10月29日下午,第二十届分布式能源国际论坛“专题论坛”成功举办。论坛特别聚焦于分布式光伏、区域智能互联以及场景微电网等多个前沿领域,为分布式能源的未来发展提供了多元化的支持与优化策略。专题论坛由国网能源研究院新能源与统计研究所原所长李琼慧主持。
主持人李琼慧:今天下午,我们将围绕分布式光伏市场与政策、多能融合、区域智能互联及农村能源发展等维度,探讨分布式能源的全面应用与发展。
上午,我们已聆听专家对新型能源体系下分布式能源发展形势及新型电力系统、分布式光伏高质量发展的精彩报告,对分布式能源的现状与未来有了更加深入的认识。值此论坛20届之际,回顾中国分布式能源发展历程,从起初的不足百万千瓦,到如今分布式光伏接近两亿千瓦,其成就显著。国家能源局近期政策亦表明,未来分布式能源将在商业模式创新、能源转型及新能源多样化等方面发挥更加重要的作用。
《推动分布式光伏高质量发展的政策机制》
时璟丽
中国宏观经济研究院能源研究所研究员
今年分布式光伏发电的特点是工商业分布式规模显著增加,户用光伏放缓,市场整体向南方省份移动,两湖两广的新增装机较高,江苏、浙江、安徽、河南、河北相对传统市场增速下降,但是绝对量仍保持比较好的装机。预计明年既往量做得不多的省份,户用光伏仍能保持一定的市场规模,这也是支撑户用光伏继续平稳发展的重要因素。
关于做好分布式光伏发展未来的接入和消纳的工作,今年以来,国家能源局陆续出台了三个重要的文件,2月份出台的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,明确提出到2025年要形成接纳5亿千瓦分布式新能源的能力,对电网在配电网侧的接纳,分布式新能源方面提出了明确的量化指标。7月份,《加快构建新型电力系统行动方案(2024—2027年)》中,关于分布式新能源的接网提出明确要求;8月份国家能源局发布的《配电网高质量发展行动实施方案(2024—2027年)》,关于分布式接入,明确提出要建立配电网可开放容量定期发布和预警机制,按季度向社会公布县市一级电网不同区域可承载规模的信息,并且要分析提出进一步提升可承载规模的方案举措和实现的要求,这些都对各级电网企业提出了关于分布式光伏接网承载力的要求。
近期,分布式光伏发电建设管理办法开始征求意见,11月8日征求意见截止,相较于2013年的暂行办法有较大调整。重点强调以下六点:
一是调整适用范围,回归分布式光伏就近消纳、就地利用的属性,提出四类分类。
二是注重提升电网承载力,增加接网承载力评估和测算的细化要求。
三是对分布式光伏提出“四可”要求,即可观、可测、可调、可控,适用于增量项目,为参与电力市场做准备。
四是在市场参与方面提出原则性规定,允许分布式光伏发电项目通过多种技术方式公平参与电力市场交易,为大型工商业提供专线供电,是重要突破。
五是细化能源主管部门和电网企业的项目管理、服务要求。
六是今年10月份国家能源局通报了七起分布式光伏并网接入问题,首次专题通报并网接入备案电费结算问题,并对供电企业未能严格执行规定进行公开通报。
分布式光伏入市成为今年光伏业内讨论热点,背景是2022年我国提出2030年建成全国统一电力市场,新能源需全面参与市场交易。业内预期此时间点将提前。去年现货市场文件要求加快放开电源参与现货市场,特别是分布式新能源占比高的地区,探索其参与市场机制。因此,今年下半年现货市场正式运行地区,分布式光伏已开始参与市场。
目前我国新能源参与电力市场比例已较高,去年达47%(未含分布式光伏)。今年随着分布式光伏入市,比例将超50%,并有望继续增长。
分布式光伏参与电力市场,需保障电能量基本收益,明晰新老政策边界。建议新项目以合约方式参与市场,如差价合约或低价保障,兼容不同地区电力市场和可再生能源发展差异,是保障光伏发电基础收益的必要机制。
风电、生物质发电可能不需要特殊机制,部分光伏项目配储能,用聚合方式可直接参与市场或签订长期PPA。未来将是多种机制并存,建议融合机制如“光伏+储能+聚合+虚拟电厂”,就是未来重要的发展方向。
《对新形势下分布式光伏发展的思考》
尹 明
博众智合(Agora)能源转型中国电力项目主任
我的报告分为三部分:首先概述当前的新形势;其次,分享我对分布式光伏市场化发展的个人见解;最后,提出几点相关思考。
第一,目前新能源发展已步入新阶段,光伏与风电装机已超过水电,成为中国电力系统中第二、三大电源,电源结构快速绿色化、低碳化。自2021年起,分布式光伏在年新增装机规模中,占比超20%,在2023年底的,全国装机占比接近9%。
第二,分布式光伏进入源网关系深度调整期,核心问题为新形势下源网关系问题。“四可”要求以及“无源变有源”现象,均体现了当前分布式光伏面临的新形势与新挑战。在东部一些省份电源结构中,分布式光伏装机占比甚至超过了20%,电网承载力面临考验。
第三,分布式光伏因场景多样、投资灵活等优势受到用户欢迎,但也带来了诸多管理新课题。
第四,市场化成为重要趋势,分布式光伏发展面临监管、规划和市场等问题。
新形势下,需要对分布式光伏需深化认识并,细化管理。我提出“五位一体”认识论:其定位是电源还是负荷?建设目的是自用还是出售?价值导向是赚钱还是用于省钱?项目模式是单体还是聚合式?以及是否需要承担系统与市场责任?这些都是需要我们重新思考的问题。
未来分布式光伏发展是有迹可循的。从定位上来看,自然人户用及非自然人户用分布式灵活,可视为电源或负荷;一般工商业则更多定位负荷,侧重自我消纳。大型工商业分布式光伏更倾向负荷,而非传统意义上的电源。
从这个定位我们可以看出其思路就是管大放小,提高分散性,减轻电网的承载压力。从范围来看,自然人的户用和非自然人户用灵活自用或他用,一般工商业自用为主,大型工商业强调自用。现在的政策更倾向于提高自用占比,回归分布式能源就近消纳特征,减轻电网的调配压力。从价值来看,这两类均兼顾赚钱和省钱,一般工商业兼顾以省钱为主,赚钱为辅,但是大型工商业更加侧重省钱,用于优化企业自身用能,节省电费支出。
从模式上,自然人户用为单体形式,其余为单体或者聚合模式,旨在挖掘调节潜力,提升系统灵活性。从责任上,自然人户用全豁免,其余需承担相应责任。其发展旨在改善源网关系,强化责任分摊,提升系统可靠性和市场公平性。
以上是对《分布式光伏发电开发建设管理办法(征求意见稿)》征求意见稿的个人解读。
几点思考如下:当前阶段,分布式光伏面临的关键问题究竟是开发、消纳还是电价问题?采用“管大放小”的监管思路是否为最优选择?对于大型工商业分布式项目,应如何实施有效管理?如何使分布式发电市场化交易模式与电网基础设施调控体系、交易体系相适应、相匹配?
这些问题都值得我们深入探讨。然而,我认为,鉴于中国分布式能源发展的当前阶段,已经不可能简单照搬国外的经验了。现在我们需要做的是,针对自身发展中遇到的实际问题,加强体制机制创新,加强县域、市域电力基础设施投资运营,做实县域、市域电力调控体系,建立适应分布式新能源交易的市场体系,促进微配主网协同发展,走出一条具有中国特色的成效显著且成本最低的电力转型之路。
《光储直柔实现绿电就地消纳》
郝 斌
中国建筑节能协会光储直柔专业委员会秘书长
深圳市建筑科学研究院副总工程师
我来自建设领域,也算是基层代表,想借此机会与大家分享和交流我在工作中的一些体会。
首先,关于今天大家频繁提及的分布式光伏问题,由于我来自建设领域,因此特别想探讨一下分布式光伏与建筑之间的关系,它们之间是互补互助,还是存在其他形式的关联?其次,这些分布式光伏所产生的电力能否被完全消纳,以及我们有哪些有效的消纳方式。
很多专家都谈到红区(电力过剩)的问题,我们一直在探讨如何将红区转变为黄区,进而转变为绿区。今天,我们更多地是在探讨如何从电源端出发,解决红变黄、黄变绿的问题。与此同时,我们也想从负荷侧、用户侧的角度思考,看是否有可能通过某种方式,减少甚至避免对分布式光伏的依赖。
分布式光伏面临的一个主要挑战在于其安装成本。将光伏组件安装在建筑上,需要考虑支架、人工、勘察设计等一系列费用,这些费用加在一起,往往是光伏组件成本的两到三倍,甚至更高。这给我们带来一个深刻的思考:将原本在地面上建设的光伏电站转移到建筑上,这种做法是否真的合适?
如果我们仍然沿用地面电站的建设思路,即只关注光伏组件的发电效率最大化。我们真正应该考虑的是,如何最大化地利用建筑屋顶的发电潜力。现在很少有建筑能够实现光伏满铺,大多数只是局部安装或者按照最佳倾角铺设一部分。如果尝试在建筑屋顶满铺,理论上原本能铺设1兆瓦的容量,现在可能提升到1.5兆瓦甚至更多。然而,需要注意的是,安装成本的增加并不是简单的容量倍增关系。勘察设计费用、支架费用等并不会因为铺设容量的减少而大幅下降,但全年的发电量却会显著提升。
在建筑领域,如果能实现分布式光伏电力在末端的有效消纳,那么其价值将非常高。换句话说,若能在电力供应的末端充分利用这些电力,那么分布式光伏无疑将迎来最佳发展前景。分布式光伏其实就像是光伏领域的“拼多多”,它省略了中间的多个环节,直接将电力输送到用户。这样一来,无论是8毛钱还是一块钱的电价,都变得可行且合理,所有的事情都将成为可能。
本质上,建筑用电的规律与光伏或风电的发电规律并不一致,这是分布式光伏面临的一个客观存在的难题。尽管大家都希望能够解决这个问题,但这也引发了一个矛盾,即建筑负荷是否具备可调节性。
于是,光储直柔技术应运而生。它的主要目标就是应对可再生能源的随机性和波动性,无论这些能源设备安装在哪里,光储直柔都能有效地发挥作用。
接下来,我们谈谈负荷调节。在建筑中,负荷可以根据电网的分类被划分为可中断、可迁移和可调节三类。几乎所有的设备都可以归入这三类中。
在建筑中进行负荷调节究竟在调节什么?从电网的角度来看,负荷调节涉及不同的时间尺度,而我们今天主要关注的是小时级和天级,也就是日内的调节。去年下半年,我们与南方电网合作进行了一项建筑调频实验,并取得了非常显著的效果,没想到建筑也能参与到电网的调配中来。
建筑不仅能够向下调节负荷,还能向上调节,这是过去很多人难以想象的。包括调节速度、响应时间和爬坡速度都能完全满足电网的各项指标要求。这让人们觉得这是一个既经济又实用的解决方案,因此很乐意去做。
实际上,光储直柔是一个高度交叉的学科领域,它涵盖了建筑技术、电力电子、电力系统等多个专业领域。因此,它是一个极具跨学科性质的技术。那么,光储直柔技术的核心是什么?其核心在于构建一个直流微网。
过去,建筑的用电量完全依赖于电网。但现在情况不同了,由于光伏和储能系统的加入,建筑的用电量与电网供电量不再时刻保持相等,而是形成了一种新的动态平衡。这就是现在与过去在电力使用上的本质差异。
直流系统具有一个显著的优势,我们能够利用直流电压的波动来反映供需矛盾的变化。例如,当电压升高时,实际上是在鼓励我们多使用电力;而当电压降低时,是在提示我们减少使用。因此,直流电压不仅传递了能量,同时传递了信息流,使得整个系统更加简洁。当然,我们还需要考虑效率问题。随着分布式电源如光伏和储能系统的增多,系统效率将进一步提升。也就是说,你安装的光伏和储能设备越多,采用直流系统的优势就越明显。
目前,我们在做工程时主要做三个方面:照明、空调和充电桩。通过将这三个领域的设备直流化,我们从电量和负荷的角度来看,已经覆盖了超过50%的需求,这从根本上解决了调节的问题。
总结一下,我们今天讨论的内容,既考虑了电源侧也考虑了用户侧,我们的目标是找到一种方式,使得全社会的系统成本最低,而不是单纯追求某个局部的绝对完美,那种完美对于我们来讲是没有意义的。
《综合体项目中的多能融合应用与实践》
汤光先
协鑫综合能源服务有限公司总经理助理
我分享的案例,是协鑫在商业综合体领域对于多能融合应用的探讨。
当前,商业综合体已成为各大城市中普遍存在的商业模式,集酒店、办公、商业等多种功能于一体。这种情况下,如何有效实现节能,是我们必须深入思考的问题。协鑫在苏州的一个项目中做了一些实践,现在,我将该项目的具体情况做简要汇报和交流,恳请各位领导不吝赐教,对我们的不足之处给予指导。
该项目以协鑫广场零碳综合体多能融合项目为例,集成了光伏、热泵以及天然气供热供能等多种能源模式,实现了多能高效融合。项目总投资613万元,采用合同能源管理的模式,项目运营周期为6年。预计每年可实现节能约930万千瓦时,综合节能效率高达41%以上。
项目总体开发思路涵盖了从发储配用云以及梯级利用等多个方面。为此,我们配套建设了光伏发电系统,并采用了低位热能的回收利用技术,加上储能系统的峰谷套利,并结合了传统的节能技术,如使用高效节能灯和高效变频设备等,这是该项目的整体构思。
第二部分是采用热泵,热泵考虑两种类型:一类是空气源热泵,主要用于制取热水,通过吸收电梯运行过程中产生的废热以及环境中的热量来实现。另一种是水源热泵,主要从商业综合体以及夏季制冷系统中通过冷却塔散失的废热中进行热量回收。这些废热通过热泵被转化为可用的热能,用于供应酒店和商业综合体的热水需求。
这是我们所采用的传统节能技术。我们对其照明系统、水泵以及制冷机进行了高效变频改造。此外,我们还利用协鑫自主研发的大数据监控平台,将综合体内原本零散的设备连接起来,通过数据采集,在鑫能网上进行监控控制策略的设置与优化。同时,系统会根据设备的实际运行情况,选择最优的数据参数进行优化。
我们采用废热回收,主要包括多个废热源的回收。同时,我们采用了智能分配,利用水源热泵等技术,对回收的废热进行高效利用,以满足全年热水供应需求,如泳池加热、烘干机预热以及空间采暖等。在冬季,这一系统基本上能够满足商业综合体90%以上的生活热水和采暖需求。
我们的主要目标是替代当前大部分商业综合体所采用的市政蒸汽或燃气锅炉供能模式。这种模式在能源梯级利用方面相对不够经济。我们用热泵的形式,包括采用分级回收的形式,能够把原有的效率提升到20%以上的效率。
在综合体项目中,我们主要通过储能光伏和热泵技术,实现了能源的梯级利用。具体来说,热泵技术以其高效性成为我们的首选,因为每消耗1千瓦的电力,热泵就能驱动3~4千瓦的热能,其制热效率远高于常规方式。
从经济和社会效益来看,虽然光伏+储能的年度收益相对较低,约为21万元左右,但低微热能回收的年度收益却高达118万元。此外,节能技术和能源监控平台也分别带来了约9万元和10万元的年度收益。考虑到项目总投资约为600万元,用户每年可获得的节能效益大约在150万~160万元之间。
对于这个项目来讲,预计整体投资回报期在3~4年。我们在这个项目中采用了两种模式:正常的商业综合体,因为分为不同的场景,酒店一般是单独的,办公还有商业一般也是单独的,我们采用了能源托管的模式;而针对酒店部分,则采用了节能效益分享模式,就是用了能源托管的两种模式来对商业综合体进行整体的方案的考虑以及解决。
这个项目测算下来,一年节约的标煤约在500.78吨,减少二氧化碳594.28吨,节约煤500吨左右。我们这个项目旨在打造一个酒店的碳中和示范标杆,同时也是苏州第一家零碳5A级写字楼,通过绿电绿证,在项目推进的过程中,我们积极采用绿电和绿证,以此为依据进行碳中和的认证。
该项目对于商业综合体这种场景具有一定的推广意义,特别对于那些既有供热又有制冷需求的商业综合体,同时限于场地以及业主方面的主体,我们采用热泵、光伏技术,结合能源的梯级回收和储能,可以综合应对多种能源场景,有效降低能耗并减少费用支出。
《北京城市副中心6#能源站绿色能源耦合案例》
滕小果
北京燃气能源发展有限公司副经理
非常感谢主办方提供这次机会,让我们有机会分享北京城市副中心6号站的绿色能源耦合案例。
北京城市副中心6号站的项目,大致供能面积12个地块,总面积大约56万平方米。项目要求实现60%的可再生能源装机比例,并确保总的可再生能源供应量超过80%。为此,我们制定了多能协同智能耦合的方案,该方案优先考虑利用可再生能源,即地源热泵,并将其与三联供系统进行耦合,同时辅以普通能源的补充。
冬季供暖主要由三个核心供能系统构成。最上层是6台地源热泵系统,它们与蓄能水池协同工作,其中蓄能水池主要用于储存可再生能源产生的热能。中间部分是天然气的冷热电三联供系统,而下层则是作为补充的燃气锅炉。
夏季的制冷情况主要分为两个,一个是地源热泵供冷,另一个是天然气三联供系统。
整个耦合过程中突出讲一个亮点,如何将燃气三联供和地源热泵耦合起来,正常的地源热泵在北京市运行时是在寒冷的季节,如果地热取得较多,地温降下来时,容易产生停机保护,与三联供耦合之后,把三联供剩下的烟气,大概80摄氏度的烟气和地源热泵的进水进行耦合,相当于提升了地源热泵系统整体的能效,同时也避免了停机保护。
我们对整个温度区间进行了合理的梯级利用规划。对于宝贵的天然气资源,我们采取了以下策略:在温度超过1000摄氏度的阶段,主要用于发电;而在1200~500摄氏度区间内,主要用于供热和供冷;当温度降至180摄氏度以下时,则进行低温供暖。
我们将锅炉产生的烟气和发电机的余烟与地源热泵的进水进行了耦合处理,有效地将烟气的温度降低到了30摄氏度以下,因此在冬季运行时,不会出现白烟。
鉴于整个系统的复杂性,为确保项目的顺利运行,我们对运行策略进行了多轮探讨,最终制定了25种运行策略。这些策略通过智慧平台实现了实时的优化调度。自2020年正式供能以来,项目整体能效表现优异。通常,行业标准中地源热泵制热的效率约为3.0%,而该项目在主要依赖地源热泵运行的情况下,系统能效高达5.23%。
我们对项目实际的碳排放情况进行了综合对比分析,主要考虑了三种方案:一是我们当前采用的多能协同智能耦合系统,二是单独采用地源热泵系统,三是常规的供能系统。经过智慧运营平台的精细管理,我们当前系统的碳排放总量为1.07。相比之下,如果单独采用地源热泵系统,碳排放量为1.16;如果采用常规的锅炉加电制冷系统,碳排放量则高达1.38。因此,我们当前的系统是这三种方案中最低碳的一种形式。
目前,北京市外调绿色电力的比例约为30%。展望未来,当北京市外调绿电比例提升至44%时,实际上我们现在的能源系统,本地燃气发电仍然是北京市超低碳电力的主要来源,也就是北京市的燃气发电依然是最高效的。
最后,总结一下该项目的几大亮点:
第一,在可再生能源的利用上达到最大化,通过采用地源热泵与水蓄能相结合的方式,成功实现了60%的整体可再生能源装机比例。
第二,在热效率的提升上取得显著成效。
第三,最大化提升了输配效率,整个系统采用了二级系统,并且引入高效仿真的能源系统,打造了数字双胞胎系统,进一步提升了运营效率。
《多能互补、智能互联区域能源解决方案》
张振新
双良节能股份有限公司低碳设计院副院长
双良从能源的需求层面,利用各种低温余热、余压,清洁能源供热,电能高效利用,建筑节能措施,以及实现智能互联技术等几个方面为大家提供区域能源的解决方案。
在能源供给侧,双良的分布式光伏综合解决方案,涵盖硬件光伏组件和软件智能管理平台。可以提供一站式服务,覆盖踏勘、规划、设计、工程实施、运维全流程,打造光伏发电系统全生命周期质量可监可控,为客户提供高品质的光伏发电系统及服务。在绿电制氢方面,双良不但可以提供核心装备制氢电解槽,还提供电源、气液分离、纯化等配套装置;通过调控系统集成实现能源网络的监视、风光发电量的功率预测、能源供给和消费的分析、风、光、制氢系统的耦合。
针对传统的燃气锅炉,双良开发新一代超凝低氮高效锅炉,利用热泵取热技术将锅炉的烟气排放温度降至25℃以下,将烟气中水蒸气冷凝热量回收利用,使锅炉热效率达到107%以上。
在用户使用侧,双良利用各种低温余热,从250℃以上的烟气,到65℃以上的余热水,通过溴化锂吸收式制冷技术制取低温冷水;利用105℃的余热水制取-8℃低温冷冻水的热水型溴化锂制冷机已通过行业权威检测机构的检验,可满足工业生产过程中既有废余热,同时需要深冷的场合。通过溴化锂吸收式热泵或电能驱动的压缩式热泵,回收10℃以上低温余热,制取热水可以提供冬季采暖,或者满足工业用热。或者通过吸收式热泵回收60℃以上余热,直接转化成中温热水或者低压蒸汽,可以实现变废为宝。
在清洁供热领域,双良利用热泵技术回收电厂循环水和锅炉排烟的余热,为城市集中供热提供热源,已经在100多个热电联产供热项目得到应用,每年回收的余热量可以提供一亿多平米供热。利用热泵回收燃气和燃煤锅炉烟气余热,将排烟温度降至30℃以下,提高锅炉的热效率,目前已有140多套烟气余热深度利用供热系统在全国使用。
利用城市污水提供清洁供热,宁夏电投项目从11℃污水中提取热量,提供采暖热水,满足周围60万平方米的冬季供热。
对于风电光电如果不能消纳,可以就地转化成热。采用的是大型电极锅炉加储热罐,已经在甘肃临泽县200万平方米供热项目上得到应用。
区域能源智能互联方面,双良混沌能源围绕绿色园区、绿色工厂、绿色建筑、智慧供热和工业智能,提供从软硬件融合+AI算法的全生命周期管家式服务。智能互联能源系统对区域内各类能源数据进行统计分析,通过管理中心对用能数据实施动态监测,构建可靠性强、效率高、共享度高的能源中心,提供安全稳定的能源供应保障。
《分布式光伏助力乡村振兴》
张 凯
绿色和平东亚分布项目副总监
在下午的专题发布环节,绿色和平东亚分部项目副总监张凯以中国山东省分布式光伏发展作为案例,从经济增收和社会和谐两个维度分享了分布式光伏在助力中国乡村振兴中的重要作用。
首先,张凯梳理了山东以“户用为主、整村开发、集中汇流、全额上网”为特征的分布式光伏发展历程。他指出,在过去十年间,山东分布式光伏发展迅速。截至2024年6月底,山东省户用光伏累计并网约2700万千瓦,位居全国首位,占全国户用光伏总装机容量的20%以上。
在发言中,张凯通过梳理国家层面在“十三五”“十四五”期间针对光伏扶贫和乡村振兴的主要政策,他表示,分布式光伏分别从经济振兴和社会和谐两个维度助力中国乡村全面振兴。
他指出,在经济层面,分布式光伏帮助农户降低电费、增加收入、创造就业机会,并提升了农村的电气化水平和就业率。在社会和谐方面,农村分布式光伏增强了地区韧性,确保了能源供应的安全稳定,减少自然灾害和极端气候带来的风险;改善了生态环境;并加速了农村现代化进程。
通过梳理山东分布式光伏的发展的现状,张凯总结了当前山东户用光伏面临的主要矛盾。他指出:电网基础设施改造不及新能源的发展速度,多地出现消纳红区。导致一部分分布式光伏项目无法上马,农民增收和电气化水平也因此受到影响,这也让农村用电负荷增长速度缓慢与分布式光伏发电量快速增长的错配进一步加剧。
他表示未来山东分布式发展应着眼于解决电网基础设施瓶颈、通过扩大农民收入来提升电气化水平、以供需相互促进闭环最终保障乡村全面振兴。他在最后强调:“以分布式光伏的发展带动乡村振兴是中国打造的绿色发展经验名片,也是增强与国际交流和对外宣传的重要抓手。”
《含天然气压力能综合利用的绿色多能系统融合与规划》
四川省循环经济协会能源低碳发展专委会副秘书长
2023年中国的天然气消费表现非常好,在过去的几年当中,由于疫情的原因,天然气的消费经过了短期的下降之后,重新回到了增长的轨道。2023年全国天然气的消费量达到了3945.3亿立方米,同比增长了7.6%。其次,发电用气、城燃和工业用气较快增长。第三,沿海地区天然气的消费增长非常快,分区域来看,中国天然气消费增速最快的是东南沿海和西北地区。
第二个特点表现在天然气的产量持续增长,2023年中国天然气的产量达到了2324亿立方米,包括煤制气和页岩气,增长了5.6%。
第三个特点表现在进口气恢复增长,对外依存度小幅回升。2023年全国天然气进口量是1656亿立方米,增速为9.5%,对外依存度42.3%。管道气占40.6%,LNG进口量占到19.4%。
第四个特点表现在天然气供应保障能力持续提升,首先,天然气的供应规模在稳步提高,其次,基础设施方面也在逐渐完善,特别是管道的里程和输送能力持续增加。
天然气从地下井网开采出来之后存在着较大的压力,在中国当天然气提取出来之后,主要是通过调压阀、减压阀来卸压,通过门站和配气站的调节阀截流减压后供应给用户,但是这种方式实际上对于压力之间的压差造成浪费,我们学校和中国石油西南油气田新能源事业部积极地开展相关的研究,设计出一种特别的装置,通过这种装置对压力的压差进行发电。
在这个过程中,通过井口及其管网、管道、门站最终到达用户,这种压能发电的优势可以避免光电的不确定性,而且时间很长,劣势就是现在天然气压差发电国家还没有相关的政策出台,而且还有许多的问题需要解决,消纳、上网都存在相当大的问题。
为了消纳和利用压能发电,我们通过构制这样的一个综合的电力系统来进行压差发电,采用带有热泵补热系统的压力发电方案,并考虑压能发电和补热的能量波动采用对应的优化调度策略。
通过我们的模拟仿真显示,这样可以有效降低电网的整体调度成本,提高整个系统运行的经济性。此外我们为了解决城市天然气的压能利用低的问题,消纳压差所发电量,通过构建集中的充电站,来给电动车进行充电,并且可以换电,有效解决了上网难、并网难的问题,而且提高了城市清洁能源的利用率。
还可以设计一个虚拟电厂,利用虚拟电厂的多能综合系统来考虑储能,采用合适的规划和调度策略,考虑风光的不确定性,系统的充电行为以及用户端需求负荷响应的情况下,通过天然气的压差发电,引入虚拟电厂,就能明显提高虚拟电厂运行的经济性,并可以解决天然气压力消纳和并网困难的问题。
《场景微电网,无微不至》
何娜盈
星星能源微电网解决方案总监
在微电网领域,通过星星能源的实践,我们认为分布式能源是不等于微电网,分布式能源是一个孤网,微电网是一个组网,分布式能源是不能自主定价,它的盈利模式也是比较单一,微电网是基于算法大模型高度智能,分布式能源场景比较单一,供给也不稳定,但是微电网是24小时持续稳定供电,它是24小时保供的。
微电网不是简单的电力供给,它是从孤网到组网的革命,它既能单独运行,又可以与大电网无缝衔接。既可以保障用电的可靠性,又可以提高能源的利用效率,实现能源精准匹配。同时,它也是绿色的,在大力倡导可再生能源使用的同时,减少碳减排。它改变了人们对传统的能源的认识,让人们体验到能源的便捷、高效和环保,也是未来能源的发展形态和方向。
星星能源目前已经实现了应用场景的全覆盖,从家庭社区到楼宇办公,到企业到园区,甚至是单人出行的场景,我们都可以来满足用户的需求。
借助这次发布会来发布星星能源的标语:日不落绿电保供,全场景降费增容。
第一个家庭场景的微电网解决方案。主要有三个亮点,第一个是功能全,它既能管发电,也可以透过V2G系统管到充电、用电。第二是设备全,星星有光伏户用储能、光储逆变器、并离网切换装置以及交流充电桩以及V2G放电充电桩等设备。第三是服务全,星星除了提供设备以外,还可以提供安装运维。星星能源是全栈式的EPCO整体解决方案。
第二个高原场景。星星能源发布高原场景的解决方案,因为在高原海拔比较高,空气比较稀薄,设备的恒温管理以及绝缘距离要求都跟平原是不太一样的,星星能源就会根据高原区域的环境和高度来针对性的出具解决方案,同时保证它的安全和可靠。目前我们的设备在5000米海拔以上也可以满容量运行,可以实现并离网和离网运行。
第三个乡村场景。星星能源在乡村场景微电网的研发和产品提供了整体的解决方案,星星能源有完整的户用场景的光伏储能产品,同时还有工商业光储产品以及能量管理系统。此外,星星在充电领域的布局也保证了为乡村场景的电动汽车下乡提供了很好的充电的保障。
此外,还有工业企业场景的微电网的解决方案。微电网的解决方案有四个亮点,第一个是绿电消纳,通过配置光储+绿电的消纳率可以提升到100%,解决了弃风弃电的问题,同时最大化绿电的价值。第二个是能源降费,通过配置光储,可以通过峰值出列,把成本控制下来,同时通过绿电交易来更好的平衡电力结构。第三个是应急保供,工业微电网可以保障重要的负荷的正常运转,保证工业企业效益不受损失。第四个是动态增容,星星能源可以在云边端去协调控制策略,不改变现有的电力设施的情况下,去降低增容的成本,并且做好容量的管理。
星星能源在园区场景的微电网解决方案,这个解决方案包含了服务升级、零碳招商、聚合调优和能源驾驶舱四大方面的全面提升,能够帮助园区对应到之前提到的四大能源问题。
随着技术的不断进步和可持续能源需求的日益增长,星星能源将持续优化场景微电网,不断探索更多的可能性,星星能源期待与更多企业合作,共同推动能源领域的变革,实现绿色、高效、稳定的能源供应,为全球可持续发展目标贡献力量。
《热泵构建新型分布式能源体系》
杨灵艳
中国建筑科学研究院环能院热泵中心总工
全国暖通空调创新产业联盟热泵专委会秘书长
热泵是新型分布式能源重要组成部分,这是跟装置的先进性和技术的特性相关的。热泵是一个高效利用可再生能源的装置,可以承担热回收和转换的作用,可以实现多种能源的协同,克服单一可再生能源的弊端,扩大了可再生能源利用,加速供热系统的低碳化。它可以利用多种可再生能源,消纳绿电的同时提升终端的电气化,与未来能源结构调整的高比例的电气化终端趋势是相契合的。共同通过热泵转换之后提质增量,实现清洁供暖。
热泵热电转换的优势是需求比较大,中低温供热的需求是长期存在的,包括建筑供暖、生活热水、工业加工干燥、农业温室养殖,目前来说占比最大的仍然是建筑供暖,为了实现双碳目标,在中低温供热领域的低碳化是必须被重视的领域。
热泵是利用可再生能源的高效途径,跟绿电直供可以具有比较高的效率,用能的品类可以进一步提升,可以发挥高质高用的特点。同时,它还可以消纳绿电,来满足时空转化的特性,整体总结一下,它是替代化石能源供热,实现热电转换最佳的方式和途径。
热泵技术的应用场景主要在建筑、区域供热、工业和农业。其中应用最大的领域还是在建筑领域。我们进行了划分,针对气候多样性、国土广阔、气候差异,对不同的气候区分析了建筑用热需求的差异,对于热泵利用不同的可再生能源进行适配性的分析。
以寒冷地区为例,这个地方热负荷大,功能能量密度需求高,夏天冷负荷很低,以供热为主,制冷需求少,推荐的热泵形式是应用余热热泵,分散的用低温覆叠式的能适应低环温的机型来应用。
对于北京所在的京津冀以及山东和山西区域,兼顾冷热需求,地埋管地源热泵以及低温空气源热泵在这个区域是比较适用的。
对于长江流域,供冷是主要的,但是近些年来区域内人们生活水平的提高,供热需求逐年增长,在这个区域结合资源条件,地表水源热泵和空气源热泵是比较适用的技术形式。
对于另两个区域,夏热冬暖基本没有采暖需求,常规的空气源就能解决一两个星期的需求,而对于温和地区,不管冷热需求都很少,基本是各种分散性的热泵解决的。
做一个小结,现在热泵是一个高效的热电转换的途径,是新型分布式能源的重要组成部分,未来会发挥更大的节能降碳效益。展望未来,随着热泵自身技术的发展,除了作为建筑的分布式能源的热源以外,未来它更大的空间是作为工业用热的分布式热源,有更大的节能减碳作用的发挥。
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