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發(fā)展綠色微電網(wǎng) , 提升工業(yè)用能的低碳水平與安全保障能力
日期:2023-01-13   [復制鏈接]
責任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
工業(yè)用電占我國全社會用電量的66%,工業(yè)電力負荷主要集中于工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)。綠色微電網(wǎng)是統(tǒng)籌好工業(yè)用電可靠、經(jīng)濟和低碳三個目標、提升能源利用效率的一種重要方式,也是提升工業(yè)領域能源基礎設施綠色化水平的重要內(nèi)容。當前,部分工業(yè)廠區(qū)和園區(qū)供電存在可靠性低、經(jīng)濟成本高、用能形式粗放等問題,可通過適當加快工業(yè)綠色微電網(wǎng)的規(guī)模化示范應用和商業(yè)化推廣,在增強我國工業(yè)產(chǎn)品低碳競爭力的同時,促使能源基礎設施投資平穩(wěn)運行。應著力拓寬工業(yè)綠色微電網(wǎng)的投融資渠道,完善技術規(guī)范標準體系和管理體制機制,繼續(xù)深化電力市場化改革,為新型商業(yè)模式提供良好的投資環(huán)境。

關鍵詞:工業(yè)綠色微電網(wǎng);社會資本投資;體制機制建設;關鍵技術

一、工業(yè)綠色微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及特征

工業(yè)綠色微電網(wǎng)是指工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)主要電力供應來源為低碳電源的微電網(wǎng),是由分布式綠色電源(發(fā)電)、工業(yè)用電負荷(用電)、必要的配變電設施(配電)及儲能裝置等組成的,可實現(xiàn)自主控制和管理的小型電力系統(tǒng)。

當前,我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)的建設仍處于示范和試點階段。一些研究提出了工業(yè)用戶和園區(qū)場景下綠色微電網(wǎng)的運行方式、運營模式和應用場景,結合試點項目總結提出了微電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃方法和控制策略,從不同角度證實了工業(yè)綠色微電網(wǎng)的技術可行性。在國家開展的試點示范項目中也不乏工業(yè)綠色微電網(wǎng)的身影。2017年4月,吐魯番新能源城市的微電網(wǎng)示范項目獲得售電許可,成為我國第一例獲得供電類電力業(yè)務許可證的微電網(wǎng)項目。同年7月,國家能源局確定了24個并網(wǎng)型、4個獨立型共28個新能源微電網(wǎng)示范項目。部分工業(yè)綠色微電網(wǎng)項目也結合“能源互聯(lián)網(wǎng)”“增量配電業(yè)務改革”“智能光伏”“源網(wǎng)荷儲一體化”“零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)”等其他目標進行了試點示范(附表)。一些配有較高比例零碳電源的工業(yè)微電網(wǎng)項目也已建成投產(chǎn)(表1)。

綜合來看,工業(yè)綠色微電網(wǎng)具備四個主要特征。一是規(guī)模小,園區(qū)電網(wǎng)或增量配電項目的電壓等級一般在110千伏及以下,根據(jù)現(xiàn)有政策和技術標準(見附表),單個微電網(wǎng)的電壓等級一般在35千伏及以下,容量不大于20兆瓦;二是綠色,電源以循環(huán)能源、可再生能源和其他低碳能源為主,其發(fā)電量占微電網(wǎng)總發(fā)電量的比重遠高于全國平均水平;三是自治,微電網(wǎng)具有可獨立運行的控制系統(tǒng),可在網(wǎng)內(nèi)進行電力供需的優(yōu)化調度甚至自平衡,并網(wǎng)型微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的年交換電量一般不超過年用電量的50%;四是友好,可滿足電力用戶的用電質量要求,且并網(wǎng)型微電網(wǎng)可與其聯(lián)接的電網(wǎng)實現(xiàn)友好互動。

二、發(fā)展工業(yè)綠色微電網(wǎng)具有重要意義

首先,工業(yè)綠色微電網(wǎng)可在增強大電網(wǎng)韌性與靈活性的同時,保證工業(yè)用電質量和供電可靠性。通過對網(wǎng)內(nèi)“源”“荷”“儲”的有效整合,微電網(wǎng)一方面可使資源更好地匹配電力負荷的特征,提供差異化的用電需求、保障特殊負荷供電質量;另一方面為大電網(wǎng)提供備用、調峰、調頻等服務,給大電網(wǎng)安全運行提供靈活性資源的保障,提升電力系統(tǒng)的整體韌性。而且,工業(yè)綠色微電網(wǎng)通過本地分布式資源的接入,可降低電力遠距離傳輸?shù)膿p耗,還可相應減少輸電線路和配電站擴容的建設成本。

其次,工業(yè)綠色微電網(wǎng)可以為分布式可再生能源提供新的應用場景,助力工業(yè)用能綠色低碳轉型。工業(yè)園區(qū)中的工業(yè)用能約占全國工業(yè)用能的70%,其用能呈現(xiàn)出能源需求量大、用能區(qū)域范圍集中、用能行為規(guī)律和用能形式多樣的特點。結合工業(yè)園區(qū)的廠房屋頂、堆料場、停車場等布置分布式的風電、光伏,可實現(xiàn)土地和風光資源的集約化利用,所發(fā)電量也可就地消納。較高滲透率分布式可再生能源的接入和消納也可大幅改善用電結構,提高工業(yè)生產(chǎn)的低碳化水平。在不同類型產(chǎn)業(yè)園中,微電網(wǎng)還可與工業(yè)過程中的冷、熱、氣、水及物料系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)籌優(yōu)化,充分利用園區(qū)內(nèi)的燃料、原料、廢料、余熱等,通過能源的梯級利用進一步改善能源利用效率。

再次,適應全球市場對低碳產(chǎn)品的需求,以基礎設施超前布局保障有效投資規(guī)模。近年來,全球低碳轉型趨勢加快,國內(nèi)外一些大型企業(yè)紛紛提出減碳或零碳的目標,碳排放正在成為全球供應鏈產(chǎn)業(yè)鏈變化的重要考量,“碳足跡”逐漸成為產(chǎn)品競爭比較優(yōu)勢的主要指標。因此,為工業(yè)生產(chǎn)提供充足的、可核證的低碳零碳能源將是未來工業(yè)能源基礎設施需要具備的能力,工業(yè)綠色微電網(wǎng)可在其中發(fā)揮“領頭羊”的作用。

據(jù)統(tǒng)計,截至目前,全國占地面積超過10畝的工業(yè)園或產(chǎn)業(yè)園已達2萬余個,為工業(yè)綠色微電網(wǎng)的推廣實踐提供了廣闊的場景。綠色微電網(wǎng)的建設可充分利用工業(yè)負荷規(guī)模大、用戶承受能力強的特點,通過選取負荷條件成熟的園區(qū)優(yōu)先推廣,可快速打造較為成熟的商業(yè)模式,形成具有一定規(guī)模的有效投資。

三、工業(yè)綠色微電網(wǎng)的生存和發(fā)展條件有待改善

一是體制機制不健全,建設、管理、運行難。多年來,我國雖已出臺了不少政策,但在管理措施等方面仍需進一步完善。其一,微電網(wǎng)內(nèi)的電源種類多、電網(wǎng)環(huán)節(jié)多,部分項目還涉及與其他資源能源的耦合,項目規(guī)劃和可行性論證復雜,項目核準的環(huán)節(jié)和涉及管理部門多,審批流程較長。其二,微電網(wǎng)涉及地方政府、園區(qū)管委會、入駐企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)等多個主體,項目在股權配置、價格核定、供電區(qū)域劃分等多個領域的統(tǒng)籌難度大。其三,微電網(wǎng)涉及發(fā)電、供電、售電及向大電網(wǎng)提供輔助服務等多種業(yè)務,在參與市場競爭、與傳統(tǒng)電網(wǎng)分擔供電責任、價格機制設計等領域均存在理論和實踐空白。

二是初始投資大、運營風險高,限制了社會投資的積極性。微電網(wǎng)建設投資大致可分為源、網(wǎng)、變、控、儲五個部分。根據(jù)項目和文獻調研,微電網(wǎng)的單位千瓦投資約為1.2萬元~2萬元,其中約80%為初始投資,初始投資的85%以上為電源和儲能設備。較高比例的初始投資限制了部分社會資本參與工業(yè)綠色微電網(wǎng)的發(fā)展,較高的運營風險也抑制了投資。一方面,工業(yè)綠色微電網(wǎng)的投資回收與園區(qū)招商引資密切相關,一旦園區(qū)入駐企業(yè)少或者慢,會導致用電負荷無法短時間內(nèi)達到預期,項目回收期將延長,項目初期面臨較大的資金壓力;另一方面,工業(yè)企業(yè)和園區(qū)管委會普遍沒有分布式能源、配電網(wǎng)等規(guī)劃建設運維經(jīng)驗,設備運行不暢、成本控制不當?shù)娘L險大大增加。

三是關鍵技術仍有制約,技術標準體系有待完善。微電網(wǎng)涉及的并網(wǎng)技術、儲能技術和控制技術存在擴展性不足、標準化模塊化程度不高、安全控制體系設計薄弱等問題,影響微電網(wǎng)的規(guī)?;l(fā)展。微電網(wǎng)標準體系的頂層設計以及規(guī)劃設計規(guī)范、仿真測試、調試驗收、運行評價、信息通訊和系統(tǒng)優(yōu)化控制等領域的標準仍需進一步完善。

四是專業(yè)服務隊伍市場仍需培育。工業(yè)綠色微電網(wǎng)的建設運營囊括了電力領域的大部分專業(yè),匯聚了源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)的設備,投入的技術類型眾多,系統(tǒng)復雜性強。因前期市場發(fā)育不充分,導致能夠提供一體化解決方案和完整服務的市場主體少,服務隊伍經(jīng)驗參差不齊,微觀主體活力不足?,F(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)的服務隊伍人員有限,服務市場缺乏競爭,服務費用較高;裝備制造和建設企業(yè)的服務隊伍雖可完成微電網(wǎng)的建設,但在電網(wǎng)運維領域經(jīng)驗仍然較少;作為微電網(wǎng)的服務對象,工業(yè)企業(yè)更是缺乏相關專業(yè)經(jīng)驗。

四、加快建立工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展的政策體系

建設工業(yè)綠色微電網(wǎng)是發(fā)展工業(yè)綠色基礎設施的重要內(nèi)容,也是“源網(wǎng)荷儲一體化”建設的有機組成。隨著可再生能源發(fā)電、儲能和智能電網(wǎng)等關鍵技術裝備的成熟和商業(yè)模式的不斷探索,工業(yè)綠色微電網(wǎng)將成為支撐我國工業(yè)綠色低碳化發(fā)展和新能源高比例消納的有效路徑。需要在技術裝備、商業(yè)模式、投融資模式創(chuàng)新和電力體制改革上下功夫,為工業(yè)綠色微電網(wǎng)的發(fā)展提供良好的制度環(huán)境。

首先,要加強頂層制度設計,健全管理機制。根據(jù)我國工業(yè)園區(qū)的實際建設情況、用能特征及發(fā)展趨勢等,結合綠色供應鏈建設和深化電力體制改革步伐,確立工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展的整體發(fā)展目標,引導工業(yè)用能的低碳化轉變。落實《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》要求,結合已有試點經(jīng)驗,將綠色微電網(wǎng)建設需求納入各類工業(yè)園區(qū)規(guī)劃。優(yōu)化審批流程,明確審核條件和標準,確保微電網(wǎng)項目具有自我調度優(yōu)化的能力,引入部門聯(lián)審、網(wǎng)上審批等便利化舉措,保障微電網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲的一體化設計、一體化審批。

其次,明確電力市場主體地位,完善市場環(huán)境。將工業(yè)綠色微電網(wǎng)納入電力專項規(guī)劃,根據(jù)微電網(wǎng)運行能力和相應的市場和運行準入要求,明確其作為獨立的電力市場主體和獨立的電網(wǎng)主體的權責,并按照規(guī)定取得配電網(wǎng)經(jīng)營權。允許其在具備售電公司準入條件、履行準入程序后,開展售電業(yè)務。鼓勵微電網(wǎng)作為市場主體參與電力輔助服務市場,提供調頻、調峰及可中斷負荷等服務,并根據(jù)服務質量和能力獲取收益。同時,進一步完善電網(wǎng)企業(yè)的現(xiàn)代化經(jīng)營制度,提升基層電網(wǎng)企業(yè)的投資和經(jīng)營的決策自主權,為創(chuàng)新經(jīng)營模式提供空間。此外,加強對微電網(wǎng)投資和運營企業(yè)準入監(jiān)管,完善相應的退出機制。

第三,拓寬投融資渠道,提高社會資本的投資意愿。通過專項債、基礎設施投資基金、PPP融資等方式,發(fā)揮公共投資的引導作用,調動社會資本參與投資的積極性。加快整合金融、保險、信貸等配套支持政策,將工業(yè)綠色微電網(wǎng)納入綠色金融支持范疇,提供綠色貸款、綠色債券、融資租賃等形式的支持。力爭以定向政府引導基金和電網(wǎng)企業(yè)入股、綠色金融信貸政策支持、綠色基礎設施投融資試點先行等措施,鼓勵多元化投資和商業(yè)模式創(chuàng)新,引導供售電企業(yè)、設備制造企業(yè)、能源服務企業(yè)及工業(yè)企業(yè)等與業(yè)務相關的企業(yè),率先參與工業(yè)綠色微電網(wǎng)的投資建設。

第四,落實電網(wǎng)企業(yè)主輔分離,加快培育運維服務市場。進一步推進電網(wǎng)企業(yè)的主輔分離,提升服務運維市場的活躍程度。通過示范項目等方式努力培育一批具備微電網(wǎng)規(guī)劃、建設和運營能力的服務企業(yè),集合各類市場主體優(yōu)勢,形成模塊化、可復制的一體化微電網(wǎng)解決方案。

第五,以關鍵技術的突破和標準體系建設,推進商業(yè)化應用。一是將技術先進性作為微電網(wǎng)下一步試點示范的主要篩選指標,通過以獎代補方式鼓勵關鍵核心技術突破。二是依據(jù)驗收評估和績效評價結果,對工業(yè)綠色微電網(wǎng)新技術示范應用,以及關鍵核心技術產(chǎn)業(yè)化應用給予獎勵。三是加強統(tǒng)籌,以系統(tǒng)集成為重點,完善微電網(wǎng)的關鍵設備、信息管理、系統(tǒng)優(yōu)化等領域的技術規(guī)范,形成適用于不同應用場景,覆蓋規(guī)劃、設計、仿真、調試、驗收和評價等環(huán)節(jié)的標準體系。

(本文作者:韓 雪 ,胡淑然 ,李繼峰 ,郭焦鋒 )

作者簡介

韓雪,博士,副研究員,研究方向為能源轉型與電力戰(zhàn)略規(guī)劃、可再生能源產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新政策、電力市場與電力體制改革。

文章來源

本篇文章發(fā)表于《中國能源》雜志2022年第11期。

原標題:發(fā)展綠色微電網(wǎng) , 提升工業(yè)用能的低碳水平與安全保障能力
 
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來源:中國能源雜志社
 
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