綜合智慧能源從概念走向產(chǎn)業(yè)
齊越 趙風(fēng)云
（中國電力技術(shù)市場協(xié)會綜合智慧能源專業(yè)委員會）
一、概念與涵義
綜合智慧能源是針對區(qū)域內(nèi)的能源用戶，改變原有的不同能源品種、不同供應(yīng)環(huán)節(jié)單獨(dú)規(guī)劃、單獨(dú)設(shè)計(jì)、單獨(dú)運(yùn)行的傳統(tǒng)模式，以電為核心，提供電、熱、冷、氣、水等能源一體化的解決方案，通過中央智能控制服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)橫向能源多品種之間、縱向“源-網(wǎng)-荷-儲-用”能源供應(yīng)環(huán)節(jié)之間的協(xié)同和互動，是能源革命的一種實(shí)現(xiàn)形式。其中，“綜合”強(qiáng)調(diào)能源一體化解決方案，從用戶側(cè)思維出發(fā)，是多種能源品種的融合?！爸腔邸斌w現(xiàn)為三個層次，一是信息技術(shù)智慧，通過互聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)、能源信息高速公路，把綜合的能源系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來；二是系統(tǒng)算法升級，不同能源品種之間、不同供應(yīng)環(huán)節(jié)之間需要優(yōu)化計(jì)算，實(shí)現(xiàn)多個維度的互補(bǔ)協(xié)同，這需要更強(qiáng)大的中央指揮系統(tǒng)，降低系統(tǒng)生產(chǎn)成本；三是設(shè)備端智慧，每個能源元件的智能化。
綜合智慧能源是能源革命、新一輪電力體制改革和電力新技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物；是隨著可再生能源和分布式能源的發(fā)展、能源的協(xié)同利用，以及能源體制、管理、理論、技術(shù)變革催生出來的一種新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)；是以用戶側(cè)思維主導(dǎo)的新概念；是智慧城市、智慧社區(qū)、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的基礎(chǔ)。
綜合智慧能源項(xiàng)目主要針對一定范圍的有用能需求的區(qū)域，是新增經(jīng)濟(jì)活動區(qū)域最適合的能源配置方式，如新增工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)、新農(nóng)村建設(shè)等。也可以部分存量的完善和改造作為補(bǔ)充，如以傳統(tǒng)電廠為依托發(fā)展綜合智慧能源，特別是城市供熱電廠更具有天然優(yōu)勢和潛力。
適用場景：滿足用戶的個性化用能需求。綜合智慧能源是量體裁衣，創(chuàng)新能源消費(fèi)方式，利用需求的多樣性和差異化，實(shí)現(xiàn)用能需求的互補(bǔ)和智慧高效用能。
供應(yīng)方式：充分利用不同地區(qū)資源稟賦。根據(jù)不同地區(qū)的資源特點(diǎn)，發(fā)揮不同能源品種的協(xié)同優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)能源供給側(cè)優(yōu)化。
輸送方式：改變傳統(tǒng)不同能源品種分別輸送的方式，利用能源綜合管廊傳輸方式，在空間上實(shí)現(xiàn)多種能源品種輸送方式的優(yōu)化。
管控方式：綜合智慧能源控制及服務(wù)平臺是項(xiàng)目的大腦和中樞神經(jīng)，通過神經(jīng)的感知和大腦的計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)對綜合智慧能源項(xiàng)目的統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)、優(yōu)化和智慧。
二、特點(diǎn)與特性
綜合智慧能源的特點(diǎn)可以歸納為“三性三化”，即綜合性、就近性、互動性和市場化、智能化、低碳化。
綜合性：指實(shí)現(xiàn)用能區(qū)電、熱、冷、氣、水等多能源的協(xié)同生產(chǎn)、配送、銷售、消費(fèi)和源、網(wǎng)、荷、儲、用的協(xié)同運(yùn)營。
就近性：指實(shí)現(xiàn)能源就地生產(chǎn)、就地平衡、就地消納。充分利用本區(qū)域內(nèi)的一次能源，采用清潔生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)能源總量和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，最大限度的消納本地區(qū)的清潔能源。
互動性：指實(shí)現(xiàn)不同能源主體之間的互動，供需之間的互動。在市場化價格機(jī)制的基礎(chǔ)上，引入現(xiàn)代能源需求側(cè)管理理念，鼓勵用戶參與需求響應(yīng)和供需互動，根據(jù)價格變化趨勢合理調(diào)節(jié)需求總量和時間分布，引導(dǎo)用戶錯峰消費(fèi)，削峰填谷，在保證用能效用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低用能成本，同時提高供給側(cè)的生產(chǎn)效率，分析用戶用能特性，為用戶提供用能咨詢服務(wù)，創(chuàng)新能源消費(fèi)方式，鼓勵能源市場主體成為能源的產(chǎn)消者。
市場化：指建立市場化的價格機(jī)制，提高能源資源配置的效率。落實(shí)能源體制改革政策，在用能區(qū)的能源生產(chǎn)、配送、銷售、消費(fèi)各環(huán)節(jié)實(shí)行能源交易和價格的市場化，以合理反映能源的成本變化和稀缺程度，引導(dǎo)和調(diào)節(jié)供需平衡。
智能化：指應(yīng)用“云大物移智鏈”等現(xiàn)代信息技術(shù)，提升能源生產(chǎn)、配送、使用的智能化水平。通過建設(shè)綜合能源控制服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)、全流程的優(yōu)化計(jì)算，為能源消費(fèi)者提供可選擇、高附加值的能源增值服務(wù)。能源消費(fèi)者可選擇集中或分散控制模式，實(shí)現(xiàn)訂單式生產(chǎn)，智能化、可視化、可選擇性消費(fèi)，多維度優(yōu)化配置能源生產(chǎn)要素。
低碳化：指以提升能效、降低碳排放為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源生產(chǎn)和消費(fèi)清潔高效，達(dá)到近零排放。通過建立科學(xué)合理的調(diào)節(jié)機(jī)制，優(yōu)先采用核電、水電、風(fēng)電、光伏等清潔能源。在消費(fèi)端，減少以煤、油等為主的一次能源消費(fèi)，提高電能使用比例，綜合利用熱泵、儲熱、儲冷、儲電等多種能源形式。
三、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐主要項(xiàng)目類型
“綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)”是圍繞客戶需求，提供“終端一體化集成供能”綜合解決方案。現(xiàn)階段主要包括以下項(xiàng)目類型。
清潔供暖項(xiàng)目：可再生能源（風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)能）供暖、熱泵技術(shù)（水源、地源、空氣源等）應(yīng)用、地?zé)?、智能化電采暖等?
燃機(jī)多聯(lián)供項(xiàng)目：天然氣冷熱電三聯(lián)供為主的多種能源協(xié)同供應(yīng)服務(wù)。
儲能項(xiàng)目：電源側(cè)、用戶側(cè)調(diào)峰調(diào)頻項(xiàng)目，儲電、蓄冷、蓄熱等。
氫能開發(fā)及利用項(xiàng)目：工業(yè)副產(chǎn)氫利用，可再生能源制氫、輸氫、儲氫、加氫，氫燃料電池車及氫能利用。
電能替代項(xiàng)目：以電代煤、以電代油、以電代氣、港口岸電/交通樞紐及綜合能源服務(wù)、電動汽車雙向逆變充放電（V2G）用能服務(wù)等。
多能協(xié)同智慧綜合體項(xiàng)目：多種能源互補(bǔ)、多種需求一體化。綜合供需終端提供能源產(chǎn)品和能源服務(wù)的智能化能源站等。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同項(xiàng)目：為終端用戶（產(chǎn)品）提供綜合能源服務(wù)的資產(chǎn)。
技術(shù)咨詢服務(wù)項(xiàng)目：提供綜合智慧能源裝備、技術(shù)、咨詢及相關(guān)服務(wù)等。
金融屬性項(xiàng)目：能源現(xiàn)貨、期貨（含研究）交易市場，互聯(lián)網(wǎng)交易、互聯(lián)網(wǎng)金融交易等。
與傳統(tǒng)電源項(xiàng)目不同，綜合智慧能源項(xiàng)目的收益率應(yīng)按照長期性、趨勢性來看待，且要站在用戶維度去考量，而不是站在政府或企業(yè)自己預(yù)測的維度。
四、綜合智慧能源典型場景
今年7月30日A6聯(lián)合體組織1在北京召開的“2020綜合智慧能源優(yōu)秀示范項(xiàng)目案例報告會”發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，A6聯(lián)合體向會員單位及社會各界廣泛征集綜合智慧能源項(xiàng)目案例50個，符合組委會征集要求的有35個。其中，智慧城鎮(zhèn)型6個，占比17%；產(chǎn)業(yè)園區(qū)型14個，占比40%；集群樓宇型5個，占比14%；平臺服務(wù)型10個，占比29%。
實(shí)際上，綜合智慧能源項(xiàng)目典型場景的表現(xiàn)形式非常多樣，從功能來看，可分為智慧城鎮(zhèn)型（含新、老城區(qū)/鎮(zhèn)，結(jié)合智慧城市）、產(chǎn)業(yè)園區(qū)型（含工業(yè)園區(qū)、高新園區(qū)，單一產(chǎn)業(yè)或多種類產(chǎn)業(yè)）、集群樓宇型（含單一建筑和“主體+裙房”建筑）。
01
智慧城鎮(zhèn)型
智慧城鎮(zhèn)型主要面向城市新區(qū)建設(shè)、老城區(qū)或縣鎮(zhèn)區(qū)域擴(kuò)建改造建設(shè)，需要結(jié)合新型智慧城市建設(shè)要求，開展的綜合智慧能源建設(shè)和服務(wù)，客戶主體是地方政府。
此類型著力解決能源需求大、種類多、環(huán)保要求高、綜合能效低等問題，結(jié)合智慧樓宇、智慧交通、智能城市基礎(chǔ)設(shè)施等手段，打造綠色、生態(tài)、節(jié)能、高效、安全的城市能源整體解決方案。
主要以天然氣冷熱電三聯(lián)供、分布式燃機(jī)、超低排放火電、水電、生物質(zhì)（垃圾）發(fā)電、地?zé)釕?yīng)用、大電網(wǎng)供電為基礎(chǔ)的能源供應(yīng)，結(jié)合分布式光伏、低風(fēng)速景觀式風(fēng)電、熱泵、儲能等多種能源供應(yīng)形式。
02
產(chǎn)業(yè)園區(qū)型
產(chǎn)業(yè)園區(qū)型主要指工業(yè)園區(qū)或高新園區(qū)。園區(qū)又可以是單一種類產(chǎn)業(yè)園區(qū)或是多種類產(chǎn)業(yè)園區(qū)。
1.工業(yè)園區(qū)
工業(yè)園區(qū)綜合能源區(qū)域規(guī)模差別比較大，有不到十平方公里的小型工業(yè)園，也有達(dá)到幾百平方公里的工業(yè)園區(qū)，特點(diǎn)是能源需求密度較大，除電、冷、熱等能源需求外，有蒸汽、熱水、余熱綜合利用、充電樁及充電場等需求。
能源供應(yīng)形式主要有天然氣冷熱電三聯(lián)供、大電網(wǎng)供電、余熱利用、建筑一體化&屋頂光伏、分布式風(fēng)電、儲能等，部分地區(qū)以燃煤作為一次能源供應(yīng)。
2.高新園區(qū)
高新園區(qū)主要針對機(jī)場空港、高鐵樞紐中心、高教園區(qū)、科技園區(qū)、高新開發(fā)區(qū)、大學(xué)校區(qū)、數(shù)據(jù)中心、現(xiàn)代化醫(yī)院等規(guī)劃建設(shè)的綜合智慧能源項(xiàng)目。
能源供應(yīng)形式以天然氣分布式能源站為主，包括配電網(wǎng)、分布式光伏、風(fēng)電、供熱管網(wǎng)系統(tǒng)、儲能和充電樁及充電場等。
03
集群樓宇型
集群樓宇型項(xiàng)目是依托商業(yè)建筑、總部基地、辦公大樓、賓館酒店、?？漆t(yī)院、酒店式公寓、寫字樓、別墅區(qū)和小型高檔社區(qū)等進(jìn)行綜合智慧能源建設(shè)的項(xiàng)目。通常面對單一形式、“主體+裙房”形式、小規(guī)模的群體建筑形式開展綜合智慧能源建設(shè)。
集群樓宇型項(xiàng)目對能源供應(yīng)的可靠性要求高于其他類項(xiàng)目，能源供應(yīng)主要包括天然氣冷熱電三聯(lián)供、分布式燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大電網(wǎng)供電、建筑一體化&屋頂光伏、地?zé)?、儲能等?
總體看，綜合智慧能源是未來能源增長的主流，特別是工業(yè)園區(qū)、開發(fā)區(qū)（國家級552家、省級1991家）的發(fā)展非常適合。綜合智慧能源項(xiàng)目體量小、機(jī)制新，適應(yīng)市場能力強(qiáng)，可以在新形勢下形成強(qiáng)大的新基建基礎(chǔ)，諸如智慧城鎮(zhèn)、美麗鄉(xiāng)村、智慧交通、智慧醫(yī)院等。
五、場景應(yīng)用考慮的主要因素
（一）從能源需求側(cè)著眼入手。在各類典型場景區(qū)域中，各種能源用戶對能源的需求應(yīng)該體現(xiàn)于典型場景規(guī)劃中，包括能源的種類、品位、數(shù)量、功能、溫度，用能的時間、時序、季節(jié)等。
（二）對能源供應(yīng)側(cè)優(yōu)化配置。在所規(guī)劃的典型場景區(qū)域中，分析各種能源資源稟賦的情況，一次化石能源、二次轉(zhuǎn)換能源、可再生能源、可用的低品位能源等，考慮因素有能源品位、數(shù)量、可利用性、可選用的技術(shù)和設(shè)備等。
（三）協(xié)同能源梯級循環(huán)利用。一次能源梯級利用轉(zhuǎn)換的選擇，轉(zhuǎn)換輸配系統(tǒng)的確定，應(yīng)綜合考慮能源梯級利用的實(shí)現(xiàn)形式、多種能源的綜合協(xié)同利用方案、不同品位能源的集成方案、能源管控中心和服務(wù)平臺的運(yùn)行策略、區(qū)域能源系統(tǒng)與城市公共能源的關(guān)系等。
（四）實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源節(jié)能減排。對區(qū)域能源系統(tǒng)的能源消耗總量分析，對區(qū)域內(nèi)各類廢棄物排放總量貢獻(xiàn)的分析計(jì)算；以一次能源為基準(zhǔn)計(jì)算能源總利用率等。
（五）掌控方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。對單位能耗的投資、運(yùn)行費(fèi)、回收年限、收益率等進(jìn)行必要的財(cái)務(wù)經(jīng)濟(jì)性評價分析。
六、綜合智慧能源發(fā)展策略建議
綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)標(biāo)志性的表現(xiàn)是融合，是投資主體的融合，是發(fā)展模式的融合，是不同能源品種的融合，智慧能源與智慧城市美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的融合，是現(xiàn)行大電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上集中與分散的融合。
當(dāng)生產(chǎn)端的能源效率經(jīng)多年努力已經(jīng)逼近理論極限，僅以0.1%的量值緩步提升；而消費(fèi)端卻借助綜合智慧能源打開新的天地，不同場景的能源效率增幅達(dá)到10%～30%。為進(jìn)一步推動“綜合智慧能源新產(chǎn)業(yè)”打破壟斷、實(shí)現(xiàn)競爭，著力培育市場主體，加快構(gòu)建競爭有序的市場結(jié)構(gòu)和市場體系，提出在“十四五”以及未來一段時期內(nèi)推動“綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)”發(fā)展的建議策略。
（一）重視綜合智慧能源規(guī)劃，協(xié)調(diào)分領(lǐng)域規(guī)劃融合
由政府主導(dǎo)編制區(qū)域中長期綜合智慧能源規(guī)劃，要重視能源區(qū)域規(guī)劃和分領(lǐng)域規(guī)劃的協(xié)調(diào)融合，“智慧能源+智慧城市”高度契合。
（二）構(gòu)建綜合智慧能源體系，助力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型
要注重多種能源之間的互補(bǔ)，逐步加大清潔能源占比，合理推進(jìn)“儲能+氫能”新型業(yè)態(tài)，構(gòu)建清潔化、綠色化、低碳化能源生態(tài)體系。
（三）建設(shè)綜合智慧能源系統(tǒng)，重點(diǎn)在用戶需求側(cè)
綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展以用戶需求側(cè)為導(dǎo)向，以用戶側(cè)的能源需求為建設(shè)目標(biāo)，先進(jìn)的信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)是綜合智慧能源系統(tǒng)的重要支撐。
（四）加快建立綜合智慧能源標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范行業(yè)體系準(zhǔn)則
結(jié)合相關(guān)能源法律法規(guī)的修編，加快建立綜合智慧能源相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系、評估體系，統(tǒng)一規(guī)范已有單一的團(tuán)體、協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，同時建立綜合智慧能源控制服務(wù)平臺的國家級標(biāo)準(zhǔn)。
（五）扶持重點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施落地，樹立推廣典型示范
通過扶持重點(diǎn)項(xiàng)目，樹立示范典型，給予市場信心。培育綜合智慧能源典型示范項(xiàng)目，通過第三方機(jī)構(gòu)篩選具有良好示范意義的項(xiàng)目直接由能源主管部門掛牌督導(dǎo)。提升典型綜合智慧能源項(xiàng)目的示范效應(yīng)，促進(jìn)綜合智慧能源可持續(xù)發(fā)展。
（六）給予針對性鼓勵措施，提升綜合智慧能源項(xiàng)目抗風(fēng)險能力
為行業(yè)提供更加有針對性的服務(wù)和專業(yè)指導(dǎo)；簡化審批程序、降低電網(wǎng)接入門檻；增加未來預(yù)期，明確增量配電營業(yè)區(qū)邊界和價格等能源政策；提振信心，明確管制和競爭界面。
1.聯(lián)合體組織：中國電力技術(shù)市場協(xié)會綜合智慧能源專業(yè)委員會、中國智慧能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)盟、中國投資協(xié)會能源投資專業(yè)委員會、中國能源研究會中小配電企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究中心、中國建筑節(jié)能協(xié)會區(qū)域能源專業(yè)委員會等。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年8月28日第33、34期
