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它的优点是:
(1) 我国智能电网技术国际领先,园区智能配电网的应用也广泛成熟。
(2) 可以高比例有效消纳园区内部及周边的可再生能源电力(光伏、风电)。
(3) 以园区外部市政电力为调节补充,可以有效减少或者不使用燃气。
(4) 适用于以电力、供冷为主的园区,且要求极少或无集中供热供气需求。
它的缺点是:
(1) 电力无法大规模产生蒸汽、采暖、燃气,因此不适用于具有集中供热、供气负荷需求的园区。
(2) 电力无法大规模产生蒸汽、采暖、燃气,因此不适用于具有大量采暖、蒸汽、燃气负荷需求的园区。
(3) 在采暖、蒸汽负荷需求较大的园区,受到燃气制约,难以推进。如若以电力产生热力,导致总投资剧增,且综合能源利用效率低下,经济效益较差。
(4) 难以为园区集中供热,受到燃气公司或热力公司制约和竞争,难以实现综合能源供应服务模式。
2、以燃气为主的园区智慧能源
以燃气系统为核心,结合电力系统和热力系统,以燃气为园区主要动力来源,产生电、冷和热,为园区提供电、热、冷、气等综合能源供应及服务。
它的优点是:
(1) 燃气在园区的应用是采用冷热电多联供方式,即燃气先通过燃气发电机产生电力,然后发电后的余热再进行制冷制热,综合能源利用效率高于70%(一般电力系统综合效率约33%),同时售电、热、冷,经济效益较好
(2) 燃气可以大规模产生蒸汽和采暖,适用于具有大量热力需求的园区。
(3) 燃气是清洁能源,适用于替代园区燃煤锅炉(供热),进行大规模的供蒸汽和采暖。
(4) 燃气也是园区用户的一种终端能源需求形式,例如商业居民餐饮、工业原料、冶炼熔融行业等。
(5) 燃气管网已覆盖我国大部分区域,且燃气输送几乎没有燃气量的损失。
(6) 燃气发电成熟稳定,可以有效解决可再生能源电力(光伏、风电)的不连续、电能质量差等问题,高效集成互补,并提高消纳可再生能源电力。
它的缺点是:
(1) 受到燃气公司的制约和竞争,且目前我国大部分地区燃气价格较高、电价较低,导致大部分燃气冷热电多联供系统经济性较差,从而使得园区智慧能源项目经济效益降低。
(2) 受到电网电力的制约和竞争,因此燃气冷热电多联供的装机容量无法做到在园区内的最合理匹配和运营,导致经济效益下降。
(3) 受燃气、电力的双重制约和竞争,不适用于以电力、供冷为主的园区。
3、不同类型园区智慧能源发展现状
目前,我国园区智慧能源项目大多是由电力电网公司牵头,更关注电力的融合互补、互联互通,但热能的传输损失要远大于电,而且在用户终端(园区)能源需求中热能占比一般也高于电,导致项目受到燃气公司或热力公司强烈制约和竞争,要么难以实现综合能源供应服务的目标,要么经济效益较差。
目前,日本正从传统单一能源站走向园区智慧能源模式,园区智慧能源推进大多以燃气公司为实施主体,以既有建筑为实施对象,以区域集中供冷供热为实施内容,是国际上较成功的案例。在我国,以燃气公司为实施主体的项目,发展以燃气为主的园区智慧能源,但由于其核心目的是销售燃气,且受到电网电力制约,且大部分项目建设规模过大(特别是燃气多联供),导致供需不匹配,设备利用率低,综合能源利用率低,经济效益远远达不到预期。
对于既不是电力电网企业、也不是燃气企业的公司,则利用自身在光伏、风电领域的优势,推进园区智慧能源项目,同时受到电力电网企业、燃气企业的制约和竞争。目前,他们在新增配电网领域主要选择与电力电网企业合作,在园区综合供能项目主要选择与燃气企业合作,都不可避免的遇到项目建设规模过大、投资过大、供需不匹配、设备利用率低、能源效率低、经济效益不达预期等问题。
4、燃气来源
对于不掌握燃气网的园区智慧能源项目,如果热力(蒸汽、采暖)需求较大,燃气来源问题一般有三种解决方案:
(1)与上游供气公司直接签订供气协议,为项目建设供气专线。好处是获得门站燃气价格,但需要自建供气专线管道,投资增加,同时要协调气源指标。
(2)与当地燃气公司合作成立项目公司,争取优惠气价,并共享能源服务收益。好处是燃气公司方面阻力相对较小,燃气公司还可帮忙协调当地政府关系。
(3)LNG点供:目前大多数LNG点供都存在建设不按流程,现场不满足消防、安全要求等问题,国家会在适当时候出台治理政策。LNG点供要跟园区协商,按照国家要求报批、建设及运维,但存在问题是园区一般很难提供能够满足安全间距的场地空间,需要我方能够合理设计,满足消防安全要求等。
从长远运行来看,方案1要优于方案2,方案2要优于方案3。
5、小结
综上所述,对于以电力为主的园区智慧能源,宜掌握配电网,同时结合热力网和燃气网。对于以燃气为主的园区智慧能源,宜掌握燃气网,同时结合热力网和配电网。
目前,我国大多数园区,特别是工业园区,热能需求往往大于电能,且热能的难题远大于电能,因而在推进园区智慧能源的过程中,热力局域网的迫切性要高于电力局域网。天然气是一次能源,我国燃气管网覆盖面积广,仅次于电网和交通网,以燃气公司为主体推进能源互联网建设,可以使互联网理念在用户终端(园区)能源领域的渗透更深入、更彻底。规划设计中应摆脱常规贪大求多的规模效应思维,立足于可确定负荷,并最优化减小天然气冷热电多联供系统的规模,减少总投资;要结合既有建筑和工业节能改造,构建跨边界的一体化节能改造框架体系,减少因园区新扩建缓慢而产生的负荷率长期较低的风险。
四、智慧能源业务发展方向
1、智慧能源业务模式
以园区类智慧能源为切入点,通过智慧能源整体解决方案,获得燃气、配电、热力或综合能源特许经营权,掌握具有“天然”垄断性质的燃气网、配电网、热力网,采用多能互补、能源互联网的新型供能方式,因地制宜,在园区内统一规划、分期、有序构建涵盖分布式光伏、燃气冷热电多联供、储能、热泵、配售电、智能光伏车棚充电站、智慧用能、需求侧响应、智慧运行云平台、综合能源交易、能源金融、增值辅助服务、发配售用一体化在内的区域能源互联网(即智慧能源项目),为园区提供包括电、热、冷、蒸汽、燃气在内的综合能源供应与服务。同时,延伸拓展至市政基础设施、园区地产、交通路灯、电动汽车、生态环保、文旅康养等相关业务领域。
2、打造智慧能源专业技术团队
智慧能源涉及专业领域多、系统复杂、技术创新要求高、投融资要求高,针对智慧能源行业发展存在的问题,打造智慧能源专业技术团队,为客户提供优质的智慧能源整体解决方案,即包括商业模式、技术方案、投融资方案的一站式区域综合能源解决方案。
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