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曾鸣、王永利:综合能源服务与综合能源系统相辅相成
加入时间:2020-09-09        来源:能源研究俱乐部


  2014年6月,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上,明确提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,指引了我国能源发展的方向。构建清洁低碳、安全高效的能源体系成为我国能源转型的新目标。能源技术变革和信息通信技术的快速融合发展,催生了用户对智慧用能的新需求,扩大了能源服务的新内涵,推动了传统能源服务向综合能源服务的转变,发展综合能源已成为我国能源系统建设和能源变革的重要方式。
  
  一、综合能源服务的特征与主要内容
  
  目前,国内外对综合能源服务的定义尚未统一,但对其基本特征已达成共识:一是综合能源,综合能源服务的领域涵盖冷、热、电、气等多种能源系统;二是综合服务,综合服务业务涵盖能源管理、技术、经济、市场等方面,包括咨询、委托运维、合同能源管理、项目总承包等多种方式。因此,综合能源服务是一种依托先进互联网通信技术和能源技术、为满足终端客户多元化能源生产与消费需求的服务方式。
  
  综合能源服务的内容主要包括能源规划和节能改造服务、能源管理和运维服务、能效诊断和提升服务、需求管理和需求响应服务、投资运营服务、工程建设服务和能源交易服务等多种形式。开展综合能源服务符合我国对能源安全、环保、可持续以及高效利用等方面的要求,有利于推动我国能源互联网建设、推进能源革命进程。因此,综合能源服务迅速成为我国新的能源重点发展方向,传统能源企业、能源服务商也相继成立综合能源服务公司,积极拓展综合能源服务市场。
  
  二、综合能源系统的内涵
  
  综合能源系统,是指一定区域内的能源系统利用先进的技术和管理模式,以“两高三低”为目标(两高:系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高;三低:用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其他污染物排放的降低),整合区域内石油、煤炭、天然气和电力等多种能源资源,实现多异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济,在满足多元化用能需求的同时,有效提升能源利用效率,进而促进能源可持续发展的新型一体化能源系统。当前我国以单一系统纵向延伸为主的传统能源发展模式已不能满足能源革命战略在保障能源安全、提高能源效率、推动环境保护和促进新能源消纳等方面的要求。在宏观政策和企业业态不断创新的推动下,综合能源系统整合冷、热、电、气等多种能源资源,推动打破传统单一能源发展的技术壁垒、市场壁垒和体制壁垒,实现多能源的互补互济和协调优化,有效提升了能源利用效率、促进了能源可持续发展。
  
  三、构建综合能源系统推进综合能源服务
  
  综合能源系统与综合能源服务相互依存、共同发展。一是,综合能源服务的开展依靠综合能源系统规划优化、运行优化、能源交易、能源大数据等技术支撑,同时综合能源系统的技术革新也推动了综合能源服务的转变;二是,综合能源系统附着在综合能源服务上,为用户提供能源规划、能源管理、能源交易、能效提升等服务。因此,在用户侧构建综合能源系统,推进综合能源服务,成为发展综合能源的重要措施,也是全面推进能源革命的重大战略支撑。
  
  1.革新能源规划技术,助力能源规划服务。能源规划和建设是开展能源服务的先决条件,合理的能源系统建设方案将很大程度上决定着能源系统高效经济的运行潜力。传统的能源系统是按照不同能源类型划分为多个相对独立的子系统,各类能源产业都通过自身的规划、建设和投资来确保本能源品种的供需平衡。这种传统的能源系统在提高能源利用效率、实现能源互补以及从整体上解决能源需求问题时面临一些障碍。综合能源系统规划优化是解决多类异质能源协同耦合、终端能源供给结构优化难题的重要技术。面向社区、楼宇、工业企业及园区等用能对象,开展以屋顶光伏、分散式风电、冷热电三联供、热泵、工业余热余压利用等分布式能源为核心的综合能源系统规划优化、技术创新,解决规划阶段冷、热、电、气等多种形态能源的协同开发和梯级利用的难题;针对政府、电网公司、能源托管企业等能源管理主体,开展灵活的综合能源系统角色设计,打造低成本、低排放、低依赖、高能效的多维度综合能源规划技术,推动能源规划服务提升,助力综合能源规划和节能改造服务。
  
  2.研发多能运行技术,助力能源运维服务。综合能源系统是以电力为核心、涵盖能源转化、传输、分配等多阶段的多能源网络系统,其能源调度问题已从传统单一能源运行优化逐步发展到多种能源相互耦合、协同配合,共同满足用户的多元负荷需求。综合能源系统运行优化是解决多能源网络耦合、多能源供给策略优化难题的重要技术。研发高效多能流协同运行技术,以优化目标为导向,整合热、电、冷、天然气、新能源等多种能源,实现多种能源间的交互响应和互补互济,提高能源利用效率;研发能源采集和控制终端,推动能量流与信息流的深度交互,增强能源系统监测和控制能力。提升优化技术和增强控制能力并举,打通平台层与感知层之间的信息交互,支撑综合能源运维服务。
  
  3.开展能源数据挖掘,助力能效提升服务。加快数字信息技术与能源物理技术的融合,推进能源路由器等能源互联网核心设备的研发与应用,广泛部署数据采集终端,加强用户用能信息采集、监测,打破多元主体间、不同能源子系统间的数据壁垒;运用云计算、5G、大数据技术,打通上游发电、输配电、分布式等供给端与下游工商业、居民、园区等用户端的完整数据链;研发综合能源数据挖掘技术,充分挖掘数据价值,深化能源数据增值服务,支撑综合能源规划、运行技术;研发综合能源评估与诊断技术,积极开展能源数据服务,针对性地为用户定制差异化的综合能源解决方案,实现不同用户的节能减排和能效提升。因此,开展以“云大物移智链”为技术支撑的能源数据挖掘,可打造综合能源数据服务生态,助力综合能源能效提升服务。
  
  4.推动需求曲线重塑,助力需求响应服务。发掘需求侧资源效用。以精准规划为引导,挖掘多能互补协同与综合需求响应的潜力;以高效运营为引导,分析与发掘多源异构数据特征,揭示多元用能负荷转移、削减以及异质能转换的潜力;以高质消费为引导,推广智慧用能平台、智能自动响应终端、虚拟电厂等新技术与新业态,充分调动用户参与需求响应的积极性。推动需求侧资源综合优化。以综合能源系统为响应纽带,贯通需求侧用户、多能源供应系统与电网的信息交互,研发以综合能源系统为核心的综合需求响应技术,为能源电力系统的需求侧管理与需求响应计划制定提供技术支撑。因此,推动需求曲线重塑,可实现供给侧与需求侧的联动优化,助力需求响应服务。
  
  5.打造能源系统集群,助力市场交易服务。以区块链等信息技术为支撑,推动能源灵活自主微平衡交易,实现去中心化、信息共享、智能结算的分布式能源、分布式储能主体,与工业大用户及个人、家庭级微用能主体间的点对点实时自主交易,进而为创新绿色能源认证、绿色货币、绿色证书等清洁能源新型商业模式的推广提供可能;依托综合能源系统,全面推进多种能源的互补融合和跨区域能源系统的联合优化,形成涵盖电力市场、碳交易市场、绿色配额交易市场、煤电联动机制等多类型市场机制;创新能源电力系统的运营管理机制,发挥电网公司、装备制造企业、互联网公司、金融企业等各类主体优势,推动能源电力系统及周边产业各类主体协调发展,助力能源市场交易服务。
  
  四、“十四五”期间综合能源的发展思路
  
  随着能源技术创新、能源系统形态升级、能源管理体制变革,综合能源服务将朝着供应能源多元化、服务多元化、用能方式多元化及智能化趋势发展,其业务形态也由面向能源系统终端逐步转变为能源组合供应式服务、新技术融合服务、一体化集成式服务等综合服务。综合能源服务的目标是打造全社会综合能源服务生态圈,“十四五”期间主要应从夯实理论基石、突破关键技术、完善基础架构、优化市场机制、完善商业模式和实现服务的数据业务化等方面展开。
  
  1.夯实理论基石。加强多能源设备综合建模、多能流网络动态潮流分析、多能源系统“源网荷储”联合优化、大规模复杂模型联合求解等综合能源系统理论研究,推动综合能源系统协同优化方法创新,夯实综合能源系统理论基石。
  
  2.突破关键技术。加强能量转换、能量传输和智能感知与控制等关键技术研究,推动分布式能源转化设备、储能设备、智能终端技术革新,突破能源耦合、能源联动的技术壁垒,实现能源在“生产-转换-传输-储存-消费”等多环节的绿色高效应用。
  
  3.完善基础架构。一是加强分布式能源设备和能源网络建设,鼓励发展电、热、冷、氢等多类型储能设施和因地制宜建设综合能源,推动多种能源的优化布局与高效利用;二是加强智能终端和智慧能源平台建设,实现能源生产消费的智能监测、诊断和调控,提升能源供应的可靠性。
  
  4.优化市场机制。合理促进市场集中度和开放度不断提高,鼓励各类市场参与主体尤其是能源服务商的专业化发展,建立起政府、能源服务商、用能企业共同拓展综合能源服务市场的合作机制,促进综合能源服务市场不断向产业生态阶段演进,创建风险共担、互利互惠的商业生态圈。
  
  5.完善商业模式。一是激发市场参与主体活力,实现各市场参与主体与用户间有效、充分的互动,重视用户侧能源消费行为的引导与培养;二是以多能源供应、技术融合以及集成式服务等模式为核心,为各类型客户提供多种能源整体规划、设计、实施等服务。
  
  6.提升数据业务化。一是提高用能数据获取的范围、颗粒度和精准度,形成大数据资源服务基础;二是提高数据分析处理能力,解决大数据处理底层算法功能及性能瓶颈,进一步挖掘数据价值的增值服务。
  
  综上所述,综合能源系统是支撑综合能源服务业务开展、推动其业务拓展的重要力量。未来,综合能源服务的价值与内涵将不断发展与延伸,客户对综合能源多元化服务的更高要求也将促使综合能源系统相关技术不断进步。

(责任编辑:书雪)
 
 
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