能源網(wǎng)絡(luò)將消費(fèi)能源從生產(chǎn)端輸送到用戶端，具有大規(guī)模儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)。依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的引導(dǎo),，通過(guò)分布式能源轉(zhuǎn)換技術(shù),，將智能電網(wǎng)及能源網(wǎng)絡(luò)融合互補(bǔ)，突破各自局限,，提高能源控制能力，建立多元化供應(yīng)體系，成為未來(lái)能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),。

　　一、分布式能源是未來(lái)能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

　　能源的集中式開(kāi)發(fā)利用一直以來(lái)都是我國(guó)能源供給的主要模式,，然而,，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和清潔化目標(biāo)的提出，能源集中式開(kāi)發(fā)在傳輸損耗,、利用效率,、環(huán)境污染等方面都不能滿足要求;光伏、風(fēng)電等波動(dòng)性可再生能源發(fā)電比例要求的提升,，電動(dòng)車等大功率用電交通的普及,，也對(duì)集中式供電網(wǎng)絡(luò)的彈性和安全性提出了挑戰(zhàn)。

　　另一方面,，能源網(wǎng)絡(luò)將氣,、冷/熱、氫等用戶主要的消費(fèi)能源從生產(chǎn)端輸送到用戶端,，并具有大規(guī)模儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì),。因此，依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的引導(dǎo),，通過(guò)分布式能源轉(zhuǎn)換技術(shù),，將智能電網(wǎng)及能源網(wǎng)絡(luò)融合互補(bǔ)，突破各自局限,，提高能源控制能力,，建立多元化供應(yīng)體系，成為未來(lái)能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),。

　　二,、能源系統(tǒng)向分布式轉(zhuǎn)型的優(yōu)勢(shì)

　　分布式能源是指在用戶端智能的組合、利用本地資源,，以經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益最優(yōu)化來(lái)確定技術(shù)路徑與容量規(guī)模,，為客戶提供價(jià)格合理,、清潔、可靠的生活,、生產(chǎn)所需電能,、熱/冷能的能源供應(yīng)方式;同時(shí)，依托于先進(jìn)信息技術(shù)以及微電網(wǎng)控制策略,，分布式能源可以與電網(wǎng)進(jìn)行并網(wǎng)互動(dòng),，為電網(wǎng)提供儲(chǔ)存服務(wù)。

　　分布式能源有以下的優(yōu)勢(shì)：

　　1. 提高能源利用效率：更具需求側(cè)個(gè)性化定制,，通過(guò)多能源和多級(jí)能源利用,，以獲得較高的整體能源效率(80-90%);

　　2. 減少能源傳輸成本：通常來(lái)說(shuō)，輸配電成本占集中供應(yīng)電力最終電費(fèi)的30%左右,，分布式能源在用戶側(cè)安裝,，可就近供能,，避免了輸配損耗,，減少了大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用;

　　3. 減少環(huán)境污染：分布式能源可以將化石燃料為主的中央能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槔酶鍧?、低碳的能源的系統(tǒng),，包括天然氣、氫氣,、風(fēng)能或太陽(yáng)能等;或者提供多樣的靈活的消納和儲(chǔ)能解決方案整合可變發(fā)電電力,，提高可再生發(fā)電份額，間接的減少污染物排放總量;

　　4. 提高能源系統(tǒng)安全性：可作為備用電源,，用來(lái)應(yīng)對(duì)洪水,、地震及火災(zāi)等大規(guī)模災(zāi)害，當(dāng)集中式供電系統(tǒng)受損時(shí),，維持正常電力供應(yīng);

　　5. 提高電網(wǎng)彈性：每個(gè)分布式發(fā)電裝置都相當(dāng)于電網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)備用,，可作為電網(wǎng)的緩沖容量，削峰平谷,，用來(lái)緩解電網(wǎng)中用電高峰和低谷所帶來(lái)的波動(dòng),，減輕電網(wǎng)調(diào)解、調(diào)度的壓力,，提高電力利用效率;

　　6. 解決離網(wǎng)地區(qū)的供能問(wèn)題：邊遠(yuǎn)地區(qū)集中供能困難,、代價(jià)高昂，可根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源稟賦發(fā)展分布式能源,，避免高壓長(zhǎng)輸電網(wǎng)建設(shè)的巨大投入,，降低供能成本;

　　7. 有利于能源市場(chǎng)的發(fā)展：多樣化、本地化和產(chǎn)銷合一的供能方式為小型企業(yè)及電力用戶創(chuàng)造了參與能源供應(yīng)的機(jī)會(huì),，也使用戶擁有更強(qiáng)的能源消費(fèi)主導(dǎo)權(quán),，可刺激能源交易需求,，促進(jìn)能源交易市場(chǎng)的開(kāi)放。

　　未來(lái),，通過(guò)分布式能源系統(tǒng),，整個(gè)能源傳輸網(wǎng)絡(luò)將逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)為智能電網(wǎng)與能源網(wǎng)的高度融合，能源消費(fèi)端將逐步形成利用柔性負(fù)荷,、多能互補(bǔ),、產(chǎn)銷一體為主的模式，能源交易市場(chǎng)也將不斷放開(kāi),，最終實(shí)現(xiàn)自主交易,。

　　三、燃料電池分布式系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷一體,，多能互補(bǔ)的有效途徑

　　根據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì),，加熱需求約占全球能源相關(guān)二氧化碳排放量的30%，并且其中一半需求用于建筑物,。燃料電池分布式系統(tǒng)利用氫燃料電池技術(shù)產(chǎn)生放電反應(yīng),，同時(shí)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)余熱的梯級(jí)利用，為工業(yè)園區(qū),，商業(yè)中心,，數(shù)據(jù)中心，辦公樓,，社區(qū)設(shè)施,，住宅等提供熱力和電力的聯(lián)合供應(yīng)服務(wù)。

　　燃料電池分布式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：

　　1. 供能效率高：相比于天然氣,、風(fēng)能,、太陽(yáng)能，燃料電池系統(tǒng)通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,，發(fā)電效率最高;同時(shí)余熱品味高,，熱能利用難度小，整體效率可到95%,。尤其是在微型CHP(<5kW,，住宅、社區(qū)公共設(shè)施,、商鋪等)應(yīng)用領(lǐng)域,，效率優(yōu)勢(shì)尤其明顯。

　　2. 環(huán)境效益突出：燃料電池分布式以天然氣為原料,，可顯著減少二氧化硫,、氮氧化物和顆粒物質(zhì)的排放;同時(shí)，天然氣重整流程相比天然氣分布式系統(tǒng)的直接燃燒流程,，有著更低的排放指標(biāo),，尤其是在小功率發(fā)電領(lǐng)域,。

　　3. 負(fù)載彈性：燃料電池分布式相比風(fēng)、光等可再生分布式能源具有更高的時(shí)間和輸出可控性和可靠性,。通過(guò)充分了解用戶負(fù)荷的需求特性以及期望的可靠性水平,，個(gè)性化優(yōu)化能源供應(yīng)容量規(guī)模;在使用過(guò)程中啟停靈活、響應(yīng)速度快,，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟隨,，減少儲(chǔ)能成本。

　　4. 城市適應(yīng)能力強(qiáng)：該系統(tǒng)原料來(lái)自現(xiàn)有城市燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò),，供能主體為燃料電池模組,，模塊化、規(guī)格化的產(chǎn)品特征使其無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施要求,、建設(shè)周期短,、擴(kuò)容升級(jí)簡(jiǎn)單;相比于風(fēng)力，太陽(yáng)能光/熱系統(tǒng),，燃料電池分布式占用空間小,，無(wú)安裝位置要求;相比于燃?xì)庖妫剂想姵叵到y(tǒng)無(wú)動(dòng)設(shè)備參與,，運(yùn)行安靜無(wú)噪音,。

　　四,、利用家庭燃料電池分布式系統(tǒng)匹配電動(dòng)車充電負(fù)荷

　　目前,，我國(guó)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，電動(dòng)車已成為國(guó)內(nèi)家庭的重要交通工具之一,。若按照我國(guó)2030年8000萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的規(guī)劃,，每輛車2萬(wàn)公里的邊界條件來(lái)計(jì)算，全年電網(wǎng)需要增加的充電電力供應(yīng)總量將達(dá)到3200億度(三峽年發(fā)電量的3.3倍),。目前市售的家用電動(dòng)汽車中,，特斯拉Model S的續(xù)航里程超過(guò)400公里，其電池容量達(dá)到了85kWh;比亞迪e6的續(xù)航里程達(dá)到了300km,，它的的電池容量為57kWh;以常見(jiàn)的國(guó)家電網(wǎng)慢充樁為例,，其電壓為220V，電流在25A左右,，輸出功率約5.5kW,，因此為一輛電動(dòng)汽車充滿電所耗費(fèi)的時(shí)間為10-15個(gè)小時(shí)。按照家庭生活習(xí)慣,，在晚間下班回家后人們即會(huì)將電動(dòng)車停在家用車庫(kù)或小區(qū)共用車庫(kù)開(kāi)始充電,，至早上再次駕駛出門。同樣按照居民生活習(xí)慣,，城市用電高峰期為晚間下班回家至入睡前,，以及晨間起床洗沐至出門上班前,。但是，如果電動(dòng)車在城市用電高峰負(fù)荷時(shí)充電,，不但不能對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷起到調(diào)節(jié)作用,，反而使得電網(wǎng)更加雪上加霜，降低電網(wǎng)效率,，造成嚴(yán)重不利影響,。

　　基于用電高峰期間同樣是家庭用熱的需求高峰時(shí)段，這里提出安裝家庭燃料電池CHP(~5kW)來(lái)匹配電動(dòng)車充電負(fù)荷的解決方案,，可以在高峰時(shí)段滿足家庭熱水和空間熱能需求的同時(shí),，利用同步產(chǎn)生的電力為電動(dòng)車輛充電，避免對(duì)電網(wǎng)的沖擊,，減少用戶用電費(fèi)用,，甚至獲得需求響應(yīng)的政策獎(jiǎng)勵(lì)。使得高峰時(shí)期和低谷時(shí)期城市電力需求差距越來(lái)越小,，提高電網(wǎng)基荷用電量,，提升電網(wǎng)整體效率，總體需求上升時(shí),，發(fā)電成本卻越來(lái)越低,，每個(gè)居民的用電成本都能得到實(shí)質(zhì)改善。