微電網(wǎng)對(duì)于農(nóng)村社區(qū)、企業(yè)，以及全球9億無(wú)電人口的供電具有重要意義。雖然微電網(wǎng)在許多地區(qū)仍屬新興行業(yè)，卻已經(jīng)是成本最低的供電選擇。微電網(wǎng)形成規(guī)模、充分發(fā)揮潛力需克服兩個(gè)挑戰(zhàn)：首先，農(nóng)村用戶(hù)的用電需求通常比較有限，有時(shí)甚至無(wú)法支付電費(fèi);其次，各地普遍缺乏微電網(wǎng)支持政策和法規(guī)。本報(bào)告介紹了全球微電網(wǎng)市場(chǎng)現(xiàn)狀，旨在幫助微電網(wǎng)從業(yè)者及感興趣人士了解微電網(wǎng)在確保供電方面的作用。

2018年年底，全球無(wú)電人口從2010年的14億降至約9億。電網(wǎng)覆蓋范圍擴(kuò)大及獨(dú)立光伏系統(tǒng)的快速部署為無(wú)電人口下降做出了貢獻(xiàn)，特別是在亞洲。近年來(lái)，在撒哈拉以南非洲，無(wú)電人口數(shù)量在6億上下。在目前行業(yè)發(fā)展和人口持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)下，2030年估計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)全民用電。根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)，2030年全球仍將有6.2億無(wú)電人口。

隨著光伏和電化學(xué)儲(chǔ)能成本持續(xù)快速下降，遠(yuǎn)程連接、控制和數(shù)據(jù)分析方面也有了更多可行選擇，有了新技術(shù)的加持，更加分散的小型分布式供電成為可能。光伏混合微電網(wǎng)組合使用光伏和其他分布式能源，在度電成本和部署速度方面與主電網(wǎng)擴(kuò)展形成競(jìng)爭(zhēng)互補(bǔ)關(guān)系。

電網(wǎng)擴(kuò)展一直是提供供電服務(wù)的主要途徑，但與獨(dú)立電源相比，主電網(wǎng)擴(kuò)展的“藍(lán)海”逐漸萎縮，其農(nóng)村新用戶(hù)的獲取成本越來(lái)越高。許多國(guó)有公用事業(yè)負(fù)債累累，且無(wú)電人口存在迫切的用電需求，因此，采用融合多種技術(shù)的最低成本途徑對(duì)政府和公用事業(yè)非常關(guān)鍵。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2020年3月，撒哈拉以南非洲、亞洲和島國(guó)(其中一些在拉丁美洲)共有7,181個(gè)微電網(wǎng)項(xiàng)目。目前在運(yùn)的微電網(wǎng)有5,544個(gè)，其中63%是光伏微電網(wǎng)或光伏混合微電網(wǎng)，21%接入水電，11%接入柴油/重油發(fā)電機(jī)。目前，已有微電網(wǎng)僅能滿(mǎn)足農(nóng)村電氣化總需求的一小部分。

全球微電網(wǎng)市場(chǎng)中增長(zhǎng)最快的部分是光伏混合微電網(wǎng)。已有微電網(wǎng)中有32%以柴油/重油(HFO)發(fā)電或水電作為電源，但是光伏是當(dāng)今微電網(wǎng)最常用的發(fā)電技術(shù)。

典型的現(xiàn)代微電網(wǎng)由光伏電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)組成。開(kāi)發(fā)商傾向于采用鉛酸電池，因?yàn)殂U酸電池更容易獲得，且前期投入成本較低。但隨著技術(shù)成本大幅下降，開(kāi)發(fā)商也開(kāi)始采用鋰離子電池。我們估計(jì)，2019年配置儲(chǔ)能的微電網(wǎng)中有66%采用鉛酸電池，32%采用鋰離子電池，但兩者的市場(chǎng)份額估計(jì)會(huì)變化。

大多數(shù)微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)商都是小型企業(yè)或初創(chuàng)企業(yè)。近年來(lái)，隨著光伏混合微電網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展，大型和國(guó)際公司也開(kāi)始從事微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)。部分企業(yè)的參與方式是收購(gòu)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、不間斷電源(UPS)和控制軟件技術(shù)的企業(yè);EDF、Enel、ENGIE、Iberdrola、殼牌和東京電力等公用事業(yè)和石油企業(yè)則與開(kāi)發(fā)商合作，或?qū)ζ溥M(jìn)行投資。三井和住友等日本貿(mào)易公司也投資了微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)商。企業(yè)投資微電網(wǎng)的部分動(dòng)力是為2015年聯(lián)合國(guó)大會(huì)上通過(guò)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDG)做貢獻(xiàn)。

微電網(wǎng)開(kāi)發(fā)商面對(duì)的典型挑戰(zhàn)有兩個(gè)：農(nóng)村用電需求有限和用戶(hù)支付能力有限。無(wú)法增加這部分用戶(hù)的用電需求，也就意味著微電網(wǎng)項(xiàng)目距離實(shí)現(xiàn)盈虧平衡需要更長(zhǎng)時(shí)間。微電網(wǎng)的商業(yè)模式很多，但都越來(lái)越關(guān)注刺激微電網(wǎng)用電量、提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性。除了為居民用戶(hù)提供服務(wù)外，一些開(kāi)發(fā)商還加大了對(duì)小型企業(yè)、工業(yè)用戶(hù)、農(nóng)業(yè)設(shè)備用戶(hù)和電訊塔等生產(chǎn)型電力用戶(hù)的挖掘，上述用戶(hù)的用電需求比居民用戶(hù)更高，可預(yù)測(cè)性更強(qiáng)，有利于提高每用戶(hù)平均收入(ARPU)。

部分開(kāi)發(fā)商不僅售電，還提供設(shè)備融資，用戶(hù)無(wú)需投入前期成本即可使用設(shè)備。其他開(kāi)發(fā)商采用KeyMaker模式，他們從當(dāng)?shù)刭?gòu)買(mǎi)原料(例如魚(yú))，通過(guò)微電網(wǎng)供電進(jìn)行加工，然后以更高的價(jià)格在城市地區(qū)出售最終產(chǎn)品(例如加工后的魚(yú))。

到2030年，撒哈拉以南非洲，亞洲和島嶼國(guó)家將有2.38億個(gè)家庭需要供電服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)普全民供電。微電網(wǎng)滿(mǎn)足其中一半的需求，為1.11億家庭供電，估計(jì)需要1,280億美元的資本投資，比正常情況下的資本投資高78%。微電網(wǎng)是許多中低密度地區(qū)的最經(jīng)濟(jì)的供電選擇，能解決低收入家庭的供電問(wèn)題。

一組數(shù)據(jù)

5,544

在撒哈拉以南非洲、亞洲和島國(guó)的微電網(wǎng)安裝數(shù)量，其中部分島國(guó)位于南美洲

0.49-0.68美元/千瓦時(shí)

通過(guò)獨(dú)立型光伏混合微電網(wǎng)供電的生產(chǎn)型用戶(hù)和家庭用戶(hù)電價(jià)范圍

1.11億

到2030年，撒哈拉以南非洲，亞洲和島國(guó)通過(guò)微電網(wǎng)供電的家庭數(shù)量