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多能互补,让能源尽其所“能”

作者:赵卉寒 来源:能源评论 发布时间:2023-11-16 浏览:

中国储能网讯:随着社会的不断发展,传统的单一能源系统,因其能源利用效率、技术、经济等方面存在诸多不足,无法满足“双碳”背景下的高质量发展要求,因此,多能互补协同供应模式已经受到越来越多关注。

将不同能源聚合到一起,利用不同能源在不同时间、条件下的优势特点,做到能源的最大化利用,并减少能源浪费,是多能互补协同供应的底层逻辑。

国网综合能源服务集团有限公司(以下简称“国网综能服务集团”)综合能源(新能源)事业部副总经理谯坤告诉记者,能源体系的多能互补协同供应是未来能源行业发展的重中之重,可以促进清洁能源快速发展,提高供电质量,保障电网安全稳定运行,助力“双碳”目标实现。

调动不同能源参与优化配置

今年7月12日,上海市生态环境局在全国低碳日上海主会场活动中,向上海世博园区等四个市级低碳发展实践区授予“上海市低碳发展示范区”称号。

作为第一个提出“低碳世博”理念的世博会,上海世博园区自规划之初,就将绿色环保、低碳用能作为规划的第一要素。而在世博会后,园区在后续的开发过程中,也坚持绿色低碳发展道路,在创建低碳发展实践区过程中,充分发挥政企联合机制,调动园区内企业积极参与其中。  

目前,世博园B片区聚集了13家中央企业及世博发展集团共14家用户,总供能面积达64.7平方米。在能源供应方面,2016年,B片区的央企总部能源中心引入了多能互补协同供应系统。

据了解,世博B片区能源中心是以“冷热电三联供”“并网上网”“以热定电”为设计原则,2套内燃发电机及溴化锂机组为核心设备,配合6台电制冷机、3台燃气热水锅炉、蓄冷/热水箱及相关管网等组成的集中供能系统。其中,三联供机组承担基本负荷,蓄冷/热水箱起到削峰填谷、平衡动态负荷的作用,电制冷机、热水锅炉满足调峰负荷需要。

“三联供系统的综合能源利用效率可达到80%左右,较传统火电的综合能源利用效率可提高40%~50%。此外,分布式发电系统和吸收式空调技术的应用可降低夏季大电网的峰谷差。”谯坤表示。

改善区域能源结构,体现了能源利用的先进性。

近年来,国网综能服务集团致力于开展多能互补协同供应业务,以满足客户的冷、热、电、蒸汽等多种用能需求。国网综能服务集团因地制宜,充分利用当地能源资源,并综合应用高效供冷、供热、供电以及储能等以电为主的先进技术,为客户提供多种能源协同供应和梯次利用的综合能源服务。

在应用场景上,国网综能服务集团在工业园区、综合社区、智慧校园等拥有多个运行良好的示范项目。例如,山东输变电设备有限公司生产厂区的综合能源服务项目、张家口市宣化区京张奥园区的综合能源服务项目、华北电力大学学生公寓的冷热水项目、河南大学的地源热泵供冷热项目,以及武清高村清数科技园的供冷供热项目等。

作为国网综能服务集团的五大核心业务之一,多能互补协同供应业务是落实国家“双碳”目标,实现终端用户清洁、高效、经济用能,丰富国家电网有限公司“供电+能效服务”内涵的重要举措。目前,多能互补协同供应业务主要集中在华北等区域,其中,河北、北京、上海、天津等4个省市的多能互补协同供应业务的投资占比超50%。

多能互补协同供应业务的关键在于破除不同能源品类之间的壁垒,充分调动不同能源参与资源优化配置。

对于如何加强不同能源之间的相互配合,综合能源(新能源)事业部多能供应(绿电服务)中心副主任王建伟表示,从能源消费侧现实及未来发展趋势来看,电力消费已经占据了较大的消费比重,一些经济发达地区已经达到30%~40%,“随着新型电力系统的建设,未来电力消费在终端能源消费的比重将更高”。他介绍,国网综能服务集团坚持发展以电为中心的多能互补协同供应形式,比如大型集中供冷热能源站,通常就是结合电制冷机组、电锅炉、各类热泵及蓄冷蓄热等技术形式,为用户提供一站式能源解决方案;对于其他能源较为经济的区域,国网综能服务集团也可联合行业单位共同开展合作,“但从现实业务推进角度来看,以电为中心的多能供应形式已经可以很好地解决绝大部分用户的能源消费痛点”。

在传统能源与新能源、不同能源资源之间的协调方面,应因地制宜,结合用户的现实诉求,在成本最优、效率最优和安全可靠之间综合考量后进行取舍。

“比如在进行商业楼宇建筑的多能互补协同供应时,冷、热、电需求兼具,如何降低运行和使用成本是关键,因此可以在降低初始投资、提高运营效率方面进行优化;而在化工、钢铁等高耗能行业,能源使用成本虽然是较为重要的因素,但用户更加关注各类能源供应的安全可靠性,近年来还对降碳属性越发关注。”王建伟表示,国网综能服务集团在协调不同能源互相配合方面,技术日趋成熟,通过与不同能源品类的行业主导单位进行广泛深入的合作,可以有效疏通行业壁垒,实现互利共赢。

打造共赢共享商业模式

2017年,国家能源局公布了《首批多能互补集成优化示范工程名单》,确定了23个多能互补集成化示范工程,其中,终端一体化集成供能系统工程17个、风光水火储多能互补系统工程6个。随后,国家发展改革委、国家能源局等部门又相继出台了一系列多能互补的相关政策。包括《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》《关于印发工业领域碳达峰实施方案的通知》《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》等文件,都提出鼓励多种能源协同开发利用,积极引导多能互补发展,构建电、热、冷、气等多能高效互补的用能结构。

政策的相继落地,在我国掀起了建设多能互补协同供应示范工程项目的热潮,除了国有企业,大量民营资本也纷纷涌入。不过,由于行业处于起步阶段,不少民营企业投建的多能互补项目尚处于亏损状态。究其原因,与商业模式模糊、行业标准缺失等不无关系。

国网综能服务集团相关负责人表示,从业务角度来看,多能互补协同供应业务涉及供热、制冷、发电、燃气等不同行业,但目前每个行业在制度标准、行业规范和行政管理等方面均相对独立,导致综合能源服务的业务发展这么多年来缺少对多行业的统筹和规范,业务缺乏必要的行业指导。从具体项目来说,多能互补协同供应业务以服务客户需求为目标,要为客户量身打造综合能源服务系统,但现实中用户的用能种类、用能标准因地域等因素而不同,加上业主自身的诉求和相关边界条件限制,使得项目的经济性受到影响。

“在最近国家相关政策的鼓励和引导下,多能互补协同供应业务市场保持着很高的热度,跑马圈地抢占优质园区资源的不乏少数,但含有多种能源形式的能源微网等类型的多能互补协同供应业务,在与电网实现安全友好互动方面还做得不够。”上述负责人说。

综合来看,当前我国综合能源服务发展面临能效提升需求与企业追求效益的矛盾,这也是制约综合能源服务产业可持续发展的突出矛盾,亟待解决。多能互补协同供应业务的主体需要充分考量自身条件和需求,结合项目场景的能源组成、用能规模、用能特性、当地政策等,因地制宜地选取运营机制、制定运营策略,以实现能源的高效综合利用和自身投资收益最大化。

为了保障多能互补协同供应业务的经济性,充分的前期调研是国网综能集团在立项前必不可少的环节,而建立完善的经济利益共享机制也同样重要。同时,为保障经济利益共享机制的执行,还需要建立健全法律法规并加强监督与评估,确保规划的有效实施。政府、企业和用户三方应共同努力,建立多方共赢的利益分配机制,促进经济利益共享机制的实现和推进,实现经济效益和社会效益的双赢。

总体来看,多能互补协同供应业务的发展前景十分广阔。一方面,随着人们对用能品质的日益提高,对多能互补协同供应业务的发展起到了极大的促进作用。另一方面,随着科技的发展,各种能源技术水平不断提高,成本不断降低,多能互补协同供应的商业模式也将越发清晰。  

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关键字:新能源

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