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风口上的微电网和能源管理
2021-09-27

在我国实现双碳目标的路径中,小到园区、楼宇,大到城市、区域的能源规划是降低碳排重要的一环。在当前市场发展下,无处不在的工业园区微电网综合能源服务、零碳工厂等能源管理创新业务层出不穷,并呈现出以点带面,推动更大范围低碳转型的趋势。从这个角度上看,微电网、能源管理是当之无愧的风口上的产业。

微电网本质是网格化的新型电力系统

随着终端能源消费的电气化进程加速,以电力为主的能源管理迎来发展新阶段。在能源转型的进程中,电力是绝对的主力军,在源端大力发展可再生能源、终端加快电气化进程成为建立清洁低碳、安全高效能源系统的主要方式之一。在连接电力生产与消费端的电网领域,同样掀起一场轰轰烈烈的变革。

中央财经委员会第九次会议上,国家提出建设以新能源为主体的新型电力系统。由于电力系统的实时平衡要求,以往我们在讨论电力系统时讲的是“源随荷动”,对短期内负荷趋势进行基本准确的预测后,在发电侧利用煤电等常规发电机组进行精准的调节和控制。然而在以新能源为主体的新型电力系统下,新能源占比大幅增加,发电出力无法控制。此时,如何解决新能源的强随机性和高波动性,则成为平衡电力系统的最大挑战。

在这一过程中,微电网建设成为提高电网灵活性的有效手段。

微电网具备“麻雀虽小五脏俱全”的特征,风光等分布式可再生电源和储能的加入使其具备新型电力系统的特征,而可控电力电子技术和数字化技术的使用,又使其具备了灵活性和稳定性特性,解决了源荷不平衡的问题,促进源网荷的协同发展。

所以,从电源主体和控制方式上看,微电网与电网在能量上的强耦合、控制运行的弱耦合,使其从本质上讲,更贴合新型电力系统下的需求侧局域解决方案,呈现出明显的网格化的新型电力系统特征。

向能源管理延伸

从前文我们描述的微电网特征来看,其定位更侧重于供电服务,而用能端的需求往往不仅限于节电,从广义上来看,当在这套系统中再加入冷、热、气等能源供应时,微电网也就从电的服务拓展到了微能网的能源管理服务行列。

这也是以电为主力、以电网为核心,综合冷热气多种二次能源综合利用的能源管理业务冲上节能减排、提升能效方案第一梯队的原因。

当综合能源服务从园区走向更大的范围,能源管理也就纳入低碳发展的市场需求中。以城市能源管理为例,当前的城市能源发展包含总量控制、能源消费结构优化、能源供应安全保障、节能环保等几大类内容。有数字显示,“十三五”期间全国291个地级市中,仅有25%的城市印发了城市能源发展规划。在我国双碳目标的倒逼下,“十四五”期间,包含统筹、供应以及服务在内的区域或城市能源规划将获得快速发展。

如果说微电网是网格化的新型电力系统应用。那么综合能源服务就是区域能源管理的一个缩影,落实到专项规划时仍以热、电、气的供需匹配为主,且三者具有耦合性。

如今,国内多家企业也以电为主题,将自身业务拓展至能源管理服务领域,再以城市智慧供热、微网系统、综合能源服务等具体成功案例反哺能源管理产业的发展,这种从园区-区域-城市-用户的模式,在实现能源利用效率的提升、以及能源消费的转型方面将极具经济价值和借鉴意义。

风口上的冷思考

能源管理是利用多能耦合、智慧能源技术为建筑物、园区甚至是城市提供冷、热、电供应的综合能源服务,多能耦合性的能源互联网技术是推动这种服务落地的关键之一。然而从目前的产业发展来看,涉及能源管理的多样数据,如电力数据、热力数据、供水数据等均存在于不同的能源口径中,尚未建立完善的能源资源统计体系,导致能源数据分散在各个信息孤岛中,不利于对能源系统的历史溯源及未来发展研判,导致无论是能源发展规划的制定,还是综合能源服务都难上加难。

即便我们将目标聚焦到能源管理中的一个项目——微电网系统之上,也存在诸多政策机制、商业模式上的发展困境。

作为一个电网系统解决方案之一,微电网的属性决定了其技术元素的多样性,以及运行控制的方式的多样性,使其形成了机会点、盈利点较多的特征,也间接导致了商业模式的复杂。

有专家指出,在价格与补贴政策方面,缺乏有针对性的能源管理项目的供热供冷价格,及清洁能源补贴等政策。现有政策条款大多是原则性规定,不利于评估区域能源互联网项目的经济性。而且,许多示范项目对新技术比较重视,对新政策和市场机制的示范不充分。

同时,区域能源管理项目的商业运营能力需提升。有的项目以增加设备冗余来满足未来尖峰时段用能需求,产生“大马拉小车”的情况。产生一次性投入大,能耗高,投资成本难回收等尴尬局面。专家建议做好分阶段的建设计划,以及风险高控制。

可以说,以微网、综能为主要形式的能源管理是推进双碳进程的强劲驱动,如何通过技术可行、经济合理、机制创新的方式实现普惠并且可复制的商业模式,是处于“风口”下的冷思考,也是身处其中的企业所共同面对的世纪挑战。



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