2月,国家能源局正式公布了首批多能互补集成优化示范工程名单,共23个项目,包括17个终端一体化集成供能系统、6个风光水火储多能互补系统。示范工程只是起步,在后续出台的其他政策的引导下,如《微电网管理办法》、《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》等,多能互补的未来市场不可限量。
什么是多能互补?
多能互补是指按照不同资源条件和用能对象,采取多种能源互相补充,以缓解能源供需矛盾,合理保护和利用自然资源,同时获得较好的环境效益的用能方式。
多能互补具有以下特点:
包含了多种能源形式,构成丰富的供能结构体系。
多种能源之间相互补充和梯级利用,达到1+1>2的效果,从而提升能源系统的综合利用效率,缓解能源供需矛盾。
为什么要发展多能互补?
一、提高能源系统运行效率、设备利用率
多能互补集成优化工程可根据用户需求量身定制能源供应服务,减少能源转换和输送环节,提高能源效率,降低用能成本,改善用户体验。
二、梯级利用,提高能源利用率
我国是世界最大的能源生产和消费国,煤电、水电、风电、太阳能发电等规模均为世界第一,多项技术达到世界领先水平,但是在多能互补方面还有很大优化空间。2016年我国一次能源消费总量约43.6亿吨标煤,终端能源消费总量约32.1亿吨标煤,其中大量能源在加工转换过程中被损失掉。通过多能互补实现能源梯级利用,充分利用化石能源中的能量,是提高能源利用效率的必然选择。
三、减少弃风弃光,提高新能源消纳率
近年来,我国“三北”地区出现了突出的弃风弃光问题,制约了新能源发展。未来可通过加强调峰电源建设、外送通道建设、推进电力体制改革等措施逐步解决弃风弃光问题,但增加调峰电源建设和外送通道建设可能会增加新能源消纳成本。另外一个重要举措就是调整风光开发模式,化整为零、就地平衡。鉴于风电、光伏发电具有随机性和波动性的特点,实施多能互补,将风电、光伏发电与火电、水电协同运行,并辅以储能电池、蓄热装置,形成与用户负荷相匹配的能源供应,可有效促进新能源就地消纳,减小系统调峰压力。
四、促进行业发展、科技创新,带来良好的社会和经济效益
在传统能源市场里,电力、热力、燃气等能源分属不同部门管辖,各供应商的工作也相对独立,能源供应带有浓重的计划经济色彩。在能源尤其是电力市场化改革浪潮的冲击下,各能源品种单兵作战既难以满足时下用户多样化的个性需求,又不利于降低成本、提高效率,供给侧改革刻不容缓。多能互补集成优化的任务就是在技术创新和体制改革的支持下,将能源的需求侧与供给侧深度融合、统筹优化,实现清洁高效的多能协同供应和综合利用。
多能互补也将带来良好的社会和经济效益。相关集成优化工程的示范推广,将带动以下投资板块。
分布式新能源,包括分布式光伏、风电、生物质发电和地热供暖等;
燃气冷热电三联供;
地源热泵,包括地表水源热泵、污水源热泵等;
大容量储能电池和电动汽车;
智慧用能设备和需求侧管理;
增量配电网和售电业务;
多表集抄、多网融合以及城市综合管廊;
综合能源控制系统与服务平台。
鉴于上述四点,多能互补集成优化工程水到渠成,成为用户、投资方和地方政府的共同选择。
多能互补将在我国能源经济改革和发展中发挥巨大的作用,相应地,国家也在政策层面上对多能互补高度重视。《能源发展“十三五”规划》提出,推动能源生产供应集成优化,构建多能互补、供需协调的智慧能源系统,并将“实施多能互补集成优化工程”列为十三五能源发展的主要任务。 《能源发展“十三五”规划》全文共七次提及“多能互补”,从中可以看出多能互补在国家能源发展战略中重要地位。
能源发展十三五主要任务之一:实施多能互补集成优化工程;
十三五能源系统优化重点工程之一:风光水火储多能互补工程;
十三五风能和太阳能资源开发重点:推进多能互补形式的大型新能源基地开发建设;
十三五电网建设:鼓励具备条件地区开展多能互补集成优化的微电网示范应用;
能源发展十三五重大示范工程:多能互补分布式发电。
能互补前景如何?
多能互补集成优化工程作为能源行业的新业态,国内尚无成熟的建设运营经验,所有市场主体处在同一起跑线。未来谁能胜出,关键在于谁能迅速适应新业态,成为综合能源服务商。目前来看,综合能源服务商应具备以下能力:业务涵盖发电、配电网、燃气、热力、供冷、供水等多个领域,能够对用户需求进行分析预测,对供能方案进行统筹优化,对多能互补系统实施智能调度运行,积极顺应我国能源体制改革方向,建立完善的能源市场交易平台,为用户提供满意的能源服务等。
“十三五”期间,“因地制宜、就地取材”的分布式供能系统将越来越多地满足新增用能需求。《能源发展“十三五”规划》还将终端一体化集成供能系统作为能源系统优化的重点工程之一,并以专栏形式提出具体实施方案。因此,在多能互补集成优化工程中,终端一体化集成供能系统又是重中之重。《国家发展改革委国家能源局关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》明确提出:“‘十三五’期间,建成国家级终端一体化集成供能示范工程20项以上,国家级风光水火储多能互补示范工程3项以上。到2020年,各省(区、市)新建产业园区采用终端一体化集成供能系统的比例达到50%左右,既有产业园区实施能源综合梯级利用改造的比例达到30%左右。”按此要求,首批终端一体化集成供能示范工程不足20项,还需开展后续示范工程的审核认定工作,有意者可提前筹划。
在首批申报示范工程的项目中,终端一体化集成供能系统共205个,工程投资超过3000亿元。根据初步统计,全国现有200余个国家级产业园区,1300余个省级产业园区,逾万个县级产业园区。若全国三分之一的产业园区实施终端一体化集成供能系统,市场空间将达万亿以上。
多能互补集成优化工程两大模式
一、面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求,因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和新能源,优化布局建设一体化集成供能基础设施,通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式,实现多能协同供应和能源综合梯级利用。
此类工程针对用户侧,主要为天然气分布式能源,比如常说的冷热电三联供,即以天然气为主要燃料带动发电设备运行,产生的电力供应用户,发电后排出的余热通过余热回收利用设备向用户供热、供冷,大大提高整个系统的一次能源利用率,实现了能源的梯级利用。
二、 利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势,推进风光水火储多能互补系统建设运行。
第二类工程针对电源侧,互补的形式有多种。比如“风-风互补”,不同风电场之间可能具有互补性,打捆送出可降低出力变化率;“风-光互补”,从负荷曲线上看,风光之间没有明显的互补特性,但是在某些特定区域,特别是风电夜晚大发、白天出力时,共用输出通道,可提高线路利用率;“水-光(风)互补”,具有日调节及以上能力的水电站启停快,调整出力能适应新能源的出力变化;“煤电-光(风)互补”,优先次序低于水电调节,目前哈密、酒泉均采用新能源与煤电打捆的方式;“抽蓄-光(风)互补”, 利用蓄能电站的储能作用,效果较佳。