區域能源互聯網構架下的綜合能源服務
從2015年7月國務院印發《關于積極推進“互聯網+”行動指導意見》提出“互聯網+”智慧能源行動,到2016年2月國家發改委等聯合印發《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》,再到6月份國務院常務會議審議國家能源局《關于實施“互聯網+”智慧能源行動的工作情況匯報》,以及7月4日國家發改委、國家能源局進一步發布《關于推進多能互補集成優化示范工程建設的實施意見》。能源互聯網在相關方面推動下,逐漸步入試點落地階段。 一、能源互聯網的模式和發展理念 近年來,隨著化石能源枯竭以及環境危機加重,人類社會發展與傳統能源結構的矛盾日益突出,世界范圍內對能源供給與結構轉變的需求愈發高漲,能源產業催生眾多發展方向,出現了能源互聯網、分布式能源、低碳、可再生能源、綠色和智慧等熱詞。這些詞匯內在存在一些共性:互聯、高效、服務和友好。互聯是指同類能源互聯(區域電網、氣網等)、不同能源互聯(如燃氣轉換為電、電轉換為熱等)以及信息互聯(如大數據與智慧城市、不同行業和部門間的信息溝通等);高效是指通過系統優化配置實現能源高效利用;服務是指從傳統工程模式轉化為為用戶直接提供服務的模式;友好是指不同供能方式之間、能源供應與用戶之間友好互動。 1、能源互聯網的必然性
能源互聯網是能源與信息深度融合的產物,是推動能源改革的必然之路。 (一)從技術層面。目前能源供應模式已從集中式逐漸向集中式、分布式、微電網、戶用式等多元供應發展。新能源發電技術、清潔能源發電技術、儲能技術以及信息技術的發展,使能源互聯網在技術上成為必然。另外,信息技術包括物聯網、大數據和云計算等技術,支撐著能源高效互聯以及用戶側的友好交互。 (二)從機制方面。新電改以及PPP政策在制度方面為能源互聯網的實現提供了支撐。由于能源的優化配置涉及到各個行業間、各個地區間的利益博弈,傳統能源企業從一開始的抗拒,到國家電網和中石油與BAT的跨行業合作,充分體現了傳統能源企業對能源互聯網大趨勢從抗拒到順應的轉變。能源和環境問題的加重倒逼能源體制改革,以及經濟新常態下企業的轉型發展使得能源互聯網成為必然。 (三)從政策方面。在新電改之前,輸配售環節幾乎完全由電力公司負責,售電模式基本為發電企業售電給電網企業,再由電網企業售電給用戶。在這種模式下,分布式發電只能間接地與用戶交互。但是,通過電力體制改革,將輸配售各個環節解開,輸配售各個環節的電價由政府核定,實施宗旨為“放開兩頭,管住中間,大力支持分布式發展”。新電改增加了用戶對中間環節的可選擇性,推動著新能源以及能源互聯網的發展。 能源互聯網的重點包括分布式發電、智能配電、智能用電以及用戶側的服務,其體現了三個密集特點:技術密集、資金密集和資源密集。在能源互聯網的背景下,需求側響應以及綜合能源服務快速發展。 2、能源互聯網的雛形 目前國內對能源互聯網的定義還不完全清晰,看一下目前能源互聯網的幾種模式: 1)上海世博園智能電網綜合示范工程 智能電網是能源互聯網的基礎,國家電網智能電網示范工程中,包括智能變電站、配網自動化、儲能系統、新能源汽車、分布式能源接入。用電信息采集、電能質量監測為能源互聯網中大數據、“互聯網+”業務的發展提供支撐,但是目前數據采集的質量、使用效率、數據開放性還有待提高。 2)海島微電網 以浙江電力為代表的海島微電網,南麂島、東澳島等島嶼上形成孤島型的微電網,包括風機、光伏、柴油發電機(備用及調峰)以及儲能,表現為離網型,這是能源互聯網的雛形,主要以電為主要能源。由于分布式能源的接入,滲透率較高,對電網的影響較大,在電網穩定性方面亟待解決。 3)上海虹橋商務核心區(一期)區域供能系統 它是以冷熱能源供應為主的區域供能形式,其南北有兩個能源站,每個能源站包含燃氣分布式系統、水蓄冷系統,結合常規電制冷、鍋爐等,滿足區域內200萬平米建筑的所有冷熱需求、生活用水及部分電力需求。在條件允許的情況下,此類項目還可采用分布式光伏、儲能、地源(水源、空氣源)熱泵等技術,在能源供應環節做進一步整合。 4)區域能源互聯網 新奧的泛能網以及協鑫的分布式微能源網都是屬于區域能源互聯網形式。新奧的泛能網將冷熱、燃氣聯系起來,開發冷熱電聯產項目,將燃氣、冷、熱、電一起銷售給用戶。協鑫的分布式微能源網按照“六位一體”模式實施:將天然氣熱電冷系統、光伏發電、風能發電、儲能技術、節能技術、低位熱能結合為一體,提供多種能源服務。但是受前一階段燃氣價格高企、電力并網(售電)制約等因素影響,此類項目推進較為緩慢。 5)以新能源為主導的能源互聯網 新能源以光伏或者風電為主,以遠景能源為例。它對風力發電和光伏發電的信息化系統進行深度開發,通過對新能源發電系統的設計、運行數據進行采集,并與天氣、地理數據整合形成大數據,并在此基礎上進行負荷預測、發電預測和運行控制,打通并優化能源生產和消費端的運行效率。同時為用戶提供風力發電站選址、風機安裝、風力發電站優化運行等一攬子服務。 6)全球能源互聯網 它的實質是特高壓電網+智能電網+清潔能源,實施清潔替代和電能替代,契合國家“一帶一路”戰略。 在天然氣網絡、熱力網絡方面,能源互聯網的應用尚處在起步階段,主要體現在智能氣網和區域能源綜合供應領域。在特高壓和智能電網技術領域已有堅實的實踐基礎上,電力系統將成為實現跨能源互聯互濟的重要樞紐;同時,電能在能源傳輸與轉換等方面具有無法比擬的綜合優勢,其基礎設施的基礎也最為完備,具備互聯互通的條件。在能源互聯網的發展趨勢上,將以電網為核心實現不同能源之間的互相物理連接。未來能源互聯網將以電網為核心,實現不同能源間互相物理連接,是一張基于信息通信技術的無形網,涉及能源生產、利用的每個環節,實現對能源數據的采集、分析、共享和處理,并由此帶來商業模式的顛覆。 |
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