編者按：2020年9月17～18日，以“塑造新模式o激活新動能”為主題的“第十六屆中國分布式能源國際論壇暨2020綜合能源展覽會”在山東濟南召開，本次論壇由中國能源網(wǎng)主辦，中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、水發(fā)能源集團有限公司聯(lián)合主辦。會上，中國大唐集團科學技術研究院高級工程師萬逵芳發(fā)表了供給側綜合能源體系構建的主旨演講。

以下內容根據(jù)論壇演講實錄進行整理。

下面進入今天上午的最后一個發(fā)言，大唐公司的萬逵芳主任發(fā)言。

萬逵芳：謝謝主持人，各位嘉賓上午好！我是來自大唐集團科學技術研究院高級工程師萬逵芳，我主要是從一個傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)技術人員的角度去分析，去看待綜合能源。

我的匯報分以下五個部分，第一個是構建供給側綜合能源體系的背景。二十一世紀以來，世界各國包括中國在內都面臨著化石能源的巨大消費之后帶來的能源危機、環(huán)境污染以及氣候變化的挑戰(zhàn)，因此，能源轉型已經(jīng)成為必然，全球以可再生能源替代化石能源已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。我們國家在2014年習近平總書記提出了四個革命，是一個合作的重大能源戰(zhàn)略，推進現(xiàn)代能源體系建設，以可再生能源為主，構建清潔低碳安全高效的能源體系。

根據(jù)預測，未來的能源體系當中肯定是新能源為主導優(yōu)先發(fā)展，作為傳統(tǒng)的煤電、火電，它們將承擔著高滲透率下的可再生能源電網(wǎng)安全性的基礎性支撐作用。作為我們傳統(tǒng)火電企業(yè)來看，是不是還可以保持以往做好發(fā)電或者說熱電聯(lián)產就高枕無憂了呢？其實不然，現(xiàn)在在未來的能源體系下，火電企業(yè)將面臨著兩大難題，其中一個難題是，在可再生能源優(yōu)先發(fā)展的前提下，火電企業(yè)出于對電網(wǎng)安全的要求，對火電企業(yè)的一次調頻能力提出了更高的要求。同時因為深度調峰，火電機組的發(fā)電效率進一步下降，能源率下降，同時伴隨著利用小時數(shù)的下降，它的經(jīng)濟效益滑坡，企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就受到了挑戰(zhàn)。作為火電企業(yè)來說，傳統(tǒng)的發(fā)電企業(yè)來說，我們必須轉變觀念，尋求新的發(fā)展模式，供給側綜合能源體系的建設，被認為是現(xiàn)代能源體系構建的一個突破口，自然而然我們就去選擇從火電集中式發(fā)電企業(yè)的角度，去看待和思考綜合能源體系到底是一個什么樣的東西。

我的第二部分是供給側綜合能源體系的內涵，我們認為綜合能源體系它的目標有以下幾個方面，第一個是提高能源綜合利用效率，這個是能源轉型過程當中必須始終堅持的前提；第二個是提高可再生能源消納的水平，這個是我們的終極目標，在可再生能源高比例上網(wǎng)的情況下，電網(wǎng)要做好友好型電力的輸出，保證用戶用電可靠性和安全性，作為電企業(yè)就要具有較強的深度調峰能力和一次調頻的快速響應能力。在這些目標的前提下，將會派生出一系列新型服務業(yè)態(tài)和模式，我們要從中尋找這樣的機會，為企業(yè)尋找新的經(jīng)濟增長點。

如何去構件綜合能源體系，國家發(fā)改委和能源局之前的文件當中明確的提出了兩個任務，第一個任務叫做建設風光水火儲多能互補系統(tǒng)；第二個是建設終端一體化集成供能系統(tǒng)；第一個任務我們把它稱之為集中式的綜合能源系統(tǒng)，第二個我們稱之為分散式的或者叫區(qū)域型的綜合能源系統(tǒng)。我們用這張圖可以表示集中式和分散式綜合能源系統(tǒng)之間的關系，集中式的綜合能源系統(tǒng)并不是說在傳統(tǒng)的火電、水電、風電、光伏等等的基礎上簡單的加減，新能源發(fā)展了，我增加了一個風電和光伏的建設規(guī)模，火電的規(guī)模壓縮，它并不是那么簡單，而是要實現(xiàn)它們相互之間有機協(xié)同的耦合，利用它們各自負荷的特性，實現(xiàn)空間上、時空上的互補，是這樣的一個模式。

在技術路線方面，在風光資源并不豐富的地區(qū)，我們用新能源作為補充，利用火電現(xiàn)有的一些資源，比如說空閑的廠區(qū)發(fā)展新能源，作為基礎性支撐電源點，就是火電的補充。在風電資源比較豐富的地區(qū)，大規(guī)模的風電跟光伏互相耦合，同時跟剛才所說的新能源作為火電補充的模式相結合。在分散式的這邊，就是區(qū)域型的綜合能源系統(tǒng)當中，我們認為它分兩種模式，一種模式是自建有支撐電源的，以天然氣為主的三聯(lián)供的系統(tǒng)，這樣的一種模式。另一種就是以外來電作為綜合能源系統(tǒng)的支撐電源，這樣一種模式，二者共存的情況下，集中式的綜合能源系統(tǒng)把它的電送到終端來，不管是以補充模式還是以支撐模式，那么就實現(xiàn)了可再生能源電源從遠方來，從可再生清潔能源來的目的。在園區(qū)側配置相應儲能的裝置，就可以實現(xiàn)負荷上時間的轉移，這樣的話電從遠方來，電從清潔能源來就實現(xiàn)了。在這樣的一種體系下，它派生出了一系列能源服務的模式，以及需要一些支撐手段，這些模式跟手段孕育了新服務的商機。

第三部分是集中式綜合能源的實踐，我們從火電傳統(tǒng)能源的角度上去思考，怎么去構建我們集中式的綜合能源系統(tǒng)。經(jīng)過分析，基于傳統(tǒng)能源，就是作為支撐性電源的傳統(tǒng)火電，在構建綜合能源系統(tǒng)的時候具有以下幾方面的優(yōu)勢，第一個系統(tǒng)設計簡化了，另外可以充分利用廠區(qū)，灰場等土地資源，可以實現(xiàn)風光消納的比例，基本上可以做到?jīng)]有氣風氣光，火電本身跟廠用電作為托底，在這種小規(guī)模風光資源作為補充的情況下，二者建設規(guī)模的比例差距是非常大的，很容易消納掉所有的風光發(fā)電。作為儲能來說，它只是為了更好的提高一次調頻的響應速度，在廠區(qū)內如果說附近有輕的消納的話，可以做到追求濾清產能的占比。

此外，作為集中式傳統(tǒng)的火電，在多能系統(tǒng)耦合方面也具有優(yōu)勢，不單單是以傳統(tǒng)的化石能源作為發(fā)電的資源，還可以耦合生物質城市的污泥，從輸出電能來看，除了前面的電能以外，可以把儲能作為電源的供應點。在這樣的系統(tǒng)之下，可以實現(xiàn)多元的服務輸出，電力的友好性輸出，余熱回收，低成本穩(wěn)定的氫氣回收，同時氫氣的副產品，氧氣可以作為機組深度調峰的時候，穩(wěn)定燃燒，用于助燃，另外可以做一些城市廢棄物的處理服務。

基于以上的認識，基于我們集團內部的張家口電廠，開展了火、泥、光、氫、儲這樣一個綜合能源系統(tǒng)的設計規(guī)劃。這個電廠有830萬機組，現(xiàn)在承擔了2000多萬平方米的供熱任務，供熱抽汽余壓發(fā)電帶廠用電，靈活性調峰、配煤污泥摻燒，在此基礎上我們考慮污泥摻燒，它的先天條件，資源稟賦全場有183萬平米閑置的灰場，屬于資源豐富的地區(qū)，張家口作為全國新能源的綜合示范基地，它的規(guī)劃用氫將在2020年1800輛，年用氫量的規(guī)劃是兩萬噸。

在這種優(yōu)勢的條件下，我們在已有熱電聯(lián)產的基礎上，結合深度調峰，今年剛實現(xiàn)了低壓缸的處理改造。此外規(guī)劃在灰場建設100兆瓦的光伏電站，配備了10兆瓦5兆瓦時的儲能裝置，同時配備了5%-3%燃煤量的物理摻燒。張家口氫能的規(guī)劃消耗量比較大，所以我們配備了兩套500立方米每小時的電解水質氫，制氫產生的氧氣儲存了80立方米，儲氧罐當中，用于在電廠極低負荷調峰的時候助燃。我們另一個針對的項目是托克托電廠，8臺600兆瓦的機組和兩臺66萬的火電機組，電廠調峰的壓力非常大，對電網(wǎng)考核的壓力也是很大的，每年的經(jīng)濟損失也比較大，廠用電率比較高，全廠灰場面積比較大，呼和浩特市政府已經(jīng)批準了要托電，向呼和浩特市遠距離供熱。

基于以上的情況，我們也做了一個能源系統(tǒng)構建的規(guī)劃，之前電廠10兆瓦的光伏水廠已經(jīng)全部投入了應用，接下來在灰場和廠區(qū)建設20兆瓦的光伏工程，現(xiàn)在遠距離供熱可行性研究報告已經(jīng)編制完成了，配備儲能20兆瓦跟10兆瓦時，滿足兩臺機組一次調頻的需要。

此外規(guī)劃在附近的和林格爾縣建設風電基地，氣電全部納入電廠用電進行消納，因為這個是670萬千瓦的裝機，接近6%的廠用電率，所以說這個廠用電消納的能力是非常大的。其中還有20兆瓦的風電要參與電解水質氫，這是一個未來的規(guī)劃，在呼和浩特新機場建成以后考慮這方面的實施。這是我們預計的一個結果。

第四部分是我們關于分散式，也就是區(qū)域綜合能源服務的思考。區(qū)域綜合能源我們認為它是對以前我們所說的分布式功能的系統(tǒng)融合和發(fā)展，在多種能源的耦合互補方面產品的輸出以及靈活性功能的服務范圍方面更寬、更廣。它的關鍵要素有系統(tǒng)的優(yōu)化設計、智能的調度以及以后運營的模式，其中系統(tǒng)優(yōu)化是一個最關鍵核心的位置，智能調度事實上是人網(wǎng)協(xié)同，目前有很多能量平衡的管理，能量系統(tǒng)的管理，包括智能運維，這些它都可以在對已有的系統(tǒng)能夠保證它的效率，運營的效率和經(jīng)濟性是最好的。但是，它的前提條件是我們的系統(tǒng)是優(yōu)化的，系統(tǒng)優(yōu)化這一塊展開說一下，昨天也有嘉賓報告的時候提到過系統(tǒng)的優(yōu)化，目前系統(tǒng)優(yōu)化大致可以分為以下幾種情況：第一種情況，根據(jù)用戶側的主史負荷特性，比如說電熱冷或者168小時，甚至是做到全年的負荷特性，在這個基礎上建立了適用于綜合能源服務系統(tǒng)一些設備的模型，這些模型目前來說大多是機理模型，搭建成系統(tǒng)，昨天有的專家報告當中提到，建立一個平臺之后，可以在眾多的平臺上進行系統(tǒng)的模擬運行，從若干個系統(tǒng)當中選擇出最優(yōu)的。另外一種方式就是采用計算技術，優(yōu)化算法，把基于我的主史負荷特性，建立這種模型，通過優(yōu)化算法，每一個小時模擬運行的時候經(jīng)濟成本包括我的投資，什么是最優(yōu)的，這樣最終給出來一套配置方案，這種方案比之前的方案它的選擇范圍更為擴大，也更接近于比較理想的結果。但是它有一個問題，它的模型是物理機制模型，當你選出來系統(tǒng)配置的時候，可能在市面上找不到跟你這個系統(tǒng)完全一樣的設備。所以目前我們在做的工作是基于主史負荷，在構建系統(tǒng)模型的時候采用的是我們市場上已經(jīng)成熟的設備的變工況特性擬合出來的一個數(shù)字模型，用這種數(shù)字的模型我建了很多的設備，都放到庫里邊，通過優(yōu)化算法，最終選擇出來比較優(yōu)的系統(tǒng)配，這樣就能保證主要設備在市場上是可以買到的。

我們在做這個研究的過程當中發(fā)現(xiàn)了一個問題，綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化設計和優(yōu)化運行技術要求的很高，包括一些智能運行和自學習的優(yōu)化運行，需要的系統(tǒng)是非常好的，我們采用先進的數(shù)字模型做的時候遇到一個困難，我的基礎數(shù)據(jù)庫其實是不足的，這個基礎數(shù)據(jù)庫包括以下幾個方面，是我設備的變工況特性數(shù)據(jù)，我們作為發(fā)電企業(yè)很容易收集到比較大型的設備的變工況特性數(shù)據(jù)，但是對于綜合能源系統(tǒng)來說，它的設備基本上都是比較小的，我們在收集的過程當中有一些設備廠商非常配合，積極的給我們提供，更多的處于一種研究階段，不是實際的工程，數(shù)據(jù)提供起來相對困難一些。建筑用能的數(shù)據(jù)現(xiàn)在來說，建筑這門專業(yè)發(fā)展的比較充分，設計的比較好，我們可以采用一些方式，計算的方式、預算的方式，還算比較好，但是一些典型的建筑，實際這種設計的比較相對還是有一些欠缺。還有一個比較缺的數(shù)據(jù)，在工業(yè)領域當中不同生產工業(yè)過程當中它用能的變化，或者說一定時間段的變化特性，目前來說還是比較缺乏，如果說數(shù)據(jù)的缺乏不準確的話，事實上我們在系統(tǒng)優(yōu)化設計當中，你的基礎不準的，設計優(yōu)化的這個東西到實際運行的時候肯定也是存在問題的。

第二個問題，能量梯級利用理念與園區(qū)規(guī)劃的協(xié)同，園區(qū)功能比較單一，系統(tǒng)的用能包括余熱的用能沒地方用，其他的能源價格體系帶來的經(jīng)濟性體制機制都是老生常談了。

構建供給側綜合能源體系是需要集中式與分布式并重。集中式綜合能源是重要組成部分，在資源的綜合利用、優(yōu)化設計的簡化方面以及服務的友好型方面也是具有一定優(yōu)勢的。

發(fā)展園區(qū)型的綜合能源，不僅需要系統(tǒng)優(yōu)化設計和優(yōu)化運行是控制技術，還需要關注用能基礎數(shù)據(jù)的積累、能量梯級利用理念的協(xié)同。國內綜合能源處于起步階段，大家還需共同努力，共同創(chuàng)新，我的匯報結束，謝謝！