推動了分布式能源的發(fā)展。分布式能源從1980年的12000 MW裝機量增長到2000年的66000 MW。

美國公共電力公司參與天然氣分布式能源項目投資

截至 2012 年， 美國公共電力公 司只擁有現(xiàn)存分布式能源裝機量的3%（約2.4GW）。因為傳統(tǒng)電力市場與銷電量、收回成本及收益有關，公共電力公司認為用戶端分布式能源減少了其發(fā)電收入。同時，由于分布式能源項目電力接入需依靠公共電力公司上網消耗自發(fā)電的多余電量，并在分布式能源設備維修時，得到公共電力公司的應急和備用服務。因此，電力行業(yè)稅收結構和系統(tǒng)備用費會影響分   布式能源項目的經濟性，而且接入流程會延緩項目發(fā)展進度，技術要求和前期調研會增加成本。

基于上述阻礙，美國鼓勵公共電力公司作為合作單位參與分布式能源項目的開發(fā)，并權衡所有股東的利益，包括末端用戶、公共電力公司、建設投資方及納稅人。公共電力公司作為分布式能源項目開發(fā)的重要合伙人，可在并網上網方面給予支持，不僅支持發(fā)電和輸配電基礎設施建設，而且為用戶提供穩(wěn)定的融資和風險管理，項目收益可進行合理分配。簡而言之，建立良好的公共電力公司合營模式，在分布式能源項目中，公共電力公司、末端用戶和項目開發(fā)人及其他納稅人可實現(xiàn)共贏局面。

環(huán)保政策助力

美國環(huán)保要求減少燃煤電廠發(fā)電量，2012年美國環(huán)境署制定了電力方面的空氣控制法規(guī)， 要求對已有火電設施進行投資建設污染防治技術；同時，要在2020年完成49GW燃煤電廠淘汰，工業(yè)設備需要更換老舊鍋 爐達到污染物排放標準。因此，老舊電廠及鍋爐淘汰增加了新發(fā)電裝機需求，新建項目需滿足區(qū)域電力規(guī)劃的利潤目標、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目，美國能源局和環(huán)保署合作確定了使用分布式能源這類高效清潔能源項目替代工業(yè)老舊設施的戰(zhàn)略。

美國各州不僅認識到發(fā)展分布式能源利于改善能源結構和提高經濟，且深刻認識到發(fā)展分布式能源是一種 能達到各州空氣減排目標的措施，因此，各州根據(jù)實際情況，制定出臺政策大力推行分布式能源，包括設立新建分布式能源目標、能效或可再生能源配額制， 并推出排放交易項目中的清潔能源政府補貼政策。截至2012年，有23個州將分布式能列入源新能源配額標準或能效利用配額標準的一部分。

表1  美國主要州環(huán)保部頒發(fā)的分布式能源支持政策

表1統(tǒng)計了美國主要州環(huán)保部門頒布的具有顯著效力的分布式能源鼓勵政策及扶持情況（截至2008年；2008年后由于金融危機，項目增加大 幅放緩，統(tǒng)計數(shù)據(jù)不足）。2010年各州政府出臺的《清潔能源工作計劃計劃》規(guī)定2030年新增分布式能源裝機量達到6500 MW以上，以實現(xiàn)溫室氣體減排的目標。以加利福尼亞州（簡稱“加州”）為例，該州的回購電價政策（FIT）對20MW以下的分布式能源給予支持， 回購電價政策（FIT）制定考慮梯級能源利用率（Multi-tiered Rates）、傳輸限制和環(huán)境外部因素的新增內容。享有回購電價政策需滿足幾點要求： 20 MW以下裝機并產生多余電量的分布式能源系統(tǒng)；須符合熱負荷、運行效率大于62%；回購電價與季節(jié)天然氣價變化緊密關聯(lián)（Market Price Referent，MPR）；優(yōu)先執(zhí)行聯(lián)邦政府合格設施資質（QFs）；費率不超過可避免成本。

加州空氣資源委員會（CARB）制定區(qū)域計劃，鼓勵建設分布式能源以達到減少溫室氣體的目標，每年減少 670萬噸。2012年加州公共設施委員會制定了2020年新增3000 MW裝機的目標，以達到溫室氣體減排的目標。 為此，加州設立了自發(fā)電激勵計劃（SGIP），為滿足電力需求及技術標準的分布式系統(tǒng)項目提供資金支持。 該計劃針對的技術包括分布式能源、 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行操作。目前，加州允許分布式能源單臺發(fā)電機系統(tǒng)*大裝機為10 MW，如果選用小型燃氣輪機或往復式發(fā)動機作為發(fā)電技術，基礎激勵對**臺系統(tǒng)裝機給予500美 元/kW，對**臺系統(tǒng)裝機給予350美元/kW，*大基礎激勵給予不超過75 萬美元。如果選用微燃機，對**臺系統(tǒng)裝機給予700美元/kW，對**臺系統(tǒng)裝機給予250美元/kW，*大基礎激勵給予不超過90萬美元。除了基礎激勵金外，對獲得Energy Star CHP Award的分布式能源系統(tǒng)可額外 給予50美元/kW。

我國天然氣分布式能源發(fā)展情況

1999年2月，我國發(fā)布《中國中長期能源戰(zhàn)略（1997—2050年）》， 明確提出將能源上等化作為我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的主攻方向，以天然氣開發(fā)作為21世紀我國一次能源開發(fā)的重點。同時，逐步開展電力調整改革及能源結構優(yōu)化。在法律方面，《大氣污染防治法》限制高污染燃料使用，鼓勵使用天然氣等清潔能源。

近年，我國天然氣分布式能源開發(fā)開始起步。據(jù)中國城市燃氣協(xié)會分布式能源專業(yè)委員會統(tǒng)計， 截至 2015年底，我國天然氣分布式能源項目（單機規(guī)模小于或等于50 MW，總裝機容量200 MW以下）共計288個， 總裝機超過11120 MW。其中已建項目 127個，裝機1405.5 MW；在建項目69個，裝機1603.2 MW；籌建項目92個，裝機8114.8 MW。

根據(jù)國家能源發(fā)展“十三五”規(guī) 劃，我國現(xiàn)階段能源存在的問題有： 能源價格、稅收、財政、環(huán)保等政策 銜接協(xié)調不夠， 價格制度不完善， 天然氣、 電力調峰成本補償及相應 價格機制較為缺乏等。這也是天然氣 分布式能源所面臨的問題。同時，天然氣分布式能源電力產出的消納問題也亟待解決?，F(xiàn)階段天然氣分布式能源項目依賴進口裝備和技術，導致前期投資壓力大。在開發(fā)模式上，我國天然氣分布式能源項目以BOT模式為主，模式單一，且投資企業(yè)的資金壓力大。

此外，地方財政對天然氣分布式能源項目的扶持政策不夠具體，多為宏觀層面。目前僅有3個城市有具體扶持獎勵政策：《上海市天然氣分布式供能系統(tǒng)和燃氣空調發(fā)展專項扶持辦法》《長沙市促進天然氣分布式能源產業(yè)發(fā)展實施暫行辦法》《青島市黃島區(qū)清潔能源供熱發(fā)展若干政策實施細則》。相較于美國的情況，我國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一步激發(fā)。

美國天然氣分布式能源發(fā)展對我國的啟示

十九大報告第九部分指出 “推進能源生產和消費，構建清潔低碳、**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，有助于更好地推進我國綠色發(fā)展。近年來，我國大力推進天然氣分布式能源發(fā)展，可借鑒美國分布式能源發(fā)展經驗，建議能源部門與環(huán)保部門聯(lián)合促進天然氣分布式能源的推廣應用，多措并舉才能更好地建立天然氣分布式能源市場，實現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保的雙贏局面。

穩(wěn)定天然氣來源和價格

由于一次能源價格影響天然氣分布式能源的運營成本，天然氣價格上漲會阻礙天然氣分布式能源發(fā)展。在國際天然氣價格波動情況下，加強天然氣儲備，才能保障價差。我國與美國、加拿大一樣，頁巖氣資源豐富， 但頁巖氣有效開發(fā)不充分，可進一步 鼓勵建設“頁巖氣特區(qū)”，有效開發(fā)頁巖氣及相關資源。此外，我國還需進一步調整能源結構，穩(wěn)定天然氣市場價格。

規(guī)范并激勵電力市場

隨著我國電力體制改造的不斷深入，可借鑒美國經驗，如國家電網可作為分布式能源投資人之一，參與分布式能源項目投資建設，這樣有利于提高分布式能源經濟效益、活躍分布式能源自發(fā)電售電市場、規(guī)范電力等綜合能源市場。更好地落實能源（即能源消費、能源供給、 能源技術和能源體制） 和國家“ 節(jié)約、清潔、**”能源發(fā)展戰(zhàn)略。

多角度出臺扶持政策

從大氣污染治理角度， 可借鑒美國環(huán)保署視熱電冷聯(lián)產及分布式能源作為治理污染問題的措施之一，并給予相應的補貼。隨著《環(huán)境保護稅 法》的實施，建議地方政府研究針對已達到地方排放標準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，對符合節(jié)能與環(huán)保標準的分布式能源項目提供扶持，如：補貼天然氣 價格、擔保低利率的貸款等。

從能源定價角度，形成市場化的供能定價。天然氣分布式能源項目可生產電、熱和冷，供應業(yè)主。目前，供電和供熱價格執(zhí)行政府定價，冷價執(zhí)行測算價格。當天然氣價格上漲、 人工成本上漲，業(yè)主的供電價格、供熱價格和供冷價格不動，勢必會給天然氣分布式能源運營單位帶來經營壓力。

從技術評分角度，完善市場準入及評價體系，設立一套評分標準。激勵天然氣分布式能源項目的節(jié)能及環(huán)保收益*大化，對具有良好節(jié)能環(huán)保效果的天然氣分布式能源，給予相應的獎勵。

我國幅員遼闊， 發(fā)展分布式能源前景廣闊，為快速完成“十三五” 能源轉型的目標，在國家宏觀政策基礎上， 應從融資、 節(jié)能獎勵、 環(huán)保稅減免、價格優(yōu)惠等實質性資金鼓勵政策入手。在地方政策上，可因地制宜，借鑒美國各州的相關政策措施，合理制定分布式能源的各項政策和激 勵制度。在我國天然氣分布式能源的環(huán)境收益還未顯性化時，可借鑒美國能源局與美國環(huán)保署聯(lián)合協(xié)調機制， 加強天然氣分布式能源在環(huán)保領域的科學化認識、 標準化管理和精準化扶持。