互聯(lián)網(wǎng)智慧能源創(chuàng)新驅(qū)動打造現(xiàn)代能源體系的示范項目

鄭文學(xué) 綦素素

The Demonstration Project of Creating a Modern Energy System Driven by Internet Smarter Energy Innovation： Take Hangzhou Yuhang National Economic and Technological Development Zone as an Example

摘要： 隨著十九大的勝利召開，能源與生態(tài)提上新高度。構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系成為建設(shè)美麗中國的必由之路。杰里米˙里夫金作為“第三次工業(yè)革命”概念的創(chuàng)建者，預(yù)言分布式可再生能源和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的“能源互聯(lián)網(wǎng)”將出現(xiàn)，為第三次工業(yè)革命提供強大動力。[1]目前新奧集團以互聯(lián)網(wǎng)智慧能源創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，打破生產(chǎn)、供給、消費、技術(shù)和體制等重重環(huán)節(jié)的壁壘，通過市場化運營打造了國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)現(xiàn)代能源體系的示范項目。

Abstract： With the victory of the Nineteenth Congress， energy and ecology have reached new heights. Building a clean， low-carbon， safe， and efficient energy system is the only way to build beautiful China. Jeremy Rifkins， the founder of the concept of the "third industrial revolution，" predicted that the "energy Internet" that combines distributed renewable energy and Internet technologies will emerge， providing a powerful impetus for the third industrial revolution. At present， ENN Energy Group drives the development strategy of internet smarter energy innovation， breaks the barriers of production， supply， consumption， technology， and systems， and creates a demonstration project of the national-level economic and technological development zone modern energy system through market operation.

關(guān)鍵詞： 分布式；互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源；泛能網(wǎng)

Key words： distributed；Internet+smarter energy；pan-energy net

中圖分類號：F407.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0031-03

1 背景與描述

1.1 國內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源發(fā)展與探索

丹尼爾·耶金在《能源重塑世界》中揭示了世界能源發(fā)展的客觀規(guī)律，指出了未來世界能源格局的變化趨勢，以及中國在世界能源格局中的地位、作用和影響力。[2]2014年6月13日習(xí)近平在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組會議強調(diào)：積極推動我國能源生產(chǎn)和消費革命。確定了“推動中國能源生產(chǎn)和消費革命”能源發(fā)展國策和“四個革命、一個合作” 的戰(zhàn)略思想。[3]2016年2月29日國家發(fā)改委、國家能源局、工業(yè)和信息化部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，標(biāo)志著能源互聯(lián)網(wǎng)國家頂層設(shè)計進入成熟和實施階段，一次大的新時代的能源變革正在啟航。

放眼全球，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來以及第三次工業(yè)革命浪潮，迫使新的能源體系重構(gòu)。西方發(fā)達(dá)國家美國、德國等紛紛進行新型智慧能源體系的探索。以美國為代表北美地區(qū)在2008年國際金融危機后提出了智能電網(wǎng)，以德國為代表的歐洲提出了能聯(lián)網(wǎng)。這種方案已經(jīng)有了把可再生能源、化石能源很好地結(jié)合的意識，德國甚至提出了家庭分布式能源。

近年來我國也提出了多種探索模式，筆者認(rèn)為目前比較全面闡述互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源的概念及可操作性的就是中國工程院院士杜祥琬指出的，能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的“三化”趨勢，即電氣化、低碳化和智能化；實現(xiàn)途徑是“兩個結(jié)合”，即將分布式與集中式相結(jié)合，將橫向的多能互補和縱向的能源“源、網(wǎng)、荷、儲、用”優(yōu)化結(jié)合。[4]這基本上代表了目前國內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源發(fā)展的趨勢和方向。

1.2 新奧集團在互聯(lián)網(wǎng)+能源領(lǐng)域的創(chuàng)新探索

作為“現(xiàn)代能源體系”和“互聯(lián)網(wǎng)能源”的首倡者，新奧多年來致力于清潔能源技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化實踐，依托領(lǐng)先的泛能技術(shù)優(yōu)勢、全價值鏈一體化服務(wù)能力和聚合優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)資源的生態(tài)圈，以及多年在清潔能源分銷上所形成的商務(wù)能力，為客戶提供更清潔、更高效、更經(jīng)濟、更智慧的能源解決方案。其中，泛能規(guī)劃可實現(xiàn)區(qū)域能源的“荷-源-網(wǎng)-儲”整體優(yōu)化布局，泛能微網(wǎng)可實現(xiàn)區(qū)塊能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、設(shè)施集約、需供互動、柔性擴展，泛能區(qū)域網(wǎng)可解決整個區(qū)域的能源體系優(yōu)化問題，泛能網(wǎng)可突破地域限制實現(xiàn)能源、設(shè)施、負(fù)荷大數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用，發(fā)展多元增值服務(wù)。[5]

1.3 余杭經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)分布式能源項目開發(fā)背景

新舊動能轉(zhuǎn)換之際，余杭加足“馬力”尋求能源和環(huán)境的突破。杭州市余杭經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)成立于 1993 年，并于 2012 年 7 月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，升級為國家級經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。 余杭經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)規(guī)劃總面積 77 平方公里，開發(fā)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有法國賽諾菲集團、瑞士諾華制藥有限公司、日立集團等世界 500 強企業(yè)以及浙江貝達(dá)藥業(yè)股份有限公司、春風(fēng)控股集團有限公司等國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，規(guī)模以上企業(yè)近 200 家。多年來開發(fā)區(qū)缺乏能源整體規(guī)劃，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有供熱方式存在如下問題：一是目前熱電廠利用的為低參數(shù)機組，投用年份較久，機組綜合熱效率較低，供熱單耗較大，脫硫系統(tǒng)設(shè)計效率為 90%仍有待于提高，無脫硝措施；二是區(qū)域負(fù)荷近期擬新增熱負(fù)荷量較大，在冬季最大負(fù)荷工況下機組供熱能力已無法滿足要求；處于供能末端的客戶，對供熱的高品質(zhì)要求突出；三是現(xiàn)有控規(guī)用地性質(zhì)發(fā)生了變化，不再適合繼續(xù)作為燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)項目就地改擴建，需重新尋找新的清潔能源替代方案并進行選址。

2 余杭經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)互聯(lián)網(wǎng)智慧能源方案設(shè)計

余杭經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)各企業(yè)用能需求中蒸汽負(fù)荷需求突出，是制約企業(yè)發(fā)展的最大阻礙，目前企業(yè)能源供應(yīng)基本由海聯(lián)熱電廠供給。政策方面，政府推進煤改氣工程，要求進行燃煤熱電廠整改工作，引進新的低污染供能系統(tǒng)替代原有的燃煤鍋爐系統(tǒng)。怎樣加快新舊動能轉(zhuǎn)換，解決能源與環(huán)境問題已經(jīng)提上開發(fā)區(qū)重要議事日程。依賴傳統(tǒng)能源供給方式顯然不符合當(dāng)前現(xiàn)代化能源體系發(fā)展的要求；同時客戶的需求也發(fā)生了深刻的變化?；谀壳艾F(xiàn)狀，新奧集團與余杭開發(fā)區(qū)進行積極合作，通過泛能微網(wǎng)的落地實施，可助力打造國內(nèi)現(xiàn)代能源體系的示范項目。

2.1 項目實現(xiàn)目標(biāo)

創(chuàng)新能源利用方式，提高利用效率，通過泛能微網(wǎng)創(chuàng)新能源利用方式，統(tǒng)籌相關(guān)專項規(guī)劃，協(xié)調(diào)低碳、交通、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，科學(xué)有序推進規(guī)劃項目建設(shè)和相關(guān)措施落實，構(gòu)建集中式供能與分布式供能相互配合、傳統(tǒng)能源與可再生能源相互補充的高效泛能網(wǎng)系統(tǒng)，助力實現(xiàn)“綠色、生態(tài)”的發(fā)展目標(biāo)。

統(tǒng)籌規(guī)劃能源系統(tǒng)建設(shè)，指導(dǎo)能源設(shè)施建設(shè)逐步落地。結(jié)合區(qū)域建設(shè)時序和分期需求預(yù)測，按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)、適度超前”的原則，制定近遠(yuǎn)期建設(shè)方案。保證能源設(shè)施建設(shè)節(jié)奏與區(qū)域建設(shè)時序相匹配，避免資源浪費；通過分步實施分布式能源建設(shè)方案解決負(fù)荷合理優(yōu)化、技術(shù)量化篩選、建設(shè)規(guī)模適當(dāng)與網(wǎng)絡(luò)型泛能站之間融會貫通等難題，提高能源設(shè)施利用率和投資收益率。

探索適宜的能源多主體市場交易體系，培育售電及能源增值服務(wù)等新興產(chǎn)業(yè)。按照國家電改導(dǎo)向，以售電業(yè)務(wù)為契機，利用泛能網(wǎng)運營調(diào)度平臺等“互聯(lián)網(wǎng)+” 智慧能源技術(shù)，推動售電及能源增值服務(wù)等。

2.2 方案設(shè)計

“1+N+X” 創(chuàng)新模式?！?”即是打造1個園區(qū)智慧能源能效和交易平臺，依托于這個平臺，同時建設(shè)N個子系統(tǒng)，包括分布式光伏發(fā)電、分布式供暖、CCHP熱電聯(lián)產(chǎn)項目、儲能、新能源汽車充電，同步建設(shè)X張網(wǎng)，包括電網(wǎng)、熱網(wǎng)、蒸汽網(wǎng)、冷網(wǎng)、信息網(wǎng)等。[5]

①打造1個園區(qū)智慧能源能效和交易平臺。優(yōu)化能源網(wǎng)絡(luò)，搭建智能平臺區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一部署泛能微網(wǎng)運營調(diào)度交易平臺，實現(xiàn)以需求側(cè)為導(dǎo)向的智能化供能解決方案，同時滿足“多業(yè)態(tài)、多用戶、多品類、多品質(zhì)、多技術(shù)、多主體、多模式”網(wǎng)絡(luò)化供用能形態(tài)下的冷、熱、電、氣、汽等不同能源實時動態(tài)管理、調(diào)度與交易需求。②同時建設(shè)N個以天然氣為主，以可再生能源為輔的子系統(tǒng)。項目中泛能站選址盡量設(shè)在企業(yè)已有空站房、綠化地塊或較為隱蔽的空地，不占用其它用地。待泛能站建設(shè)完成后，可在四周及屋面布置相應(yīng)的綠化，與周圍的景觀融為一體， 在條件允許前提下，盡量貼近用能負(fù)荷中心。 各泛能站選址原則如下：

①根據(jù) “地理位置情況、熱力管網(wǎng)走向、企業(yè)用能特點、經(jīng)濟供能半徑、調(diào)研客戶訴求”五原則，確定本項目劃分區(qū)塊。在現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)覆蓋區(qū)域外階段性的設(shè)置 4、5、 6 號泛能站，其中 4 號泛能站同 1、 2、 3 號泛能站一同于一期建設(shè)， 5、 6 號泛能站于二期建設(shè)。②立足當(dāng)下。就近用電大戶建設(shè) 1、 2、 4、 5、 6 號泛能站，所發(fā)電力基本能就近消納，一方面可降低用戶用電成本，另一方面可降低本項目生產(chǎn)蒸汽綜合成本， 促進項目可持續(xù)推進。③放眼未來。開發(fā)區(qū)發(fā)展?jié)摿薮?，依照政府?guī)劃，未來有更多用蒸汽大戶進駐開發(fā)區(qū)?，F(xiàn)階段建設(shè)的 4 號泛能站及緊接著建設(shè)的 5、 6 號泛能站可擴大蒸汽供應(yīng)范圍，為未來發(fā)展提供預(yù)留，為泛能網(wǎng)的拓展打樁布點。

依照上述原則， 本項目力求在開發(fā)區(qū)電力需求大的地方分步建設(shè)泛能站，所發(fā)電力就近接入用戶或公用電網(wǎng)的變電站。 1、 2、 4、 5、 6 號泛能站燃?xì)廨啓C所產(chǎn)電力采用“就地消納、余電上網(wǎng)”方式銷售，所發(fā)電力優(yōu)先滿足泛能站和 5 個用電大戶用電，盈余電量由電網(wǎng)統(tǒng)一消納；3 號泛能站因無合適并網(wǎng)用戶，燃?xì)廨啓C所產(chǎn)電力采用全部上網(wǎng)方式銷售。各泛能站燃?xì)廨啓C排出的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱蒸汽鍋爐產(chǎn)生蒸汽，就近接入蒸汽負(fù)荷相匹配的各區(qū)塊蒸汽干管， 滿足用戶的蒸汽需求。3號泛能站集中設(shè)置燃?xì)忮仩t系統(tǒng)及部分發(fā)電機組，所產(chǎn)蒸汽接至原海聯(lián)熱電管網(wǎng)， 沿用原熱電廠蒸汽管網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)峰、補充。最終項目完成燃?xì)廨啓C裝機規(guī)模約為38.6MW，年發(fā)電量約29300萬kWh，年可供蒸汽量82萬t。

2.3 構(gòu)建X張網(wǎng)，包括電網(wǎng)、熱網(wǎng)、蒸汽網(wǎng)、冷網(wǎng)、信息網(wǎng)等X網(wǎng)合一模式

①通過構(gòu)建余杭區(qū)多層級泛能網(wǎng)運營調(diào)度交易平臺，實現(xiàn)多主體、多設(shè)施、多能源需供動態(tài)匹配，支持以電、熱為核心的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)。②支持多邊自由的多對多交易，實現(xiàn)產(chǎn)用能主體的價值釋放和價值分享，充分釋放不同品類能源的商品價值。③精準(zhǔn)的負(fù)荷預(yù)測牽引曲線，為實現(xiàn)能源優(yōu)化及多樣化的能源交易模式提供數(shù)據(jù)支持。④泛能網(wǎng)多能源綜合優(yōu)化技術(shù)可以甄別并釋放產(chǎn)能設(shè)施競爭力，實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi) 6 個泛能站設(shè)施統(tǒng)籌優(yōu)化調(diào)度。⑤智能升級改造開發(fā)區(qū)能源系統(tǒng)，搭建大數(shù)據(jù)分析平臺，為能源運營調(diào)度及交易提供數(shù)據(jù)支撐，提升用戶能源數(shù)據(jù)透明度，提高用戶用能體驗及節(jié)能參與意愿。

3 結(jié)論建議

項目采用的融合燃?xì)廨啓C+余熱鍋爐+燃?xì)庹羝仩t等技術(shù)的分布式能源匹配系統(tǒng)，既彰顯了廠區(qū)發(fā)展低碳經(jīng)濟的理念，又降低能源系統(tǒng)投資和運行費用，提高了供能安全水平。

項目建成后，6個站合計每年替代原煤量281285.1t，節(jié)省標(biāo)煤 57502.7t，節(jié)能率 28.62%；每年可減少 CO2排放 297382.4t，每年可減少 SO2排放 6736.3t，減少 NOX排放 2061.6t，減少粉塵排放 2783.8t，可顯著減輕日益嚴(yán)重的環(huán)保壓力。項目總投資約5.3億元，年均凈利潤約2800萬元。本項目社會、環(huán)境效益顯著，技術(shù)經(jīng)濟上可行。

本項目屬于國內(nèi)采取互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源的示范項目。為加快項目工作進程，促進項目工作的順利開展和實現(xiàn)項目投資目標(biāo)，就下一步工作，作如下建議：①積極落實本項目中尚存在的問題，并根據(jù)問題實際落實情況，及時調(diào)整本可研內(nèi)容，及時作出正確的判斷和決策。②在本項目中利用了天然氣分布式能源技術(shù)，能源綜合利用效率得到顯著提升，具有非常好的示范效益。建議積極將該項目申報浙江省天然氣分布式能源示范項目，并積極申報國家天然氣分布式能源示范項目。③與余杭經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)附近區(qū)域用戶加強溝通，盡早與其達(dá)成協(xié)議，推進泛能網(wǎng)的構(gòu)建。④項目的供汽量和供電量是項目供能經(jīng)濟收益的主要保證，建議就供汽量和供電量的核算使用量與用戶簽訂最低用汽量協(xié)議，并就收費方式達(dá)成一致意見。

參考文獻(xiàn)：

[1]杰里米·里夫金.第三次工業(yè)革命[M].

[2]丹尼爾·耶金.能源重塑世界[M].

[3]習(xí)近平.積極推動我國能源生產(chǎn)和消費革命 2014年06月13日 18：09：47 來源： 新華網(wǎng).

[4]杜祥琬.能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢是“三化”“兩結(jié)合”發(fā)布時間：2016-09-14 來源：中國科學(xué)報.

[5]互聯(lián)網(wǎng)能源發(fā)展戰(zhàn)略：從分布式能源站到綜合能源服務(wù)商.