■本刊記者 余璇/ 編輯 劉光林
黨的二十大報告指出,“推動能源清潔低碳高效利用,推進工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域清潔低碳轉(zhuǎn)型?!蔽覈I(yè)能源消費量占全社會能源消費總量的三分之二,是能源資源消耗、二氧化碳排放的重要領(lǐng)域,也是節(jié)能降碳和實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的主戰(zhàn)場。
工業(yè)綠色微電網(wǎng)是指工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)主要電力供應(yīng)來源為低碳電源的微電網(wǎng),是發(fā)展工業(yè)綠色基礎(chǔ)設(shè)施的重要內(nèi)容,也是源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)的重要組成部分。工業(yè)綠色微電網(wǎng)涉及諸多新興產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)鏈長、滲透面廣、帶動性強,對于實現(xiàn)我國低能耗支撐高質(zhì)量經(jīng)濟發(fā)展,助力綠色低碳轉(zhuǎn)型具有非常重要的意義。
“微電網(wǎng)既能并網(wǎng)又可獨立運行,可實現(xiàn)可再生能源與負(fù)荷波動就地平衡控制,是分布式能源靈活高效利用模式的重大創(chuàng)新。微電網(wǎng)將作為大電網(wǎng)重要支撐性環(huán)節(jié),成為解決分布式能源并網(wǎng)問題的有效手段,也是新型電力系統(tǒng)一系列重大變革中的關(guān)鍵一環(huán)?!敝袊こ淘涸菏俊㈦娏ο到y(tǒng)配電網(wǎng)技術(shù)專家、天津大學(xué)教授王成山指出。
工業(yè)綠色微電網(wǎng)與傳統(tǒng)微電網(wǎng)既有共性也有不同,其可在園區(qū)或企業(yè)范圍內(nèi)實現(xiàn)電、熱、冷、氣等多種形式能源的高效互補利用,是一種分布式的工業(yè)用能新載體,一定程度上可解決園區(qū)的用能問題。
2022年7月,工信部、國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布的《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實施方案》明確指出,要加快工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)。增強源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動,引導(dǎo)企業(yè)、園區(qū)加快分布式光伏、分散式風(fēng)電、多元儲能、高效熱泵、余熱余壓利用、智慧能源管控等一體化系統(tǒng)開發(fā)運行,推進多能高效互補利用,促進就近大規(guī)模高比例消納可再生能源。加強能源系統(tǒng)優(yōu)化和梯級利用,因地制宜推廣園區(qū)集中供熱、能源供應(yīng)中樞等新業(yè)態(tài)。加快新型儲能規(guī)?;瘧?yīng)用。這無疑為工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)提速發(fā)展指明了前進的方向。
與此同時,工信部方面表示,將加強典型應(yīng)用場景的示范帶動。在全國范圍內(nèi)組織開展工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應(yīng)用場景和案例的遴選,聚焦鋼鐵、石化、化工、建材、有色等重點行業(yè)領(lǐng)域,發(fā)布一批工業(yè)企業(yè)和園區(qū)的綠色微電網(wǎng)典型應(yīng)用,加快推廣集成風(fēng)電光伏等可再生能源、氫能、儲能多元應(yīng)用,以及余熱余壓利用、智慧能源管控等一體化的建設(shè)運行模式。
在一系列政策的指引下,各地綠色低碳轉(zhuǎn)型進一步加快。
記者了解到,2022 年綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)在山東落地實施。截至目前,山東累計有24 家企業(yè)獲評能效領(lǐng)跑者、17 家企業(yè)獲評水效領(lǐng)跑者,數(shù)量領(lǐng)跑全國;山東累計成功培育國家綠色工廠281 家,數(shù)量排全國第二位,累計培育省綠色工廠202家,16個地級市全部開展市級綠色工廠培育工作。
“工業(yè)綠色微電網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與能源供應(yīng)體系的深度融合,是工業(yè)能源消費的新模式,可有效提高工業(yè)用能的綠色化、低碳化水平。”山東青島市政府副秘書長陳萬勝表示。
山東綠色制造氛圍更加濃厚,與此同時,企業(yè)對工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)也形成了更加深刻的理解。
“微電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)新能源發(fā)電的就地消納、就地存儲、就地平衡,隨光而充、隨風(fēng)而充,實現(xiàn)新能源車充新能源電,實現(xiàn)主動式配電網(wǎng)的高效互動,是新型電力系統(tǒng)的新載體?!碧劁J德、特來電董事長于德翔認(rèn)為,“2022 年,電動汽車發(fā)展到1000 萬輛的時候,開啟了充電網(wǎng)的‘電’時代?!?/p>
“充電網(wǎng)的‘電’時代的特征是什么?”于德翔介紹,“充電網(wǎng)+微電網(wǎng)+儲能網(wǎng)”構(gòu)成一個新型虛擬電廠,能夠參與到整個新型電力系統(tǒng)當(dāng)中,成為新型電力系統(tǒng)的一個新載體。充電網(wǎng)可以實現(xiàn)有序充電、微網(wǎng)光伏、移動儲能、梯次儲能、調(diào)峰調(diào)頻、車網(wǎng)互動、虛擬電廠以及碳交易。
此外,于德翔預(yù)計,到2025 年,電動汽車發(fā)展到5000 萬輛的時候,充電網(wǎng)的“網(wǎng)”時代就開啟了。電動汽車在充電的時候,可以構(gòu)建一個巨大的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),其中充電網(wǎng)連接的車、電池和人形成了汽車、能源和個人的數(shù)據(jù),類似二手車交易、保險、修車等第三方業(yè)務(wù),都有可能在充電網(wǎng)上獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
“微電網(wǎng)的形態(tài)對于車網(wǎng)互動是一個非常重要的應(yīng)用場景。”中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長劉永東表示。
車網(wǎng)互動(V2G)是指新能源汽車通過充換電設(shè)施與電網(wǎng)進行能源與信息互動,可將新能源汽車電池作為電網(wǎng)中的靈活性資源,通過資源聚合,既作為可控負(fù)荷,同時又作為分布式儲能,發(fā)揮“電力海綿”作用。
劉永東認(rèn)為,車網(wǎng)互動核心有兩點,首先,能量的互動要建立在可控基礎(chǔ)上。另外,要實現(xiàn)能量的互動,必然也要有信息的互動。
業(yè)內(nèi)認(rèn)為,隨著新能源汽車的大規(guī)模發(fā)展,電網(wǎng)用戶側(cè)將存在海量分布式儲能資源。
據(jù)電動汽車百人會預(yù)測,2030 年我國電動汽車保有量將達(dá)到8000 萬輛。若平均配置60千瓦時電池,8000 萬輛電動汽車等效儲能容量將達(dá)到48 億千瓦時,2030 年全國日均上網(wǎng)電量約240億千瓦時。
“電動汽車平均每天只有約4%的時間用于行駛,??繒r間約占96%,其中10%用于充電即可滿足其行駛需求?!眲⒂罇|認(rèn)為,大部分電動汽車的電池資源可以參與電力需求響應(yīng),核心就在于車輛大部分時間是停止的,而不是行駛的。同時,車主在購車時已覆蓋電池成本,此時資源如何能夠發(fā)揮作用和價值?如何利用經(jīng)濟效益或者商業(yè)模式來推動?就變成一個可行的空間。
現(xiàn)階段,在新能源汽車與新型電力系統(tǒng)的融合發(fā)展過程中,車網(wǎng)互動將經(jīng)歷無序充電、有序充電、有序充放電和車網(wǎng)一體的過程。隨著電動汽車和充電設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)與發(fā)展,電動汽車充放電雙向互動技術(shù)(V2X)將發(fā)揮越來越大的作用,其規(guī)模效益也將越來越明顯。
“隨著電動汽車數(shù)量越來越多,假如車網(wǎng)互動有了一定的商業(yè)模式,讓各方都能獲益,那它發(fā)揮的作用也會越大。當(dāng)前應(yīng)該說還存在很多的挑戰(zhàn),所以說車網(wǎng)互動的潛力和作用無論是體現(xiàn)在電力系統(tǒng)中扮演的各種角色,還是增加商業(yè)模式,甚至向能源身份轉(zhuǎn)型,應(yīng)該都會起到很大的作用?!眲⒂罇|預(yù)測。
“車網(wǎng)互動對電力系統(tǒng)的要求是非常高的,需要車、樁、網(wǎng)、調(diào)各方面的配合,想要讓各方市場主體參與進來,消除他們的顧慮,需要做很多的工作,但潛力非常巨大?!眹野l(fā)展改革委能源研究所主任趙勇強表示。
記者了解到,V2X 技術(shù)將充分發(fā)揮移動儲能的作用,相比電化學(xué)集中儲能站,其邊際成本更低。隨著電池技術(shù)的進步和成本的降低,放電對電池壽命造成的影響也將逐步降低。此外,V2X 技術(shù)中的V2G 技術(shù)正處于逐步進階的過程。當(dāng)前,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,有序充電、工業(yè)微電網(wǎng)已經(jīng)基本具備條件可以推廣使用。
“當(dāng)前有序充電和工業(yè)微電網(wǎng)是具備條件可以廣泛推廣的,有序充電是在容量不夠的情況下更多地為電動汽車進行充電服務(wù)。工業(yè)微電網(wǎng)可以解決充電和放電問題,特別是放電的功能可以在微電網(wǎng)里得到推廣?!眲⒂罇|表示。
目前,V2X 技術(shù)涉及電動汽車、電池、充電設(shè)施、電網(wǎng)以及其他能源等眾多領(lǐng)域。實現(xiàn)能源和信息的雙向互動,尚需標(biāo)準(zhǔn)化作為技術(shù)支撐。此外,現(xiàn)階段V2X技術(shù)仍缺乏頂層設(shè)計,技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、政策、商業(yè)模式有待完善。
“在發(fā)展過程中,需要標(biāo)準(zhǔn)化進行支撐,還需要一個頂層設(shè)計,包括政策和商業(yè)模式。核心實際上是讓車主在參與過程中有獲得感,運營商有收益,這時候車網(wǎng)互動這個產(chǎn)業(yè)鏈條才能起來?!眲⒂罇|呼吁。■