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工业绿色微电网或成电力系统变革关键一环
“微电网既能并网又可独立运行,可实现可再生能源与负荷波动就地平衡控制,是分布式能源灵活高效利用模式的重大创新。微电网将作为大电网的重要支撑性环节,成为解决分布式能源并网问题的有效手段,也是新型电力系统一系列重大变革中的关键一环。”中国工程院院士、天津大学教授王成山指出。
工信部、国家发展改革委、生态环境部联合发布的《工业领域碳达峰实施方案》明确指出,“加快工业绿色微电网建设。增强源网荷储协调互动,引导企业、园区加快分布式光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行,推进多能高效互补利用,促进就近大规模高比例消纳可再生能源。加强能源系统优化和梯级利用,因地制宜推广园区集中供热、能源供应中枢等新业态。加快新型储能规模化应用。”这无疑为工业绿色微电网建设提速发展指明了前进的方向。
与此同时,工信部方面表示,将加强典型应用场景的示范带动,在全国范围内组织开展工业绿色微电网典型应用场景和案例的遴选。
在一系列政策的指引下,各地绿色低碳转型进一步加快。
记者了解到,2022年绿色低碳高质量发展先行区在山东落地实施。截至目前,山东累计有24家企业获评能效领跑者、17家企业获评水效领跑者,数量领跑全国;山东累计成功培育国家绿色工厂281家,数量居全国第二位,累计培育省绿色工厂202家,16个地级市全部开展市级绿色工厂培育工作。
“工业绿色微电网是工业互联网与能源供应体系的深度融合,是工业能源消费的新模式,可有效提高工业用能的绿色化、低碳化水平。”山东青岛市政府副秘书长陈万胜表示。
山东绿色制造氛围更加浓厚,与此同时,企业也加深了对工业绿色微电网建设的理解。
“微电网能够实现新能源发电的就地消纳、就地存储、就地平衡,随光而充、随风而充,实现新能源车充新能源电,实现主动式配电网的高效互动,是新型电力系统的新载体。”特锐德、特来电董事长于德翔认为,“2022年我国电动汽车发展到1000万辆时,就开启了充电网的‘电’时代。”
于德翔介绍,“充电网+微电网+储能网”构成一个新型的虚拟电厂,成为新型电力系统的新载体。充电网可以实现有序充电、微网光伏、移动储能、梯次储能、调峰调频、车网互动及碳交易。
此外,于德翔预计,到2025年,我国电动汽车发展到5000万辆的时候,充电网的“网”时代就开启了。电动汽车在充电的时候,可以构建成一个巨大的工业互联网,其中充电网连接的车、电池和人,形成了汽车、能源和个人的数据。类似二手车交易、保险、修车等第三方业务,都有可能在充电网上获得更加精准的数据。
车网互动将在微电网中发挥“电力海绵”作用
“微电网的形态对于车网互动是一个非常重要的应用场景。”中国电力企业联合会副秘书长刘永东表示。
车网互动(V2G)是指新能源汽车通过充换电设施与电网进行能源与信息互动,可将新能源汽车电池作为电网中的灵活性资源,通过资源聚合,既作为可控负荷,同时又作为分布式储能,发挥“电力海绵”作用。
刘永东认为,车网互动的核心有两点。首先,能量的互动要建立在可控基础上。其次,实现能量的互动,必然要有信息的互动。
业内认为,随着新能源汽车的大规模发展,电网用户侧将存在海量分布式储能资源。
据中国电动汽车百人会预测,2030年我国电动汽车保有量将达到8000万辆。若平均配置60千瓦时电池,8000万辆电动汽车的等效储能容量将达到48亿千瓦时,2030年全国日均上网电量约240亿千瓦时。
“电动汽车平均每天只有约4%的时间用于行驶,停靠时间约占96%,其中10%用于充电即可满足其行驶需求。”刘永东认为,大部分电动汽车的电池资源可以参与电力需求响应,核心就在于车辆大部分时间是停止的,而不是行驶的。同时,车主在购车时已覆盖电池成本。此时资源如何能够发挥作用和价值?如何利用经济效益或者商业模式来推动?就变成一个可行的空间。
现阶段,在新能源汽车与新型电力系统的融合发展中,车网互动将经历无序充电、有序充电、有序充放电和车网一体的过程。随着电动汽车和充电设施的大规模建设与发展,电动汽车充放电双向互动技术(V2X)将发挥越来越大的作用,其规模效益也将越来越明显。
“车网互动对电力系统的要求非常高,需要车、桩、网、调各方面配合。想要让各方市场主体参与进来,消除他们的顾虑,需要做很多的工作,但潜力巨大。”国家发展改革委能源研究所主任赵勇强表示。
记者了解到,V2X技术将充分发挥移动储能的作用,相比电化学集中储能站,其边际成本更低。随着电池技术的进步和成本的降低,放电对电池寿命造成的影响也将逐步降低。此外,V2X技术中的V2G技术正处于逐步进阶的过程。当前,业内普遍认为,有序充电、工业绿色微电网已经基本具备条件可以推广使用。
“当前有序充电和工业微电网是具备条件可以广泛推广的,有序充电是在容量不够的情况下更多地为电动汽车进行充电服务。工业绿色微电网可以解决充电和放电问题,特别是放电的功能可以在微电网得到推广。”刘永东表示。
目前,V2X技术涉及电动汽车、电池、充电设施、电网及其他能源等众多领域。实现能源和信息的双向互动,尚需标准化作为技术支撑。此外,现阶段V2X技术仍缺乏顶层设计,技术、标准、政策、商业模式有待完善。
“发展过程中,需要标准化进行支撑,还需要顶层设计,包括政策和商业模式,核心是让车主在参与过程中有获得感,运营商有收益。这时,车网互动产业链条才能建立起来。”刘永东呼吁。
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