微電網是一組相互連接的分布式能源(DERs)加用電負荷，或在明確定義邊界內的單一能源資源加用電負荷。微電網能夠在主電網無法到達的偏遠地區(qū)獨立運行，也可以與主電網并網運行。

彭博新能源財經(BloombergNEF)和國際組織SEforALL近期聯(lián)合發(fā)布《2020年全球微電網市場報告》(以下簡稱《報告》)，聚焦新興市場微電網。為此，本刊記者專訪BloombergNEF相關研究人員，圍繞報告就相關問題進行探討。本文也涉及到一些發(fā)達國家的微電網建設情況，這些國家的項目規(guī)模和目的往往與新興市場不同。

記者：近年來，全球各地微電網是如何發(fā)展的?增長最快的市場在哪里?

BloombergNEF：得益于光伏電池和鋰離子電池成本的大幅降低，以及能源管理和控制技術的進步，過去十年里，世界各地安裝的太陽能混合動力微電網不斷增加，增長速度因地域而異。

微電網能夠幫助地區(qū)解決電力供應和電力彈性等問題，在撒哈拉以南非洲、南亞、美國和澳大利亞，有更多的項目已經建成。據統(tǒng)計，截至2020年3月，撒哈拉以南非洲、亞洲和島國(其中一些在拉丁美洲)共有7181個微電網項目在建/運。目前在運的微電網項目共計5544個，其中63%是光伏微電網或光伏混合微電網，21%接入水電，11%接入柴油/重油發(fā)電機。目前，現(xiàn)有微電網僅能滿足農村小部分的電氣化總需求。在歐洲等地區(qū)，我們還看不到微電網對電網系統(tǒng)有太多的滲透。

在全球范圍內，美國和澳大利亞可能是微電網增長最快的市場。在美國，提高電力系統(tǒng)應對自然災害的恢復能力是發(fā)展微電網的主要興趣所在。在澳大利亞，我們看到一些新項目已經開始在偏僻孤立地區(qū)發(fā)展起來，如離網采礦場，用以節(jié)約能源成本，減少溫室氣體排放。

在新興市場，預計尼日利亞將有更多的項目上線。目前尼日利亞有兩個太陽能混合微電網融資項目，這兩個項目的預算為2.2億美元，由世界銀行和非洲開發(fā)銀行提供融資。

記者：請問，商業(yè)和工業(yè)客戶對微電網項目的要求有何不同?

BloombergNEF：總的來說，工業(yè)用戶對高功率輸出的需求往往比商業(yè)用戶大，因此微電網系統(tǒng)的設計需要滿足這種需求。一個微電網系統(tǒng)需要根據客戶、負荷和位置進行定制。在新興市場，農村地區(qū)的微電網往往既連接小型商業(yè)用戶，又連接工業(yè)用戶。

記者：請您簡述一下微電網如何改變社區(qū)的發(fā)電和用電方式、提供靈活性?

BloombergNEF：如果在安裝微型電網之前，社區(qū)無法獲得電力，那么微電網提供的電能不僅能夠通過提供照明等基本服務改善農村家庭生活質量，而且能夠使當地企業(yè)創(chuàng)收。使用微電網的影響是多種多樣的，并根據項目的不同而有所不同。如果社區(qū)已經接入主電網，那么微電網通常會連接到主電網。一旦安裝了微電網，電力將主要由微電網供電，但在一些情況下仍使用主電網電力。當主電網發(fā)生故障時，社區(qū)能夠使用微電網的可靠電力。

對于一個并網的微電網來說，是否能將高水平分布式發(fā)電納入到當地能源系統(tǒng)至關重要。微電網在為電力系統(tǒng)提供額外的靈活性和可再生能源集成方面發(fā)揮作用。從這一角度來看，微電網更適用于分布式可再生能源已經普及的發(fā)達國家。

記者：請問目前微電網技術模式有哪些?

BloombergNEF：微電網的技術配置有許多種。技術模型會因發(fā)電、電池存儲、負載和控制系統(tǒng)的不同而不同。很多發(fā)電技術都可以參與到微電網中。例如，在過去十年里已經出現(xiàn)了光伏混合動力微電網，而電池技術在微電網中的應用因項目而異。有些微電網項目將電動汽車充電器作為系統(tǒng)的一部分。

全球微電網市場中增長最快的部分是光伏混合微電網?，F(xiàn)有微電網中有32%以柴油/重油(HFO)發(fā)電或水電作為電源，但是光伏是當今微電網最常用的發(fā)電技術。典型的現(xiàn)代微電網由光伏電源和儲能系統(tǒng)組成。開發(fā)商傾向于采用鉛酸電池，因為采用鉛酸電池的前期投入成本較低。隨著技術成本大幅下降，開發(fā)商也開始采用鋰離子電池。經估算，2019年配置儲能系統(tǒng)的微電網中有66%采用鉛酸電池，32%采用鋰離子電池，預計未來兩者的市場份額會發(fā)生變化。此外，光伏混合微電網組合使用光伏和其他分布式能源，在度電成本和增長速度方面與主電網擴展形成競爭互補關系。

記者：隨著可再生能源發(fā)電技術及數字化的發(fā)展，微電網有哪些變化和趨勢?

BloombergNEF：結合光伏、電池儲能和化石燃料發(fā)電的太陽能混合微電網已成為主流。甚至在太陽能和儲能技術出現(xiàn)之前就已經有了微電網，但這些系統(tǒng)通常只有一種單一的發(fā)電技術，如柴油或水力發(fā)電。

根據地理位置的不同，一些風力發(fā)電廠會接入微電網。從最優(yōu)配置的角度來看，控制系統(tǒng)的先進性有助于多個分布式資源的集成，并將其作為一個單一的實體進行管理。遠程連接、控制和數據分析為控制系統(tǒng)提供更多可行選擇。有了新技術的支持，更加分散的小型分布式供電成為可能。遠程監(jiān)控技術已成為微電網的常用技術，對于安裝在農村地區(qū)的孤立的微電網，工程師可以監(jiān)控微電網的運行情況，并進行故障排除。

記者：微電網發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和機遇是什么?

BloombergNEF：我們的《報告》聚焦的主要是新興市場高水平微電網面臨的關鍵性挑戰(zhàn)。關鍵性挑戰(zhàn)分別是保障微電網資產現(xiàn)金流的法規(guī)、客戶需求波動性和項目規(guī)模。利益相關者需要應對這些挑戰(zhàn)，以促進市場增長。

1.各地普遍缺乏微電網支持政策和法規(guī)，特別是保障微電網資產現(xiàn)金流的法規(guī)。

在需要對農村電氣化進行持續(xù)投資的國家中，很少有國家政府機構做出明確規(guī)定來保障微電網所有者。而私人投資者往往傾向于支持政策最為有利的市場。

2.農村用戶的用電需求通常比較有限，有時甚至無法支付電費。

農村微電網運營商面向的客戶往往收入很少、支付能力有限，且需求不可預測天氣條件、季節(jié)性和作物產量都會對客戶支付能力產生直接影響。對于微電網運營商來說，這種不穩(wěn)定的收入流對財務支持者的風險回報構成巨大風險。無法增加的農村用電需求、有限的用戶支付能力也就意味著微電網項目距離實現(xiàn)盈虧平衡需要更長時間，用戶的不可靠性是微電網在沒有補貼的情況下實現(xiàn)經濟可行性的最大障礙之一，這會阻礙私人投資者動用資金支持此類項目。《報告》跟蹤了約21億美元的微電網投資項目，其中能夠按期支付的資金僅為13%左右，存在重大風險。

3.項目規(guī)模受限。

大多數微電網開發(fā)商都是小型企業(yè)或初創(chuàng)企業(yè)。近年來，隨著光伏混合微電網市場的發(fā)展，大型和國際公司也開始參與微電網開發(fā)。部分企業(yè)的參與方式是收購電池儲能系統(tǒng)、不間斷電源(UPS)和軟件控制技術企業(yè);EDF、Enel、ENGIE、Iberdrola、殼牌和東京電力公司等電力企業(yè)和石油企業(yè)則與開發(fā)商合作，或對其進行投資。三井集團和住友集團等日本貿易公司也投資了微電網開發(fā)商。

大多數農村微電網的功率范圍僅為10～100千瓦。私人投資傾向于更大的交易規(guī)模。因此，許多公司不愿投入必要的時間和精力為100萬美元或更小金額的項目提供融資。

原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年8月7日第31期