綜合能源服務與綜合能源系統(tǒng)相輔相成曾鳴 王永利
(華北電力大學能源互聯(lián)網研究中心)
2014年6月,習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上,明確提出"四個革命、一個合作"能源安全新戰(zhàn)略,指引了我國能源發(fā)展的方向。構建清潔低碳、安全高效的能源體系成為我國能源轉型的新目標。能源技術變革和信息通信技術的快速融合發(fā)展,催生了用戶對智慧用能的新需求,擴大了能源服務的新內涵,推動了傳統(tǒng)能源服務向綜合能源服務的轉變,發(fā)展綜合能源已成為我國能源系統(tǒng)建設和能源變革的重要方式。
一、綜合能源服務的特征與主要內容
目前,國內外對綜合能源服務的定義尚未統(tǒng)一,但對其基本特征已達成共識:一是綜合能源,綜合能源服務的領域涵蓋冷、熱、電、氣等多種能源系統(tǒng);二是綜合服務,綜合服務業(yè)務涵蓋能源管理、技術、經濟、市場等方面,包括咨詢、委托運維、合同能源管理、項目總承包等多種方式。因此,綜合能源服務是一種依托先進互聯(lián)網通信技術和能源技術、為滿足終端客戶多元化能源生產與消費需求的服務方式。綜合能源服務的內容主要包括能源規(guī)劃和節(jié)能改造服務、能源管理和運維服務、能效診斷和提升服務、需求管理和需求響應服務、投資運營服務、工程建設服務和能源交易服務等多種形式。開展綜合能源服務符合我國對能源安全、環(huán)保、可持續(xù)以及高效利用等方面的要求,有利于推動我國能源互聯(lián)網建設、推進能源革命進程。因此,綜合能源服務迅速成為我國新的能源重點發(fā)展方向,傳統(tǒng)能源企業(yè)、能源服務商也相繼成立綜合能源服務公司,積極拓展綜合能源服務市場。
二、綜合能源系統(tǒng)的內涵
綜合能源系統(tǒng),是指一定區(qū)域內的能源系統(tǒng)利用先進的技術和管理模式,以"兩高三低"為目標(兩高:系統(tǒng)綜合能效的提高、系統(tǒng)運行可靠性的提高;三低:用戶用能成本的降低、系統(tǒng)碳排放的降低和系統(tǒng)其他污染物排放的降低),整合區(qū)域內石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源資源,實現(xiàn)多異質能源子系統(tǒng)之間的協(xié)調規(guī)劃、優(yōu)化運行、協(xié)同管理、交互響應和互補互濟,在滿足多元化用能需求的同時,有效提升能源利用效率,進而促進能源可持續(xù)發(fā)展的新型一體化能源系統(tǒng)。當前我國以單一系統(tǒng)縱向延伸為主的傳統(tǒng)能源發(fā)展模式已不能滿足能源革命戰(zhàn)略在保障能源安全、提高能源效率、推動環(huán)境保護和促進新能源消納等方面的要求。在宏觀政策和企業(yè)業(yè)態(tài)不斷創(chuàng)新的推動下,綜合能源系統(tǒng)整合冷、熱、電、氣等多種能源資源,推動打破傳統(tǒng)單一能源發(fā)展的技術壁壘、市場壁壘和體制壁壘,實現(xiàn)多能源的互補互濟和協(xié)調優(yōu)化,有效提升了能源利用效率、促進了能源可持續(xù)發(fā)展。
三、構建綜合能源系統(tǒng) 推進綜合能源服務
綜合能源系統(tǒng)與綜合能源服務相互依存、共同發(fā)展。一是,綜合能源服務的開展依靠綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化、運行優(yōu)化、能源交易、能源大數(shù)據等技術支撐,同時綜合能源系統(tǒng)的技術革新也推動了綜合能源服務的轉變;二是,綜合能源系統(tǒng)附著在綜合能源服務上,為用戶提供能源規(guī)劃、能源管理、能源交易、能效提升等服務。因此,在用戶側構建綜合能源系統(tǒng),推進綜合能源服務,成為發(fā)展綜合能源的重要措施,也是全面推進能源革命的重大戰(zhàn)略支撐。
1.革新能源規(guī)劃技術,助力能源規(guī)劃服務。能源規(guī)劃和建設是開展能源服務的先決條件,合理的能源系統(tǒng)建設方案將很大程度上決定著能源系統(tǒng)高效經濟的運行潛力。傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)是按照不同能源類型劃分為多個相對獨立的子系統(tǒng),各類能源產業(yè)都通過自身的規(guī)劃、建設和投資來確保本能源品種的供需平衡。這種傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)在提高能源利用效率、實現(xiàn)能源互補以及從整體上解決能源需求問題時面臨一些障礙。綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化是解決多類異質能源協(xié)同耦合、終端能源供給結構優(yōu)化難題的重要技術。面向社區(qū)、樓宇、工業(yè)企業(yè)及園區(qū)等用能對象,開展以屋頂光伏、分散式風電、冷熱電三聯(lián)供、熱泵、工業(yè)余熱余壓利用等分布式能源為核心的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃優(yōu)化、技術創(chuàng)新,解決規(guī)劃階段冷、熱、電、氣等多種形態(tài)能源的協(xié)同開發(fā)和梯級利用的難題;針對政府、電網公司、能源托管企業(yè)等能源管理主體,開展靈活的綜合能源系統(tǒng)角色設計,打造低成本、低排放、低依賴、高能效的多維度綜合能源規(guī)劃技術,推動能源規(guī)劃服務提升,助力綜合能源規(guī)劃和節(jié)能改造服務。
2.研發(fā)多能運行技術,助力能源運維服務。綜合能源系統(tǒng)是以電力為核心、涵蓋能源轉化、傳輸、分配等多階段的多能源網絡系統(tǒng),其能源調度問題已從傳統(tǒng)單一能源運行優(yōu)化逐步發(fā)展到多種能源相互耦合、協(xié)同配合,共同滿足用戶的多元負荷需求。綜合能源系統(tǒng)運行優(yōu)化是解決多能源網絡耦合、多能源供給策略優(yōu)化難題的重要技術。研發(fā)高效多能流協(xié)同運行技術,以優(yōu)化目標為導向,整合熱、電、冷、天然氣、新能源等多種能源,實現(xiàn)多種能源間的交互響應和互補互濟,提高能源利用效率;研發(fā)能源采集和控制終端,推動能量流與信息流的深度交互,增強能源系統(tǒng)監(jiān)測和控制能力。提升優(yōu)化技術和增強控制能力并舉,打通平臺層與感知層之間的信息交互,支撐綜合能源運維服務。
3.開展能源數(shù)據挖掘,助力能效提升服務。加快數(shù)字信息技術與能源物理技術的融合,推進能源路由器等能源互聯(lián)網核心設備的研發(fā)與應用,廣泛部署數(shù)據采集終端,加強用戶用能信息采集、監(jiān)測,打破多元主體間、不同能源子系統(tǒng)間的數(shù)據壁壘;運用云計算、5G、大數(shù)據技術,打通上游發(fā)電、輸配電、分布式等供給端與下游工商業(yè)、居民、園區(qū)等用戶端的完整數(shù)據鏈;研發(fā)綜合能源數(shù)據挖掘技術,充分挖掘數(shù)據價值,深化能源數(shù)據增值服務,支撐綜合能源規(guī)劃、運行技術;研發(fā)綜合能源評估與診斷技術,積極開展能源數(shù)據服務,針對性地為用戶定制差異化的綜合能源解決方案,實現(xiàn)不同用戶的節(jié)能減排和能效提升。因此,開展以"云大物移智鏈"為技術支撐的能源數(shù)據挖掘,可打造綜合能源數(shù)據服務生態(tài),助力綜合能源能效提升服務。
4.推動需求曲線重塑,助力需求響應服務。發(fā)掘需求側資源效用。以精準規(guī)劃為引導,挖掘多能互補協(xié)同與綜合需求響應的潛力;以高效運營為引導,分析與發(fā)掘多源異構數(shù)據特征,揭示多元用能負荷轉移、削減以及異質能轉換的潛力;以高質消費為引導,推廣智慧用能平臺、智能自動響應終端、虛擬電廠等新技術與新業(yè)態(tài),充分調動用戶參與需求響應的積極性。推動需求側資源綜合優(yōu)化。以綜合能源系統(tǒng)為響應紐帶,貫通需求側用戶、多能源供應系統(tǒng)與電網的信息交互,研發(fā)以綜合能源系統(tǒng)為核心的綜合需求響應技術,為能源電力系統(tǒng)的需求側管理與需求響應計劃制定提供技術支撐。因此,推動需求曲線重塑,可實現(xiàn)供給側與需求側的聯(lián)動優(yōu)化,助力需求響應服務。
5.打造能源系統(tǒng)集群,助力市場交易服務。以區(qū)塊鏈等信息技術為支撐,推動能源靈活自主微平衡交易,實現(xiàn)去中心化、信息共享、智能結算的分布式能源、分布式儲能主體,與工業(yè)大用戶及個人、家庭級微用能主體間的點對點實時自主交易,進而為創(chuàng)新綠色能源認證、綠色貨幣、綠色證書等清潔能源新型商業(yè)模式的推廣提供可能;依托綜合能源系統(tǒng),全面推進多種能源的互補融合和跨區(qū)域能源系統(tǒng)的聯(lián)合優(yōu)化,形成涵蓋電力市場、碳交易市場、綠色配額交易市場、煤電聯(lián)動機制等多類型市場機制;創(chuàng)新能源電力系統(tǒng)的運營管理機制,發(fā)揮電網公司、裝備制造企業(yè)、互聯(lián)網公司、金融企業(yè)等各類主體優(yōu)勢,推動能源電力系統(tǒng)及周邊產業(yè)各類主體協(xié)調發(fā)展,助力能源市場交易服務。
四、"十四五"期間綜合能源的發(fā)展思路
隨著能源技術創(chuàng)新、能源系統(tǒng)形態(tài)升級、能源管理體制變革,綜合能源服務將朝著供應能源多元化、服務多元化、用能方式多元化及智能化趨勢發(fā)展,其業(yè)務形態(tài)也由面向能源系統(tǒng)終端逐步轉變?yōu)槟茉唇M合供應式服務、新技術融合服務、一體化集成式服務等綜合服務。綜合能源服務的目標是打造全社會綜合能源服務生態(tài)圈,"十四五"期間主要應從夯實理論基石、突破關鍵技術、完善基礎架構、優(yōu)化市場機制、完善商業(yè)模式和實現(xiàn)服務的數(shù)據業(yè)務化等方面展開。
1.夯實理論基石。加強多能源設備綜合建模、多能流網絡動態(tài)潮流分析、多能源系統(tǒng)"源網荷儲" 聯(lián)合優(yōu)化、大規(guī)模復雜模型聯(lián)合求解等綜合能源系統(tǒng)理論研究,推動綜合能源系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法創(chuàng)新,夯實綜合能源系統(tǒng)理論基石。
2.突破關鍵技術。加強能量轉換、能量傳輸和智能感知與控制等關鍵技術研究,推動分布式能源轉化設備、儲能設備、智能終端技術革新,突破能源耦合、能源聯(lián)動的技術壁壘,實現(xiàn)能源在"生產-轉換-傳輸-儲存-消費"等多環(huán)節(jié)的綠色高效應用。
3.完善基礎架構。一是加強分布式能源設備和能源網絡建設,鼓勵發(fā)展電、熱、冷、氫等多類型儲能設施和因地制宜建設綜合能源,推動多種能源的優(yōu)化布局與高效利用;二是加強智能終端和智慧能源平臺建設,實現(xiàn)能源生產消費的智能監(jiān)測、診斷和調控,提升能源供應的可靠性。
4.優(yōu)化市場機制。合理促進市場集中度和開放度不斷提高,鼓勵各類市場參與主體尤其是能源服務商的專業(yè)化發(fā)展,建立起政府、能源服務商、用能企業(yè)共同拓展綜合能源服務市場的合作機制,促進綜合能源服務市場不斷向產業(yè)生態(tài)階段演進,創(chuàng)建風險共擔、互利互惠的商業(yè)生態(tài)圈。
5.完善商業(yè)模式。一是激發(fā)市場參與主體活力,實現(xiàn)各市場參與主體與用戶間有效、充分的互動,重視用戶側能源消費行為的引導與培養(yǎng);二是以多能源供應、技術融合以及集成式服務等模式為核心,為各類型客戶提供多種能源整體規(guī)劃、設計、實施等服務。
6.提升數(shù)據業(yè)務化。一是提高用能數(shù)據獲取的范圍、顆粒度和精準度,形成大數(shù)據資源服務基礎;二是提高數(shù)據分析處理能力,解決大數(shù)據處理底層算法功能及性能瓶頸,進一步挖掘數(shù)據價值的增值服務。
綜上所述,綜合能源系統(tǒng)是支撐綜合能源服務業(yè)務開展、推動其業(yè)務拓展的重要力量。未來,綜合能源服務的價值與內涵將不斷發(fā)展與延伸,客戶對綜合能源多元化服務的更高要求也將促使綜合能源系統(tǒng)相關技術不斷進步。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》
責任編輯: 江曉蓓