互联网智慧能源创新驱动打造现代能源体系的示范项目

郑文学 綦素素

The Demonstration Project of Creating a Modern Energy System Driven by Internet Smarter Energy Innovation： Take Hangzhou Yuhang National Economic and Technological Development Zone as an Example

摘要： 隨着十九大的胜利召开，能源与生态提上新高度。构建清洁低碳、安全高效的能源体系成为建设美丽中国的必由之路。杰里米˙里夫金作为“第三次工业革命”概念的创建者，预言分布式可再生能源和互联网技术相结合的“能源互联网”将出现，为第三次工业革命提供强大动力。[1]目前新奥集团以互联网智慧能源创新驱动发展战略，打破生产、供给、消费、技术和体制等重重环节的壁垒，通过市场化运营打造了国家级经济技术开发区现代能源体系的示范项目。

Abstract： With the victory of the Nineteenth Congress， energy and ecology have reached new heights. Building a clean， low-carbon， safe， and efficient energy system is the only way to build beautiful China. Jeremy Rifkins， the founder of the concept of the "third industrial revolution，" predicted that the "energy Internet" that combines distributed renewable energy and Internet technologies will emerge， providing a powerful impetus for the third industrial revolution. At present， ENN Energy Group drives the development strategy of internet smarter energy innovation， breaks the barriers of production， supply， consumption， technology， and systems， and creates a demonstration project of the national-level economic and technological development zone modern energy system through market operation.

关键词： 分布式；互联网+智慧能源；泛能网

Key words： distributed；Internet+smarter energy；pan-energy net

中图分类号：F407.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）15-0031-03

1 背景与描述

1.1 国内外互联网+智慧能源发展与探索

丹尼尔·耶金在《能源重塑世界》中揭示了世界能源发展的客观规律，指出了未来世界能源格局的变化趋势，以及中国在世界能源格局中的地位、作用和影响力。[2]2014年6月13日习近平在中央财经领导小组会议强调：积极推动我国能源生产和消费革命。确定了“推动中国能源生产和消费革命”能源发展国策和“四个革命、一个合作” 的战略思想。[3]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》，标志着能源互联网国家顶层设计进入成熟和实施阶段，一次大的新时代的能源变革正在启航。

放眼全球，“互联网+”时代的到来以及第三次工业革命浪潮，迫使新的能源体系重构。西方发达国家美国、德国等纷纷进行新型智慧能源体系的探索。以美国为代表北美地区在2008年国际金融危机后提出了智能电网，以德国为代表的欧洲提出了能联网。这种方案已经有了把可再生能源、化石能源很好地结合的意识，德国甚至提出了家庭分布式能源。

近年来我国也提出了多种探索模式，笔者认为目前比较全面阐述互联网+智慧能源的概念及可操作性的就是中国工程院院士杜祥琬指出的，能源互联网发展的“三化”趋势，即电气化、低碳化和智能化；实现途径是“两个结合”，即将分布式与集中式相结合，将横向的多能互补和纵向的能源“源、网、荷、储、用”优化结合。[4]这基本上代表了目前国内部互联网+智慧能源发展的趋势和方向。

1.2 新奥集团在互联网+能源领域的创新探索

作为“现代能源体系”和“互联网能源”的首倡者，新奥多年来致力于清洁能源技术领域的创新与产业化实践，依托领先的泛能技术优势、全价值链一体化服务能力和聚合优质产业资源的生态圈，以及多年在清洁能源分销上所形成的商务能力，为客户提供更清洁、更高效、更经济、更智慧的能源解决方案。其中，泛能规划可实现区域能源的“荷-源-网-储”整体优化布局，泛能微网可实现区块能源结构优化、设施集约、需供互动、柔性扩展，泛能区域网可解决整个区域的能源体系优化问题，泛能网可突破地域限制实现能源、设施、负荷大数据挖掘应用，发展多元增值服务。[5]

1.3 余杭经济技术开发区分布式能源项目开发背景

新旧动能转换之际，余杭加足“马力”寻求能源和环境的突破。杭州市余杭经济技术开发区成立于 1993 年，并于 2012 年 7 月经国务院批准，升级为国家级经济技术开发区。 余杭经济技术开发区规划总面积 77 平方公里，开发区内现有法国赛诺菲集团、瑞士诺华制药有限公司、日立集团等世界 500 强企业以及浙江贝达药业股份有限公司、春风控股集团有限公司等国内行业领军企业，规模以上企业近 200 家。多年来开发区缺乏能源整体规划，区内现有供热方式存在如下问题：一是目前热电厂利用的为低参数机组，投用年份较久，机组综合热效率较低，供热单耗较大，脱硫系统设计效率为 90%仍有待于提高，无脱硝措施；二是区域负荷近期拟新增热负荷量较大，在冬季最大负荷工况下机组供热能力已无法满足要求；处于供能末端的客户，对供热的高品质要求突出；三是现有控规用地性质发生了变化，不再适合继续作为燃煤热电联产项目就地改扩建，需重新寻找新的清洁能源替代方案并进行选址。

2 余杭经济技术开发区互联网智慧能源方案设计

余杭经济技术开发区各企业用能需求中蒸汽负荷需求突出，是制约企业发展的最大阻碍，目前企业能源供应基本由海联热电厂供给。政策方面，政府推进煤改气工程，要求进行燃煤热电厂整改工作，引进新的低污染供能系统替代原有的燃煤锅炉系统。怎样加快新旧动能转换，解决能源与环境问题已经提上开发区重要议事日程。依赖传统能源供给方式显然不符合当前现代化能源体系发展的要求；同时客户的需求也发生了深刻的变化。基于目前现状，新奥集团与余杭开发区进行积极合作，通过泛能微网的落地实施，可助力打造国内现代能源体系的示范项目。

2.1 项目实现目标

创新能源利用方式，提高利用效率，通过泛能微网创新能源利用方式，统筹相关专项规划，协调低碳、交通、产业规划，科学有序推进规划项目建设和相关措施落实，构建集中式供能与分布式供能相互配合、传统能源与可再生能源相互补充的高效泛能网系统，助力实现“绿色、生态”的发展目标。

统筹规划能源系统建设，指导能源设施建设逐步落地。结合区域建设时序和分期需求预测，按照“统一规划、分期建设、适度超前”的原则，制定近远期建设方案。保证能源设施建设节奏与区域建设时序相匹配，避免资源浪费；通过分步实施分布式能源建设方案解决负荷合理优化、技术量化筛选、建设规模适当与网络型泛能站之间融会贯通等难题，提高能源设施利用率和投资收益率。

探索适宜的能源多主体市场交易体系，培育售电及能源增值服务等新兴产业。按照国家电改导向，以售电业务为契机，利用泛能网运营调度平台等“互联网+” 智慧能源技术，推动售电及能源增值服务等。

2.2 方案设计

“1+N+X” 创新模式。“1”即是打造1个园区智慧能源能效和交易平台，依托于这个平台，同时建设N个子系统，包括分布式光伏发电、分布式供暖、CCHP热电联产项目、储能、新能源汽车充电，同步建设X张网，包括电网、热网、蒸汽网、冷网、信息网等。[5]

①打造1个园区智慧能源能效和交易平台。优化能源网络，搭建智能平台区域内统一部署泛能微网运营调度交易平台，实现以需求侧为导向的智能化供能解决方案，同时满足“多业态、多用户、多品类、多品质、多技术、多主体、多模式”网络化供用能形态下的冷、热、电、气、汽等不同能源实时动态管理、调度与交易需求。②同时建设N个以天然气为主，以可再生能源为辅的子系统。项目中泛能站选址尽量设在企业已有空站房、绿化地块或较为隐蔽的空地，不占用其它用地。待泛能站建设完成后，可在四周及屋面布置相应的绿化，与周围的景观融为一体， 在条件允许前提下，尽量贴近用能负荷中心。 各泛能站选址原则如下：

①根据 “地理位置情况、热力管网走向、企业用能特点、经济供能半径、调研客户诉求”五原则，确定本项目划分区块。在现有蒸汽管网覆盖区域外阶段性的设置 4、5、 6 号泛能站，其中 4 号泛能站同 1、 2、 3 号泛能站一同于一期建设， 5、 6 号泛能站于二期建设。②立足当下。就近用电大户建设 1、 2、 4、 5、 6 号泛能站，所发电力基本能就近消纳，一方面可降低用户用电成本，另一方面可降低本项目生产蒸汽综合成本， 促进项目可持续推进。③放眼未来。开发区发展潜力巨大，依照政府规划，未来有更多用蒸汽大户进驻开发区。现阶段建设的 4 号泛能站及紧接着建设的 5、 6 号泛能站可扩大蒸汽供应范围，为未来发展提供预留，为泛能网的拓展打桩布点。

依照上述原则， 本项目力求在开发区电力需求大的地方分步建设泛能站，所发电力就近接入用户或公用电网的变电站。 1、 2、 4、 5、 6 号泛能站燃气轮机所产电力采用“就地消纳、余电上网”方式销售，所发电力优先满足泛能站和 5 个用电大户用电，盈余电量由电网统一消纳；3 号泛能站因无合适并网用户，燃气轮机所产电力采用全部上网方式销售。各泛能站燃气轮机排出的高温烟气经余热蒸汽锅炉产生蒸汽，就近接入蒸汽负荷相匹配的各区块蒸汽干管， 满足用户的蒸汽需求。3号泛能站集中设置燃气锅炉系统及部分发电机组，所产蒸汽接至原海联热电管网， 沿用原热电厂蒸汽管网统一调峰、补充。最终项目完成燃气轮机装机规模约为38.6MW，年发电量约29300万kWh，年可供蒸汽量82万t。

2.3 构建X张网，包括电网、热网、蒸汽网、冷网、信息网等X网合一模式

①通过构建余杭区多层级泛能网运营调度交易平台，实现多主体、多设施、多能源需供动态匹配，支持以电、热为核心的综合能源服务业务。②支持多边自由的多对多交易，实现产用能主体的价值释放和价值分享，充分释放不同品类能源的商品价值。③精准的负荷预测牵引曲线，为实现能源优化及多样化的能源交易模式提供数据支持。④泛能网多能源综合优化技术可以甄别并释放产能设施竞争力，实现网内 6 个泛能站设施统筹优化调度。⑤智能升级改造开发区能源系统，搭建大数据分析平台，为能源运营调度及交易提供数据支撑，提升用户能源数据透明度，提高用户用能体验及节能参与意愿。

3 结论建议

项目采用的融合燃气轮机+余热锅炉+燃气蒸汽锅炉等技术的分布式能源匹配系统，既彰显了厂区发展低碳经济的理念，又降低能源系统投资和运行费用，提高了供能安全水平。

项目建成后，6个站合计每年替代原煤量281285.1t，节省标煤 57502.7t，节能率 28.62%；每年可减少 CO2排放 297382.4t，每年可减少 SO2排放 6736.3t，减少 NOX排放 2061.6t，减少粉尘排放 2783.8t，可显著减轻日益严重的环保压力。项目总投资约5.3亿元，年均净利润约2800万元。本项目社会、环境效益显著，技术经济上可行。

本项目属于国内采取互联网+智慧能源的示范项目。为加快项目工作进程，促進项目工作的顺利开展和实现项目投资目标，就下一步工作，作如下建议：①积极落实本项目中尚存在的问题，并根据问题实际落实情况，及时调整本可研内容，及时作出正确的判断和决策。②在本项目中利用了天然气分布式能源技术，能源综合利用效率得到显著提升，具有非常好的示范效益。建议积极将该项目申报浙江省天然气分布式能源示范项目，并积极申报国家天然气分布式能源示范项目。③与余杭经济技术开发区附近区域用户加强沟通，尽早与其达成协议，推进泛能网的构建。④项目的供汽量和供电量是项目供能经济收益的主要保证，建议就供汽量和供电量的核算使用量与用户签订最低用汽量协议，并就收费方式达成一致意见。

参考文献：

[1]杰里米·里夫金.第三次工业革命[M].

[2]丹尼尔·耶金.能源重塑世界[M].

[3]习近平.积极推动我国能源生产和消费革命 2014年06月13日 18：09：47 来源： 新华网.

[4]杜祥琬.能源互联网发展的趋势是“三化”“两结合”发布时间：2016-09-14 来源：中国科学报.

[5]互联网能源发展战略：从分布式能源站到综合能源服务商.