能源互联网的最佳实践

付德民+綦跃倡

摘要：与美、欧、日等发达国家和地区相比，中国的能源效率偏低。当今许多国家已将“能源效率”与煤炭、石油天然气、水能及核能等并称为“第五能源”。[1]2015年李克强总理在2015年“两会”上提出“互联网+”理念以来，能源互联网成为业界的热题，谁将成为下一个能源界的马云？导致了整个能源系统的效率十分低下的原因是什么？廊坊新朝阳区块泛能微网项目的成功运行实现了能源互联网“泛能网”的最佳实践。项目通过采取系统能效理论以及利用泛能网技术，进而实现新朝阳周边用户互联互通和微网内客户的交易与管理，提高已有供用能设施利用率，从而形成了高效互联的冷热电运行模式，使能源利用效率得到显著提高，将整体能源相应利用效率从以往传统热电分产的40%至60%提升至85%以上。是能源互联网“第五能源”的最佳实践案例和创新。

Abstract： China's energy efficiency is low compared with developed countries and regions such as the United States， Europe and Japan. Many countries today call energy efficiency "the fifth energy" together with coal， oil and gas， water and nuclear energy. Since Premier Li Keqiang proposed the concept "Internet +" on NPC and CCPC in 2015， energy Internet has become the industry's hot topic. Who will become the next energy MA Yun in energy field？ What is the reason why the efficiency of the entire energy system is very low？ The successful operation of Langfang new Chaoyang block ubiquitous -micro-network project achieves the best practice of energy Internet "ubiquitous network". Through the adoption of the system energy efficiency theory and the use of ubiquitous network technology， the project will realize the transaction and management of the new users and the management of the customers in the new Chaoyang， and improve the utilization rate of the existing facilities， thus forming a highly efficient interconnection of cold and heat operation mode， so that the efficiency of energy use can be significantly improved， the overall utilization of energy efficiency can be improved from the previous traditional thermoelectric production of 40% to 60% to 85% or more. It is the best practice case and innovation of energy Internet "the fifth energy".

關键词：能源效率；能源互联网；最佳实践

Key words： energy efficiency；energy Internet；best practice

中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）21-0252-03

1 中国目前分布式能源使用现状及存在问题

在很长一段时间内，人们在相应能源的实际生产以及具体利用方式上均是一种相互割裂的“竖井式”思维，各种能源各自垂直使用而未相互打通和相互转换，造成了许多重复建设以及浪费的现象。能源设施利用率普遍都40%以下，造成了设备利用的浪费。[2]主要存在的问题如下：

1.1 缺乏可供借鉴的清洁能源互联网先进理念。能源规划更多侧重供能端垂直纵向规划和涉及，没有对需求端冷、热、电、气等综合系统考虑。产能设备匹配不合理，资源设备浪费严重。

1.2 缺乏系统能效平台与技术突破。能源生产、传输、存储、消费及能源市场没有运用能源互联网平台进行形成深度融合。

1.3 缺乏能源信息供需之间大数据支撑。无论是区域、工业，亦或是家庭，之前的能源供需相应体系中，气、电、热等相应能源系统均以一衶割裂的状态而存在，缺乏大数据支撑，造成供需间信息不对称，这就导致了整个能源系统的效率十分低下。

2 对策及应对措施

以恰当的手段应对气候变化问题，以此来改善环境，推动能源革命，其关键作用不仅仅在于能源问题以及环境问题，其同样关乎一个国家是否能健康持续发展。[3]为此，要彻底解决以上存在的诸多问题，必须在能源从生产到传输、消费等一系列环节进行能源革命，并制定切实可行的对策及关键举措。

2.1 企业层面要积极探索互联网能源商业模式

从微观角度，即企业角度提出互联网能源理念，互联网能源作为由客户相应角度出发进而构建出的一项能源生产消费模式，其主要表现为垄断，属于去中心化的“无中心网络”。其实，“泛能网”是由新奥集团首次提出的，这一模式早就已经被相关决策单位纳入可选策略中去了。其内涵主要体现在：其结构上比较重视可再生能源，化石能源以及气体能源次之，由于环境背景的不同所呈现出来的多元能源结构。然后，说明以分布式作为中心，集中式为辅，进而共同发展的相应供应模式。另外，强调了供需互动、梯级利用、高效智能的用能方式。泛能网能够将信息、能量和物质通过协同耦合而融为一体的智能能源网络体系。[4]目前新奥集团已成功突破技术壁垒，并在肇庆新区、河北廊坊、福建泉州等地开展泛能网规划工作。

2.2 政府层面要以互联网+智慧能源为主导的新能源体系重构。从宏观角度即顶层设计层面提出能源互联网概念，2016年2月29日国家发改委、国家能源局、工业和信息化部联合下发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，能源互联网的春天到来了，通过从国家层面建设能源互联网基础设施，构建智能化生态体系，建立互联网交易平台，推动关键技术和标准化体系建设。

2.3 行业层面要搭建能效平台，促使行业竞争机制落地。从行业角度电改9号文的实施，真正做到了抓住中间，放开两头，从供能测到需求测引入竞争机制，政府主要负责监管，推进能源互联网产业健康发展。

3 以廊坊新朝阳区块实现能源互联网的最佳实践

该项目于2015年5月18日在河北经济贸易洽谈会上成功展示，并被国家标准委员会评为国家标准化示范项目，同时该项目荣获国家分布式能源特等奖。

3.1 项目背景

新朝阳区块为廊坊市比较核心的商住聚集区。涵盖了新朝阳购物中心、乐晟广场、北华航、管道局热力三处（国际饭店、设计大厦、管道博物馆、住宅小区）等不同业态，总计人口达到了5.7万人。在此居住的大部分居民其相应自有设施供能排放大，设施利用率普遍在30%～50%，倘若用燃气锅炉来替换当前的燃煤锅炉，会给政府带来不小的财政压力，用户用能实际成本高，但设备利用率普遍不高，供能投入较高。[5]

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3.2 项目存在的问题与分析

在廊坊新朝阳泛能微网改造之前，各客户相应主体间均需要面临资源以及设备浪费的这一情况。相互毗邻的中石油管道局的员工宿舍、华北航天大学、两个大型商场均需要供暖或制冷。华北航天大学，有三个燃煤锅炉以及两个大商场的锅炉不仅仅需要供暖，也在制冷。而管道局宿舍的三台燃气锅炉一年仅仅需要工作4个月，余下几个月并不对其进行使用。按照我国新公布的减排标准，大学以及商场的燃煤锅炉均应该重建。倘若按自己实际的能源供然后进行重建，这两家均应该投入超过千万元的资金。

3.3 关键对策与最佳实践

3.3.1 根据业态分布、供能分散、用能稳定、经营良好等原则设计，构建能源互联网平台。作为在廊坊搭建的全国首个泛能微网。在设计廊坊泛能网时候，设计团队遵循8大原则，具体如下：①供用能的交易和微网价值最大化；②释放存量设备为主，确保增量投资能够达到最小值，从而使单位投资获得最大的经济效益；③通过组网实现“闲置”与“缺口”的对接，通过能效平台实现网内客户交易与管理；④优化既有管路与闲置设备；⑤按供能成本由低到高选择闲置设备为网内供能；⑥充分挖掘覆盖区域内可利用资源，增加CCHP降低供能成本；⑦天然气分布式能源站遵循电能发电并网、园区自用的原则，将余热进行充分的利用，系统设备配置以及具体的运行模式需要通过相应的研究分析再确定；⑧系统设备成熟可靠，保障稳定运行。项目组在经过筛选后，选择廊坊新朝阳购物中心一期、乐晟广场、北华航天工业学院、管道局热力三处、国际饭店、设计大厦作为网内客户，其具体特点定位如表1所示。

3.3.2 营造共享的能源互联网生态体系，建立新型能源交易和管理体系。该项目巧妙耦合多种供能方式，匹配“缺口”及“闲置”在该区域内建设泛能微网。冬季，热力三处作为供能户，用自身产生热满足自身之外，还可以给华航及乐晟供热，新朝阳由于是蓄热装置，可根据各运行时段成本来选择供热或利用热力三处热源；夏季，华航无需供冷需求，乐晟与新朝阳采用电制冷+蓄冰供冷，运行效益明显高于网内燃气锅炉+溴化锂吸收式制冷机，因此优先选择电制冷供冷。设计时，还考虑网内安全性和控制性，因此在网内并网处均设置换热器同时假设电动控制阀等装置。

该网络的设计与搭建不仅可以满足网内各客户的要求，同时还具有以下优势：①实现各客户之间的互联互通；②实现网内用户单纯的产能或耗能单位同时具备产能和耗能供能的综合体转移；③网内各用户，通过余能交易不仅能提高设备的利用率，同时还能获得收益；④各个用户可如“淘宝”一般，在平台上实现平等交易，提高用户积极性；⑤各个用户通过微网实现互为备用，提高用户用能的安全性。

3.4 项目价值与意义。该项目的大胆创新与尝试，打破了以往供能的思路，开拓区域网络化供能的先河，该项目的推广将为商业、环境两方面带来优势。新朝阳泛能微网在廊坊市大力推广后将提高已有能源设施利用率30%以上，降低能源设施50%以上，节约用能成本15%左右，区域内的智能化覆盖率可以达到80%。方案的节能减排效果也非常显著，对比原有方案，泛能微网能实现更低的排放量，其中CO2排放减少25755吨，SO2排放减少24吨，NOX排放减少41吨，烟尘排放减少20吨。

4 结论及建议

笔者认为，在中国现行的环境与经济增长日益矛盾凸显的情形下，建议在构建能源互联网时应考虑如下几点：一是从企业层面，泛能网的商业化推广，需要做好頂层设计（泛能规划）、抓好单体建设（泛能站）、推动网络构建（区域泛能微网）三个层面以及维度相互协作发展，进而发挥资源、设施以及交易相应的价值，达到能源结构、利用方式等方面与总体的平衡，促进区域能源相应体系进行优化升级。二是从国家层面，加强能源互联网基础建设，建设能源生产消费的智能化体系，多能协同的综合能源网络，建立市场化的交易机制。推动市场化改革，以客户需求为导向，发挥市场在资源配置中的作用。三是从技术层面，能源互联网关键技术与标准体系建设。核心技术的支撑是项目成败的关键，通过技术产品创新，可以促使泛能微网项目更加科学规范合理的进行，以便于将其推广至全国各地。获取最大化的经济效益以及社会效益，对国家加快能源消费革命进程、增强能源实际利用效率以及促进环境可持续发展均具有积极影响。

参考文献：

[1]“第五能源”面面观 2015-01-28 中东贸易平台.

[2]王赵宾.泛能微网构建一个多赢的能源系统[J].科学中国， 2016-01-21.

[3]中国再谋能源新局.中央政府门户网站 www.gov.cn 2015-11-10 11：06 来源：瞭望.