陈 伟：综合智慧能源技术及案例分析

编者按：2021年12月7-8日，以“双碳目标下的智慧方案与行业机遇”为主题的第十七届中国分布式能源国际论坛于西安召开。本次会议由中国能源研究会分布式能源专业委员会、中国能源网主办，陕西分布式能源股份有限公司联合主办。会上，国家电力投资集团综合智慧能源产业创新中心上海成套院分中心主任陈 伟发表了“综合智慧能源技术及案例分析”的主旨演讲。

以下内容根据大会演讲实录进行整理。

陈伟：非常感谢能有这个机会跟大家做分享。

大家都知道2030政策出来以后，对我们国家来说综合能源是新的元年，国外给我们做过简单的分析，中国到2060年要实现碳中和，我们要投入500万亿人民币，但是我们国家清华大学他们也做过分析，相对来说保守一点，大概是135万亿-150万亿的产值投入。接下来将近40年的时间，每年平均大概有4-5万亿投入，说明综合能源产业接下来可能是我们重要的有前途的，非常有市场前景的产业。

我今天代表上海成套院，把我们做的综合能源简单做分享，时间有限，我讲的可能比较快一点。综合能源作为国家电投来说是我们三张牌中最重要的一张牌，我们叫存量牌、增量牌和未来牌。综合能源是我们的未来牌，目前我们国家电投已经在运的项目，大概有260几个，已经建成了，还有300多个在建，将近有600多个项目，我们的总投资目前已经超过1千亿人民币。我们国家电投在综合智慧能源实践方面应该在全国是走得比较前列的。

下面先把成套院做的一些事情简单汇报一下，3060也讲过了，国家电投把综合能源作为2035重要的抓手，上海成套院作为国家电投下面的研究院，也是积极配合二三级公司做规划，到实际，到EPC建设的单位。上海成套院是一个老牌研究院，1959年成立的，基建部下面的研究院，我们国家当初是模仿苏联的模式成立了研究所，西安有一家研究院，原名叫北京热工研究院，我们这个叫上海氢能机构研究所，一个是管火力发电设备，一个是管电厂运维的。基建部撤销以后，就把我们放到上海市国资委，就并到了国家技术总公司，技术总公司和国家技术总公司合并，进到了电投，是这样一个逻辑。

成套院本身是以做设备起家的，我们整个综合设备的逻辑都是以关键技术研发和系统集成为中心，以关键设备研制和设备成套为抓手，开展我们的综合能源技术。我们的技术主要分成四个方面，一是智慧技术，二是储能技术，三是清能技术，四是设备成套技术。第一个是控制平台，我是2015年年底2016年初开始做综合能源，应该是国内比较早做综合能源这一批的人，当初我提出了八大技术，智慧平台是我做的第一个技术。经过这么多年的研发，我们平台已经用到三五个项目里去了，现在取得了比较好的成绩。

逻辑是我们平台基于比较务实的平台，主要是以复合分析，优化调度，管网的水电平衡，微网的运行模块，以这个为主的模块。我们希望用低成本的配置来解决综合能源体量比较小的问题，偏务实化。国家电投现在把所有的综合能源项目平台归结为天枢一号，天枢一号有各种不同级别的平台。

再是智慧供热平台技术，这也是针对我们国家有3亿多个热用户做的水力平衡，也是复合预测，优化调度，包括管网检漏这些的平台技术。主要是应用北方清洁供暖的大平台应用，目前也取得了比较好的效果。平台上去以后基本上能解决5%-10%的问题，其实大家说智慧，我们做智慧平台不是目的，优化调度平台都是为了节能，如果没有节能，这个平台是没有任何意义的。

我们自己做了一个选型软件，有两个软件是供我们平台用的。一是热电联供的软件，我们软件做到什么程度？把编程条件编进去以后，我们的设备就出来系统图，系统图出来实施设备选型，设备选型对设备的造假，包括设备的运维，包括基金，全部串到一起。最终可以打印出报告，出来3-5种方案的配备，你选择打印出来的报告，基本上就可以成型，作为项目前期判断的软件，这个软件在集团内部是免费使用的。

二是升级版，类似于麻城人民医院这种级别的，包括内燃机、冷机、溴机、锅炉、光伏，这套系统我们做了升级版，也是对集团公司免费使用。我们自己内部有一款比较厉害的软件，也是我们用了五年的软件，已经升级到第五版了，不对外公开的。我们这个软件植入了所有综合智慧元素，光伏、风电、地热、热泵、冷机、溴机各种类别的系统都在数据库里。目前通过了700多个项目的计算，积累了丰富的经验和数据，一般成套院一天就能拿出一个项目的方案，而且这个方案是3-5个方案综合对比的方案。为我们提供项目分析、判断、提前预测、后评估等等。

智慧楼宇比较简单，把楼宇的能量管理系统和物业管理系统综合到一起，目前我们正在做一个像人民日报项目，我们国家电投做了几个项目，包括我们自己本部的智慧楼宇项目，目前我们正在做人民日报的项目，这个项目能做成，带来的效果是非常好的。

还有几个一流技术，这些技术是未来我们长时电池，包括安全性方面电池的方向。现在这个250千瓦的项目已经在河北项目上得到了使用，未来作为新能源项目的一个电池技术。现在还有一个技术叫液态压缩空气储能技术，明年我们要做50兆瓦时、200兆瓦时的示范项目，明年是一流的液态压缩空气储能。这两个项目是明年重点的长时电池项目。

固体电蓄热技术，这个技术在内蒙的几个项目上已经使用了，主要解决低谷电，用低成本的电价储起来，用热风再循环，来供热或者供蒸汽的设备。还有一个是储能辅助调频技术，目前这个项目已经在珠海20兆瓦时储能电站上运行了。国内9F级燃机启动+调频第一个示范项目，除了这个项目以外，我们还做了四个储能项目，电源储能项目，南山热电9兆瓦时的储能项目，今年10月份全部并网运行了。

还有水光互补的项目，火电+储能的项目，一次调频的储能项目，6兆瓦时的，目前我们正在实施，这也是华中电网第一个一次调频的储能项目。我们正在研发车载空压机，跟氢燃料电池配套的，因为国家电投是有分工的，氢燃烧电池主要是氢能公司来研发，我们负责空压机的研究。还有一些咨询电解咨询（音）技术，包括工程化，加氢站的实际技术，为国家电投未来氢能源发展要做出贡献。

还有燃机系统集成技术，这是成套院固有的本身已经有基础的技术。目前来说，国内很多燃机的前置模块，包括燃机的调电站都是成套院供的，占比还是非常高的。我们还和西门子有合作关系，包括航改机，我们都在合作。

另外，因为分布式能源项目越来越多，大家都知道分布式项目的运维是很贵的，我们跟西门子也在合作，怎么把燃机的运维国产化？最终的目标是西门子来提供核心的设备，我们来负责其他的运维，这样我们可以把运维的成本至少降低一半。

还有柔性直流技术，目前我们已经有项目运营了，也是我当初提的八大技术之一。现在目前在开发县域经济，国家电投为什么要开发县域经济？现在目前光伏是世界第一，光伏+风电还是世界第一，清洁能源+核电+水电还是世界第一，怎么样保证这个优势？县域经济是我们重要的环节。因为大家都知道3060的战场在哪里？在县域，中国有2800多个县，但未来每个区域都要制定双碳计划，包括省级、县级，谁能够取得县域市场的先机，谁能展望未来能源市场的抓手。

整个县域所有的规划，包括县域的集中供能也好，包括光伏、风电也好，物流、绿色交通也好，美丽乡村也好，农村包围城市，确实有这种特点的。我们在去年6月份就开始布局，我们党组1月份号召，3月份行动起来，6月份就出来了国家676个分布式能源光伏政策。其实我觉得这个政策出来得稍微早了一点，要是再晚半年，我们国家电投的先机是非常明显的。

到目前为止，我们签了200多个县，但如果再过半年，我们至少干了30%-40%。虽然国家电投有了先机，但因为这个时间差比较短。作为县域经济开发来说，有很多先进的技术，我讲的这个技术只是其中比较务实的一个，包括怎么解决农村的秸秆问题，怎么做计划，怎么做对比，怎么做出黑颗粒去烧，多种方式融合的技术，这也是解决未来县域里的技术。我们还在研究另外几种技术，包括低成本的蒸汽技术，北方供蒸汽的，不用烧煤，也不用电，我把太阳能光热和蒸汽压缩机配在一起，怎么做低成本的供蒸汽。

另外，最新研发的技术是光伏和光热怎么融合，因为大家都知道光伏发电效率最多到26%，已经是封顶了，还有70%多的能量是浪费的，这个能量怎么用起来？我们已经有一套完整的技术，今年要做示范。如果这个东西取得了突破，我觉得将来能量利用的水平，我们要把光热和光冷的水平提高到75%，把75%的能量利用起来，把清洁供暖全部结合起来。这才是我们未来综合能源的方向，因为综合能源必须要不停地创造新的技术，而且它的商业模式、商业思维都需要不停地创造，它是一个需要不停去创造场景的思路。

其实综合能源发源于美国，其实它起步在日本，真正落地是在欧洲，真正发展得最好的我认为是在中国，中国的应用场景最多。我跟老外交流了好几次，我认为他那些技术已经赶不上中国的思路了，因为中国有不同的应用场景，南北差异、东西差异，所以带来了特别快的技术革命。

我们还在研究虚拟电厂技术，我觉得这个技术是未来能够给中国智慧能源或者综合能源，为了新型电力体系，分布式能源做出巨大贡献的技术。目前，虚拟电厂平台已经在深圳、江苏上线了。这个平台是未来做综合能源非常重要的抓手，因为这个平台连接了用户的电交易，包括储能、光伏、限止设备、各种的配合，这才是未来能解决整个区域怎么平衡的非常先进的技术。

成套院做事情比较务实，这个我就不多说了，应用场景非常广泛。我提两点，我在集团上课的时候一直讲两点，我们不做小项目，太小的项目可能对国家电投来说不合适。一般要求冷热复合至少是6万平方米以上才做，分布式光伏至少2兆瓦以上，2万平方米以上才做。这可能对国家电投来说，可能对有些小企业来说未必，如果对批量化的项目来说，我希望小的也能做，十几个这种系统的来做。

我们做的楼宇型项目，会把每个项目做剖解，会把整个能量平衡图做出来。有了这个能量平衡图，类似的楼宇型项目就知道内燃机发电占多少，溴机占多少，冷机占多少，这样一目了然，对以后设备的配置，包括系统优化是非常有好处的。其实综合能源这个项目体量比较小，需要做多种方案的匹配才能找出最佳的点，包括区域型的，也是这个逻辑。

我简单地讲一讲我们的项目，这个项目是南昌中医药科创城的，这个项目的主站已经建好了，266万平方米的集中供冷供热，还有85方的工业蒸汽。我们的思路是把电厂的蒸汽拉18公里的管线过去，又供给工业园区的供热，同时又供给266万平方米的供暖，同时用冷机+水蓄能罐解决供冷问题。

我跟大家讲一下这个思路，我建议区域能源项目最好是要跟当地城投，民营企业，我现在总结出这个规律，国企+民企+当地政府企业，这才是最佳的综合能源配置模式，这样做起来事情才会最顺。这个事情只有做的人才知道，才能完全理解我说的概念。

像管网，如果没有城投，管网里要破路，怎么破这个路？我前几天还得到了一个通知，破这个路的主路要得到南昌市，要上常委办公室，常委会才能把这个路封掉。如果没有城投，是封不了这个路的，封不了就代表顶管，带来项目的投资增加。

这是赣江的项目，一千多万平方米，十个能源站，把电厂的冷却水通过七公里管线拉过来，作为它的供暖，同时加上我们的冷机，蓄能，来解决一千多万平方米的供热。我们用的思路是整体规划，分步实施。这也是总结了横琴等一系列的项目，我们才用这个方式。如果没有负荷，我们先上能源站，基本上供到十万平方米。

我们主张什么时候开始建？一个能源站基本上是120-125万平方米，我们算过那个顶，基本上40-50万平米就是临界点。原则上到30万才开始做主站，等主站建完了大概就是60万，这样能保证我们的投资不会存在大马拉小车的问题。这些东西都是通过好多项目总结出来的，我们才有了这些经验。

现在我们会把这个思路马上复制到另外一个项目去，也是这个逻辑。把政府拉进来以后，造价什么的就能锁定。我们把政府拉进来以后，在土地招标的时候就明确这个区域是必须要集中供暖供热的，很多区域型项目做不成，就是因为最后把协议签完了，用户的协议签不了，因为政府对用户没有约束力，我现在招标的时候明确上面写清楚，你必须集中供冷供热，你自己不能随便装空调，代表了我接下来不会跟你谈供不供的问题，我只是跟你谈价格的问题。价格非常简单，我们如果把政府的企业拉进来无非做备案，大概是这个逻辑，大差不差，只有极少数用户打折，原则上政府的用户是不会打折的，就这个逻辑。保证我们的经济效应。

其次，一个是保证投资方的效益，同时是保证用户，只有我们好了才能保住用户的效果，光谷中心城的项目也是一样，目前光谷这个项目有点遗憾，这个项目推了三年，目前是要落地了，我讲一个逻辑。作为综合能源项目这个项目是非常好的，是我建过里面负荷增长最快的项目，目前为止三个站已经变成两个站了，其中有一个新河站已经运行，所有的区域造好了等不上你了，全部自己装了空调，为什么产生这个情况？就是因为我们进去晚上，我们的能源站全部做到绿化带上。你做能源站必须要做调规，调规就调了两年多，为什么调不下来？是因为国营企业只有我们一家，我一再建议你们要把相关的资源方拉进来，我们把城投拉进来，把民营企业拉进来，八个月就解决问题了，今年年底要动工了。我刚才说这些话都是实践总结出来的东西。

我们国家领土就是这样，基本上我们跟政府签协议，就跟政府做整体的双碳规划，包括整体规划，通过整体规划植入我们的项目，我们做项目针对政府的"十四五"规划做，我们很多人做规划都是凭空想象，把自己的理念往别人那堆我认为没有意义，一定要结合政府的需求、痛点、难点，解决他的痛点难点来做我们的综合能源规划，这样你的项目才容易落地，才能够真正的有效益。

我们这个项目也是做远规划，目前华西人民医院相关的项目已经落地了，还有类似于工业园区项目，广东区域可以做，大家知道分布式能源讨论了很长时间，燃气分布式其实经济性做这行的应该都知道，真的讲经济性好的地方并不多，广东、北京、青岛、上海，只有这几个区域才是有天然气发电价格，其他地方基本上没有价格。大家怎么去做这个东西，类似广东区域可以用分布式燃气替代整个园区，因为是有三级电价可以保证做这个事情。

我也在创新新的模式，对于没有电价的情况我们怎么做分布式能源，目前在海南做了一个项目，我们在化工厂里面有高能耗用户的高电耗、高蒸汽用户做了项目，我们做了用户自发自用，不上网的方式我认为也是可以解决的，因为有比较高的电价，有比较好的蒸汽价格，这样才能解决我们的问题。否则单靠上网发电这个是很难推进的。运城的项目我们这一次在经济开发区作了一些，这种项目是比较典型的小型区域型项目，不多说了。

还有"1+4+N"项目，我们充分利用了国家电基地项目，我们吴中有个燃机，我们想整个区域里面污泥是不能出区的，污泥燃烧，给它焚烧，烧掉以后蒸汽给燃机供，融合以后以这个基地为燃机，契合医药产业园、生物产业园、吴中产业园、人民医院，我们供蒸汽、压缩空气、除烟水，整个系统打通。同时我们把整个园区打造四级开放模式，园区里的用户打造光伏、储能、电能改造，整个完整的崭新的工业园区创新模式，来打造未来的发展。

还有类似于双鱼岛项目，我们利用资源，大家都看到大海了，我们用海水源热泵解决能源供应，其他配置大家都会。人民医院的项目，麻城人民医院是我做的第一个项目，昨天还获得了奖，我现在对医院的项目，我并不把分布式能源作为首选供能方式，一定是根据当地的资源禀赋来解决医院的供能方式。

按照目前的逻辑，跟大家分享一下经济性，第一选择是煤电厂蒸汽供热，第二种方式水源热泵，第三种方式地源热泵，第四种方式是空气源热泵，最后才会选分布式能源。虽然我自己做这个，但是我从经济分析，我的逻辑是这样的，五种是全部有，我们现在在湖北做了地源热泵项目，在四川做了水源热泵项目，多种方式我们都做了，完全对比，包括盐城我们就是用蒸汽，我们在推这个项目。

刚才说了储能项目，我现在跟大家分享一下，明年大家一样意识到是储能的元年，因为明年的共享储能加上用户储能，就是我们明年爆发式增长，前几年光伏平稳发展的，到了国家公布分布式光伏以后爆发式增长。储能也是这样，这么多年发展下来，明年肯定促使了储能的发展模式，我们明年把共享储能和用户储能作为我们的主攻方向，做我们的事情。

另外是农光互补，这个是我们的项目，我们打造了农业和光伏怎么有机结合的模式，中间我们用种蔬菜，下面养鱼，水系统循环，顶上做光伏，光伏有多种形式的光伏，包括楼形光伏，加上我们红色旅游，包括餐饮、小学生教育、采摘，整个系统在一起新的商业模式探索。

我们还有美丽乡村项目也是这样，我们国家电投为什么开发县域？县域的特点就是要打造共同富裕，国家电投有政治责任感在身上，我们每个县域开发都会给政府做美丽乡村项目，通过美丽乡村项目建设来换取大的资源。这个逻辑我们往前推我们的项目，基本上是这样。我们要解决农民的问题，解决什么？北方要解决农民的清洁供暖问题，要解决农民低电问题，我们利用三网融合，我们现在推的能源网和政务网、社区网怎么融合，未来给老百姓带来好处，给政府带来好处，要实现共同富裕，这是我们央企的职责。

今天时间有限，大概简单的跟大家分享一下，这个产业我认为是完全的新兴产业，通过大家的共同努力，我觉得应该说这个产业还是值得发展至少十年、二十年，谢谢大家。