當(dāng)減少碳排放成為全民行動,在傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)與供應(yīng)領(lǐng)域,現(xiàn)階段存在這樣的“不可能三角”關(guān)系:能源生產(chǎn)與供應(yīng)無法同時達(dá)到“清潔”“穩(wěn)定”“價廉”三方面的目標(biāo)!扒鍧崱睕Q定著人類的未來;“穩(wěn)定”決定著當(dāng)下的需求;“價廉”決定著發(fā)展的效率。三者相互獨(dú)立又息息相關(guān),僅有一到兩項(xiàng)實(shí)現(xiàn),都很難稱之為面向未來的完美能源供應(yīng)體系,也就是新型電力系統(tǒng)。
正因如此,能源供應(yīng)體系的“風(fēng)光水火”與“源網(wǎng)荷儲”兩個一體化發(fā)展,成為歷史必然。通過一體化綜合能源管理的方式整合與發(fā)揮各類能源優(yōu)勢,彌補(bǔ)劣勢,是目前技術(shù)水平下,破解“能源不可能三角”的途徑。
“依托綠色電力為主體的一系列調(diào)控技術(shù),能夠分布式、差異化解決用戶對于電、熱、冷、氣、氫等能源方面的分時分量需求,精確調(diào)節(jié)控制各種能源供應(yīng)與能源消費(fèi),實(shí)現(xiàn)‘源荷’互動,并利用儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)波動的風(fēng)電、光伏能源在時間與空間上的轉(zhuǎn)移,在高比例可再生能源消納的同時實(shí)現(xiàn)低成本供能。”明陽智能子公司深圳量云能源網(wǎng)絡(luò)科技有限公司(下稱“量云能源”)總經(jīng)理兼明陽智慧能源研究院副院長銀磊向《風(fēng)能》解釋。
現(xiàn)實(shí)情況是,對于制造業(yè)企業(yè)而言,能源成本是僅次于人工和原材料外大的運(yùn)營成本之一。尤其是高載能行業(yè),用能方式不僅關(guān)系到生產(chǎn)成本,甚至關(guān)乎企業(yè)命脈。綜合能源解決方案備受能耗“雙控”考驗(yàn),為有減碳降本急切需求的用戶打開一扇窗。當(dāng)商業(yè)模式漸趨成熟,越來越多的能源消費(fèi)主體將參與到這場“兩個一體化”行動當(dāng)中,綜合能源解決方案的用戶,將由零碳(低碳)智慧園區(qū)、大型工業(yè)生產(chǎn)基地,逐步擴(kuò)展至智慧城鎮(zhèn)、零碳鄉(xiāng)村等。
風(fēng)光能源城市一體化
這是綜合能源解決方案的價值,是推動能源革命的力量。
清潔才有未來
內(nèi)蒙古錫林郭勒盟(下稱“錫盟”),冬季漫長冰雪茫茫。大部分地區(qū)年平均氣溫在0~3℃,北部中蒙邊境地區(qū)和灰騰梁一帶年平均氣溫低于0℃。在這里生產(chǎn)、生活,供熱是一個必須解決好的問題。與以往依賴于燃煤鍋爐集中供暖不同,明陽智能位于錫盟的工業(yè)園,早在2019年11月就投運(yùn)了當(dāng)?shù)厣儆械碾娏峒胺植际桨l(fā)電系統(tǒng)。
2015年3月15日,《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā)〔2015〕9號),推動新一輪電力市場化改革的全面啟動。明陽智能從“0”到“1”尋找機(jī)會點(diǎn),提前布局智慧能源和能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè),形成可規(guī)模復(fù)制的商業(yè)模式,并成立了量云能源。以該公司為主建設(shè)的“零碳”產(chǎn)業(yè)園綜合能源系統(tǒng),正是錫盟明陽工業(yè)園。
據(jù)了解,錫盟明陽工業(yè)園建筑面積約21400平方米,采用高壓電極熱水鍋爐+蓄熱系統(tǒng),向園內(nèi)的工業(yè)廠房、綜合樓、辦公樓、宿舍樓、食堂等建筑物供熱。截至目前,該系統(tǒng)已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行過3個供暖季,完整供暖季總耗電量在555.6萬~625.1萬千瓦時,對應(yīng)總熱供熱量為2萬~2.25萬吉焦。
“錫盟這類比較寒冷的地區(qū),需要24小時連續(xù)不間斷供熱。在錫盟明陽工業(yè)園,我們采用電極鍋爐產(chǎn)熱,同時為了平衡用電用熱負(fù)荷,配置了熱水蓄熱系統(tǒng)!泵麝栔悄軆蓚一體化專業(yè)部副總監(jiān)曾杰介紹。
不采用傳統(tǒng)供熱方式,而使用電供熱系統(tǒng),明陽智能的初衷是希望將錫盟明陽工業(yè)園打造為“零碳”園區(qū)。
錫林浩特市明陽智能5萬千瓦風(fēng)電供熱項(xiàng)目
我國北方地區(qū)工業(yè)園碳排放占比高的部分:一是外購電力,二是外購熱力。錫盟明陽工業(yè)園采用電供熱系統(tǒng)的目的,正是希望利用自身由2臺MySE4.0-156/105智能風(fēng)電機(jī)組、1.58MWp屋頂光伏、1MW/1MWh電化學(xué)儲能所組成的分布式發(fā)電系統(tǒng),在滿足自身電力需求的同時,將電轉(zhuǎn)化為熱,解決因外購熱力可能產(chǎn)生的碳排放問題。
然而,除了生產(chǎn)所需的電力與熱力外,一個產(chǎn)業(yè)園的運(yùn)營還需要使用車輛的燃油與炊事的燃?xì)猓@就又產(chǎn)生了少量的碳排放。
“這里的‘零碳’是一個寬泛的概念,并不是指一點(diǎn)碳都不產(chǎn)生,而是指達(dá)到碳平衡。”明陽智能兩個一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)總工蘇鵬認(rèn)為:“這套分布式發(fā)電系統(tǒng)每年新能源總發(fā)電量超過2000萬千瓦時,足以覆蓋基地的零碳用電及供熱需要,保持全年正常生產(chǎn)運(yùn)營。另外,還有些多余的清潔電力會并入電網(wǎng),由此產(chǎn)生的綠電環(huán)境效益,一定程度上可與工業(yè)園其他必須化石燃料消耗所產(chǎn)生的碳排放相抵,保持基地總體‘零碳’運(yùn)營。”
有資料顯示,2020年錫盟明陽工業(yè)園的分散式風(fēng)電機(jī)組扣除自用電量后,上網(wǎng)電量約為730萬千瓦時,產(chǎn)生大量環(huán)境效益。
由此可見,園區(qū)級“源網(wǎng)荷儲”一體化能夠在實(shí)現(xiàn)自身“零碳”運(yùn)營的基礎(chǔ)上,顯著提升風(fēng)光等可再生能源電力消納水平,降低對電網(wǎng)各類輔助服務(wù)支撐的需求,是構(gòu)建以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。
穩(wěn)定方可致遠(yuǎn)
當(dāng)新能源接入?yún)^(qū)域配網(wǎng)后,充分利用分布式電源為電網(wǎng)與用戶都帶來價值和效益,在保證電網(wǎng)安全的同時,實(shí)現(xiàn)局部功率平衡與能量優(yōu)化,便是一體化綜合能源管理的核心目標(biāo)。明陽智能陽江基地,是該公司在廣東省設(shè)立的大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組制造基地,也是目前全國單體車間規(guī)模大、起吊能力強(qiáng)、產(chǎn)能規(guī)模大的葉片和整機(jī)生產(chǎn)基地之一。量云能源為該基地建設(shè)了以分布式光伏為主的綜合能源供應(yīng)系統(tǒng),不僅可在總量上滿足基地電力需求,還能充分精準(zhǔn)化監(jiān)控、調(diào)節(jié)生產(chǎn)及生活辦公用能。
集控系統(tǒng)
2021年是我國海上風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)獲得“國補(bǔ)”的后一年,“搶裝潮”導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組供不應(yīng)求,作為明陽智能在廣東省設(shè)立的大兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組制造基地,該套綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)對陽江基地的保供作用無需贅言。據(jù)蘇鵬回憶,正是這套綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)在關(guān)鍵時刻發(fā)揮作用,確;仉娏Φ姆(wěn)定供應(yīng)。
同樣是在廣東,同樣是關(guān)鍵時刻,量云能源的綜合能源解決方案再次發(fā)揮作用。2022年7月初,3號臺風(fēng)“暹芭”在南海中部海面上生成,隨后北移并在陽江登陸,導(dǎo)致該地區(qū)市政供電中斷2.5小時,但一個沿海風(fēng)電場卻依靠量云能源配置的儲能備用電源系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了機(jī)組準(zhǔn)確對風(fēng)正常運(yùn)行,為風(fēng)電場安全度過臺風(fēng)等極端天氣保駕護(hù)航。
事實(shí)上,量云能源綜合能源解決方案在能源供應(yīng)穩(wěn)定性方面的價值,不僅僅體現(xiàn)在一個風(fēng)電項(xiàng)目或園區(qū)中。不久的將來,它將延伸至城市綜合能源供應(yīng)領(lǐng)域。
2020年11月9日,明陽智能全球現(xiàn)代能源“風(fēng)光火儲制研”一體化示范項(xiàng)目在內(nèi)蒙古通遼市開工建設(shè),目前其綜合能源管理系統(tǒng)已經(jīng)搭建完成。該項(xiàng)目通過新建170萬千瓦風(fēng)電、30萬千瓦光伏、32萬千瓦/96萬千瓦時儲能,在實(shí)現(xiàn)通遼能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時,發(fā)揮其作為當(dāng)?shù)卣{(diào)控電源的作用。
“通過通遼‘風(fēng)光火儲’制研一體化項(xiàng)目的實(shí)施,將通遼市新能源發(fā)電量占比提升10%。同時,在項(xiàng)目投產(chǎn)前本地缺乏調(diào)控電源,導(dǎo)致地區(qū)調(diào)峰能力不足,使新能源自身消納存在很大局限性。通過該配套建設(shè)電化學(xué)儲能電池,提供示范項(xiàng)目功率調(diào)整能力,是全國開展風(fēng)電與儲能電池同步建設(shè)、同步運(yùn)行的示范建設(shè)。項(xiàng)目能夠進(jìn)一步平滑當(dāng)?shù)仉娏Ψ骞,?shí)現(xiàn)高比例新能源電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型!痹苷劦馈
智慧能源生態(tài)示意圖
能夠?qū)⑸鲜鰳?gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),與量云能源背靠的明陽智能息息相關(guān)。
“風(fēng)電整機(jī)行業(yè)無論從商業(yè)還是技術(shù)角度都有一定門檻,而從我國電力改革發(fā)展的趨勢和風(fēng)電技術(shù)特性來看,風(fēng)電必然是綜合能源系統(tǒng)中重要的組成部分。因此,無論在硬件,還是軟件方面,風(fēng)電整機(jī)企業(yè)在綜合能源服務(wù)領(lǐng)域都具有優(yōu)勢。”在被問及風(fēng)電制造企業(yè)在綜合能源領(lǐng)域的優(yōu)勢時,銀磊向《風(fēng)能》解釋道。
對于明陽智能而言,其綜合能源解決方案天然攜帶可再生能源基因,并具備軟硬件技術(shù)支撐:明陽智能是風(fēng)電領(lǐng)域具備發(fā)電機(jī)、齒輪箱、葉片、三大電控系統(tǒng)自主研發(fā)與生產(chǎn)能力的企業(yè);在光伏領(lǐng)域建有國內(nèi)大碲化鎘建筑光伏組件生產(chǎn)線;在儲能領(lǐng)域構(gòu)建了儲能集成系統(tǒng)、逆變系統(tǒng)及能源管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈;在氫能領(lǐng)域?qū)W⒂诤K茪浼皟、運(yùn)氫和加氫裝備研發(fā)制造,個海水制氫示范項(xiàng)目已經(jīng)投運(yùn)。
物美還需價廉
“做綜合能源項(xiàng)目,在電價上一定要給客戶帶來收益!便y磊堅(jiān)定認(rèn)為。至于通過電價實(shí)現(xiàn)收益的方式,在綜合能源管理領(lǐng)域基本可分為兩種:項(xiàng)目自身電力消納與電力市場銷售。
以明陽智能陽江基地為例,在項(xiàng)目建設(shè)前期將風(fēng)電、光伏的電價按照平均用戶電價進(jìn)行測算,當(dāng)2021年電力短缺出現(xiàn)時,大工業(yè)用戶電價出現(xiàn)大幅上漲,使固定電價、自發(fā)自用的綜合能源項(xiàng)目獲得比預(yù)期更好的收益。
除此之外,量云能源也通過更多樣的方式,降低明陽智能陽江基地的綜合能源成本。例如,在園區(qū)無法完全消納自身生產(chǎn)的綠電時,通過為柔性控制的充電樁設(shè)定低電價,吸引更多汽車充電,盡量實(shí)現(xiàn)本地消納。同時,通過應(yīng)用適合的儲能系統(tǒng),將多余的電力儲存起來,在電價高的時候再釋放出去。
這在電力需求旺盛的地區(qū)極為適用。以廣東為例,一是電價比較高,投資此類項(xiàng)目的收益率較高;二是峰谷電價差距較大,大可達(dá)1.2元/千瓦時,操作空間較大;三是風(fēng)光資源豐富,發(fā)電量高;四是用電高峰與光伏發(fā)電高峰時段重合,對收益提升起到正向拉動作用。
“這正是量云能源優(yōu)先在中東南部供電緊張地區(qū),開展綜合能源業(yè)務(wù)的原因!便y磊解釋。
錫盟圖布新風(fēng)電場5萬千瓦風(fēng)電供熱項(xiàng)目
在電力市場,量云能源也在積極布局。
2022年4月16日,廣東省印發(fā)《廣東省市場化需求響應(yīng)實(shí)施細(xì)則(試行)》,提出建立以市場為主的需求響應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制,引入有資源聚合管理能力的負(fù)荷聚合商,拓寬電力需求響應(yīng)實(shí)施范圍,挖掘各類需求側(cè)資源并組織參與需求響應(yīng)。量云能源隨即與深圳一家企業(yè)合作參與需求響應(yīng)市場,通過提供輔助服務(wù)和相關(guān)技術(shù)支持,以能源管理模式對收益進(jìn)行分紅。
“除了電力輔助服務(wù)市場,我們也在與用戶企業(yè)合作,一起通過現(xiàn)貨市場‘賺電網(wǎng)的錢’!便y磊介紹,“例如在山東,用戶企業(yè)在電力供不應(yīng)求的時候,我們通過響應(yīng)需求向電網(wǎng)提供輔助服務(wù),得到更高的實(shí)時電價回報(bào)!
實(shí)現(xiàn)上述綜合能源管理能力的軟件,是量云能源推出的智慧能源工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。該平臺通過對接入企業(yè)能耗數(shù)據(jù)與生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行相關(guān)性分析,實(shí)施監(jiān)控并挖掘用戶的柔性負(fù)荷,判斷負(fù)荷里有哪些是可調(diào)節(jié)的,再將其作為合約的一部分。換句話說,就是通過數(shù)據(jù)挖掘與分析,根據(jù)用電負(fù)荷需求,將電力的容量費(fèi)轉(zhuǎn)化為需量費(fèi),為企業(yè)降低更多的用電成本。
“從這一點(diǎn)來說,量云能源并不是一家售電公司,而是一家科技公司,價值更多體現(xiàn)在數(shù)據(jù)挖掘與分析上。”銀磊坦言。
在雙碳發(fā)展目標(biāo)、電力體制改革、兩個一體化等一系列能源變革主流方向下,綜合能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)迎來跨越式發(fā)展機(jī)遇。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測,2020―2025年綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)的市場潛力將從0.5萬億~0.6萬億元增長到0.8萬億~1.2萬億元,到2035年這一數(shù)字可能達(dá)到1.3萬億~1.8萬億元,將給新能源企業(yè)依托自身優(yōu)勢開拓綜合能源市場提供廣闊空間。
“明陽智能致力于成為風(fēng)光儲氫一體化、‘源網(wǎng)荷+’一體化、綜合能源互聯(lián)互惠項(xiàng)目整體解決方案的提供商,依據(jù)資源特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備定制化研發(fā),為鄉(xiāng)村振興和零碳城市的風(fēng)光有效利用和智慧化建設(shè)運(yùn)營提供的解決方案,實(shí)現(xiàn)清潔、無補(bǔ)貼、低電價、智能化電力供應(yīng)和普惠性商業(yè)模式!便y磊介紹,“在這個過程中,量云能源的數(shù)字化能力,將成為重要的支撐!