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综合智慧能源从概念走向产业

作者:齐越 赵风云 来源:能源研究俱乐部 发布时间:2020-09-11 浏览:
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综合智慧能源从概念走向产业

齐越  赵风云

(中国电力技术市场协会综合智慧能源专业委员会)

一、概念与涵义

综合智慧能源是针对区域内的能源用户,改变原有的不同能源品种、不同供应环节单独规划、单独设计、单独运行的传统模式,以电为核心,提供电、热、冷、气、水等能源一体化的解决方案,通过中央智能控制服务平台,实现横向能源多品种之间、纵向“源-网-荷-储-用”能源供应环节之间的协同和互动,是能源革命的一种实现形式。其中,“综合”强调能源一体化解决方案,从用户侧思维出发,是多种能源品种的融合。“智慧”体现为三个层次,一是信息技术智慧,通过互联网及信息技术、能源信息高速公路,把综合的能源系统有机联系起来;二是系统算法升级,不同能源品种之间、不同供应环节之间需要优化计算,实现多个维度的互补协同,这需要更强大的中央指挥系统,降低系统生产成本;三是设备端智慧,每个能源元件的智能化。

综合智慧能源是能源革命、新一轮电力体制改革和电力新技术、互联网技术结合的产物;是随着可再生能源和分布式能源的发展、能源的协同利用,以及能源体制、管理、理论、技术变革催生出来的一种新产业、新业态;是以用户侧思维主导的新概念;是智慧城市、智慧社区、美丽乡村建设的基础。

综合智慧能源项目主要针对一定范围的有用能需求的区域,是新增经济活动区域最适合的能源配置方式,如新增工业园区、开发区、新农村建设等。也可以部分存量的完善和改造作为补充,如以传统电厂为依托发展综合智慧能源,特别是城市供热电厂更具有天然优势和潜力。

适用场景:满足用户的个性化用能需求。综合智慧能源是量体裁衣,创新能源消费方式,利用需求的多样性和差异化,实现用能需求的互补和智慧高效用能。

供应方式:充分利用不同地区资源禀赋。根据不同地区的资源特点,发挥不同能源品种的协同优势,实现能源供给侧优化。

输送方式:改变传统不同能源品种分别输送的方式,利用能源综合管廊传输方式,在空间上实现多种能源品种输送方式的优化。

管控方式:综合智慧能源控制及服务平台是项目的大脑和中枢神经,通过神经的感知和大脑的计算和分析,实现对综合智慧能源项目的统筹、协调、优化和智慧。

二、特点与特性

综合智慧能源的特点可以归纳为“三性三化”,即综合性、就近性、互动性和市场化、智能化、低碳化。

综合性:指实现用能区电、热、冷、气、水等多能源的协同生产、配送、销售、消费和源、网、荷、储、用的协同运营。

就近性:指实现能源就地生产、就地平衡、就地消纳。充分利用本区域内的一次能源,采用清洁生产方式,实现区域内能源总量和结构的优化,最大限度的消纳本地区的清洁能源。

互动性:指实现不同能源主体之间的互动,供需之间的互动。在市场化价格机制的基础上,引入现代能源需求侧管理理念,鼓励用户参与需求响应和供需互动,根据价格变化趋势合理调节需求总量和时间分布,引导用户错峰消费,削峰填谷,在保证用能效用的基础上进一步降低用能成本,同时提高供给侧的生产效率,分析用户用能特性,为用户提供用能咨询服务,创新能源消费方式,鼓励能源市场主体成为能源的产消者。

市场化:指建立市场化的价格机制,提高能源资源配置的效率。落实能源体制改革政策,在用能区的能源生产、配送、销售、消费各环节实行能源交易和价格的市场化,以合理反映能源的成本变化和稀缺程度,引导和调节供需平衡。

智能化:指应用“云大物移智链”等现代信息技术,提升能源生产、配送、使用的智能化水平。通过建设综合能源控制服务平台,实现能源系统各环节、全流程的优化计算,为能源消费者提供可选择、高附加值的能源增值服务。能源消费者可选择集中或分散控制模式,实现订单式生产,智能化、可视化、可选择性消费,多维度优化配置能源生产要素。

低碳化:指以提升能效、降低碳排放为目标,实现区域能源生产和消费清洁高效,达到近零排放。通过建立科学合理的调节机制,优先采用核电、水电、风电、光伏等清洁能源。在消费端,减少以煤、油等为主的一次能源消费,提高电能使用比例,综合利用热泵、储热、储冷、储电等多种能源形式。

三、产业实践主要项目类型

“综合智慧能源产业”是围绕客户需求,提供“终端一体化集成供能”综合解决方案。现阶段主要包括以下项目类型。

清洁供暖项目:可再生能源(风电、太阳能、生物质能)供暖、热泵技术(水源、地源、空气源等)应用、地热、智能化电采暖等。

燃机多联供项目:天然气冷热电三联供为主的多种能源协同供应服务。

储能项目:电源侧、用户侧调峰调频项目,储电、蓄冷、蓄热等。

氢能开发及利用项目:工业副产氢利用,可再生能源制氢、输氢、储氢、加氢,氢燃料电池车及氢能利用。

电能替代项目:以电代煤、以电代油、以电代气、港口岸电/交通枢纽及综合能源服务、电动汽车双向逆变充放电(V2G)用能服务等。

多能协同智慧综合体项目:多种能源互补、多种需求一体化。综合供需终端提供能源产品和能源服务的智能化能源站等。

产业链协同项目:为终端用户(产品)提供综合能源服务的资产。

技术咨询服务项目:提供综合智慧能源装备、技术、咨询及相关服务等。

金融属性项目:能源现货、期货(含研究)交易市场,互联网交易、互联网金融交易等。

与传统电源项目不同,综合智慧能源项目的收益率应按照长期性、趋势性来看待,且要站在用户维度去考量,而不是站在政府或企业自己预测的维度。

四、综合智慧能源典型场景

今年7月30日A6联合体组织1在北京召开的“2020综合智慧能源优秀示范项目案例报告会”发布的统计数据显示,A6联合体向会员单位及社会各界广泛征集综合智慧能源项目案例50个,符合组委会征集要求的有35个。其中,智慧城镇型6个,占比17%;产业园区型14个,占比40%;集群楼宇型5个,占比14%;平台服务型10个,占比29%。

实际上,综合智慧能源项目典型场景的表现形式非常多样,从功能来看,可分为智慧城镇型(含新、老城区/镇,结合智慧城市)、产业园区型(含工业园区、高新园区,单一产业或多种类产业)、集群楼宇型(含单一建筑和“主体+裙房”建筑)。

01

智慧城镇型

智慧城镇型主要面向城市新区建设、老城区或县镇区域扩建改造建设,需要结合新型智慧城市建设要求,开展的综合智慧能源建设和服务,客户主体是地方政府。

此类型着力解决能源需求大、种类多、环保要求高、综合能效低等问题,结合智慧楼宇、智慧交通、智能城市基础设施等手段,打造绿色、生态、节能、高效、安全的城市能源整体解决方案。

主要以天然气冷热电三联供、分布式燃机、超低排放火电、水电、生物质(垃圾)发电、地热应用、大电网供电为基础的能源供应,结合分布式光伏、低风速景观式风电、热泵、储能等多种能源供应形式。

02

产业园区型

产业园区型主要指工业园区或高新园区。园区又可以是单一种类产业园区或是多种类产业园区。

1.工业园区

工业园区综合能源区域规模差别比较大,有不到十平方公里的小型工业园,也有达到几百平方公里的工业园区,特点是能源需求密度较大,除电、冷、热等能源需求外,有蒸汽、热水、余热综合利用、充电桩及充电场等需求。

能源供应形式主要有天然气冷热电三联供、大电网供电、余热利用、建筑一体化&屋顶光伏、分布式风电、储能等,部分地区以燃煤作为一次能源供应。

2.高新园区

高新园区主要针对机场空港、高铁枢纽中心、高教园区、科技园区、高新开发区、大学校区、数据中心、现代化医院等规划建设的综合智慧能源项目。

能源供应形式以天然气分布式能源站为主,包括配电网、分布式光伏、风电、供热管网系统、储能和充电桩及充电场等。

03

集群楼宇型

集群楼宇型项目是依托商业建筑、总部基地、办公大楼、宾馆酒店、专科医院、酒店式公寓、写字楼、别墅区和小型高档社区等进行综合智慧能源建设的项目。通常面对单一形式、“主体+裙房”形式、小规模的群体建筑形式开展综合智慧能源建设。

集群楼宇型项目对能源供应的可靠性要求高于其他类项目,能源供应主要包括天然气冷热电三联供、分布式燃机、内燃机、大电网供电、建筑一体化&屋顶光伏、地热、储能等。

总体看,综合智慧能源是未来能源增长的主流,特别是工业园区、开发区(国家级552家、省级1991家)的发展非常适合。综合智慧能源项目体量小、机制新,适应市场能力强,可以在新形势下形成强大的新基建基础,诸如智慧城镇、美丽乡村、智慧交通、智慧医院等。

五、场景应用考虑的主要因素

(一)从能源需求侧着眼入手。在各类典型场景区域中,各种能源用户对能源的需求应该体现于典型场景规划中,包括能源的种类、品位、数量、功能、温度,用能的时间、时序、季节等。

(二)对能源供应侧优化配置。在所规划的典型场景区域中,分析各种能源资源禀赋的情况,一次化石能源、二次转换能源、可再生能源、可用的低品位能源等,考虑因素有能源品位、数量、可利用性、可选用的技术和设备等。

(三)协同能源梯级循环利用。一次能源梯级利用转换的选择,转换输配系统的确定,应综合考虑能源梯级利用的实现形式、多种能源的综合协同利用方案、不同品位能源的集成方案、能源管控中心和服务平台的运行策略、区域能源系统与城市公共能源的关系等。

(四)实现区域能源节能减排。对区域能源系统的能源消耗总量分析,对区域内各类废弃物排放总量贡献的分析计算;以一次能源为基准计算能源总利用率等。

(五)掌控方案的技术经济性。对单位能耗的投资、运行费、回收年限、收益率等进行必要的财务经济性评价分析。

六、综合智慧能源发展策略建议

综合智慧能源产业标志性的表现是融合,是投资主体的融合,是发展模式的融合,是不同能源品种的融合,智慧能源与智慧城市美丽乡村建设的融合,是现行大电力系统的基础上集中与分散的融合。

当生产端的能源效率经多年努力已经逼近理论极限,仅以0.1%的量值缓步提升;而消费端却借助综合智慧能源打开新的天地,不同场景的能源效率增幅达到10%~30%。为进一步推动“综合智慧能源新产业”打破垄断、实现竞争,着力培育市场主体,加快构建竞争有序的市场结构和市场体系,提出在“十四五”以及未来一段时期内推动“综合智慧能源产业”发展的建议策略。

(一)重视综合智慧能源规划,协调分领域规划融合

由政府主导编制区域中长期综合智慧能源规划,要重视能源区域规划和分领域规划的协调融合,“智慧能源+智慧城市”高度契合。

(二)构建综合智慧能源体系,助力能源结构转型

要注重多种能源之间的互补,逐步加大清洁能源占比,合理推进“储能+氢能”新型业态,构建清洁化、绿色化、低碳化能源生态体系。

(三)建设综合智慧能源系统,重点在用户需求侧

综合智慧能源产业发展以用户需求侧为导向,以用户侧的能源需求为建设目标,先进的信息技术和数字化技术是综合智慧能源系统的重要支撑。

(四)加快建立综合智慧能源标准,规范行业体系准则

结合相关能源法律法规的修编,加快建立综合智慧能源相关标准体系、评估体系,统一规范已有单一的团体、协会标准,同时建立综合智慧能源控制服务平台的国家级标准。

(五)扶持重点项目实施落地,树立推广典型示范

通过扶持重点项目,树立示范典型,给予市场信心。培育综合智慧能源典型示范项目,通过第三方机构筛选具有良好示范意义的项目直接由能源主管部门挂牌督导。提升典型综合智慧能源项目的示范效应,促进综合智慧能源可持续发展。

(六)给予针对性鼓励措施,提升综合智慧能源项目抗风险能力

为行业提供更加有针对性的服务和专业指导;简化审批程序、降低电网接入门槛;增加未来预期,明确增量配电营业区边界和价格等能源政策;提振信心,明确管制和竞争界面。

1.联合体组织:中国电力技术市场协会综合智慧能源专业委员会、中国智慧能源产业联盟、中国综合能源服务产业创新发展联盟、中国投资协会能源投资专业委员会、中国能源研究会中小配电企业发展战略研究中心、中国建筑节能协会区域能源专业委员会等。

原文首发于《电力决策与舆情参考》2020年8月28日第33、34期

关键字:综合能源服务

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