我國能源碳排放占碳排放總量的80%左右，實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)，核心是推動能源低碳轉(zhuǎn)型和能源革命，本質(zhì)措施是控制和縮減化石能源消費(fèi)量、增加可再生能源發(fā)電比例、提升社會整體能效水平。當(dāng)前，我國新能源正由補(bǔ)充型電源逐步向主力型電源發(fā)展，傳統(tǒng)以單一系統(tǒng)縱向延伸為主增加可再生能源發(fā)電比重的能源發(fā)展模式，將不能滿足能源革命在保障能源安全、提高能源效率和促進(jìn)新能源消納等方面的要求。
系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)差壓力巨大。近期，江西、湖南、河北等地電力尖峰負(fù)荷屢創(chuàng)新高，京津唐電網(wǎng)冬季負(fù)荷峰谷差達(dá)30%以上，給電網(wǎng)機(jī)組調(diào)峰帶來了極大的壓力;同時可再生能源發(fā)電比重的增加改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)差壓力持續(xù)增大。
新能源發(fā)電消納難題突出。在“30•60”目標(biāo)的要求下，未來10年我國年均新增風(fēng)、光發(fā)電裝機(jī)需不少于7500萬千瓦，使傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一次調(diào)頻、電網(wǎng)傳輸以及分布式可再生能源并網(wǎng)管理等壓力劇增，集中式可再生能源異地消納和分布式可再生能源利用等問題將會進(jìn)一步突出。
用戶單一供能風(fēng)險加劇。近年來，以季節(jié)性和區(qū)域性為特征的高峰供電緊張和氣荒現(xiàn)象多有發(fā)生，傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式供能可替代性和保障性差等問題日益凸顯。同時分布式電源裝機(jī)的增加加劇了電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的風(fēng)險，以傳統(tǒng)單一能源供應(yīng)的方式難以滿足用戶對用能可靠性、安全性的要求。
能源提質(zhì)增效形勢嚴(yán)峻。我國單位GDP能耗明顯高于世界能耗強(qiáng)度平均水平，社會生產(chǎn)生活的工藝流程及相關(guān)供能設(shè)備能源投入產(chǎn)出比不高、設(shè)備運(yùn)行未達(dá)到其較好的出力狀態(tài)等因素限制了我國能效水平的提高，國內(nèi)設(shè)備技術(shù)水平難以突破，社會整體能效水平提升緩慢。
用戶節(jié)能降本需求迫切。隨著市場經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，企業(yè)競爭壓力越來越大，降低能源成本依然成為提升企業(yè)競爭力的重要因素。企業(yè)的用能管理需要從原來的粗放、單一、低效的管理方式逐步過渡到精細(xì)、綜合、集約的管理形式，從而降低企業(yè)整體用能成本，提升企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。
一、構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)助力實(shí)現(xiàn)“30•60”目標(biāo)
未來能源將會朝著清潔化、智慧化、去中心化、綜合化(四化)方向發(fā)展，能源利用形式將會呈現(xiàn)冷、熱、電、氣能源在供應(yīng)、傳輸、消費(fèi)和轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)的綜合優(yōu)化利用趨勢。綜合能源系統(tǒng)以“四化”為基本特征，以“兩高三低”為目標(biāo)(兩高：系統(tǒng)綜合能效的提高、系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的提高;三低：用戶用能成本的降低、系統(tǒng)碳排放的降低和系統(tǒng)其他污染物排放的降低)，整合冷、熱、電、氣等多種能源資源，推動打破傳統(tǒng)單一能源發(fā)展的技術(shù)壁壘、市場壁壘和體制壁壘，實(shí)現(xiàn)多能源的互補(bǔ)互濟(jì)和協(xié)調(diào)優(yōu)化，有效提升了能源利用效率、促進(jìn)了能源的可持續(xù)發(fā)展。因此，構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)，有利于推動能源轉(zhuǎn)型、助力實(shí)現(xiàn)雙碳控制目標(biāo)。
創(chuàng)新低碳發(fā)展規(guī)劃技術(shù)，助力多元化清潔供給體系建設(shè)。通過創(chuàng)新綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)，有效整合光伏、風(fēng)電、熱泵、沼氣三聯(lián)供、工業(yè)余熱余壓利用等分布式能源，從多種能源協(xié)同發(fā)展的角度設(shè)計優(yōu)化能源生產(chǎn)模式，從多能耦合角度探索可再生能源供給比重擴(kuò)大模式，打造以可再生能源為主體的綜合能源低碳供能新結(jié)構(gòu)，推動高比例可再生能源的綜合能源系統(tǒng)建設(shè)，促進(jìn)風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量增長，助力多元化清潔供給體系建設(shè)。
創(chuàng)新電源側(cè)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)，助力新能源發(fā)電消納能力提升。通過推動綜合能源系統(tǒng)多能源高效運(yùn)行技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)分布式可再生能源與多種能源的互動，實(shí)現(xiàn)可再生能源時空轉(zhuǎn)換利用，促進(jìn)分布式可再生能源發(fā)電就地利用;創(chuàng)新分布式可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行管理模式，以綜合能源系統(tǒng)為主體實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的交互，推動分布式可再生能源的有序并網(wǎng);通過創(chuàng)新可再生能源、傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組以及大型儲能的協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)，發(fā)揮儲電、抽水蓄能等儲能靈活資源與傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力，降低電網(wǎng)調(diào)峰和一次調(diào)頻壓力，促進(jìn)集中式可再生能源消納和錯峰輸送。
創(chuàng)新設(shè)備整體能效優(yōu)化技術(shù)，助力用戶用能成本有效降低。通過推動大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)與能源物理技術(shù)的融合，挖掘不同工況下各類設(shè)備運(yùn)行特性，實(shí)現(xiàn)各類能源設(shè)備物理出力狀態(tài)的數(shù)字孿生;通過推動綜合能源系統(tǒng)能源設(shè)備能效優(yōu)化技術(shù)創(chuàng)新，從全局最優(yōu)角度實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)多類型設(shè)備的能效優(yōu)化，以經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)備運(yùn)行策略滿足用戶用能需求，實(shí)現(xiàn)用戶用能成本的有效降低。
創(chuàng)新多種供能設(shè)備互補(bǔ)耦合技術(shù)，助力用戶用能安全可靠。以“兩高三低”目標(biāo)為導(dǎo)向，推動綜合能源系統(tǒng)多能源高效互補(bǔ)耦合技術(shù)創(chuàng)新，整合熱、電、冷、天然氣、新能源等多種能源，實(shí)現(xiàn)多種能源間的互補(bǔ)互濟(jì)和綜合利用;通過推動綜合能源系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲聯(lián)動優(yōu)化技術(shù)創(chuàng)新，有效調(diào)動多種供能設(shè)備互補(bǔ)和替代特性，以增強(qiáng)能源系統(tǒng)應(yīng)對疫情、節(jié)日、突變天氣等特殊事件下的保障能力，實(shí)現(xiàn)用戶用能的安全穩(wěn)定。
創(chuàng)新多能源主體市場交易技術(shù)，助力多元化市場機(jī)制完善。通過推動跨區(qū)域多能源系統(tǒng)市場交易技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域多能源的聯(lián)動交互，促進(jìn)跨區(qū)域能源消納和交易機(jī)制完善;通過培育虛擬電廠、負(fù)荷聚集商、儲能電站等新型市場主體，建立能源消費(fèi)與能源生產(chǎn)的互動以及不同能源需求之間的協(xié)同關(guān)系，推動需求響應(yīng)等輔助市場的市場主體和規(guī)則完善;以綜合能源系統(tǒng)靈活性特點(diǎn)為基礎(chǔ)，加強(qiáng)與其他市場主體的合作與交互，促進(jìn)能源供給的集權(quán)優(yōu)化和市場主體間的合作共贏。
二、綜合能源視角下雙碳控制目標(biāo)的解決思路
綜合能源系統(tǒng)是在全球致力于低碳發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型的宏觀背景下，受技術(shù)、市場、政策以及產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展等多重因素驅(qū)動，傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)融合清潔化、智能化、去中心化、綜合化等新要素形成的能源新業(yè)態(tài)。為充分發(fā)揮綜合能源系統(tǒng)對能源革命、雙碳控制目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的支撐作用，需要從頂層設(shè)計、技術(shù)創(chuàng)新、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及商業(yè)模式等方面，探索綜合能源視角下“30•60”目標(biāo)發(fā)展新思路。
合理規(guī)劃頂層設(shè)計。立足于我國能源轉(zhuǎn)型和能源電力行業(yè)自身的特點(diǎn)，以綜合能源系統(tǒng)為紐帶，推動傳統(tǒng)能源與新能源的協(xié)同發(fā)展;確保綜合能源行業(yè)管理和監(jiān)管體系協(xié)調(diào)統(tǒng)一，共同推動各能源品種之間打破行業(yè)壁壘;融合傳統(tǒng)垂直產(chǎn)業(yè)鏈，推動分布式可再生能源項目開發(fā)和布局，從而深入推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通運(yùn)輸、公共機(jī)構(gòu)等重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)單位節(jié)能減排。
加大技術(shù)創(chuàng)新力度。加快可再生能源開發(fā)利用關(guān)鍵設(shè)備創(chuàng)新研發(fā)，加快數(shù)字信息技術(shù)與能源物理技術(shù)的融合，著力解決可再生能源利用造價高、效率低等“卡脖子”問題;加快綜合能源耦合型設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，突破限制多能源耦合轉(zhuǎn)化的技術(shù)壁壘，進(jìn)一步增強(qiáng)異質(zhì)能源的互補(bǔ)性和可替代性。
加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。加強(qiáng)清潔能源和多類型儲能設(shè)施建設(shè)，鼓勵因地制宜建設(shè)含高比例可再生能源的綜合能源系統(tǒng)，推動分布式清潔能源就地消納;加強(qiáng)智能終端和智慧能源平臺建設(shè)，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)消費(fèi)的智能監(jiān)測、診斷和調(diào)控，鼓勵能效水平低、污染排放大的老舊設(shè)備更新迭代，推進(jìn)老舊園區(qū)綜合能源改造項目。
推進(jìn)商業(yè)模式創(chuàng)新。以低碳應(yīng)用為基本思路，創(chuàng)新以客戶為中心的綜合能源服務(wù)模式，推進(jìn)差異化綜合能源解決方案創(chuàng)新;鼓勵以可再生能源為主的多種能源供應(yīng)主體的共贏合作，以低碳、高效、經(jīng)濟(jì)為主要原則，創(chuàng)新多主體投資、運(yùn)營、利益分配機(jī)制，創(chuàng)建互利互惠的商業(yè)生態(tài)圈。
推動電力市場建設(shè)。推動新能源積極參與電力市場競爭，完善電價機(jī)制，建立公平合理的調(diào)峰輔助服務(wù)市場;推動以用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)為主體的電力現(xiàn)貨市場交易模式，激發(fā)用戶側(cè)資源參與電力市場的活力，依托綜合能源系統(tǒng)，形成涵蓋電力市場、碳交易市場、綠色配額交易市場、煤電聯(lián)動機(jī)制等多類型市場機(jī)制。
綜上所述，綜合能源系統(tǒng)是能源電力系統(tǒng)未來的重要轉(zhuǎn)型方向。“十四五”期間，分布式風(fēng)電和光伏電源將會得到較大的發(fā)展，綜合能源系統(tǒng)將在促進(jìn)新能源消納、保障供能安全可靠方面發(fā)揮更大的作用，政府應(yīng)推動重點(diǎn)排碳行業(yè)的綜合能源系統(tǒng)示范工程落地，著力改善用戶用能質(zhì)量、降低用能成本、提高能效水平，為我國實(shí)現(xiàn)能源革命和“30•60”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。
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