近年来，中国光伏发展呈现超预期的势头，截至2023年底，光伏装机总量在电力装机总量中的占比已达21%，发电量占全社会用电量的8%以上。其中，装机量在兆瓦级及以下的分布式光伏发展更是迅猛，2023年，分布式光伏累计装机量已占光伏总装机量的42%，占全部电源装机量的9%。
成绩斐然，挑战巨大
中国分布式光伏发展的地域特点是集中在中东部电力需求大省，排名前五的山东、河南、浙江、江苏、河北五省装机量占全国装机总量的61%，且分布式光伏装机在各省的光伏装机总量中的占比已达10%—20%，有效弥补了这些地区电力供应不足。
不过，分布式光伏的爆发性增长也带来了一系列始料不及的问题，如配电网容量严重不足导致多地出现分布式光伏无法接入、农村用电需求不足使得户用光伏发电无法充分就地消纳、各地分时电价的调整影响分布式光伏发电的收益，以及缺乏分布式能源就地消纳的市场机制等。能否化解这些矛盾和问题，事关分布式光伏未来能否大规模、可持续的发展，也将直接影响电力行业乃至全社会实现“双碳”目标的进程。
解决消纳是当务之急
分布式光伏发展一直鼓励和倡导“自发自用、余电上网”，但用户自我消纳能力、配网消纳能力以及供需双方就近交易能力的缺失，使得消纳成为当前分布式光伏发展面临的主要矛盾，严重制约了分布式光伏的可持续发展潜力。
一方面，电力供需的时空不平衡制约了分布式光伏的消纳。时间上，分布式光伏的最大出力时段为午间，而电力负荷的最大需求通常在晚间，导致光伏电力难以即时就地消纳。
空间上，农村地区屋顶光伏资源丰富，但其用电需求却有限。根据测算，一般农户的年均用电量在1000—2000度电，而一家典型农户的10千瓦屋顶光伏的年发电量在1万度电以上，远超农户自身电力需求，多余的电量通常只能上网。这又引发了另一个问题，即分布式光伏发展与配电网发展严重不匹配。传统配电网的设计与运行是基于“单向供电”原则，电力供应源自上一级的输电网，配电网内没有电源。而分布式光伏则需直接接入配电网，形成电力的双向流动，这从根本上改变了对配电网的设计与运行要求。
另一方面，当前缺乏分布式电力的交易机制。为有效降低交易成本，促进光伏电力消纳，我国于2017年提出了“隔墙售电”的交易模式，并推出首批共26个试点区域。不过，电网的输配电费及系统运行费用分摊问题、分布式光伏用户的交叉补贴问题等尚未解决。
此外，分布式光伏发展涉及产品制造供应商、投资开发与运营商、电网公司、电力用户以及地方政府部门等多个主体。对产品制造供应商而言，分布式光伏装机增长虽是利好，但需求激增或大幅波动直接影响产业链的产能投资计划、生产能力与回报。对于投资开发与运营商而言，最大挑战则来自如何平衡投资运营效益与承担合理的配电网升级改造及运行成本。
另外，不同的分布式光伏用户诉求迥异。例如，农村户用光伏用户希望通过自发自用电力，同步提升终端电气化水平和生产生活水平，余电上网还能获得额外收益；而工商业分布式用户更关注如何获得用电成本降低和绿色环境效益等。
电网公司肩负社会责任，支撑可再生能源发展义不容辞，但同时必须确保电力供应的安全可靠。与此同时，企业必须考虑经济效益，支持分布式光伏消纳将带来额外的电网投资与运营成本压力，在现有的输、配、售一体的电网管理体制下，分布式光伏自发自用或就近交易无疑将影响电网公司的电力营销收益。
引导分布式光伏的大规模发展，大幅降低用电成本，是地方政府发展经济，引进新兴产业的重要措施，但同时又必须确保能源的供应安全，防止在极端条件下出现电力供给的大面积短缺，维持全社会生产，生活的稳定。
就地、就近消纳是必由之路
确保分布式光伏可持续发展的核心思路应是就地与就近消纳，具体手段包括：通过终端用能电气化提升就地消纳潜力；改变配电网投资与运营模式促进就近消纳；建设分布式智能电网保障自由上网与就近消纳；实现分布式交易最低成本的供需匹配。
用户多能需求的电能替代是就地消纳的必需。终端电气化水平提升，可以满足用户日益增长的电、热、冷多能源需求。相关实地测算显示，提升农村用户终端电气化，如推广电动车、热泵、电动农机具，将显著增加用电需求，可有效消纳农村地区丰富的光伏资源。而工业生产电气化、电动汽车有序充放电，以及数据/算力中心与分布式光伏的协同发展等举措，将使工商业用户主动参与电力平衡，将企业数字化与能源转型有机融合。
配电网/微电网投资与运营模式的变革是保障就近消纳的前提。解决配电网/微电网多元投资主体的核心关切才能支撑分布式光伏在就近更大范围的高比例消纳。需要从管理、运营及调度机制等层面厘清公用电网与多元主体投资的配电网/微电网各自的职责、权利与义务。多元主体投资的配电网/微电网在运行时应获得所需的供电安全与可靠性支持，同时也应承担相应的合理的公用电网的成本分摊。
分布式智能电网是促进就近消纳的最佳范式。提升配电网消纳能力的出路是技术创新，而非单纯的扩建增容。在规划与运行层面，采用消峰规划与动态增容技术可有效减缓对配电网大幅升级改造的投资。在智能化层面，通过大力应用数字化及AI技术，充分发挥多元的分布式储能的作用，以及增强配电网与微电网的协调互动来提升电力就地平衡能力。
市场化交易是保障就地与就近消纳的有效手段。应推出相应的输配电网保供兜底成本核算方法，通过培育以分布式光伏与储能、微电网，虚拟电厂等为代表的多元市场主体，助力电力市场改革。
分布式光伏可持续发展离不开有的放矢的政策呵护，需要因地制宜、针对不同典型场景开展试点示范，探索、创新并验证短中长期的破解之道，以形成基于事实和证据的政策建议、技术方案和商业模式。
当前，能源基金会正与地方政府、电网公司、光伏龙头企业、科研院校等多方合作伙伴一起，结合中国典型地区特点开展多维度系统性试点，例如：在山东、河南等地，通过户用光伏配合储能等技术方案，开展消纳试点；在山东、内蒙古、河北等地，探索在城市园区和县域农村两大场景下分布式智能电网的发展模式；在苏州等地探索就地有效消纳分布式光伏的分布式交易机制和智能微电网试点。希望通过大胆尝试，总结教训与经验，走出一条适合中国国情的分布式光伏发展之路。
（本文作者张永平系能源基金会清洁电力项目主任；周勤系能源基金会清洁电力项目高级顾问；李卓、周锋系能源基金会清洁电力项目主管）
