能源互聯網的最佳實踐

付德民+綦躍倡

摘要：與美、歐、日等發達國家和地區相比，中國的能源效率偏低。當今許多國家已將“能源效率”與煤炭、石油天然氣、水能及核能等并稱為“第五能源”。[1]2015年李克強總理在2015年“兩會”上提出“互聯網+”理念以來，能源互聯網成為業界的熱題，誰將成為下一個能源界的馬云？導致了整個能源系統的效率十分低下的原因是什么？廊坊新朝陽區塊泛能微網項目的成功運行實現了能源互聯網“泛能網”的最佳實踐。項目通過采取系統能效理論以及利用泛能網技術，進而實現新朝陽周邊用戶互聯互通和微網內客戶的交易與管理，提高已有供用能設施利用率，從而形成了高效互聯的冷熱電運行模式，使能源利用效率得到顯著提高，將整體能源相應利用效率從以往傳統熱電分產的40%至60%提升至85%以上。是能源互聯網“第五能源”的最佳實踐案例和創新。

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".

關鍵詞：能源效率；能源互聯網；最佳實踐

Key words： energy efficiency；energy Internet；best practice

中圖分類號：TE6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）21-0252-03

1 中國目前分布式能源使用現狀及存在問題

在很長一段時間內，人們在相應能源的實際生產以及具體利用方式上均是一種相互割裂的“豎井式”思維，各種能源各自垂直使用而未相互打通和相互轉換，造成了許多重復建設以及浪費的現象。能源設施利用率普遍都40%以下，造成了設備利用的浪費。[2]主要存在的問題如下：

1.1 缺乏可供借鑒的清潔能源互聯網先進理念。能源規劃更多側重供能端垂直縱向規劃和涉及，沒有對需求端冷、熱、電、氣等綜合系統考慮。產能設備匹配不合理，資源設備浪費嚴重。

1.2 缺乏系統能效平臺與技術突破。能源生產、傳輸、存儲、消費及能源市場沒有運用能源互聯網平臺進行形成深度融合。

1.3 缺乏能源信息供需之間大數據支撐。無論是區域、工業，亦或是家庭，之前的能源供需相應體系中，氣、電、熱等相應能源系統均以一衶割裂的狀態而存在，缺乏大數據支撐，造成供需間信息不對稱，這就導致了整個能源系統的效率十分低下。

2 對策及應對措施

以恰當的手段應對氣候變化問題，以此來改善環境，推動能源革命，其關鍵作用不僅僅在于能源問題以及環境問題，其同樣關乎一個國家是否能健康持續發展。[3]為此，要徹底解決以上存在的諸多問題，必須在能源從生產到傳輸、消費等一系列環節進行能源革命，并制定切實可行的對策及關鍵舉措。

2.1 企業層面要積極探索互聯網能源商業模式

從微觀角度，即企業角度提出互聯網能源理念，互聯網能源作為由客戶相應角度出發進而構建出的一項能源生產消費模式，其主要表現為壟斷，屬于去中心化的“無中心網絡”。其實，“泛能網”是由新奧集團首次提出的，這一模式早就已經被相關決策單位納入可選策略中去了。其內涵主要體現在：其結構上比較重視可再生能源，化石能源以及氣體能源次之，由于環境背景的不同所呈現出來的多元能源結構。然后，說明以分布式作為中心，集中式為輔，進而共同發展的相應供應模式。另外，強調了供需互動、梯級利用、高效智能的用能方式。泛能網能夠將信息、能量和物質通過協同耦合而融為一體的智能能源網絡體系。[4]目前新奧集團已成功突破技術壁壘，并在肇慶新區、河北廊坊、福建泉州等地開展泛能網規劃工作。

2.2 政府層面要以互聯網+智慧能源為主導的新能源體系重構。從宏觀角度即頂層設計層面提出能源互聯網概念，2016年2月29日國家發改委、國家能源局、工業和信息化部聯合下發《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，能源互聯網的春天到來了，通過從國家層面建設能源互聯網基礎設施，構建智能化生態體系，建立互聯網交易平臺，推動關鍵技術和標準化體系建設。

2.3 行業層面要搭建能效平臺，促使行業競爭機制落地。從行業角度電改9號文的實施，真正做到了抓住中間，放開兩頭，從供能測到需求測引入競爭機制，政府主要負責監管，推進能源互聯網產業健康發展。

3 以廊坊新朝陽區塊實現能源互聯網的最佳實踐

該項目于2015年5月18日在河北經濟貿易洽談會上成功展示，并被國家標準委員會評為國家標準化示范項目，同時該項目榮獲國家分布式能源特等獎。

3.1 項目背景

新朝陽區塊為廊坊市比較核心的商住聚集區。涵蓋了新朝陽購物中心、樂晟廣場、北華航、管道局熱力三處（國際飯店、設計大廈、管道博物館、住宅小區）等不同業態，總計人口達到了5.7萬人。在此居住的大部分居民其相應自有設施供能排放大，設施利用率普遍在30%～50%，倘若用燃氣鍋爐來替換當前的燃煤鍋爐，會給政府帶來不小的財政壓力，用戶用能實際成本高，但設備利用率普遍不高，供能投入較高。[5]

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3.2 項目存在的問題與分析

在廊坊新朝陽泛能微網改造之前，各客戶相應主體間均需要面臨資源以及設備浪費的這一情況。相互毗鄰的中石油管道局的員工宿舍、華北航天大學、兩個大型商場均需要供暖或制冷。華北航天大學，有三個燃煤鍋爐以及兩個大商場的鍋爐不僅僅需要供暖，也在制冷。而管道局宿舍的三臺燃氣鍋爐一年僅僅需要工作4個月，余下幾個月并不對其進行使用。按照我國新公布的減排標準，大學以及商場的燃煤鍋爐均應該重建。倘若按自己實際的能源供然后進行重建，這兩家均應該投入超過千萬元的資金。

3.3 關鍵對策與最佳實踐

3.3.1 根據業態分布、供能分散、用能穩定、經營良好等原則設計，構建能源互聯網平臺。作為在廊坊搭建的全國首個泛能微網。在設計廊坊泛能網時候，設計團隊遵循8大原則，具體如下：①供用能的交易和微網價值最大化；②釋放存量設備為主，確保增量投資能夠達到最小值，從而使單位投資獲得最大的經濟效益；③通過組網實現“閑置”與“缺口”的對接，通過能效平臺實現網內客戶交易與管理；④優化既有管路與閑置設備；⑤按供能成本由低到高選擇閑置設備為網內供能；⑥充分挖掘覆蓋區域內可利用資源，增加CCHP降低供能成本；⑦天然氣分布式能源站遵循電能發電并網、園區自用的原則，將余熱進行充分的利用，系統設備配置以及具體的運行模式需要通過相應的研究分析再確定；⑧系統設備成熟可靠，保障穩定運行。項目組在經過篩選后，選擇廊坊新朝陽購物中心一期、樂晟廣場、北華航天工業學院、管道局熱力三處、國際飯店、設計大廈作為網內客戶，其具體特點定位如表1所示。

3.3.2 營造共享的能源互聯網生態體系，建立新型能源交易和管理體系。該項目巧妙耦合多種供能方式，匹配“缺口”及“閑置”在該區域內建設泛能微網。冬季，熱力三處作為供能戶，用自身產生熱滿足自身之外，還可以給華航及樂晟供熱，新朝陽由于是蓄熱裝置，可根據各運行時段成本來選擇供熱或利用熱力三處熱源；夏季，華航無需供冷需求，樂晟與新朝陽采用電制冷+蓄冰供冷，運行效益明顯高于網內燃氣鍋爐+溴化鋰吸收式制冷機，因此優先選擇電制冷供冷。設計時，還考慮網內安全性和控制性，因此在網內并網處均設置換熱器同時假設電動控制閥等裝置。

該網絡的設計與搭建不僅可以滿足網內各客戶的要求，同時還具有以下優勢：①實現各客戶之間的互聯互通；②實現網內用戶單純的產能或耗能單位同時具備產能和耗能供能的綜合體轉移；③網內各用戶，通過余能交易不僅能提高設備的利用率，同時還能獲得收益；④各個用戶可如“淘寶”一般，在平臺上實現平等交易，提高用戶積極性；⑤各個用戶通過微網實現互為備用，提高用戶用能的安全性。

3.4 項目價值與意義。該項目的大膽創新與嘗試，打破了以往供能的思路，開拓區域網絡化供能的先河，該項目的推廣將為商業、環境兩方面帶來優勢。新朝陽泛能微網在廊坊市大力推廣后將提高已有能源設施利用率30%以上，降低能源設施50%以上，節約用能成本15%左右，區域內的智能化覆蓋率可以達到80%。方案的節能減排效果也非常顯著，對比原有方案，泛能微網能實現更低的排放量，其中CO2排放減少25755噸，SO2排放減少24噸，NOX排放減少41噸，煙塵排放減少20噸。

4 結論及建議

筆者認為，在中國現行的環境與經濟增長日益矛盾凸顯的情形下，建議在構建能源互聯網時應考慮如下幾點：一是從企業層面，泛能網的商業化推廣，需要做好頂層設計（泛能規劃）、抓好單體建設（泛能站）、推動網絡構建（區域泛能微網）三個層面以及維度相互協作發展，進而發揮資源、設施以及交易相應的價值，達到能源結構、利用方式等方面與總體的平衡，促進區域能源相應體系進行優化升級。二是從國家層面，加強能源互聯網基礎建設，建設能源生產消費的智能化體系，多能協同的綜合能源網絡，建立市場化的交易機制。推動市場化改革，以客戶需求為導向，發揮市場在資源配置中的作用。三是從技術層面，能源互聯網關鍵技術與標準體系建設。核心技術的支撐是項目成敗的關鍵，通過技術產品創新，可以促使泛能微網項目更加科學規范合理的進行，以便于將其推廣至全國各地。獲取最大化的經濟效益以及社會效益，對國家加快能源消費革命進程、增強能源實際利用效率以及促進環境可持續發展均具有積極影響。

參考文獻：

[1]“第五能源”面面觀 2015-01-28 中東貿易平臺.

[2]王趙賓.泛能微網構建一個多贏的能源系統[J].科學中國， 2016-01-21.

[3]中國再謀能源新局.中央政府門戶網站 www.gov.cn 2015-11-10 11：06 來源：瞭望.