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2024年4月16日，紐約獨立系統(tǒng)運營商(NYISO)啟動了美國首個分布式能源聚合商入市計劃，將小型光伏、戶用儲能和電動汽車等配網(wǎng)側(cè)負荷納入批發(fā)電力市場。從形式上看，分布式能源是一種綜合系統(tǒng)，涉及到各學(xué)科領(lǐng)域，對分布式能源的定義也是多樣化的，但普遍都包含了位置、裝機規(guī)模、技術(shù)使用和能源等基本要素。

各國對于分布式能源也沒有統(tǒng)一的定義，美國能源部將其定義為是規(guī)模較小、靠近用戶、節(jié)能環(huán)保的能源系統(tǒng)；德國施耐德公司認為分布式能源是主要利用可再生能源為燃料來源的小型發(fā)電、儲電系統(tǒng)；紐約公共服務(wù)委員會則將其定義為一種分布在用戶端，能夠?qū)崿F(xiàn)能源的綜合梯級利用并提升能效的供能系統(tǒng)。綜觀全球，美國分布式能源起步較早，是全球分布式能源發(fā)展的先行者，歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，其制度體系愈加成熟。

他山之石，可以攻玉。本文通過總結(jié)美國分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀，分析中美兩國分布式能源面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展差異，提出對我國分布式能源發(fā)展的相關(guān)建議。

美國分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀

美國是全球分布式能源發(fā)展的先行者，隨著聯(lián)邦稅收激勵措施和州政府支持政策的實施，預(yù)計在2022～2027年，美國的分布式能源資源(DER)市場投資將翻倍，年投資額接近680億美元。此外，商業(yè)和住宅領(lǐng)域的裝機容量預(yù)計將比過去5年增長3.7倍。

美國分布式能源發(fā)展歷程

20世紀初，集中式發(fā)電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，使得一些用戶意識到，安裝和使用自有電力設(shè)備在可靠性和經(jīng)濟性方面具有明顯優(yōu)勢。同時，某些公共事業(yè)單位，如電信中心、醫(yī)院和學(xué)校等，由于對供電可靠性有較高的要求，開始自行建設(shè)電力設(shè)施以滿足其特定需求。這種小型用戶發(fā)電模式在某些情況下能夠替代當?shù)仉娏?yīng)商，為這些消費者提供所需的電力，從而為整個電力系統(tǒng)帶來積極影響。這一時期被稱為美國“傳統(tǒng)”意義上的分布式發(fā)電，其主要特征是規(guī)模較小，且以熱電聯(lián)產(chǎn)為主。

1978年，美國公布《公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》(PURPA)，標志著分布式能源進入一個全新的階段，該法案第210條將這類非公用事業(yè)發(fā)電的個體用戶稱為“合格設(shè)施”(QFs)，并且提供財政激勵政策，鼓勵發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)和小規(guī)模發(fā)電。此后，一些QFs開始向消費者提供電能。1992年，美國《國家能源政策法案》公布，法案允許非公共事業(yè)公司可以在整個能源市場進行公平競爭，進一步促進了分布式能源的發(fā)展。隨著2001年美國頒布IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)Standard 1547-2004“關(guān)于分布式電源與電力系統(tǒng)互聯(lián)的標準草案”，將分布式能源的發(fā)展推向標準化。

當前，光伏產(chǎn)業(yè)、微型渦輪機、燃料電池、數(shù)字控制技術(shù)及頁巖氣的開發(fā)，進一步拓展了“下一代”分布式能源的應(yīng)用領(lǐng)域和機遇，使得根據(jù)消費者的個性化需求定制能源系統(tǒng)成為現(xiàn)實。這些技術(shù)的創(chuàng)新，加之消費者需求的不斷演變，以及電力和天然氣批發(fā)與零售市場的重組，為消費者利用分布式能源滿足自身需求提供了更加多樣化的選擇。

美國分布式能源的政策分析與市場環(huán)境

為了促進分布式能源的發(fā)展，美國制定了多項有效的能源法律法規(guī)。美國能源部(DOE)與美國環(huán)境保護署(EPA)從節(jié)能和環(huán)境保護兩個維度推動分布式能源的進步。美國環(huán)保署還特別成立了分布式能源合作小組(Combined Heat and Power Partnership)，明確指出分布式能源是一種經(jīng)濟可行的清潔能源解決方案，并將其視為國家的優(yōu)先事務(wù)之一。國家層面的政策有：1978年《公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》(PURPA)、1992年《國家能源法》、2001年IEEE Standard 1547-2004“關(guān)于分布式電源與電力系統(tǒng)互連的標準草案”、2005年《國家能源政策法案》(EPACT)、2007年美國新能源法案、2009年《美國清潔能源與安全法案(ACE-SA)》。各州和城市也制定了相關(guān)的政策措施，來激勵和推進分布式能源的發(fā)展。

2010年，各州政府發(fā)布了《清潔能源工作計劃》，旨在到2030年實現(xiàn)新增分布式能源裝機容量超過6500兆瓦，以達到溫室氣體減排的目標。以加利福尼亞州為例，該州在分布式光伏發(fā)電裝機容量方面已顯著超過其他州。

美國的市場化機制通過競爭性電力市場和政策激勵，大力推動了分布式能源的廣泛應(yīng)用。首先，電力市場的開放允許獨立發(fā)電商和用戶通過購電協(xié)議(PPA)直接參與電力交易，增加了分布式能源的市場機會。其次，聯(lián)邦和州政府提供的稅收減免和補貼政策，如《公共事業(yè)監(jiān)管政策法案》和太陽能投資稅收抵免(ITC)，降低了分布式能源項目的初始投資成本。美國的市場化機制通過增強市場競爭力、降低準入門檻，顯著促進了分布式能源的發(fā)展。

中美兩國分布式能源面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展差異

主要挑戰(zhàn)

技術(shù)成熟度：盡管中美兩國在分布式能源技術(shù)領(lǐng)域都取得了一定的進展，但在技術(shù)的成熟度、經(jīng)濟性和可靠性等方面仍然存在諸多挑戰(zhàn)，當下，市場活力尚未被完全激活，都需要不斷地進行技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入。例如，分布式可再生能源技術(shù)在轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和使用壽命等方面仍有提升的潛力；分布式儲能技術(shù)在容量、成本和安全性等方面也亟需改進；智慧微網(wǎng)技術(shù)在信息通信、控制策略和系統(tǒng)集成等領(lǐng)域同樣需要進一步的創(chuàng)新。

市場環(huán)境：美國分布式能源已經(jīng)有100多年歷史，但仍有很大的開發(fā)和應(yīng)用潛能。分布式能源市場尚未建立起有效的競爭環(huán)境和合作機制，其發(fā)展仍需依賴政策補貼，這使得在推廣和應(yīng)用分布式能源項目時面臨諸多挑戰(zhàn)和障礙。例如，傳統(tǒng)電力公司對分布式能源項目的接入和并網(wǎng)存在一定的抵觸或拒絕態(tài)度；而電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在接納和調(diào)度分布式能源項目方面也顯得不足或不夠適應(yīng)。

政策法規(guī)：目前，各國在分布式能源領(lǐng)域的政策法規(guī)尚未達到完善和統(tǒng)一的程度，這導(dǎo)致在實施分布式能源項目時面臨諸多不確定性和風(fēng)險。例如，分布式能源項目的審批、監(jiān)管和評估等環(huán)節(jié)缺乏清晰和透明的標準與流程；分布式能源用戶在與電網(wǎng)進行并網(wǎng)、交易等活動時，缺乏公正合理的價格機制和契約關(guān)系；此外，分布式能源項目在享受政府補貼或稅收優(yōu)惠時，也缺乏有效且持續(xù)的保障措施。

中美分布式能源面臨的差異

發(fā)展規(guī)模：美國的分布式能源市場已經(jīng)相對成熟且規(guī)模龐大，各種技術(shù)和商業(yè)模式層出不窮。與之相比，中國的分布式能源市場正處于快速發(fā)展階段，潛力無限。

技術(shù)途徑：兩國在分布式能源的技術(shù)路徑上存在一定差異，如中國在光伏領(lǐng)域具有競爭優(yōu)勢，而美國在儲能、智能電網(wǎng)等方面具有領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢。

市場模式：市場機制建設(shè)是影響能源政策實施效果的關(guān)鍵因素之一，中美兩國在這方面的體制安排有著明顯的差異。美國的分布式能源市場更加注重市場化，采用成熟的購電協(xié)議和租賃協(xié)議等模式；而中國則更多地依賴政府補貼和政策推動。

政策環(huán)境：在分布式能源的政策和發(fā)展方向上，兩國表現(xiàn)出不同的趨勢。近年來，中美兩國在能源結(jié)構(gòu)方面也存在明顯的差異。盡管中國在可再生能源領(lǐng)域的投資不斷增加，但可再生能源在其整體能源消費中的占比仍然較低。中國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，相對而言，美國的能源結(jié)構(gòu)則以石油和天然氣為主，且天然氣的使用比例逐漸上升，現(xiàn)已超過煤炭。相比之下，美國的能源結(jié)構(gòu)更加多樣化，這使得兩國在分布式能源的發(fā)展路徑上存在顯著差異。

美國分布式能源發(fā)展對中國的啟示

黨的二十大報告提出“推動形成綠色低碳的生產(chǎn)方式和生活方式”。分布式能源作為清潔能源，以綜合高效利用為特色，有助于推動我國能源綠色發(fā)展。近年來，我國大力推進分布式能源發(fā)展(見圖)，可以借鑒美國分布式能源發(fā)展經(jīng)驗，探究對我國的啟示。

分布式能源的應(yīng)用不僅保持了綠色環(huán)保的特性，還能有效降低因長距離傳輸導(dǎo)致的線路損耗，從而減少由此引發(fā)的環(huán)境污染。因此，科學(xué)合理地配置分布式能源發(fā)電機組將對環(huán)境保護產(chǎn)生更為顯著的效果。分布式能源建設(shè)的另一個重要出發(fā)點是提高供電可靠性，獲取比單獨通過電網(wǎng)供電更高的安全性。通過對2001年美國加利福尼亞州電力危機、2003年美加大停電事故和2008年中國南方凍雨災(zāi)害現(xiàn)象的分析，大型電力傳輸線路通常采用架空方式布置，容易受到外部氣候條件的顯著影響。在極端天氣事件發(fā)生時，可能會導(dǎo)致多條輸電線路同時出現(xiàn)故障，從而使供電安全面臨一定的風(fēng)險。分布式能源憑借其靈活性等優(yōu)勢，能夠有效補充電力供應(yīng)，成為提升供電安全的一種新途徑。

結(jié)合上述探討，具體建議如下：

一是進一步完善分布式能源參與電力市場機制與商業(yè)模式。提升分布式能源參與電力期貨、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)等市場的靈活性，挖掘企業(yè)和居民等用戶與電網(wǎng)交互的多樣性；同時，加快儲能、氫能等技術(shù)與分布式風(fēng)光資源融合，鼓勵以虛擬電廠等商業(yè)模式參與市場，增強分布式能源與電網(wǎng)互動友好性，有助于實現(xiàn)分布式能源的規(guī)?；涂沙掷m(xù)性消納。

二是促進分布式能源向空間維度延伸，將分布式能源與鄉(xiāng)村振興緊密結(jié)合。布局農(nóng)村地區(qū)新型配電網(wǎng)建設(shè)，推進分布式光伏接入電網(wǎng)承載能力評估工作，加強農(nóng)村光伏配置儲能的調(diào)度運用管理，并完善其參與電力市場實施細則，建立起以惠民利民為重點的利益聯(lián)結(jié)分配機制，引導(dǎo)農(nóng)村地區(qū)電網(wǎng)的新業(yè)態(tài)新模式有序發(fā)展，輻射帶動鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)提檔升級、拉動產(chǎn)業(yè)鏈延伸，提升發(fā)展內(nèi)生動力。

三是促進分布式能源向時間維度延伸，分階段促進分布式能源發(fā)展，提升可再生能源消納能力。在分布式能源發(fā)展起步階段，注重安全性工程及網(wǎng)架增強工程投資；在發(fā)展推廣階段，通過數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)對分布式能源系統(tǒng)的遠程監(jiān)測、控制和優(yōu)化管理，提高運行效率；在迅速發(fā)展階段，完善并網(wǎng)標準，采取積極的引導(dǎo)措施，促進分布式能源向智能化、低碳化方向演進。

原標題：美國分布式能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)