胡永峰：双碳目标下综合能源探索与实践

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，华电综合智慧能源科技有限公司总工程师胡永峰通过视频方式做了“双碳目标下综合能源探索与实践”的主旨演讲。以下内容根据大会演讲实录进行整理。

胡永峰：尊敬的各位领导、各位专家、各位朋友大家好，我是来自华电综合智慧能源科技有限公司的胡永峰，首先非常感谢主办单位和承办单位提供这次交流的机会，让我今天进行线上的交流，受疫情的影响非常抱歉，没有去线下进行汇报。

我交流的题目是双碳目标下综合能源探索与实践，主要分四个方面的内容。

第一，综合智慧能源发展的机遇和挑战。

第二，综合智慧能源的探索。

第三，综合智慧能源实践。

第四，公司业务简单的介绍。

第一部分，综合智慧能源发展的机遇与挑战。

我国的资源禀赋叫富煤、贫油、少气，长期以来煤炭占据我国的主导地位，对比2000年到2020年这20年来我国的能源消费结构，清洁能源转型态势明显，可再生能源比例有一定的提高，煤炭增量降到了2.2%以下，对比我国和世界上2020年能源结构，我国煤炭在能源消费中的占比仍然比较高。习总书记先后提出了我国能源安全发展的四个革命和一个合作的重要战略思想以及双碳目标，为我国能源电力转型发展指明了重要的方向。

构建清洁低碳的能源供给体系，开创安全高效能源新局面将成为我国能源发展的方向和目标。我国电力结构不断的优化，煤电装机仍然占主导地位，可再生能源装机占比得到了快速发展，火电占比50.56%，近几年发展的增速已经下降到了3.7%以下，风光电占比持续有较高的增长，总占比达到25.08%，风光电增速超过65%，可再生能源渗透率逐渐提高，可调节装机占比不断降低。截止2020年年底，华电集团装机1.7亿千瓦，其中清洁能源装机占比是42.6%，燃气发电装机是2060万千瓦，分布式能源装机205千瓦。

华电集团计划在“十四五”期间新增风光电7500万千瓦，每年大概是1500万千瓦，到“十四五”末境内非化石能源装机占比将超过50%。

在政策方面，“十二五”和“十三五”期间，国家相继出台了多项分布式能源政策，鼓励分布式能源的项目建设，特别是在2015年9号文之后，国家在互联网+智慧能源，多能互补，微电网，电力市场化交易，增量配电，储能氢能和源网荷储一体化方面出台了多项政策，支持分布式能源发展的力度逐渐加大。

综合能源市场方面，国内综合能源市场潜力巨大，根据国网能源研究院预测2020年，我国综合能源服务市场有0.5-0.6万亿元的空间，到2025年的时候在0.8-1.2万亿之间，处于快速的增长期。

综合能源服务面临的挑战。

一是项目落地实施存在较大困难。国家层面虽然出台了多项推进综合能源服务发展的政策，并批准了多项示范项目，在项目落地实施方面仍存在较多的困难。不同的区域有不同的政策，行业壁垒仍然不能打破，各种限制性的条件和审批流程也是影响了项目的落地实施。并且落地项目也受到前期价格，包括能源价格的影响，以及复合的波动变化，经济性也受到一些影响。

二是综合能源在机制体制和核心技术和商业模式方面仍存在一定的挑战。在体制机制方面，各种能源品种在规划、建设、运行和管理层面互相独立，缺少能源协同管理部门，综合部门，国家能源局正在研究综合能源项目在未来实现打捆核准的可能性。核心技术继续突破，比如说像系统集成技术，储能的安全技术以及负荷的预测和优化运行，目前针对负荷预测和优化运行，我们做了大量的研究工作，我们在华电产业园项目也进行了负荷预测和优化运行方面的研究和示范。

三是目前示范项目的精准度与我们期望的目标有一定的差距，在这方面需要开展深入的研究。

四是信息通讯技术和能源领域深度融合方面需要加大投入。

五是商业模式方面目前许多世界项目，其中在模式创新和探索阶段需要总结在不同应用场景中的商业模式，挖掘盈利点，这方面也影响了项目开发的进度。

第二，综合智慧能源的探索。

一是园区是开展综合智慧能源的主战场。我国是70%的工艺集中在工业园区，有大量的能源需求，工业园区的用户用能方式多元化，具有形成综合能源增值服务的条件，商业园区也是多集中在城市，能源品质要求比较高，对能源价格承受的能力强，可以探索能源的全托管，半托管等商业模式，是综合能源项目比较好的落脚点。

从目前项目建设的情况看，项目主要集中在京津冀、长三角等经济发展好的地区，比如说上海、广州、安徽、天津、北京这些地方的项目相对多一些。综合能源服务多为可再生能源+燃气分布式，能源产品的价格相对煤炭高一些，对用户的承受能力和项目目前的能力都要进行综合的考量。

二是源网荷储一体化和多能互补将成为开展综合能源的重要途径。多能互补及源网荷储一体化项目也是国家发改委和能源局鼓励的一种技术路线。能源局出台了关于推进建立源网荷储一体化和多能互补发展指导意见，明确了源网荷储一体化和多能互补的实施路径，为综合能源发展指明了方向。目前我们现在做的项目基本上还是以结合当地的资源禀赋，以燃气分布式为主，加上可再生能源的综合利用，加上控制系统的优化运行。

三是可再生能源高效利用将成为开展综合能源的主流方向。去年习主席提出了双碳目标以来，我国的可再生能源发展迅猛提升。9月14号，国家能源局公布了整县推进分布式光伏开发试点名单，这个试点名单有676个县列入开发试点，在今年第四届风能开发企业领导人座谈会上，能源局领导提出了千乡万村驭风计划，但是分布式光伏和分散式风电的出力也是随机性和大规模直接上网也给电网带来了很大的负担。

综合能源服务能够有效的解决屋顶分布式光伏和分散式风电这三大问题，是综合能源独特优势的体现。目前我们正在研究分布式能源冷热电研究，特别是可再生能源，像风能，除了发电，同时也是供热，另外关于光伏这块结合整县区域我们研究系统集成的技术路线，冷热电，都是用可再生能源进行供应，尽可能的就近消纳，另外结合共享储能解决分布式能源对电网的影响这方面的问题。

解决可再生能源消纳问题上，储能和氢能等新技术是开展综合能源重要的技术方向。储能、氢能等技术能够有效的调节能源需求和供给时空不匹配的问题，目前国家也在不断的发布相关的政策，支持储能、氢能新技术的发展，10月11日国家发改委发布了《关于进一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》，电力市场化改革，给储能更多的发展机遇，充分发挥削峰填谷，稳定电价，需求侧响应的机会，也解决了可再生能源消纳的问题。

习主席在生物多样性公约第十五次缔约方大会上提出，大力发展可再生能源，在沙漠、隔壁、荒漠地区，加快规划建设大型风光电光伏基地项目，利用可再生能源制氢是重要的技术路线，可再生能源制氢也需要克服三大难题，上午院士也进行了关于氢能这块的报告，也是对我们氢能发展指明了方向，目前我们现在对可再生能源制氢这块，我们公司也有氢能这块的部署，也承担了国家发改委的揭榜挂帅的项目，正在研究氢能的电解水制氢和低能耗，高稳定性技术和商业模式。

五是能源数字化和智能化将成为综合能源高效智慧利用的重要技术支撑，能源数字化和智能化，将成为综合能源未来发展的重要方向，在ICT技术和能源系统的融合下，通过物联网和5G技术，为能源的生产、输配、消费和交易各环节实现数字化，智能化，通过云计算、大数据和人工智能、物联网等技术进行海量数据的优化和分析，为能源消费提供系统性、智能化的解决方案。

第三部分，综合智慧能源的实践。

华电集团是2019年6月28号启动了综合能源生态圈的启动会，首家发布了《综合智慧能源行动计划》，打造具有环境特色的清洁用好，多能联供，智慧高效的综合能源服务业务，按照试点先行、全面推进、引领提升三个阶段逐步推进，全面完成三大任务，重点开展六项业务工作，开展建设两个平台，提升三种能力，实施25项关键技术研发和推广，积极建设20个重点示范项目，这是我们在2019年的时候提出的一个计划。

到目前我们这几项计划已经在按部就班的进行落实，到目前我们现在把25项关键技术，20个重点示范项目调整成为30个重点项目。两个平台方面，一个是综合能源的控制平台，这个控制平台主要实现综合能源的源网荷储信息数据的采集，实现多能源子系统的协同规划，运行优化，管理协同，交互响应和互补互济等，满足多样化的用能需求，提升综合能源的系统效率。

第二个是综合能源的服务平台，主要是面向用户，为客户提供智能调控，需求响应和价格预测等服务。2021年6月28号，华电集团成功举办了综合能源服务网上大厅的启动仪式，这个启动仪式积极响应3060的双碳目标和建设以新能源为主体的新型电力系统，综合能源发电供热新营销开始的双轮驱动，另外综合能源及发电供热新营销开始双轮驱动，也是标志着华电集团的综合能源服务迈入了以客户为中心的新时代。

下面是结合两个工程案例，一个是集群楼宇的典型案例，一个是工业园区的典型案例，这个项目是我们华电产业园的综合能源服务项目，在我们自己办公楼下面的一个项目，这个项目是国家能源局的示范项目，也是国家科技部“十二五”的科技支撑项目。也是首都蓝天科技行动示范项目，先后荣获北京市多项奖励。

这个项目总的用户类型包括综合办公楼，商务酒店，数据中心和高档饭店等，建设规模是25万平米，其中地上是17万平米，地下8万平米，总的供热面积18万平米，供冷面积19万平米，这是非常典型的综合楼宇的分布式能源项目，这个项目是2010年的时候随着园区建设同步规划设计，同步建设，项目是2013年年底投产，项目建设的原则当时是自发自用，余电上网，这个项目刚开始投产之后实际上是孤网运行，没有和电网连接，孤网运行大概一年多，到2015年的时候下半年实现和电网的联通。

这是项目装机的配置，当时是两台内燃机，加上两台余热的溴冷机和两台直燃机，加上两台制冷机，这个项目当时主要还是以内燃机系统是供热冷电，直燃机和制冷机进行调峰，这个项目在去年年底我们启动了综合能源的示范，增加了一套光伏系统，增加了一套储电设备，加了一台热泵。

总的供电能力6.99兆瓦，供热能力12.4兆瓦，供冷能力是17.9兆瓦，实际上是非常典型燃气分布式结合了可再生能源和烟气余热，深度节能的综合示范项目，光伏发电是200千瓦，储电是100千瓦，储电目前受北京市储能政策的影响，现在还没有投用，等北京市政策放开之后我们储电可以正式投用，光伏已经投用，余热设备我们增加了热泵系统，把原有的烟气温度从120度降低到了35度，这样可以充分高效利用烟气系统的余热。

这个是项目的源网荷储的配置，从这个图上来看，发电这块主要有内燃机、屋顶光伏、光伏幕墙，光伏幕墙实际上只有25千瓦，当时做了一个示范，燃气内燃机加上两套光伏系统。在网侧实际上有园区的配电网，因为这个是园区的微电网，当时在建成的时候，也是孤网运行，多余的电当时也是就地消纳，园区还有冷热网，供冷和供热的，另外在储这块有储电，还有储热罐。荷侧有充电桩、数据中心、商务酒店、办公大楼。结合项目示范，我们也是开发了综合智慧能源管理系统，我们叫华慧云，这块主要是包括符合预测、优化运行、用能诊断、节能管理、故障分析、智能寻解、数据分析和用能交易等功能模块，也是在这个项目上进行一个示范应用。

第二个项目叫华电郑州航空港综合能源服务项目，这个项目位于郑州航空港经济开发区，也就是机场区，主要用户包括高端制造、医院、文体中心、行政、教育、商业及酒店等。建设规模是两套冷热电，燃气分布式，采用合资公司的LM2500机组，总装机容量是80兆瓦，厂区占地3.6万平米，单机容量面积是0.23平米每千瓦。这个实际上是我们目前做的燃气分布式能源项目里面用气最节省的一个，一共布置了二期，目前是上一期，一期是两台40兆瓦的燃气分布式，二期也是准备开展可再生能源和虚拟电厂这块的一些应用。项目综合能源效率是75%，节能效率是27%。

这个项目今年11月份已经开始开工了，现在已经把锅炉供热系统建成了，给文体中心供冷热。项目的建设是采用BIM+项目建设+运维，从项目设计阶段和建设阶段，以后的运维阶段都采用BIM技术，实现三维可视化的一些示范。这个项目建成之后，因为兴港电力也是作为项目的参股方，也是参与到项目建设之中，这样项目建成之后，将和兴港建立联合开展多能互补一体化以及虚拟电厂，用户侧用能服务这块的一个工作开发。另外也是结合项目建设，现在也是开展这方面的一个建设工作。

目前已经投用的能源项目，以前叫燃气分布式三联供项目，因为有的项目上了可再生能源，像光伏、光热，后续在改造中进行改造，与原来的燃气分布式进行了耦合应用，像广州大学城这是我们分布式能源十年标志性项目，包括上海莘庄项目，二期也已经建成。天津北辰分布式项目，这个也是获得了中国分布式能源优秀项目奖，这是2018年投用。2019年投用的三水项目。这些都是区域型燃气分布式能源项目，典型的分布式能源冷热电联供，这些项目运行还是非常不错的。

楼宇型像华电产业园综合能源，我们楼下的这个项目。这个项目获得北京市十佳节能技术案例，因为也是全国首例内燃机脱硝，效率达到97.5%，因为当时建得早，2013年就建成，内燃机的氮化物排放是500毫克，现在是根据北京市的要求，降到35毫克以下，应该是国内内燃机脱硝效率最高的，后续做这些项目都已经同步配套了脱硝装置。这个是上海科技大学分布式能源项目，脱销这块也进行改造，2016年投的比较早。广州万博项目也是单机容量最大的一个分布式能源项目，在亚洲是单机容量，单台机组是将近10兆瓦，三台10兆瓦的燃机。这个项目和常规的分布式能源项目不太一样，这个电是上网的，不是自发自用，当然自发自用的概念不一样，除了能源占类用电之外，剩下的电都是上网的，用户是在能源站外面的，对外面的能源用户供冷热。还有石家庄智慧城市项目，典型的楼宇型项目。

再就是即将建设的项目，郑州富士康项目，重庆江津项目，这个也是国家首台燃气示范，采用的是哈尔滨电气的燃机，进行国产化的示范。另外还有山东东营分布式能源项目，这个是用我们自己的燃机，LM2500。还有就是广东顺德分布式能源示范项目。在泰国、墨西哥目前正在沟通一些，也是燃气分布式的能源项目。国外的特点，燃气是非常便宜的，所以相对来说有的项目采用单循环，有冷热需求。有的项目根据电价和气价不同价格来进行经济分析，有的适合做单循环，有的适合做联合循环。目前也是结合燃气分布式开展了一些集中式和分布式光伏项目，有的是单纯集中式光伏项目，还有的是单纯分布式屋顶光伏项目。

第四，公司业务简单介绍。综合智慧能源公司是华电集团主要从事综合能源服务的技术研发、规划设计、装备制造、工程总承包、运维服务、工程投资的六大业务。

技术研发，上午大概简单介绍了一下，我们是国家能源局分布式能源研发中心，也是承担了国家能源局三期研发课题。另外在规划设计方面建立甲级设计和咨询资质，在燃机制造方面我们和GE公司合资成立的华电通用轻型燃机设备公司，生产航改型燃机。另外在工程总承包方面、运维方面、投资方面都有业务。技术研发方面，目前承担了能源局、省部级的课题，也是获得了电力科技进步奖和中电联的电力创新奖、管理奖等各项奖励。建设项目也是获得优秀设计奖和优秀项目奖。

业务分布，国内主要在经济发达区，京津冀、长三角、珠三角地区。国外业务主要是燃机带动总承包项目建设。

燃机制造，后面还有关于燃机的专题报告。目前有两款机型，LM6000、LM2500，当然还有TM2500，主要是移动发电机组，目前国内主要是销售将近20台LM，国外销售TM是15台。这是LM系列的特点，LM2500输入功率范围是21-33兆瓦，单循环效率是39，联合循环效率达到52。TM2500主要用于应急发电，6000机组输出功率是42-47兆瓦，单循环效率是42，联合循环53，氮化物和一氧化排放比较低。

运维服务方面主要承担设备的检修、技改、安装、燃机设计的备件供应，目前我们在北京、上海、广州、杭州也都有运维项目，积累了丰富的经验。

最后是华电综合智慧能源公司秉承以客户为中心，打造具有华电特色的“清洁友好、多能联供、智慧高效”的综合能源产业链，建设综合智慧能源的商业圈，涵盖了燃气分布式、光伏、光热、风能发电、风能热利用以及各类热泵技术，余热余压利用，储能、储氢以及汽车充换电等。综合多种能源，实现多能互补、源网荷储一体化综合能源服务，我们作为集成商也是需要和大家一起联合开展综合能源服务业务。

多年来公司在综合能源服务项目规划设计建设运维服务经验，我们也是对综合能源项目进行分类，归纳出来特色小镇、产业园区、集群楼宇、工业企业、应急供能等综合能源服务的五大类型，一共是37个具体应用场景，目前在医院、酒店、机场、工业园区、商业园区，我们都有项目的示范和应用，也是积累了一定经验，希望后面也能够和大家一起合作，共同开展综合能源服务。

最后也是真诚地邀请各位领导、专家、各位朋友来华电综合智慧能源公司进行业务指导、交流和项目合作，谢谢大家!