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(guān)鍵要素進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)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(guān)鍵詞：分布式能源 清潔能源 天然氣  美國  價格  裝機(jī)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(chǎn)系統(tǒng) ”，或 Distributed Energy，簡稱DE）在美國被定義為用戶側(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(jìn)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(jīng)濟(jì)可行的清潔能源解決方案，且視為國家首要事務(wù)之一；并設(shè)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(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(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?jǐn)?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(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%（見圖1）

圖1   2016年美國分布式能源項目在不同產(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(yīng)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(jìn)行研究分析，以期為我國發(fā)展天然氣分布式能源提供經(jīng)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(jī)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(jī)量以負(fù)值增長；2009—2016年，天然氣價格大幅下降，分布式能源新增裝機(jī)量又呈上升的趨勢。不難看出，天然氣價格上漲直接導(dǎo)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(yīng)和價格調(diào)整來提升分布式能源產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jī)，美國國會通過了《 公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》（ PURPA）， 鼓勵加強(qiáng)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(shè)施資質(zhì)（QFs），作為市場準(zhǔn)入條件，為保障每個分布式能源項目的能效利用率，并達(dá)到燃料利用標(biāo)準(zhǔn)。對于取得合格設(shè)施資質(zhì)的項目，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，《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(dān)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(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》對上等的分布式能源項目安裝的設(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(jī)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(jī)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(guān)，公共電力公司認(rèn)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(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，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)備用費會影響分   布式能源項目的經(jīng)濟(jì)性，而且接入流程會延緩項目發(fā)展進(jìn)度，技術(shù)要求和前期調(diào)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(quán)衡所有股東的利益，包括末端用戶、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目開發(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)，而且為用戶提供穩(wěn)定的融資和風(fēng)險管理，項目收益可進(jìn)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(shè)施進(jìn)行投資建設(shè)污染防治技術(shù)；同時，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，新建項目需滿足區(qū)域電力規(guī)劃的利潤目標(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(shè)施的戰(zhàn)略。

美國各州不僅認(rèn)識到發(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)實際情況，制定出臺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， 并推出排放交易項目中的清潔能源政府補(bǔ)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(biāo)準(zhǔn)或能效利用配額標(biāo)準(zhǔn)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(jī)，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(jī)量達(dá)到6500 MW以上，以實現(xiàn)溫室氣體減排的目標(biāo)。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(nèi)容。享有回購電價政策需滿足幾點要求： 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、運行效率大于62%；回購電價與季節(jié)天然氣價變化緊密關(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(shè)分布式能源以達(dá)到減少溫室氣體的目標(biāo)，每年減少 670萬噸。2012年加州公共設(shè)施委員會制定了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)電激勵計劃（SGIP），為滿足電力需求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分布式系統(tǒng)項目提供資金支持。 該計劃針對的技術(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)動機(jī)作為發(fā)電技術(shù)，基礎(chǔ)激勵對**臺系統(tǒng)裝機(jī)給予500美 元/kW，對**臺系統(tǒng)裝機(jī)給予350美元/kW，*大基礎(chǔ)激勵給予不超過75 萬美元。如果選用微燃機(jī)，對**臺系統(tǒng)裝機(jī)給予700美元/kW，對**臺系統(tǒng)裝機(jī)給予250美元/kW，*大基礎(chǔ)激勵給予不超過90萬美元。除了基礎(chǔ)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(jì)我國一次能源開發(fā)的重點。同時，逐步開展電力調(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?xì)鈪f(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(jī)規(guī)模小于或等于50 MW，總裝機(jī)容量200 MW以下）共計288個， 總裝機(jī)超過11120 MW。其中已建項目 127個，裝機(jī)1405.5 MW；在建項目69個，裝機(jī)1603.2 MW；籌建項目92個，裝機(jī)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(diào)不夠， 價格制度不完善， 天然氣、 電力調(diào)峰成本補(bǔ)償及相應(yīng) 價格機(jī)制較為缺乏等。這也是天然氣 分布式能源所面臨的問題。同時，天然氣分布式能源電力產(chǎn)出的消納問題也亟待解決。現(xiàn)階段天然氣分布式能源項目依賴進(jìn)口裝備和技術(shù)，導(dǎo)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?xì)饪照{(diào)發(fā)展專項扶持辦法》《長沙市促進(jìn)天然氣分布式能源產(chǎn)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(xì)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(jìn)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(jìn)能源生產(chǎn)和消費，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)我國綠色發(fā)展。近年來，我國大力推進(jìn)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(jīng)驗，建議能源部門與環(huán)保部門聯(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，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(qiáng)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(jìn)一步 鼓勵建設(shè)“頁巖氣特區(qū)”，有效開發(fā)頁巖氣及相關(guān)資源。此外，我國還需進(jìn)一步調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，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(jīng)驗，如國家電網(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、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(shù)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(chǎn)及分布式能源作為治理污染問題的措施之一，并給予相應(yīng)的補(bǔ)貼。隨著《環(huán)境保護(hù)稅 法》的實施，建議地方政府研究針對已達(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，對符合節(jié)能與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的分布式能源項目提供扶持，如：補(bǔ)貼天然氣 價格、擔(dān)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(chǎn)電、熱和冷，供應(yīng)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(dāng)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(jīng)營壓力。

從技術(shù)評分角度，完善市場準(zhǔn)入及評價體系，設(shè)立一套評分標(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)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(zhuǎn)型的目標(biāo)，在國家宏觀政策基礎(chǔ)上， 應(yīng)從融資、 節(jié)能獎勵、 環(huán)保稅減免、價格優(yōu)惠等實質(zhì)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(guān)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(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、 標(biāo)準(zhǔn)化管理和精準(zhǔn)化扶持。