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我国综合能源服务的现状与发展趋势

北极星售电网  来源:中国电力企业管理  作者:何 鑫等  2021/1/8 10:00:10  我要投稿  

北极星售电网讯:如何实现能源的可持续发展是当今世界面临的一大难题,尤其在全球经济快速发展的当下,日益增长的能源消费需求与传统能源储量逐渐枯竭的矛盾日益加深。为了应对能源危机,着力解决能源可持续发展问题,能源行业必须要开辟一条全新的能源开发和利用的发展道路。伴随着互联网、大数据、云计算、人工智能、5G等技术的发展,不同行业间的互联互通日益紧密,在能源互联网和综合能源系统的转型背景下,综合能源服务应运而生。

(来源:微信公众号“中国电力企业管理”ID:zgdlqygl 作者:何鑫、尹璐、涂彬、俞文瑾)

我国作为能源消费大国,能源高消费带来的经济增长方式已经不能满足我国可持续发展的要求。为了响应国家“节约、清洁、安全”能源发展战略需求,开展综合能源服务迫在眉睫。2012年,国家电网节能服务公司作为综合能源服务业务的龙头,将能源综合开发利用、节能服务、电能替代、国际能源开发四大板块业务进行融合。2019年初,国家电网下发《推进综合能源服务业务发展2019~2020年行动计划》,要求在未来两年抓住新一轮能源技术革命、信息技术革命和产业融合发展的新机遇,构建开放、合作、共赢的能源服务平台。

综上所述,笔者从我国能源消费结构的现状和问题着手,分析我国综合能源服务的内涵与发展现状,着重介绍综合能源服务的发展现状、系统结构、技术特点以及未来的发展趋势。这对促进我国能源消费结构升级,持续推进我国能源产业可持续发展具有十分重要的意义。

国内外综合能源服务的发展现状

20世纪70年代中期,美国开始推行针对已建项目的节能改造、节能设备推广的传统能源服务,可以看作是综合能源服务的前身。如今,随着科技壁垒不断打通,新型综合能源服务模式应运而生,世界各国也根据自身需求制定了符合自身发展的综合能源发展战略。

欧洲是最早实践综合能源服务改革的地区,综合能源系统的概念最早在欧盟第五框架(FP5)中被提出,虽然综合能源系统概念尚未完整,但是已经将有关能源协同优化的研究放在重要位置。从2011年起,德国从能源全供应链和全产业链的角度出发,将工作重点放在可再生能源、能源效率提升、多能源有机协调等方面。英国结合自身岛国的行情,通过研究和利用集成电力燃气系统和分布式综合能源系统解决了欧洲大陆的电力和燃气网络通过相对容量小等问题。法国苏伊士集团通过不断开拓电力、天然气及综合能源服务业务,积极面对当今世界在能源与资源环境领域所面临的严峻挑战。美国能源部通过制定相关能源政策、抑制能源价格的无序波动,实现了各类能源系统间的协调配合,也使得美国的综合能源供应商得到了较好的发展。日本为了解决严重依赖能源进口的问题,在亚洲地区最早开展综合能源系统研究。

我国综合能源服务目前尚处于起步阶段,开展能源服务的企业主要包括售电公司、服务公司和技术公司等。我国典型的综合能源服务供应商包括:南方电网综合能源有限公司、广东电网综合能源投资有限公司、阿里云新能源等。其中,南方电网综合能源有限公司积极发挥电网企业在能源优化配置中的作用,开拓了“节能服务、能源资源综合利用、清洁能源与可再生能源开发、节能服务电商平台”四大主营业务;广东电网公司于2017年开始投入综合能源、市场化售电、电动汽车投资与运营、增量配网建设与投资、分布式能源、能效服务六个新兴业务经营模块;阿里能源云为新能源行业提供丰富的专业化技术解决方案,帮助能源运营商、服务商快速搭建了标准化商业平台,构建能源互联新态。

综合能源服务体系架构

基于综合能源服务的知识体系架构

分布式能源、能源互联网、信息通信技术以及能源管理科学的快速发展与广泛应用,使得综合能源服务衍生出了全新的价值流。综合能源服务与国家及政府的能源方针政策密切相关,能源管理、能源技术、能源经济和能源市场都旨在为用户提供全方位的能源服务。

图1为综合能源服务知识体系架构,可以看出,综合能源服务的知识体系架构具体可总结为以下三个方面:

能源方针和政策。国家和政府的能源发展方针与政策是能源领域“安全用能、可持续用能、价值用能”的行动纲领和指南,一般是以能源安全、能源可持续发展以及能源市场化为落脚点。

能源价值流和信息流。能源价值流一般由能源的开发和生产、输送和供应、转换和利用等环节组成。目前,传统能源价值已逐渐向“清洁能源、高效转换、自产自用、余量上网、不足网供”的分布式能源与传统模式相结合的能源价值流的方向发展。

综合管理、技术、经济和市场的服务。在能源管理方面,各类能源企业着手建立了服务用能企业科学能源管理体系;在能源技术方面,能源企业进一步加强了综合能源系统、分布式发电等技术的研发,大力推广并促进清洁能源利用与能源梯级相结合的技术;在能源经济方面,着手开展能源市场预测、投资分析、技术经济比较、国家能源政策和金融咨询等服务;在能源市场方面,持续关注能源价格并预测其发展趋势,分析其对能源供应、企业用能成本等方面的影响。

基于综合能源服务的物理体系架构

综合能源服务系统由多种能源输入、多种能源输出以及多种能源转换设备所组成。从系统工程的角度出发,综合能源服务系统的物理体系架构如图2所示。

综合能源服务系统一般包含以下4个子系统:

外部能源供应子系统。该系统用于支撑综合能源服务系统的运行,提供系统运行需求的一次能源和二次能源,为整个系统运行提供能源保障。

能源转换子系统。第一类是小规模可再生能源发电系统,主要包括光伏发电、小型风力和小型水力发电;第二类是热电联产或冷、热、电三联产系统,能利用各种方式将一次能源和二次能源转化成终端用户所需要的多种能源形式。

能源输送网络。将不同的能源转换子系统所产生的能源高效地传输到电网、热网、冷网等不同能源形式的终端用户。

用户端子系统。最终将能源转换子系统产生的能源进行消耗的系统,终端用户包括居民用户、工厂、商场、医院等。

综合能源服务发展的主要技术

在能源互联网和综合能源系统的转型背景下,泛在电力物联网和区块链技术从不同层面为综合能源服务的发展提供了有力的技术保障。其中,泛在电力物联网覆盖能源生产、传输、交易和消费的各环节,而区块链技术的引入可以有效解决泛在电力物联网建设过程中面临的数据融通、设备安全、个人隐私和多主体协同等问题,有助于共建自主化、去中心化、智能化的数据管理和综合能源服务平台。

基于泛在电力物联网技术的综合能源服务

泛在电力物联网超出了电网公司的传统业务范畴,是泛在物联网在电力行业中的具体应用。它实时连接公司能源生产、传输、消费各环节的设备、客户、数据,全面承载电网运营、企业运营、客户服务、新型业态等全方位业务的新一代信息通信系统。从电力系统的发展历程以及当前所面临的问题来看,建设泛在电力物联网是实现能源变革转型的必要手段,也是新时代能源背景下开展综合能源服务的有力技术支撑,主要体现在以下几个方面。

第一,泛在物联网能够实现对能源生产、传输、转换等各环节的数据覆盖,综合能源服务通过部署智能检测终端即可实时定位到系统各环节,随时掌握各类电源及电网状态,系统整体的运行安全得以保障。第二,泛在电力物联网在大数据技术的支撑下能够打造海量数据共享平台,为综合能源服务提供信息共享、技术共享以及价值共享的平台优势,在数据中挖掘运营价值。第三,泛在电力物联网感知层末端所涵盖的海量节点规模大幅度提升了电网泛在感知、实时通讯及智能控制能力,为综合能源服务开展多产业协同发展提供技术保障。

基于区块链技术的综合能源服务

国务院印发的《“十三五”国家信息化规划》中把区块链列为战略性前沿技术,强调要加强大数据、云计算、区块链等新技术的基础研发和前沿布局。一般来说,区块链技术是一种公开透明、去中心化的数据库,这些特性使区块链技术在能源互联网中发挥着重要作用,能够保障能源交易中能源流、信息流、资金流的有效衔接,也推动了综合能源服务的发展,其技术优势主要体现在以下几个方面:

第一,区块链技术包含应用层、合约层、激励层、共识层、网络层和数据层六层模型,基于区块链技术实施综合能源服务,有利于保障能源交易的可靠性,促进能源互联网的安全稳定运行。第二,在“售电+综合服务”模式中存在可靠性、安全性及交易不可追溯性等问题,而区块链分布式记账、防篡改的特点可以分布式存储“售电+综合服务”过程中的全部交易信息,降低了由交易信息量大而导致的交易信息难查、交易信息泄露以及交易存在漏洞的风险。第三,基于“多链”的区块链技术可以实现源-网-售-荷各主体内部可信及协同自治,保证源—网—售—荷各主体间信息公开、可信互联,保障综合能源服务应用的可追溯性和安全高效性。

综合能源服务的特点和发展趋势

综合能源服务的特点

综合能源服务是基于全社会日趋多样化的能源服务需求,综合投入人力、物力、财力等资源,集成采用能源、信息和通信等技术和管理手段,为用户提供个性化、差异化的能源服务。综合考虑政策背景、技术支撑等因素,我国综合能源服务市场需求巨大,发展前景广阔,大致有以下几个特点:

第一,服务以能源为中心。综合能源服务的宗旨和初衷均是围绕“能源”二字展开,主要在能源生产、加工转换、输配、储存、终端使用等全环节开展综合能源服务业务。与传统能源服务相比,综合能源服务业务范围广泛,但始终以能源为中心展开。

第二,服务日益多样化。鉴于客户能源服务需求的多样性,综合能源服务的供能服务品种日益多样,具体涉及为客户提供用能相关的安全、质量、高效、环保、低碳、智能化等多样化服务,服务形式包括但不限于规划、设计、工程、投融资、运维、咨询服务等。

第三,服务产业链化。鉴于全社会综合能源服务对象在能源生产、加工转换、输配、储存和终端使用等各环节均有能源服务需求,形成了由各类综合能源服务所贯穿而成的产业链。同时,配合客户多样化的能源需求,综合能源服务的业务价值与产业链发展日趋成熟。

综合能源服务的发展趋势

随着我国综合能源服务的市场需求逐渐走向清洁化、高效化和智慧化,电力体制改革积极进入用户侧市场,电网公司也不再局限于传统供电业务。在此背景下,综合能源服务主要有以下发展趋势。

“互联网+”助推,市场占比不断增大。“互联网+”平台具有信息流通快、交易成本低、用户黏性大、数据量丰富等特点,成为综合能源服务企业的重要推手。在“互联网+”背景下,电网企业基于海量数据分析结果不断提升自身的能源规划与能源调度能力,进一步打开用户市场。

科技产业助力,打破行业间壁垒。综合能源服务的终端用户极其复杂,而实时、安全、廉价、方便是用户最关心的问题。随着科技壁垒的打通,物联网、云计算、大数据、人工智能和5G等先进的信息技术可以在最大程度上观察、诊断、预测和解决问题,为综合能源服务的稳定发展保驾护航。

多层政策方针指导,发展更加全面。经济、环境、社会条件、政策对综合能源服务的影响越来越大,经济发达程度、工业体系成熟程度、当地政策的变化以及区域环境的发展都对综合能源服务产业的发展有着重要影响。例如,在发展新兴能源产业政策指导的地区,“煤改电”、“煤改气”、分布式能源市场活跃度高,能源供应服务业务的规模也就更大。

跨界联系紧密,企业“强强联手”。现如今,综合能源服务企业的跨界合作越来越紧密,合作伙伴包括能源生产设备制造、用能设备制造、感知设备制造、信息服务、工程服务等多类型的企业。综合能源服务企业则需要整合多方资源,以规模化和标准化的管理为客户提供全方位的能源解决方案。

本文刊载于《中国电力企业管理》2020年11期,何鑫、尹璐、涂彬、俞文瑾供职于国网陕西省电力公司电力科学研究院,饶尧供职于南瑞集团有限公司/国网电力科学研究院有限公司

原标题:我国综合能源服务的现状与发展趋势

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