面向综合能源系统的节能新技术发展趋势

面向综合能源系统的节能新技术发展趋势

袁胜利

国网冀北电力有限公司唐山供电公司，河北省 唐山市 063000

摘要：综合能源系统（integrated energysystem，IES）内包含电、热、气、冷等多类型能量的耦合，相较于传统的独立分供能源系统，IES在多种能源之间的优化调度和能源综合髙效利用方面优势明显，但由于其多能协同的复杂性，需要对其进行合理评估，以指导规划和调度工作。

关键词：面向综合能源；系统；节能新技术；发展趋势；分析

1导言

为解决日益严峻的环境问题，中国提出了“碳达峰、碳中和”的目标。能源领域作为碳排放的重点，推动能源转型、构建清洁高效可持续的能源系统势在必行。综合能源系统（integrated energysystem，IES）在满足多样化负荷供能的同时，通过多能互补降低损失、提高能效，从而达到节能减排的目的。因此，建设高效、高品质的IES是解决当前环境污染和资源短缺问题的重要举措。

2关于综合能源系统

能源是人类存续的物质基础，是文明进展的先决条件。可以认为，人类社会发展史伴随着能源利用体系的变革史。近代工业革命以来科学技术呈阶跃式提升，使得人们可以上天入地，彻底颠覆了以往的生存状态。但也引发了一些严重的问题，如遭遇能源利用瓶颈：几乎一百多年的时间，呈指数暴涨的能源需求主要由传统化石能解决。传统化石能加工便捷、利用方便，但终归是不可再生，且对环境有重大破坏作用。因此，为了人类的可持续发展，拓展能源利用方式可谓迫切之至。在这种情势下，智能电网、能源互联网、综合能源系统等新型能源利用体系应运而生，其中综合能源系统的发展尤为迅捷。综合能源系统的本质是依托先进的物理信息技术和管理模式，对一定区域内的异质能源子系统进行整合，达成它们之间的交互响应、互补互济，最终大幅升高能源利用效率。美国、德国、加拿大等发达国家早在本世纪初的十年内就出台相关策令推动综合能源系统的发展。随着互联网的普及，综合能源系统中供需双侧的双向互动明显增强，各类能源用户在充分掌握自身用能信息和系统运行状态基础上，往往有意愿主动参与到能源系统的实时平衡和用能管理上来。这样，综合能源体系的中心将不可避免地向用户侧转移，即体系由垂直化纵向分层体系向扁平化横向平台转变。

3综合能源系统重点节能技术及发展趋势

我国综合能源系统未来发展力争在2021—2025年期间各关键技术初步实现国产化，系统中可再生能源比例超过百分之三十，系统能源利用效率超过百分之五十，建设运行成本不断下降；在2025—2035年期间各关键技术基本达到国际先进水平，系统中可再生能源比例超过百分之五十，系统能源利用效率超过百分之七十，建设运行成本较低，综合能源系统大范围推广；2035年以后各关键技术在国际上领先，系统中可再生能源比例超过百分之七十，系统能源利用效率超过百分之八十，低成本、高能效综合能源系统全面推广。

4综合能源发展需要解决的难点问题

4.1体制机制有待进一步完善

4.1.1存在的问题

综合能源涉及多种能源类型和相关管理部门，部门间协同治理机制不健全。一方面，不同能源系统以及不同地域间体制壁垒仍未有效打破，多种能源、地区之间协调存在较大难度；另一方面，能源市场等关键机制建设仍有待提升，各市场主体活力有待进一步激发。

4.1.2解决思路

一是加强能源法律体系建设，推进能源管理体制改革。通过加强能源法律体系和管理体制建设，为综合能源服务发展提供法制基础，逐步打破不同品种、不同地域之间的能源壁垒，有力促进电、油、煤、气、氢等不同能源系统和体系间的数据共享、协同规划以及优化调度机制，并通过多元股权投资、混合所有制等形式推进能源一体化供应，支持能源结构优化与能效提升。二是健全能源交易市场，促进综合能源服务与能源市场的良好互动。充分借鉴国外先进经验并结合我国国情，逐步完善电力、天然气等领域的现货、辅助等细分市场，并依托数字化先进技术构建完善的线上交易平台，提升交易效率的同时，有效促进不同能源市场间的有效融合，并推动综合能源系统与能源市场间的双向互动，依托市场力量优化配置资源。

4.2商业模式需要持续创新培育

4.2.1存在的问题

综合能源服务同时涉及实物资产和数字资产两大领域，并且面向的主体类型多样、需求独特，传统商业模式难以满足综合能源服务的需要，商业模式的滞后制约着综合能源服务商业价值的发挥。

4.2.2解决思路

一是不断丰富综合能源服务产品种类，如供需匹配、工业互联网和金融服务等。借助大数据、云计算、物联网和人工智能等先进技术，逐渐形成集咨询规划、能效检测、能效优化和多能供应等服务于一体的产品体系，并依托数据挖掘技术不断丰富用户画像，针对不同用户指定个性化、定制化解决方案，提升用户黏性及满意度。二是打造“平台+生态”发展模式，推动产业链上下游合作模式升级。积极构建综合能源服务平台，一方面，可以有效联通产业链上下游企业，为企业间高效商业合作提供渠道，形成可持续发展的生态圈；另一方面，可以为用户浏览、选择业务提供低成本途径，同时借助线上渠道优势，提升用户对自身用能习惯及能效情况的掌控能力。

4.3要抓紧建立统一的标准体系

4.3.1存在的问题

我国当前缺乏针对综合能源服务的统一的技术标准体系，致使数据接口、关键设备及子系统间兼容性相对较低，不同能源系统、不同服务供应商和不同客户群体协同合作成本高，严重制约了产业链上下游高效合作。

4.3.2解决思路

一是加强标准化工作顶层设计，制定一批核心关键标准。依据综合能源服务产业发展实际，加强标准化工作顶层设计和统筹协调，着力开展创新程度高、应用能力强的重要技术标准及相关运行和管理标准制定工作，提升整体服务质量，助力产业快速发展。二是加强标准管理体系建设，打造高效高质的标准制定和发布平台。政府、行业和企业在标准管理与制定中都发挥着重要作用，要充分发挥政府的管理作用、协会的纽带作用以及企业的主体作用，加强协同，共同打造高水平、高效率的标准平台。三是加强标准的跨界协调与合作，促进产业的高质量、低成本发展。针对行业应用需求，拓展现有标准化工作的领域和范围，探索建立跨行业跨领域标准化工作机制，建立与产业联盟的合作共赢关系和模式，降低产业链合作成本，促进产业高质量发展。

5结论

综合能源系统包括电源侧综合能源系统和用户侧综合能源系统，两者对于实现能源绿色低碳转型都十分重要。专项技术具有先进性和高效性，自身具有节能功效；某项技术在综合能源系统中发挥重要作用，通过综合能源系统产生节能功效；某项新技术能够促进可再生能源的消纳，减少化石能源消费。

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