編者按:2021年12月7-8日,以“雙碳目標下的智慧方案與行業(yè)機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)主辦,陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。會上,華電綜合智慧能源科技有限公司總工程師胡永峰通過視頻方式做了“雙碳目標下綜合能源探索與實踐”的主旨演講。以下內(nèi)容根據(jù)大會演講實錄進行整理。
胡永峰:尊敬的各位領(lǐng)導、各位專家、各位朋友大家好,我是來自華電綜合智慧能源科技有限公司的胡永峰,首先非常感謝主辦單位和承辦單位提供這次交流的機會,讓我今天進行線上的交流,受疫情的影響非常抱歉,沒有去線下進行匯報。
我交流的題目是雙碳目標下綜合能源探索與實踐,主要分四個方面的內(nèi)容。
第一,綜合智慧能源發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。
第二,綜合智慧能源的探索。
第三,綜合智慧能源實踐。
第四,公司業(yè)務(wù)簡單的介紹。
第一部分,綜合智慧能源發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)。
我國的資源稟賦叫富煤、貧油、少氣,長期以來煤炭占據(jù)我國的主導地位,對比2000年到2020年這20年來我國的能源消費結(jié)構(gòu),清潔能源轉(zhuǎn)型態(tài)勢明顯,可再生能源比例有一定的提高,煤炭增量降到了2.2%以下,對比我國和世界上2020年能源結(jié)構(gòu),我國煤炭在能源消費中的占比仍然比較高。習總書記先后提出了我國能源安全發(fā)展的四個革命和一個合作的重要戰(zhàn)略思想以及雙碳目標,為我國能源電力轉(zhuǎn)型發(fā)展指明了重要的方向。
構(gòu)建清潔低碳的能源供給體系,開創(chuàng)安全高效能源新局面將成為我國能源發(fā)展的方向和目標。我國電力結(jié)構(gòu)不斷的優(yōu)化,煤電裝機仍然占主導地位,可再生能源裝機占比得到了快速發(fā)展,火電占比50.56%,近幾年發(fā)展的增速已經(jīng)下降到了3.7%以下,風光電占比持續(xù)有較高的增長,總占比達到25.08%,風光電增速超過65%,可再生能源滲透率逐漸提高,可調(diào)節(jié)裝機占比不斷降低。截止2020年年底,華電集團裝機1.7億千瓦,其中清潔能源裝機占比是42.6%,燃氣發(fā)電裝機是2060萬千瓦,分布式能源裝機205千瓦。
華電集團計劃在“十四五”期間新增風光電7500萬千瓦,每年大概是1500萬千瓦,到“十四五”末境內(nèi)非化石能源裝機占比將超過50%。
在政策方面,“十二五”和“十三五”期間,國家相繼出臺了多項分布式能源政策,鼓勵分布式能源的項目建設(shè),特別是在2015年9號文之后,國家在互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源,多能互補,微電網(wǎng),電力市場化交易,增量配電,儲能氫能和源網(wǎng)荷儲一體化方面出臺了多項政策,支持分布式能源發(fā)展的力度逐漸加大。
綜合能源市場方面,國內(nèi)綜合能源市場潛力巨大,根據(jù)國網(wǎng)能源研究院預測2020年,我國綜合能源服務(wù)市場有0.5-0.6萬億元的空間,到2025年的時候在0.8-1.2萬億之間,處于快速的增長期。
綜合能源服務(wù)面臨的挑戰(zhàn)。
一是項目落地實施存在較大困難。國家層面雖然出臺了多項推進綜合能源服務(wù)發(fā)展的政策,并批準了多項示范項目,在項目落地實施方面仍存在較多的困難。不同的區(qū)域有不同的政策,行業(yè)壁壘仍然不能打破,各種限制性的條件和審批流程也是影響了項目的落地實施。并且落地項目也受到前期價格,包括能源價格的影響,以及復合的波動變化,經(jīng)濟性也受到一些影響。
二是綜合能源在機制體制和核心技術(shù)和商業(yè)模式方面仍存在一定的挑戰(zhàn)。在體制機制方面,各種能源品種在規(guī)劃、建設(shè)、運行和管理層面互相獨立,缺少能源協(xié)同管理部門,綜合部門,國家能源局正在研究綜合能源項目在未來實現(xiàn)打捆核準的可能性。核心技術(shù)繼續(xù)突破,比如說像系統(tǒng)集成技術(shù),儲能的安全技術(shù)以及負荷的預測和優(yōu)化運行,目前針對負荷預測和優(yōu)化運行,我們做了大量的研究工作,我們在華電產(chǎn)業(yè)園項目也進行了負荷預測和優(yōu)化運行方面的研究和示范。
三是目前示范項目的精準度與我們期望的目標有一定的差距,在這方面需要開展深入的研究。
四是信息通訊技術(shù)和能源領(lǐng)域深度融合方面需要加大投入。
五是商業(yè)模式方面目前許多世界項目,其中在模式創(chuàng)新和探索階段需要總結(jié)在不同應(yīng)用場景中的商業(yè)模式,挖掘盈利點,這方面也影響了項目開發(fā)的進度。
第二,綜合智慧能源的探索。
一是園區(qū)是開展綜合智慧能源的主戰(zhàn)場。我國是70%的工藝集中在工業(yè)園區(qū),有大量的能源需求,工業(yè)園區(qū)的用戶用能方式多元化,具有形成綜合能源增值服務(wù)的條件,商業(yè)園區(qū)也是多集中在城市,能源品質(zhì)要求比較高,對能源價格承受的能力強,可以探索能源的全托管,半托管等商業(yè)模式,是綜合能源項目比較好的落腳點。
從目前項目建設(shè)的情況看,項目主要集中在京津冀、長三角等經(jīng)濟發(fā)展好的地區(qū),比如說上海、廣州、安徽、天津、北京這些地方的項目相對多一些。綜合能源服務(wù)多為可再生能源+燃氣分布式,能源產(chǎn)品的價格相對煤炭高一些,對用戶的承受能力和項目目前的能力都要進行綜合的考量。
二是源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補將成為開展綜合能源的重要途徑。多能互補及源網(wǎng)荷儲一體化項目也是國家發(fā)改委和能源局鼓勵的一種技術(shù)路線。能源局出臺了關(guān)于推進建立源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展指導意見,明確了源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補的實施路徑,為綜合能源發(fā)展指明了方向。目前我們現(xiàn)在做的項目基本上還是以結(jié)合當?shù)氐馁Y源稟賦,以燃氣分布式為主,加上可再生能源的綜合利用,加上控制系統(tǒng)的優(yōu)化運行。
三是可再生能源高效利用將成為開展綜合能源的主流方向。去年習主席提出了雙碳目標以來,我國的可再生能源發(fā)展迅猛提升。9月14號,國家能源局公布了整縣推進分布式光伏開發(fā)試點名單,這個試點名單有676個縣列入開發(fā)試點,在今年第四屆風能開發(fā)企業(yè)領(lǐng)導人座談會上,能源局領(lǐng)導提出了千鄉(xiāng)萬村馭風計劃,但是分布式光伏和分散式風電的出力也是隨機性和大規(guī)模直接上網(wǎng)也給電網(wǎng)帶來了很大的負擔。
綜合能源服務(wù)能夠有效的解決屋頂分布式光伏和分散式風電這三大問題,是綜合能源獨特優(yōu)勢的體現(xiàn)。目前我們正在研究分布式能源冷熱電研究,特別是可再生能源,像風能,除了發(fā)電,同時也是供熱,另外關(guān)于光伏這塊結(jié)合整縣區(qū)域我們研究系統(tǒng)集成的技術(shù)路線,冷熱電,都是用可再生能源進行供應(yīng),盡可能的就近消納,另外結(jié)合共享儲能解決分布式能源對電網(wǎng)的影響這方面的問題。
解決可再生能源消納問題上,儲能和氫能等新技術(shù)是開展綜合能源重要的技術(shù)方向。儲能、氫能等技術(shù)能夠有效的調(diào)節(jié)能源需求和供給時空不匹配的問題,目前國家也在不斷的發(fā)布相關(guān)的政策,支持儲能、氫能新技術(shù)的發(fā)展,10月11日國家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于進一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價市場化改革的通知》,電力市場化改革,給儲能更多的發(fā)展機遇,充分發(fā)揮削峰填谷,穩(wěn)定電價,需求側(cè)響應(yīng)的機會,也解決了可再生能源消納的問題。
習主席在生物多樣性公約第十五次締約方大會上提出,大力發(fā)展可再生能源,在沙漠、隔壁、荒漠地區(qū),加快規(guī)劃建設(shè)大型風光電光伏基地項目,利用可再生能源制氫是重要的技術(shù)路線,可再生能源制氫也需要克服三大難題,上午院士也進行了關(guān)于氫能這塊的報告,也是對我們氫能發(fā)展指明了方向,目前我們現(xiàn)在對可再生能源制氫這塊,我們公司也有氫能這塊的部署,也承擔了國家發(fā)改委的揭榜掛帥的項目,正在研究氫能的電解水制氫和低能耗,高穩(wěn)定性技術(shù)和商業(yè)模式。
五是能源數(shù)字化和智能化將成為綜合能源高效智慧利用的重要技術(shù)支撐,能源數(shù)字化和智能化,將成為綜合能源未來發(fā)展的重要方向,在ICT技術(shù)和能源系統(tǒng)的融合下,通過物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù),為能源的生產(chǎn)、輸配、消費和交易各環(huán)節(jié)實現(xiàn)數(shù)字化,智能化,通過云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進行海量數(shù)據(jù)的優(yōu)化和分析,為能源消費提供系統(tǒng)性、智能化的解決方案。
第三部分,綜合智慧能源的實踐。
華電集團是2019年6月28號啟動了綜合能源生態(tài)圈的啟動會,首家發(fā)布了《綜合智慧能源行動計劃》,打造具有環(huán)境特色的清潔用好,多能聯(lián)供,智慧高效的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),按照試點先行、全面推進、引領(lǐng)提升三個階段逐步推進,全面完成三大任務(wù),重點開展六項業(yè)務(wù)工作,開展建設(shè)兩個平臺,提升三種能力,實施25項關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和推廣,積極建設(shè)20個重點示范項目,這是我們在2019年的時候提出的一個計劃。
到目前我們這幾項計劃已經(jīng)在按部就班的進行落實,到目前我們現(xiàn)在把25項關(guān)鍵技術(shù),20個重點示范項目調(diào)整成為30個重點項目。兩個平臺方面,一個是綜合能源的控制平臺,這個控制平臺主要實現(xiàn)綜合能源的源網(wǎng)荷儲信息數(shù)據(jù)的采集,實現(xiàn)多能源子系統(tǒng)的協(xié)同規(guī)劃,運行優(yōu)化,管理協(xié)同,交互響應(yīng)和互補互濟等,滿足多樣化的用能需求,提升綜合能源的系統(tǒng)效率。
第二個是綜合能源的服務(wù)平臺,主要是面向用戶,為客戶提供智能調(diào)控,需求響應(yīng)和價格預測等服務(wù)。2021年6月28號,華電集團成功舉辦了綜合能源服務(wù)網(wǎng)上大廳的啟動儀式,這個啟動儀式積極響應(yīng)3060的雙碳目標和建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),綜合能源發(fā)電供熱新營銷開始的雙輪驅(qū)動,另外綜合能源及發(fā)電供熱新營銷開始雙輪驅(qū)動,也是標志著華電集團的綜合能源服務(wù)邁入了以客戶為中心的新時代。
下面是結(jié)合兩個工程案例,一個是集群樓宇的典型案例,一個是工業(yè)園區(qū)的典型案例,這個項目是我們?nèi)A電產(chǎn)業(yè)園的綜合能源服務(wù)項目,在我們自己辦公樓下面的一個項目,這個項目是國家能源局的示范項目,也是國家科技部“十二五”的科技支撐項目。也是首都藍天科技行動示范項目,先后榮獲北京市多項獎勵。
這個項目總的用戶類型包括綜合辦公樓,商務(wù)酒店,數(shù)據(jù)中心和高檔飯店等,建設(shè)規(guī)模是25萬平米,其中地上是17萬平米,地下8萬平米,總的供熱面積18萬平米,供冷面積19萬平米,這是非常典型的綜合樓宇的分布式能源項目,這個項目是2010年的時候隨著園區(qū)建設(shè)同步規(guī)劃設(shè)計,同步建設(shè),項目是2013年年底投產(chǎn),項目建設(shè)的原則當時是自發(fā)自用,余電上網(wǎng),這個項目剛開始投產(chǎn)之后實際上是孤網(wǎng)運行,沒有和電網(wǎng)連接,孤網(wǎng)運行大概一年多,到2015年的時候下半年實現(xiàn)和電網(wǎng)的聯(lián)通。
這是項目裝機的配置,當時是兩臺內(nèi)燃機,加上兩臺余熱的溴冷機和兩臺直燃機,加上兩臺制冷機,這個項目當時主要還是以內(nèi)燃機系統(tǒng)是供熱冷電,直燃機和制冷機進行調(diào)峰,這個項目在去年年底我們啟動了綜合能源的示范,增加了一套光伏系統(tǒng),增加了一套儲電設(shè)備,加了一臺熱泵。
總的供電能力6.99兆瓦,供熱能力12.4兆瓦,供冷能力是17.9兆瓦,實際上是非常典型燃氣分布式結(jié)合了可再生能源和煙氣余熱,深度節(jié)能的綜合示范項目,光伏發(fā)電是200千瓦,儲電是100千瓦,儲電目前受北京市儲能政策的影響,現(xiàn)在還沒有投用,等北京市政策放開之后我們儲電可以正式投用,光伏已經(jīng)投用,余熱設(shè)備我們增加了熱泵系統(tǒng),把原有的煙氣溫度從120度降低到了35度,這樣可以充分高效利用煙氣系統(tǒng)的余熱。
這個是項目的源網(wǎng)荷儲的配置,從這個圖上來看,發(fā)電這塊主要有內(nèi)燃機、屋頂光伏、光伏幕墻,光伏幕墻實際上只有25千瓦,當時做了一個示范,燃氣內(nèi)燃機加上兩套光伏系統(tǒng)。在網(wǎng)側(cè)實際上有園區(qū)的配電網(wǎng),因為這個是園區(qū)的微電網(wǎng),當時在建成的時候,也是孤網(wǎng)運行,多余的電當時也是就地消納,園區(qū)還有冷熱網(wǎng),供冷和供熱的,另外在儲這塊有儲電,還有儲熱罐。荷側(cè)有充電樁、數(shù)據(jù)中心、商務(wù)酒店、辦公大樓。結(jié)合項目示范,我們也是開發(fā)了綜合智慧能源管理系統(tǒng),我們叫華慧云,這塊主要是包括符合預測、優(yōu)化運行、用能診斷、節(jié)能管理、故障分析、智能尋解、數(shù)據(jù)分析和用能交易等功能模塊,也是在這個項目上進行一個示范應(yīng)用。
第二個項目叫華電鄭州航空港綜合能源服務(wù)項目,這個項目位于鄭州航空港經(jīng)濟開發(fā)區(qū),也就是機場區(qū),主要用戶包括高端制造、醫(yī)院、文體中心、行政、教育、商業(yè)及酒店等。建設(shè)規(guī)模是兩套冷熱電,燃氣分布式,采用合資公司的LM2500機組,總裝機容量是80兆瓦,廠區(qū)占地3.6萬平米,單機容量面積是0.23平米每千瓦。這個實際上是我們目前做的燃氣分布式能源項目里面用氣最節(jié)省的一個,一共布置了二期,目前是上一期,一期是兩臺40兆瓦的燃氣分布式,二期也是準備開展可再生能源和虛擬電廠這塊的一些應(yīng)用。項目綜合能源效率是75%,節(jié)能效率是27%。
這個項目今年11月份已經(jīng)開始開工了,現(xiàn)在已經(jīng)把鍋爐供熱系統(tǒng)建成了,給文體中心供冷熱。項目的建設(shè)是采用BIM+項目建設(shè)+運維,從項目設(shè)計階段和建設(shè)階段,以后的運維階段都采用BIM技術(shù),實現(xiàn)三維可視化的一些示范。這個項目建成之后,因為興港電力也是作為項目的參股方,也是參與到項目建設(shè)之中,這樣項目建成之后,將和興港建立聯(lián)合開展多能互補一體化以及虛擬電廠,用戶側(cè)用能服務(wù)這塊的一個工作開發(fā)。另外也是結(jié)合項目建設(shè),現(xiàn)在也是開展這方面的一個建設(shè)工作。
目前已經(jīng)投用的能源項目,以前叫燃氣分布式三聯(lián)供項目,因為有的項目上了可再生能源,像光伏、光熱,后續(xù)在改造中進行改造,與原來的燃氣分布式進行了耦合應(yīng)用,像廣州大學城這是我們分布式能源十年標志性項目,包括上海莘莊項目,二期也已經(jīng)建成。天津北辰分布式項目,這個也是獲得了中國分布式能源優(yōu)秀項目獎,這是2018年投用。2019年投用的三水項目。這些都是區(qū)域型燃氣分布式能源項目,典型的分布式能源冷熱電聯(lián)供,這些項目運行還是非常不錯的。
樓宇型像華電產(chǎn)業(yè)園綜合能源,我們樓下的這個項目。這個項目獲得北京市十佳節(jié)能技術(shù)案例,因為也是全國首例內(nèi)燃機脫硝,效率達到97.5%,因為當時建得早,2013年就建成,內(nèi)燃機的氮化物排放是500毫克,現(xiàn)在是根據(jù)北京市的要求,降到35毫克以下,應(yīng)該是國內(nèi)內(nèi)燃機脫硝效率最高的,后續(xù)做這些項目都已經(jīng)同步配套了脫硝裝置。這個是上海科技大學分布式能源項目,脫銷這塊也進行改造,2016年投的比較早。廣州萬博項目也是單機容量最大的一個分布式能源項目,在亞洲是單機容量,單臺機組是將近10兆瓦,三臺10兆瓦的燃機。這個項目和常規(guī)的分布式能源項目不太一樣,這個電是上網(wǎng)的,不是自發(fā)自用,當然自發(fā)自用的概念不一樣,除了能源占類用電之外,剩下的電都是上網(wǎng)的,用戶是在能源站外面的,對外面的能源用戶供冷熱。還有石家莊智慧城市項目,典型的樓宇型項目。
再就是即將建設(shè)的項目,鄭州富士康項目,重慶江津項目,這個也是國家首臺燃氣示范,采用的是哈爾濱電氣的燃機,進行國產(chǎn)化的示范。另外還有山東東營分布式能源項目,這個是用我們自己的燃機,LM2500。還有就是廣東順德分布式能源示范項目。在泰國、墨西哥目前正在溝通一些,也是燃氣分布式的能源項目。國外的特點,燃氣是非常便宜的,所以相對來說有的項目采用單循環(huán),有冷熱需求。有的項目根據(jù)電價和氣價不同價格來進行經(jīng)濟分析,有的適合做單循環(huán),有的適合做聯(lián)合循環(huán)。目前也是結(jié)合燃氣分布式開展了一些集中式和分布式光伏項目,有的是單純集中式光伏項目,還有的是單純分布式屋頂光伏項目。
第四,公司業(yè)務(wù)簡單介紹。綜合智慧能源公司是華電集團主要從事綜合能源服務(wù)的技術(shù)研發(fā)、規(guī)劃設(shè)計、裝備制造、工程總承包、運維服務(wù)、工程投資的六大業(yè)務(wù)。
技術(shù)研發(fā),上午大概簡單介紹了一下,我們是國家能源局分布式能源研發(fā)中心,也是承擔了國家能源局三期研發(fā)課題。另外在規(guī)劃設(shè)計方面建立甲級設(shè)計和咨詢資質(zhì),在燃機制造方面我們和GE公司合資成立的華電通用輕型燃機設(shè)備公司,生產(chǎn)航改型燃機。另外在工程總承包方面、運維方面、投資方面都有業(yè)務(wù)。技術(shù)研發(fā)方面,目前承擔了能源局、省部級的課題,也是獲得了電力科技進步獎和中電聯(lián)的電力創(chuàng)新獎、管理獎等各項獎勵。建設(shè)項目也是獲得優(yōu)秀設(shè)計獎和優(yōu)秀項目獎。
業(yè)務(wù)分布,國內(nèi)主要在經(jīng)濟發(fā)達區(qū),京津冀、長三角、珠三角地區(qū)。國外業(yè)務(wù)主要是燃機帶動總承包項目建設(shè)。
燃機制造,后面還有關(guān)于燃機的專題報告。目前有兩款機型,LM6000、LM2500,當然還有TM2500,主要是移動發(fā)電機組,目前國內(nèi)主要是銷售將近20臺LM,國外銷售TM是15臺。這是LM系列的特點,LM2500輸入功率范圍是21-33兆瓦,單循環(huán)效率是39,聯(lián)合循環(huán)效率達到52。TM2500主要用于應(yīng)急發(fā)電,6000機組輸出功率是42-47兆瓦,單循環(huán)效率是42,聯(lián)合循環(huán)53,氮化物和一氧化排放比較低。
運維服務(wù)方面主要承擔設(shè)備的檢修、技改、安裝、燃機設(shè)計的備件供應(yīng),目前我們在北京、上海、廣州、杭州也都有運維項目,積累了豐富的經(jīng)驗。
最后是華電綜合智慧能源公司秉承以客戶為中心,打造具有華電特色的“清潔友好、多能聯(lián)供、智慧高效”的綜合能源產(chǎn)業(yè)鏈,建設(shè)綜合智慧能源的商業(yè)圈,涵蓋了燃氣分布式、光伏、光熱、風能發(fā)電、風能熱利用以及各類熱泵技術(shù),余熱余壓利用,儲能、儲氫以及汽車充換電等。綜合多種能源,實現(xiàn)多能互補、源網(wǎng)荷儲一體化綜合能源服務(wù),我們作為集成商也是需要和大家一起聯(lián)合開展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)。
多年來公司在綜合能源服務(wù)項目規(guī)劃設(shè)計建設(shè)運維服務(wù)經(jīng)驗,我們也是對綜合能源項目進行分類,歸納出來特色小鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、集群樓宇、工業(yè)企業(yè)、應(yīng)急供能等綜合能源服務(wù)的五大類型,一共是37個具體應(yīng)用場景,目前在醫(yī)院、酒店、機場、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)園區(qū),我們都有項目的示范和應(yīng)用,也是積累了一定經(jīng)驗,希望后面也能夠和大家一起合作,共同開展綜合能源服務(wù)。
最后也是真誠地邀請各位領(lǐng)導、專家、各位朋友來華電綜合智慧能源公司進行業(yè)務(wù)指導、交流和項目合作,謝謝大家!
責任編輯: 張磊