郝 斌：光储直柔实现绿电就地消纳

编者按：“第二十届中国分布式能源国际论坛”于2024年10月29日在北京召开，本次大会由由中国能源研究会指导，中国能源研究会分布式能源专委会、中国能源网主办。会上，中国建筑节能协会光储直柔专业委员会秘书长，深圳市建筑科学研究院副总工程师郝斌做了主题为《光储直柔实现绿电就地消纳》的报告。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

我来自建设领域，也算是基层代表，想借此机会与大家分享和交流我在工作中的一些体会。

首先，关于今天大家频繁提及的分布式光伏问题，由于我来自建设领域，因此特别想探讨一下分布式光伏与建筑之间的关系，它们之间是互补互助，还是存在其他形式的关联?其次，这些分布式光伏所产生的电力能否被完全消纳，以及我们有哪些有效的消纳方式。

很多专家都谈到红区(电力过剩)的问题，我们一直在探讨如何将红区转变为黄区，进而转变为绿区。今天，我们更多地是在探讨如何从电源端出发，解决红变黄、黄变绿的问题。与此同时，我们也想从负荷侧、用户侧的角度思考，看是否有可能通过某种方式，减少甚至避免对分布式光伏的依赖。

分布式光伏面临的一个主要挑战在于其安装成本。将光伏组件安装在建筑上，需要考虑支架、人工、勘察设计等一系列费用，这些费用加在一起，往往是光伏组件成本的两到三倍，甚至更高。这给我们带来一个深刻的思考：将原本在地面上建设的光伏电站转移到建筑上，这种做法是否真的合适?

如果我们仍然沿用地面电站的建设思路，即只关注光伏组件的发电效率最大化。我们真正应该考虑的是，如何最大化地利用建筑屋顶的发电潜力。现在很少有建筑能够实现光伏满铺，大多数只是局部安装或者按照最佳倾角铺设一部分。如果尝试在建筑屋顶满铺，理论上原本能铺设1兆瓦的容量，现在可能提升到1.5兆瓦甚至更多。然而，需要注意的是，安装成本的增加并不是简单的容量倍增关系。勘察设计费用、支架费用等并不会因为铺设容量的减少而大幅下降，但全年的发电量却会显著提升。

在建筑领域，如果能实现分布式光伏电力在末端的有效消纳，那么其价值将非常高。换句话说，若能在电力供应的末端充分利用这些电力，那么分布式光伏无疑将迎来最佳发展前景。分布式光伏其实就像是光伏领域的“拼多多”，它省略了中间的多个环节，直接将电力输送到用户。这样一来，无论是8毛钱还是一块钱的电价，都变得可行且合理，所有的事情都将成为可能。

本质上，建筑用电的规律与光伏或风电的发电规律并不一致，这是分布式光伏面临的一个客观存在的难题。尽管大家都希望能够解决这个问题，但这也引发了一个矛盾，即建筑负荷是否具备可调节性。

于是，光储直柔技术应运而生。它的主要目标就是应对可再生能源的随机性和波动性，无论这些能源设备安装在哪里，光储直柔都能有效地发挥作用。

接下来，我们谈谈负荷调节。在建筑中，负荷可以根据电网的分类被划分为可中断、可迁移和可调节三类。几乎所有的设备都可以归入这三类中。

在建筑中进行负荷调节究竟在调节什么?从电网的角度来看，负荷调节涉及不同的时间尺度，而我们今天主要关注的是小时级和天级，也就是日内的调节。去年下半年，我们与南方电网合作进行了一项建筑调频实验，并取得了非常显著的效果，没想到建筑也能参与到电网的调配中来。

建筑不仅能够向下调节负荷，还能向上调节，这是过去很多人难以想象的。包括调节速度、响应时间和爬坡速度都能完全满足电网的各项指标要求。这让人们觉得这是一个既经济又实用的解决方案，因此很乐意去做。

实际上，光储直柔是一个高度交叉的学科领域，它涵盖了建筑技术、电力电子、电力系统等多个专业领域。因此，它是一个极具跨学科性质的技术。那么，光储直柔技术的核心是什么?其核心在于构建一个直流微网。

过去，建筑的用电量完全依赖于电网。但现在情况不同了，由于光伏和储能系统的加入，建筑的用电量与电网供电量不再时刻保持相等，而是形成了一种新的动态平衡。这就是现在与过去在电力使用上的本质差异。

直流系统具有一个显著的优势，我们能够利用直流电压的波动来反映供需矛盾的变化。例如，当电压升高时，实际上是在鼓励我们多使用电力;而当电压降低时，是在提示我们减少使用。因此，直流电压不仅传递了能量，同时传递了信息流，使得整个系统更加简洁。当然，我们还需要考虑效率问题。随着分布式电源如光伏和储能系统的增多，系统效率将进一步提升。也就是说，你安装的光伏和储能设备越多，采用直流系统的优势就越明显。

目前，我们在做工程时主要做三个方面：照明、空调和充电桩。通过将这三个领域的设备直流化，我们从电量和负荷的角度来看，已经覆盖了超过50%的需求，这从根本上解决了调节的问题。

总结一下，我们今天讨论的内容，既考虑了电源侧也考虑了用户侧，我们的目标是找到一种方式，使得全社会的系统成本最低，而不是单纯追求某个局部的绝对完美，那种完美对于我们来讲是没有意义的。