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》。《能源稅法案》 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》對優(yōu)質(zhì)的分布式能源項目安裝的設(shè)備額外減免了10%的稅。《公共事業(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)者及其他納稅人可實現(xiàn)共贏局面。