從分布式能源到奧能網(wǎng)的最佳實(shí)踐

綦安訓(xùn) 邵明明 李汝來

[摘要]文章分析了奧德集團(tuán)由單一的能源供應(yīng)商到綜合能源服務(wù)商的轉(zhuǎn)變歷程，結(jié)合奧能網(wǎng)的最佳實(shí)踐，通過技術(shù)創(chuàng)新和信息化應(yīng)用為客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值，以期為業(yè)界提供參考和建議。

[關(guān)鍵詞]能源互聯(lián)網(wǎng)；數(shù)字能源；奧能網(wǎng)

[DOI]1013939/jcnkizgsc201918020

能源體系經(jīng)歷四代發(fā)展，從能源10單純以煤炭發(fā)電占主導(dǎo)地位的能源體系，能源20天然氣等清潔能源發(fā)電比例逐步提高的能源體系，能源30光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)、垃圾等可再生分布式能源比例逐步提高的能源體系，到能源40綜合運(yùn)用先進(jìn)的電力電子技術(shù)、信息技術(shù)和智能管理技術(shù)，構(gòu)筑新型電網(wǎng)、蒸汽管網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)的能源互聯(lián)網(wǎng)，能源轉(zhuǎn)型進(jìn)入“提質(zhì)增效”新時(shí)代。[1]從薪柴到煤炭、到石油、到清潔低碳到信息技術(shù)與可再生能源、到數(shù)字能源40時(shí)代的變遷，是人類從野蠻到步入文明時(shí)代的印證。中國(guó)工程院院士杜祥琬指出，能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)是“三化”，即電氣化、低碳化和智能化；途徑是“兩個(gè)結(jié)合”，即將分布式與集中式相結(jié)合，將橫向的多能互補(bǔ)和縱向的能源“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、用”優(yōu)化結(jié)合。[2]

1能源整體解決方案成為現(xiàn)代能源體系構(gòu)建的必然選擇

中國(guó)能源環(huán)境形勢(shì)：能耗高、環(huán)境壓力大；世界能源平均利用效率：5032%，我國(guó)3681%，印度39%，美國(guó)51%，日本56%，丹麥72%；世界平均每百萬美元GDP耗能：249噸油當(dāng)量，我國(guó)718噸油當(dāng)量。

2017年，我國(guó)全年能源消費(fèi)總量449億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比上年增長(zhǎng)29%，如表1所示。煤炭消費(fèi)量增長(zhǎng)04%，原油消費(fèi)量增長(zhǎng)52%，天然氣消費(fèi)量增長(zhǎng)148%，電力消費(fèi)量增長(zhǎng)66%。煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的604%，比上年下降16個(gè)百分點(diǎn)；天然氣消費(fèi)異軍突起。

圖12008—2017年我國(guó)能源消耗總量[3]資料來源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，我國(guó)2008—2017年能源消耗總量。

長(zhǎng)期以來，人們對(duì)能源的生產(chǎn)、利用方式都是一種相互割裂的“豎井式”思維，各種能源各自垂直使用而未相互打通和相互轉(zhuǎn)換，形成大量重復(fù)建設(shè)和浪費(fèi)。不管是區(qū)域、建筑、工業(yè)，還是家庭，過往的能源供需體系中，氣、電、熱等能源系統(tǒng)都是割裂的狀態(tài)，而供暖、熱水器等終端用能設(shè)備，功能也很單一，這就導(dǎo)致整個(gè)能源系統(tǒng)的效率十分低下。主要是所有的設(shè)施投下去之后，收回成本的渠道不通暢，只有通過銷售能源，才能收回錢，效益也才能體現(xiàn)出來。能源設(shè)施利用率普遍都40%以下，造成了設(shè)備利用的浪費(fèi)。[4]

為應(yīng)對(duì)全球氣候變化我國(guó)政府承諾：到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放要比2005年下降40%～45%，其中節(jié)能提高能效貢獻(xiàn)率要達(dá)到85%以上。

2全球能源戰(zhàn)略迫使新的能源體系重構(gòu)

享譽(yù)全球的未來預(yù)測(cè)大師杰里米·里夫金，“第三次工業(yè)革命”概念的創(chuàng)建者提出“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可再生能源將結(jié)合起來，將成為第三次工業(yè)革命創(chuàng)造強(qiáng)大的新基礎(chǔ)設(shè)施”?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)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(guó)家美國(guó)、德國(guó)等紛紛進(jìn)行能源體系的探索。[5]美國(guó)為代表北美地區(qū)在2008年國(guó)際金融危機(jī)后提出了智能電網(wǎng)，這與這些國(guó)家的能源結(jié)構(gòu)以及人們的生活習(xí)慣密切相關(guān)，普通家庭基本以用電為主。以德國(guó)為代表的歐洲提出了能聯(lián)網(wǎng)，即利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把能源鏈接起來。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(shí)，德國(guó)甚至提出了家庭分布式能源。

近年來我國(guó)也提出了多種探索模式，推動(dòng)能源生產(chǎn)利用方式變革，建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，是能源發(fā)展改革的重大歷史使命，而以多能互補(bǔ)綜合能源供應(yīng)為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧能源互聯(lián)網(wǎng)將成為踐行能源革命的有效途徑之一。我國(guó)為大幅提高能源利用率，加快形成能源節(jié)約型社會(huì)，推動(dòng)能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命，同時(shí)健全全方位國(guó)際合作，打造能源命運(yùn)共同體。

數(shù)字化能源新時(shí)代，具備大規(guī)模發(fā)展條件。一是政策指導(dǎo)，解決體制壟斷問題，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源指導(dǎo)意見、建筑能耗評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、能源體制改革。二是市場(chǎng)成熟度，解決發(fā)展問題。能耗增加、智能設(shè)備穩(wěn)定、智慧社區(qū)生態(tài)、能源綜合服務(wù)發(fā)展、節(jié)能意識(shí)增強(qiáng)、信息技術(shù)日趨成熟。三是技術(shù)上，解決物理層面。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相對(duì)成熟。水、電、氣、熱能源數(shù)據(jù)共享——四表合抄成為現(xiàn)實(shí)。四是從能源體系角度，清潔低碳、安全高效方面，需要可再生能源與信息化推動(dòng)的數(shù)字能源。

華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴教授對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)：一是能源互聯(lián)網(wǎng)基于橫向?qū)崿F(xiàn)多能互補(bǔ)、縱向?qū)崿F(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)。二是能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)市場(chǎng)化改革的技術(shù)平臺(tái)。三是能源互聯(lián)網(wǎng)的逐步完善，一定會(huì)使原來以集中式大規(guī)模發(fā)電遠(yuǎn)距離輸送逐步演化成集中式與分布式相結(jié)合，且分布式發(fā)展的規(guī)模會(huì)越來越大，將使整個(gè)系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生根本性變化。這是能源互聯(lián)網(wǎng)又一個(gè)關(guān)鍵性作用。

3奧能網(wǎng)技術(shù)方案與實(shí)施要點(diǎn)

隨著科技進(jìn)步與信息化的快速發(fā)展，在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)奧能網(wǎng)（EVN），即“1+N+X”創(chuàng)新模式。技術(shù)方案設(shè)計(jì)上采取信息與技術(shù)系統(tǒng)耦合原理?！?”系信息層面。即是打造1個(gè)園區(qū)智慧能源能效和交易平臺(tái)，再依托于這個(gè)平臺(tái)，同時(shí)建設(shè)N個(gè)微網(wǎng)子系統(tǒng)，系物理層面。包括分布式光伏發(fā)電、分布式供暖、CCHP熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目、儲(chǔ)能、新能源汽車充電，同步建設(shè)X張網(wǎng)，系互聯(lián)網(wǎng)層面。包括電網(wǎng)、熱網(wǎng)、蒸汽網(wǎng)、冷網(wǎng)、信息網(wǎng)等。奧能網(wǎng)依托智能化能源交易平臺(tái)，同步建設(shè)多個(gè)子系統(tǒng)，為客戶提供綜合能源服務(wù)。如圖2所示。

圖2奧能網(wǎng)技術(shù)方案

注：“1+N+X”即打造1個(gè)園區(qū)智慧能源能效和交易平臺(tái)，依托該平臺(tái)建設(shè)N個(gè)微網(wǎng)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(xiàng)目、儲(chǔ)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)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)等為不同的客戶提供差異化的服務(wù)。

實(shí)施過程中以“一中心、多微網(wǎng)、全覆蓋”為核心理念，注重?cái)?shù)據(jù)收集與分析，細(xì)致解析用能端的需求，根據(jù)需求適時(shí)調(diào)度精準(zhǔn)反饋，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的智能性，達(dá)到智能微網(wǎng)系統(tǒng)層次；能源選用方面充分利用當(dāng)?shù)刭Y源稟賦，以“可再生能源為主，非可再生資源為輔”為理念，深度挖掘，高效利用，最大限度地減少非可再生能源的依存度，為系統(tǒng)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展打好基礎(chǔ)；能源分配以就近消納為原則，優(yōu)先滿足區(qū)域內(nèi)的能源需求，減少傳輸損失，依托智能控制中心達(dá)到能源利用損耗最小化。

實(shí)施要點(diǎn)具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。能源應(yīng)用注重需求側(cè)：分析用戶用能特點(diǎn)和品位，實(shí)施駐點(diǎn)優(yōu)化，降低能源負(fù)荷；能源站注重能效提升：根據(jù)能源應(yīng)用需求，實(shí)施過程優(yōu)化，環(huán)境勢(shì)能增益，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用；能源循環(huán)再生注重資源價(jià)值利用最大化：回收余能，垃圾、水資源再生利用，減少能源輸入；能源生產(chǎn)注重資源稟賦，多能互補(bǔ)利用：依據(jù)用戶用能需求，綜合用戶考慮周邊光、熱、電、氣資源，優(yōu)化資源配置；能源應(yīng)用上注重時(shí)空信息化管理：根據(jù)生產(chǎn)和應(yīng)用的波動(dòng)，實(shí)施時(shí)空優(yōu)化，削峰填谷。

4奧能網(wǎng)應(yīng)用最佳實(shí)踐

奧能網(wǎng)（EVN）商業(yè)模式及創(chuàng)新應(yīng)用：一是供給側(cè)，橫向采用多能互補(bǔ)，縱向?qū)崿F(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)為客戶提供可再生能源和清潔能源等多品類綜合能源服務(wù)。二是需求側(cè)，以為客戶提供清潔能源整體價(jià)值的解決方案為切入點(diǎn)，融合多能源實(shí)施互聯(lián)互通，為不同客戶群體提供差異化的智慧能源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)冷、熱、電、汽、信息網(wǎng)多位一體的能源供應(yīng)體系。三是機(jī)制上，通過智能微網(wǎng)的能效管理和技術(shù)優(yōu)化集成，釋放出物理空間、時(shí)間價(jià)值，使利益各相關(guān)者群體，包括社會(huì)、客戶、政府、供應(yīng)商、戰(zhàn)略合作伙伴等，通過價(jià)值共創(chuàng)，節(jié)能減排，提升能效，實(shí)現(xiàn)價(jià)值共享的機(jī)制。四是應(yīng)用上，信息化與智慧能源的深度融合，重塑能源應(yīng)用。奧德集團(tuán)通過國(guó)內(nèi)最大的臨沂國(guó)際商貿(mào)城智慧能源分布式項(xiàng)目實(shí)施、奧德國(guó)際商務(wù)中心“七位一體”智能微網(wǎng)的成功運(yùn)營(yíng)、費(fèi)縣奧德圣凱正義紡織產(chǎn)業(yè)園區(qū)多能互補(bǔ)清潔能源整體解決方案的實(shí)施，逐步向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)變。

奧德新能源作為奧德集團(tuán)旗下重點(diǎn)運(yùn)作板塊，重點(diǎn)實(shí)施“12345”綜合能源服務(wù)最佳實(shí)踐。即一個(gè)系統(tǒng)：構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)智慧能源生態(tài)系統(tǒng)。二大價(jià)值鏈：一是綜合能源，涵蓋多種能源，包括電力、燃?xì)夂屠錈岬龋?二是綜合服務(wù)，包括工程服務(wù)、投資服務(wù)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)。三大支撐：資金、資源和技術(shù)。四化模式：管理自主化、設(shè)計(jì)定制化、運(yùn)營(yíng)數(shù)字化、員工合伙化。五位一體：打造電網(wǎng)、冷網(wǎng)、熱網(wǎng)、氣網(wǎng)、信息網(wǎng)五位一體的現(xiàn)代能源體系。六大保障：氣源優(yōu)勢(shì)、模式創(chuàng)新、聯(lián)盟合作、核心技術(shù)、基金杠桿、團(tuán)隊(duì)建設(shè)。

5結(jié)論

展望未來，“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的未來已來，新的能源體系構(gòu)建是當(dāng)前面臨國(guó)際國(guó)內(nèi)能源和環(huán)境問題的現(xiàn)實(shí)選擇，也是中國(guó)走向世界，提升國(guó)際品牌和核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必走之路。新的能源體系一定是建立在清潔能源整體解決方案的模式創(chuàng)新基礎(chǔ)上，也一定是建立在市場(chǎng)化“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的新能源體系。奧德新能源通過在業(yè)內(nèi)全面推廣復(fù)制奧能網(wǎng)平臺(tái)，構(gòu)建分布式能源行業(yè)生態(tài)圈，與同業(yè)者共享萬億級(jí)市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

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