分布式能源作为一种节能减排、安全灵活的能源发展方式，可有效应对大中城市能源供应、能源安全和环保问题，有助于实现能源−经济−环境协调、可持续发展。北京面临着能源供应和环保的双重压力，因此对清洁能源进行高质量开发利用尤为迫切。分布式能源项目规划建设是北京及京津冀实施绿色能源行动计划的新的重要组成。

在相关研究方面，已有专家通过分析北京可再生能源资源条件、开发现状，从开发与节能两个层面分析太阳能热利用、生物质燃气和建筑节能改造，提出北京农村可再生能源发展战略^［1］；从规划、机制、能源、服务方面提出京津冀可再生能源区域一体化发展战略^［2］；根据北京可再生能源利用现状和城市规划目标，采用综合能耗法分析可再生能源的应用对北京城市发展的意义，分析并预测可再生能源应用前景^［3-4］。Zhao等^［5］基于历史数据建立年度能源基础参考模型测算可再生能源的并网空间，以实现北京 2030年减排目标。肖红波等^［6］通过对北京农村能源消费现状进行分析，发现北京农村能源发展存在的问题并提出解决办法；梁咏华等^［7］开展了平谷区王辛庄镇太后村新村利用可再生能源规划设计方案探究。现有成果对北京分布式能源发展具有借鉴作用，但目前针对北京分布式能源项目规划建设的系统性研究尚少。因此，本文将聚焦北京，从区域分布式能源的特点和现状出发，分析影响北京分布式能源发展的问题，探讨并提出相应的对策。

1 北京分布式能源分布特点

北京分布式能源品种较齐全，主要包括天然气、太阳能、风能、地热能、生物质能等，但总量相对较少。

从能源禀赋来看，北京属于典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，属Ⅱ类太阳能资源区，年平均日照达到2 763 h^［8］，具有发展太阳能和风能的良好条件。风能资源储量约为460万kW，但目前利用量只有45万kW，利用率仅约9.78%；北京处于华北平原，地热资源充足，生物质能种类丰富，具备较好的可开发性。

从地域分布来看，各种分布式能源在北京呈大块分散、小块聚集的区域状分布。可利用的分布式能源主要分散在城市边缘远郊区，其中又以延庆、怀柔、密云、大兴分布最为集中。不同类别能源分布特点不同，可利用的分散式天然气主要呈散点状分散在各个区域，以医院、宾馆项目为主；太阳能资源主要分布在延庆、密云等生态涵养区；风能资源主要分布在延庆、门头沟等北部及西北部山区；地热能主要分布在昌平、顺义等区县；生物质能主要分布在通州、门头沟等城市发展新区和生态涵养区^［9］。

北京分布式能源发展具有能源需求与分布式能源资源分布不匹配的特点。从文献［8］中的数据可看出，顺义、朝阳和房山区是北京能源需求的主要区域，分别占北京总能耗的19%、14%和12%，但这3个区的分布式能源种类和数量相对较少；而能耗仅占0.93%的延庆县则具有丰富的太阳能、风能、地热能和生物质能资源。因此需要区域间合理配置以实现协同发展。

2 北京分布式能源项目现状分析

在分布式能源利用方面，北京领先全国，已建成并投产了一批天然气分布式能源项目。2019年北京光伏发电均由分布式项目提供，截至年底，北京分布式光伏发电累计装机容量达到46万kW，与2018年相比增长了31.43%；北京风能分布式能源项目建设逐步推进，到2020年力争风电装机规模达到500 MW；近年来生物质能和地热式分布式能源项目也逐渐增多。按能源资源从获取、转化、储存到运用至负荷端的顺序绘制的北京典型分布式能源系统结构如图1所示。

北京已实施和在建的天然气分布式能源项目有数十个，类型涉及会议中心、火车站等，其中已建成的项目包括石油创新基地能源中心、金雁饭店能源中心、燃气集团指挥调度中心等。在能源供应方面，已形成了较为完整的燃气供应系统；在能源转换方面，作为北京的主要分布式能源，运用于医院、车站等小型分布式天然气项目的热电联产技术成熟、效率较高；在能源存储方面，储气设施建设起步较早，以建设地下储气库为主，辅以增加液化天然气（LNG）中小液化装置和LNG接收站储罐，用以保障区域的天然气调峰应急需求；在负荷端，开发了多种能源类型冷、热、电、蒸汽多联供（CCHP）系统，例如北京燃气集团指挥大楼的燃气内燃机与余热补燃型溴化锂吸收式制冷机对接的供能系统，利用发电烟气余热制冷、制热，提供热水，实现能源综合利用。同时，为构建绿色低碳、安全高效的现代能源体系，在“十三五”规划基础上《北京市打赢蓝天保卫战三年行动计划》指出，自2018年9月起，原则上北京不再新建天然气热电联产和天然气化工项目^［10］。

对于分布式太阳能项目，在能源获取方面，北京多采用建筑一体化太阳能幕墙光伏发电系统，充分利用屋面；在能源转换方面，重视发展高温热水集热、逆变器以及兆瓦级太阳能热发电系统集成应用等技术；在能源储存方面，多利用高效蓄能电池来实现太阳能跨季节蓄热；在负荷端，注重分布式太阳能项目与城乡建设结合，打造新能源惠民工程。

在风电开发方面，北京采用“分散开发，集中管理”方式，重点推进官厅风电场工程、八达岭新能源产业基地项目、昌平青灰岭风光互补等项目。在能源获取方面，利用全球定位系统等技术建立风能数据库，为选址提供参考；在能源转换方面，力争实现分布式风机关键部件国产化；在能源存储方面，重点推动风电变频控制系统、并网控制系统等技术，提高风电集成能力，增加区域电网的供电可靠性；在负荷端，已有风电场持续向首都电网输送绿色电力。

北京分布式生物质能利用的重要项目有阿苏卫垃圾填埋场沼气发电、海淀区六里屯垃圾填埋场沼气发电等。在能源获取和转换方面，大力推进生物液体燃料、大型高效技术的研发和产业化，增强废物的循环利用；在能源存储方面，采用全密闭作业，将沼气存储在储气柜中。

北京还是我国地源热泵产业起步较早且比较成熟的市场之一，典型的项目有奥运村污水源热泵工程、顺义花博会热泵系统等。在能源获取方面，以重点功能区和高科技园区的建设为依托，建设热泵建筑一体化系统工程以及与其他能源结合的热泵供暖（制冷）工程；在能源转换方面，推进高效新型的污水源、再生水源、工业余热等热泵供热制冷系统研制，拓宽热泵的利用领域；在负荷端，通过推广利用地热资源供暖、供电的智能建筑，满足环保需求。

北京分布式能源利用由能源管理中心统筹，连接能源获取、转换、存储、利用以及主电网等5个环节，建成集中式和分布式协同发展的多能协同综合能源网络。北京分布式能源项目建设概况如表1所示。

3 北京分布式能源项目建设问题分析 3.1 分布式天然气项目

（1）项目运行率过低问题。在已建成项目中有超过一半的项目因有更合适的替代能源、采用进口设备运行维护难、设计不合理、需更新改造等多种原因处于停运或很少运行的状态，造成很大的浪费。

（2）高成本问题。目前的天然气分布式能源项目多为独立的楼宇型热电联产，低收益、高成本是导致其发展受限的重要原因。

3.2 分布式风光能源项目

（1）风电市场问题。风电难以储存，源网荷要保持实时平衡的技术特征决定了风电的技术经济依赖性。为应对分散式风电产能过剩、分布不均的情况，北京采用“余电上网”的措施。然而，由于本地风电市场对风电的价格激励主要集中在上游发电环节，对下游电网的激励不足，造成上游竞争、下游垄断的市场局面，使风电出现上网交易量和交易价格发生扭曲的问题。

（2）宣传问题。分布式能源与民生息息相关，在解决了风、光能源利用的技术问题后，还需要解决可利用分布式能源与用户的适应度以及普及程度较低的问题，并做好有效的宣传推广工作。

（3）资源综合利用问题。风能适于与太阳能技术结合，形成风光互补的能源项目，以实现资源综合利用，进一步提高供电稳定性。然而，北京风光互补项目尚处于起步阶段，能源综合利用程度低，缺乏典型的大型示范项目。

3.3 其他分布式项目

（1）政策支持问题。从北京分布式生物质能、地热能项目相关政策来看，现有的政策大都是以财政补贴为主的正向激励政策，尚缺乏能培育项目自身市场竞争力、保证项目可持续经营和长期收益的长效性的政策支持。

（2）技术创新问题。尚未能有效地根据北京不同地区地热资源的特征，因地制宜地采用相应的技术高效利用资源，发挥项目效益。

4 北京分布式能源发展对策措施

通过分析北京分布式能源建设现状和存在的问题得到的北京分布式能源问题与对策逻辑图如图2所示。

4.1 技术层面

（1）加强设备质量提升，降低成本。解决分布式天然气项目停运问题的关键是要做好立项的科学论证，保障运行调试的安全，提高设计水平，降低设备更换的频率，减少项目成本，增强分布式能源项目竞争力。

（2）因地制宜发展技术，增强适应度。分布式天然气、地热项目等具有与用户种类、周围环境等因素相关度高的特点，因此，亟待加大对区域能源接受能力、利用方式等的研究调查，因地制宜地发展，处理好分布式能源供应端与用户端的关系。

（3）推进设备国产化进程，提高竞争力。大量进口的设备、技术是分布式能源行业成本居高不下的原因之一。要获得长远发展，必须推动设备核心技术的自主研发。例如在分布式天然气利用中，改变由于北京空气品质与进口微燃机要求的差距较大所导致的设备运行后过滤器更换频繁的情况。还应鼓励当地中小企业积极参与，提高行业的活力和创新力。

4.2 政策层面

（1）加大宣传力度，提高社会认知度。将对分布式能源的利用运用到首都惠民工程和居民日常设施中。从观念和行动两方面入手，提升用户满意度，调动供应商的积极性，解决风光资源宣传问题，大面积推广“阳光双百”“风光互补路灯”等公共服务。并继续推动能源公共服务向农村延伸，形成城乡协调、南北均衡的基础设施布局。

（2）制定阶段性政策奖励，刺激投资。一方面，应进一步细化分布式能源政策，做好政策落实工作。实行经济补贴与鼓励并行，制定阶段性的奖励政策并设置好奖励政策的下限和上限，刺激当地的投资；另一方面，应做好保障性政策支持，杜绝违规行为的发生。

（3）建立示范性工业园区及项目。可考虑在北京郊区探索建立示范性工业园区及项目，由政府牵头，带动社会各阶层认识、了解、支持、参与分布式能源项目。通过示范性项目，大力推广小规模分布式能源发展，以区域为单位发展分布式能源，实现区域联动。将《北京绿色制造实施方案》中示范创建要求的五十个能源管理中心尽快落实到各区域，综合考虑区域、能源供应、地理等因素，规划各区域需建设的能源中心种类和数量。

4.3 市场层面

（1）适度超前规划。电网企业应在每年开展电网规划时，根据当地各区域内分布式能源电源的发展规模、装机容量、接入需求等基本情况，预测未来分布式能源的市场需求情况^［10］。根据此预测，分区域地提出分布式能源接入的计划，制定年度接入系统方案和投资建议，做好顶层设计工作，统筹分布式能源市场建设工作。

（2）健全市场监管机制。对分布式能源市场的监管可分为入口和出口两个方面进行。入口是指对市场准入的监管，出口是对实施情况的监管。出口是硬性关卡，需要加强把关，严格监控实施情况，杜绝“偷漏补贴”的情况出现。而入口则是软性关卡，根据市场情况的不同，可以采取不同的应对措施，在市场环境不利时，应当适当放宽考核标准，扩大市场准入。而在市场环境较好时，减少对分布式能源市场价格的宏观控制。

（3）建立合理价格机制，完善市场上、下游产业链。为解决风电市场问题，需要继续完善北京市场上、下游产业链，形成开放的竞争机制。北京应积极鼓励社会资本投资，配合推进京津冀电力交易市场建设，完善部分能源的特许经营制度。

4.4 区域能源管理层面

（1）健全区域性分布式能源系统。应综合考虑北京地价等因素，建立区域性能源中心，将分布式能源项目点向区域能源中心聚集，以绿色企业集聚化发展、绿色服务平台建设为重点，优化园区规划布局，合理控制园区的土地开发强度，提高土地节约集约利用水平。中心系统实现规模化开发，并网式发展。同时，需要支持自发自用的小规模项目，满足区域能源需求，有效解决风光资源综合利用问题。并加快延庆八达岭经济技术开发区、亦庄金凤科技园等微电网示范工程建设。

（2）加强区域之间沟通交流，平衡负荷。在实现区域能源自发自用后，应争取做到区域之间交流互通，充分利用余电余热，加速区域能源循环^［11］，在落实接网消纳条件的基础上有序推进项目建设。北京各区域分布式能源发展应考虑季节、温度、时间因素来合理分配冷、热、电功率，加强区域之间的联系，增强供能稳定性，增加收益，推动分布式能源成本偏高等问题的解决。

（3）优化项目管理结构。需要根据具体情况制定相应标准规范对分布式能源项目投建和运营进行指导，制定完整的能源梯级利用方案。调动现有的产业联盟和优势企业，实现规模化开发，发挥资源开发整体效益，实现统一规划、整体开发。

5 结　语

北京作为典型的能源输入型城市，要在减量发展前提下打赢“蓝天保卫战”，并实现能源绿色低碳目标，需因地制宜挖掘可再生能源资源利用潜力、开发分布式能源。北京分布式能源资源包括太阳能、风能、天然气、地热能、生物质能等多种类型，在清洁、低碳能源发展的背景下，首都分布式能源项目建设总体上向着多元化、清洁化的方向发展。但在项目运行、资源利用、成本费用、政策支持、市场开发、技术创新等方面仍存在一些制约北京分布式能源发展的问题，建议从政策引导、做好宣传、合理规划、技术提升、加大监管、优化结构、长效激励、示范引领等方面形成组合策略加以解决，确保北京分布式能源开发建设高质量发展。未来应进一步开展首都不同区域、不同类型清洁能源项目规划建设的科学性、精准性研究，为推动首都及京津冀地区能源绿色高效转型提供支持。