中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
一
國(guó)外主要國(guó)家綜合能源服務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀
傳統(tǒng)能源服務(wù)起源于20世紀(jì)中期的美國(guó)，主要是為了對(duì)現(xiàn)有的建筑進(jìn)行節(jié)能服務(wù)，其主要商業(yè)模式是合同能源管理。隨著社會(huì)的發(fā)展，基于分布式能源的能源服務(wù)在美國(guó)出現(xiàn)，主要針對(duì)新建項(xiàng)目進(jìn)行熱電聯(lián)供、光伏、熱泵、生物質(zhì)等可再生能源利用技術(shù)的推廣，其融資額度更大，商業(yè)模式更加靈活。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)出現(xiàn)，融合清潔能源與可再生能源的區(qū)域微電網(wǎng)技術(shù)的新型綜合能源服務(wù)模式開始誕生。
綜合能源服務(wù)能夠提升能源利用效率，并且實(shí)現(xiàn)可再生能源規(guī)?；_發(fā)，目前，世界許多國(guó)家都針對(duì)各自的發(fā)展需求制定了綜合能源發(fā)展戰(zhàn)略，由多種能源形式組成的綜合能源服務(wù)公司形態(tài)較為普遍。下面對(duì)歐盟、美國(guó)、英國(guó)和日本的發(fā)展情況進(jìn)行介紹。
>>歐盟各國(guó)
歐盟較早提出綜合能源系統(tǒng)的概念，早在歐盟第五框架(FP5)中，雖然沒有明確地界定綜合能源系統(tǒng)概念，但是已經(jīng)將有關(guān)能源協(xié)同優(yōu)化的研究提到了首要位置，如DG TREN（Distributed Generation Transport and Energy）項(xiàng)目綜合考慮可再生能源綜合開發(fā)與交通運(yùn)輸清潔化的協(xié)調(diào)配合；ENERGIE項(xiàng)目希望通過多種能源（傳統(tǒng)能源和可再生能源）協(xié)同優(yōu)化和互補(bǔ)，以實(shí)現(xiàn)未來替代或減少核能使用；Microgrid項(xiàng)目研究用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)，目的是實(shí)現(xiàn)可再生能源在用戶側(cè)的友好開發(fā)。
在后續(xù)框架中，綜合能源系統(tǒng)和能源協(xié)同優(yōu)化的研究被進(jìn)一步深化，Microgrid and More Microgrid（FP6）、Trans-European Networks（FP7）、Intelligent Energy（FP7）等許多重要項(xiàng)目也相繼實(shí)施。
早期歐洲較為標(biāo)志性的綜合能源服務(wù)項(xiàng)目是德國(guó)的E-Energy項(xiàng)目。德國(guó)在2008年選擇了6個(gè)試點(diǎn)地區(qū)，開展為期4年的E-Energy技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃，包括智能發(fā)電、智能電網(wǎng)、智能消費(fèi)和智能儲(chǔ)能4個(gè)方面，該項(xiàng)目旨在推動(dòng)其他企業(yè)和地區(qū)積極參與建立以新型信息通信技術(shù)（ICT）、通信設(shè)備和系統(tǒng)組成的高效能源系統(tǒng)，以最先進(jìn)的調(diào)控手段來應(yīng)付日益增多的分布式電源與各種復(fù)雜的用戶終端負(fù)荷。
通過智能區(qū)域用能管理系統(tǒng)、智能家居、儲(chǔ)能設(shè)備、售電網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等多種形式試點(diǎn)，E-Energy最大負(fù)荷和用電量均減少了10%～20%。此外，在E-Energy項(xiàng)目實(shí)施以后，德國(guó)并沒有停止在綜合能源服務(wù)領(lǐng)域的探索。2016年12月，德國(guó)“智慧能源——能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化”展示計(jì)劃（簡(jiǎn)稱SINTG）正式啟動(dòng)，該計(jì)劃在德國(guó)五個(gè)大型示范區(qū)域進(jìn)行能源數(shù)字化研究及試點(diǎn)項(xiàng)目，核心在于發(fā)電側(cè)與用電側(cè)的智能互聯(lián)，以及創(chuàng)新電網(wǎng)技術(shù)、運(yùn)營(yíng)管理及商業(yè)概念的應(yīng)用，以測(cè)試能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化的新技術(shù)、服務(wù)、流程和商業(yè)模式。
近年來，歐洲能源轉(zhuǎn)型智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與創(chuàng)新平臺(tái)(ETIPSNET)發(fā)布了2020-2030年研發(fā)路線圖，提出了未來十年擬投入40億歐元開展綜合能源系統(tǒng)研究和創(chuàng)新優(yōu)先活動(dòng)，以推進(jìn)實(shí)現(xiàn)歐洲2050年構(gòu)建深度電氣化、廣泛數(shù)字化、完全碳中和的循環(huán)經(jīng)濟(jì)愿景。通過路線圖的實(shí)施，到2030年歐洲綜合能源系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、終端用能部門的融合與合作。能源系統(tǒng)以本地優(yōu)化方式運(yùn)行，通過智能、分布式優(yōu)化控制平衡本地能源需求，面向消費(fèi)者提供集成數(shù)字化服務(wù)。同時(shí)對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行硬件設(shè)施升級(jí)，集成組件和系統(tǒng)。
針對(duì)集成數(shù)字化服務(wù)領(lǐng)域，法國(guó)施耐德電氣推出了面向樓宇、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)和電網(wǎng)四大終端市場(chǎng)的Eco Struxure能效管理架構(gòu)和平臺(tái)?；谠撈脚_(tái)，通過開放式端到端IP架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的快速連接，且更易于收集數(shù)據(jù)，并加快調(diào)試和變更速度；利用樓宇管理系統(tǒng)可無縫連接建筑內(nèi)部與第三方系統(tǒng)和設(shè)備，集中控制并強(qiáng)化協(xié)作。
>>美國(guó)
在管理機(jī)制上，美國(guó)能源部（DOE）作為各類能源資源最高主管部門，需要制定相關(guān)能源政策，美國(guó)能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)政府能源政策的落實(shí)，抑制能源價(jià)格的無序波動(dòng)。在此管理機(jī)制下，實(shí)現(xiàn)了美國(guó)各類能源系統(tǒng)間良好的協(xié)調(diào)配合，保證了美國(guó)綜合能源供應(yīng)商的發(fā)展，如美國(guó)太平洋煤氣電力公司、愛迪生電力公司等均屬于典型的綜合能源供應(yīng)商。
在技術(shù)上，美國(guó)非常注重綜合能源相關(guān)理論技術(shù)的研發(fā)。美國(guó)能源部在2001年即提出了綜合能源系統(tǒng)（integrated energy system，IES）發(fā)展計(jì)劃，目標(biāo)是提高清潔能源供應(yīng)與利用比重，進(jìn)一步提高社會(huì)供能系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，而重點(diǎn)是促進(jìn)對(duì)分布式能源（DER）和冷熱電聯(lián)供（CCHP）技術(shù)的進(jìn)步和推廣應(yīng)用。
2007年12月美國(guó)頒布能源獨(dú)立和安全法（EISA），明確要求社會(huì)主要供用能環(huán)節(jié)必須開展綜合能源規(guī)劃（integrated resource planning，IRP），并在2007～2012財(cái)年追加6.5億美元專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持IRP的研究和實(shí)施。奧巴馬總統(tǒng)在第一任期，就將智能電網(wǎng)列入美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略，以期在電網(wǎng)基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個(gè)高效能、低投資、安全可靠、靈活應(yīng)變的綜合能源系統(tǒng)，以保證美國(guó)在未來引領(lǐng)世界能源領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與革命。在需求側(cè)管理技術(shù)上，美國(guó)包括加州、紐約州在內(nèi)的許多地區(qū)在新一輪電力改革中，明確把需求側(cè)管理提高電力系統(tǒng)靈活性作為重要方向。
2016年大選上臺(tái)的特朗普在能源行業(yè)推出了“America First Energy Plan”執(zhí)政綱領(lǐng)，其重心是美國(guó)本土的“能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展”，相比起小布什時(shí)代能源安全問題和奧巴馬時(shí)代的節(jié)能減排，特朗普更關(guān)心的是美國(guó)本土的能源產(chǎn)業(yè)更具商業(yè)價(jià)值的發(fā)展。特朗普上任后，盡管采取了偏重傳統(tǒng)化石能源的政策，但在未來綜合能源系統(tǒng)，特別是傳統(tǒng)能源與可再生能源融合發(fā)展方面，美國(guó)依然投入了大量的人力物力開展研究。
2018年12月，美國(guó)能源部先進(jìn)能源研究計(jì)劃署（ARPA-E）宣布第四輪開放式招標(biāo)計(jì)劃（OPEN 2018），即資助9800萬美元用于遴選40項(xiàng)變革性能源技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，促進(jìn)顛覆性能源技術(shù)的創(chuàng)新，以完善能源系統(tǒng)，涵蓋了包括集中式發(fā)電、分布式發(fā)電、電網(wǎng)儲(chǔ)能、制造效率等在內(nèi)的九大技術(shù)領(lǐng)域。
2021年6月，美國(guó)能源部（DOE）發(fā)布《綜合能源系統(tǒng)：協(xié)同研究機(jī)遇》報(bào)告，提出綜合能源系統(tǒng)（HES）通過總體控制或物理方式集成多種能源生產(chǎn)、存儲(chǔ)和/或轉(zhuǎn)換技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、增強(qiáng)能效和環(huán)境效益。主要點(diǎn)有：1）關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)，包括“光伏+儲(chǔ)能電池”HES控制組件；燃料電池、電解槽等一系列儲(chǔ)能技術(shù)；傳感器和遙感探測(cè)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等。2）技術(shù)發(fā)展面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，即如何降低HES技術(shù)成本以提高其經(jīng)濟(jì)效益。3）技術(shù)協(xié)同的研究，如基于控件的開發(fā)與測(cè)試，HES工廠級(jí)設(shè)計(jì)優(yōu)化，HES組件的開發(fā)和測(cè)試，項(xiàng)目示范，優(yōu)化集成耦合策略。
同時(shí)，以智慧綜合能源服務(wù)為代表的融合基礎(chǔ)設(shè)施在美國(guó)得到了飛速發(fā)展，產(chǎn)生了豐富多樣的創(chuàng)新模式。2018年，美國(guó)政府出臺(tái)的《美國(guó)重建基礎(chǔ)設(shè)施立法綱要》提出設(shè)立200億美元的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型項(xiàng)目計(jì)劃，發(fā)展自動(dòng)駕駛技術(shù)和車輛、新軌道運(yùn)輸技術(shù)、無人機(jī)、模塊化基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)等。在2019-2021年美國(guó)政府工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域研發(fā)優(yōu)先事項(xiàng)中，人工智能、量子信息、通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)駕駛、智能制造、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)領(lǐng)域成為優(yōu)先布局事項(xiàng)。美國(guó)智慧能源服務(wù)與IT、金融、智能家居等行業(yè)的緊密結(jié)合發(fā)展方式，增加了智慧能源跨行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的潛力。
>>英國(guó)
英國(guó)是最早提出綜合能源系統(tǒng)概念并最早付諸行動(dòng)的國(guó)家，具有投入大、發(fā)展迅速的特點(diǎn)。在尚未脫歐時(shí)，英國(guó)也參與了歐盟第五框架（FP5），此時(shí)雖然智慧能源系統(tǒng)概念尚未被完整提出，但有關(guān)能源協(xié)同優(yōu)化的研究被放在顯著位置，熱點(diǎn)內(nèi)容主要是將可再生能源綜合開發(fā)與交通運(yùn)輸清潔化協(xié)調(diào)考慮、尋求多種能源（傳統(tǒng)能源和可再生能源）協(xié)同優(yōu)化和互補(bǔ)以實(shí)現(xiàn)未來替代或減少核能使用、研究用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)（其概念與美國(guó)和加拿大提出的IES和ICES類似）以實(shí)現(xiàn)可再生能源在用戶側(cè)的友好開發(fā)。此后，在后續(xù)第六（FP6）和第七（FP7）框架中，能源協(xié)同優(yōu)化和綜合能源系統(tǒng)相關(guān)研究被進(jìn)一步深化，大批具有國(guó)際影響的重要項(xiàng)目相繼實(shí)施。
英國(guó)的企業(yè)更加關(guān)注對(duì)能源系統(tǒng)間能量流的集成。英國(guó)的電力通過高壓輸電線路、燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)通過燃?xì)夤艿劳瑲W洲大陸的能源網(wǎng)路相連，為此，建立一個(gè)安全和可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)是英國(guó)政府一直所關(guān)注的問題。在英國(guó)，對(duì)于社區(qū)的分布式綜合能源系統(tǒng)，政府也投以巨大的支持，例如英國(guó)的能源與氣候變化部門DECC和英國(guó)的創(chuàng)新代理機(jī)構(gòu)Innovate UK與企業(yè)合作資助了大量區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。
近年來，英國(guó)商業(yè)、能源與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略部宣布將投入2800萬英鎊資助新一輪的能源創(chuàng)新項(xiàng)目。2017年1月啟動(dòng)招標(biāo)，資助儲(chǔ)能和需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)，前者關(guān)注蓄電、儲(chǔ)熱和化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，包括一種大規(guī)模未來儲(chǔ)能技術(shù)首次示范的可行性研究；后者關(guān)注在企業(yè)或公共機(jī)構(gòu)示范需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)，以降低高峰期用能，提高能源系統(tǒng)靈活性。
>>日本
日本的能源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，因此日本成為最早開展綜合能源系統(tǒng)研究的亞洲國(guó)家。2009年9月日本政府公布了其2020、2030和2050年溫室氣體的減排目標(biāo)，并認(rèn)為構(gòu)建覆蓋全國(guó)的綜合能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和能效提升，同時(shí)促進(jìn)可再生能源規(guī)?；_發(fā)，是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的必由之路。
在日本政府的大力推動(dòng)下，其國(guó)內(nèi)主要的能源研究機(jī)構(gòu)都開展了此類研究，并形成了不同的研究方案，如由NEDO于2010年4月發(fā)起成立的JSCA（Japan smart community alliance），主要致力于智能社區(qū)技術(shù)的研究與示范。該智能社區(qū)類似于加拿大ICES方案，是在社區(qū)綜合能源系統(tǒng)（包括：電力、燃?xì)狻崃?、可再生能源等）基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)與交通、供水、信息和醫(yī)療系統(tǒng)的一體化集成。氫能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)是日本對(duì)未來能源系統(tǒng)的一項(xiàng)重要探索。
東京燃?xì)夤荆═okyo Gas）則提出了更為超前的綜合能源系統(tǒng)解決方案，在傳統(tǒng)綜合供能（電力、燃?xì)?、熱力）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將建設(shè)覆蓋全社會(huì)的氫能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)在能源網(wǎng)絡(luò)的終端，不同的能源使用設(shè)備、能源轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)單元共同構(gòu)成了終端綜合能源系統(tǒng)。以其于2014年開始在新開發(fā)的豐洲碼頭地區(qū)建設(shè)為例，在設(shè)置兼具能源供應(yīng)與防災(zāi)提升功能的智能能源中心的同時(shí)，項(xiàng)目利用ICT技術(shù)導(dǎo)入了可對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)最優(yōu)控制的SENEMS系統(tǒng)，為區(qū)域內(nèi)4個(gè)地塊提供電、熱等綜合能源服務(wù)。
具體而言，能源中心配置有7MW級(jí)大型高效燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組、利用燃?xì)鈮翰畹膲翰畎l(fā)電機(jī)（560kW）、余熱回收型吸收式制冷機(jī)（2000RT）、電動(dòng)制冷機(jī)（4000RT）、蒸汽鍋爐，同時(shí)還設(shè)置有電力自營(yíng)線路、強(qiáng)抗災(zāi)性中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)。該燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)額定發(fā)電效率高達(dá)49%，與其他分布式能源協(xié)同，大約可提供區(qū)域電力峰值的45%；同時(shí)，發(fā)電余熱在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行梯級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)了能量的高效利用。
日本的綜合能源戰(zhàn)略布局中，氫能占據(jù)著非常重要的地位。日本是最重視氫能利用的國(guó)家，提出要在全球率先實(shí)現(xiàn)“氫社會(huì)”，以擺脫能源困境，確保能源安全。繼2017年12月出臺(tái)《氫能基本戰(zhàn)略》后，日本政府又于2019年3月公布《氫能利用進(jìn)度表》，旨在明確至2030年日本應(yīng)用氫能的關(guān)鍵目標(biāo)。
二
國(guó)外綜合能源服務(wù)典型案例和模式
>>丹麥國(guó)家電網(wǎng)公司（Energinet）綜合能源戰(zhàn)略
丹麥國(guó)家電網(wǎng)公司（Energinet）是丹麥國(guó)家電力和天然氣輸送系統(tǒng)的供應(yīng)商，它是丹麥國(guó)家氣候和能源部下屬的一家獨(dú)立的公共企業(yè)。除了負(fù)責(zé)丹麥電力和天然氣市場(chǎng)的供應(yīng)安全之外，Energinet還負(fù)責(zé)在能源危機(jī)發(fā)生之前、期間和之后協(xié)調(diào)電力和天然氣部門進(jìn)行各種應(yīng)急工作。Energinet的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)主要涵蓋以下方面：
電力運(yùn)輸，轉(zhuǎn)換、維護(hù)丹麥電網(wǎng)并建立互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)，發(fā)展電力市場(chǎng)，負(fù)責(zé)電力供應(yīng)的日常安全；負(fù)責(zé)燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)，轉(zhuǎn)換并維護(hù)丹麥天然氣網(wǎng)，開發(fā)天然氣市場(chǎng)，并負(fù)責(zé)天然氣供應(yīng)的日常安全；燃?xì)馀渌头?wù)，支持燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)的配送環(huán)節(jié)，確保穩(wěn)定安全地為客戶供應(yīng)燃?xì)?；燃?xì)獯鎯?chǔ)，確保丹麥能源安全并在西北歐天然氣市場(chǎng)銷售存儲(chǔ)服務(wù)。
（一）Energinet綜合能源戰(zhàn)略
作為負(fù)責(zé)丹麥國(guó)內(nèi)電力與燃?xì)廨斔偷钠髽I(yè)，Energinet承擔(dān)了從企業(yè)層面研究和開展綜合能源服務(wù)的任務(wù)。結(jié)合丹麥的能源現(xiàn)狀以及丹麥政府制定的相關(guān)政策法規(guī)，Energinet確定了下一階段的綜合能源戰(zhàn)略目標(biāo)：
1）建立新的能源供應(yīng)安全框架
面對(duì)新的能源系統(tǒng)，Energinet的能源戰(zhàn)略將繼續(xù)以保障電力以及天然氣的供應(yīng)安全為基本原則。Energinet計(jì)劃對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造、加強(qiáng)不同能源生產(chǎn)部門之間的互聯(lián)、增加電力與天然氣的儲(chǔ)備以及開發(fā)新的能源供應(yīng)安全框架，以保證丹麥的能源供應(yīng)安全繼續(xù)保持在較高的水平。除此之外，Energinet還將與負(fù)責(zé)共同運(yùn)營(yíng)北歐電網(wǎng)的各國(guó)TSO合作，探索研發(fā)信息技術(shù)系統(tǒng)以及貿(mào)易規(guī)則，實(shí)現(xiàn)區(qū)域大電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行。
2）助力丹麥成為北歐能源中心
因其特殊的地理位置與能源結(jié)構(gòu)，決定了丹麥必須和周邊國(guó)家之間建立起高效的能源互通。Energinet堅(jiān)信綜合能源服務(wù)的發(fā)展離不開跨境合作，通過大力發(fā)展各國(guó)在能源互聯(lián)方面的合作，開拓跨國(guó)區(qū)域市場(chǎng)，可以在保障能源供給可靠性的同時(shí)有利于自身發(fā)展。Energinet正在以丹麥為中心規(guī)劃和建立包括電網(wǎng)與燃?xì)饩W(wǎng)互聯(lián)的一系列能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以確保電力和天然氣能夠在歐洲國(guó)家之間進(jìn)行更大規(guī)模的運(yùn)輸和交易，并以此加強(qiáng)丹麥作為北歐乃至歐洲能源中心的地位。
3）實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的能源供應(yīng)
高效率的能源供應(yīng)是實(shí)現(xiàn)丹麥能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的一個(gè)重要因素，也是降低社會(huì)用能成本的重要助力。Energinet正在努力使用最具成本效益的方法為丹麥人民提供可持續(xù)的能源。根據(jù)政治要求，Energinet正在收購和整合丹麥國(guó)內(nèi)的天然氣配送行業(yè)，旨在提高天然氣的配送效率，并促進(jìn)天然氣系統(tǒng)向可再生能源的轉(zhuǎn)變。而在企業(yè)內(nèi)部，Energinet正在制定和推行一系列的組織重組程序，不斷努力簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)，以此提高集團(tuán)的生產(chǎn)能力與生產(chǎn)效率。
4）推進(jìn)能源部門的數(shù)字化
Energinet已經(jīng)意識(shí)到，推進(jìn)能源部門的數(shù)字化將是完成企業(yè)的政治任務(wù)和實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身發(fā)展的一個(gè)至關(guān)重要的舉措。在公司組織架構(gòu)層面，Energinet任命了一位可直接向公司CEO匯報(bào)工作的數(shù)字化業(yè)務(wù)主管。在公司業(yè)務(wù)方面，Energinet已經(jīng)啟動(dòng)了一系列關(guān)于數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)和開發(fā)項(xiàng)目，以實(shí)現(xiàn)對(duì)Energinet的企業(yè)資源更有效地利用。此外，Energinet嘗試通過其DataHub和能源數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)獲取丹麥能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，希望以此來支撐企業(yè)未來的數(shù)字化商業(yè)模式。
（二）Energinet綜合能源相關(guān)業(yè)務(wù)
結(jié)合企業(yè)的綜合能源戰(zhàn)略，Energinet借助傳統(tǒng)業(yè)務(wù)革新和引入數(shù)字化等方式開展了以下綜合能源業(yè)務(wù)：
1）輸電/氣業(yè)務(wù)擴(kuò)展
對(duì)于輸電業(yè)務(wù)，Energinet在加強(qiáng)建設(shè)跨境電力輸送通道的同時(shí)，針對(duì)丹麥的能源結(jié)構(gòu)特征開發(fā)了一套預(yù)測(cè)和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)能和熱電聯(lián)產(chǎn)的出力預(yù)測(cè)結(jié)果的整合。在此基礎(chǔ)上結(jié)合對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使得Energinet能夠跟蹤丹麥電力系統(tǒng)中所有發(fā)電單位的出力情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)包括可再生能源在內(nèi)的多種能源的靈活調(diào)度。這既保障了丹麥和地區(qū)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也為Energinet開展綜合能源業(yè)務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
對(duì)于天然氣輸送業(yè)務(wù)，Energinet正在研究和測(cè)試在不對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)做重大改造的前提下實(shí)現(xiàn)天然氣與氫氣的混合運(yùn)輸。作為丹麥國(guó)內(nèi)的天然氣輸送運(yùn)營(yíng)商，Energinet聯(lián)合丹麥天然氣技術(shù)中心與IRD燃料電池公司，通過開展“燃?xì)饩W(wǎng)的氫氣注入”項(xiàng)目來測(cè)試?yán)萌細(xì)饩W(wǎng)傳輸氫氣的可行性。該項(xiàng)目進(jìn)展順利，West Jutlandic作為項(xiàng)目的試點(diǎn)地區(qū)，其燃?xì)夤芫W(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了12％的氫氣混合運(yùn)輸，并且這一比例也將繼續(xù)提高。Energinet希望借助這一項(xiàng)目拓展傳統(tǒng)的天然氣業(yè)務(wù)，打通氫氣的制取、運(yùn)輸、存儲(chǔ)以及使用的氫儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)其下屬的天然氣管網(wǎng)對(duì)丹麥綜合能源系統(tǒng)的整合作用。
2）數(shù)字化能源服務(wù)
隨著丹麥可再生能源發(fā)電占比的不斷上升以及電力市場(chǎng)參與角色的增多，未來的電力生產(chǎn)和消費(fèi)將呈現(xiàn)出更大的波動(dòng)性，電價(jià)的構(gòu)成也將更加復(fù)雜。對(duì)包括電廠、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商及消費(fèi)者在內(nèi)的所有電力市場(chǎng)的參與者而言，需要新的價(jià)格信號(hào)、新的服務(wù)、新的技術(shù)和新的溝通方式來指導(dǎo)電力的生產(chǎn)與消費(fèi)。因此，為了確保電力市場(chǎng)參與者享有標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一通訊方式和流程，Energinet將數(shù)字化技術(shù)引入能源領(lǐng)域，面向丹麥電力市場(chǎng)的所有參與者開展了數(shù)據(jù)中心（Data Hub）業(yè)務(wù)。
區(qū)別于傳統(tǒng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式的數(shù)據(jù)交互模式，Data Hub的建立為電力市場(chǎng)的參與者提供了上傳和查詢電力生產(chǎn)與消費(fèi)等相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一入口，市場(chǎng)參與者可以通過電子設(shè)備上的客戶端注冊(cè)并訪問Data Hub。通過收集和處理電力供應(yīng)商、輸配電企業(yè)、電力消費(fèi)者以及稅務(wù)部門提供的數(shù)據(jù)信息，Data Hub能夠?yàn)槊恳晃皇袌?chǎng)參與者生成對(duì)應(yīng)的電力賬單。這種信息集中處理的模式使得丹麥電力零售市場(chǎng)中電力交易流程的執(zhí)行變得更加簡(jiǎn)單和高效，Data Hub標(biāo)準(zhǔn)化的電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)注冊(cè)和分發(fā)的流程也有助于降低市場(chǎng)的準(zhǔn)入門檻，這在某種程度上促進(jìn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，確保了丹麥電力零售市場(chǎng)的健康持續(xù)發(fā)展。
3）國(guó)際能源咨詢業(yè)務(wù)
作為丹麥政府能源部門的主要合作伙伴，Energinet在可再生能源開發(fā)利用與能源系統(tǒng)集成等領(lǐng)域積累了全球領(lǐng)先的技術(shù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。為滿足國(guó)際上對(duì)綜合能源咨詢服務(wù)日益增長(zhǎng)的需求，丹麥國(guó)家電網(wǎng)公司于2010年成立了全資商業(yè)子公司EEC（Energinet.dk Energy Consultancy A/S）以開展其國(guó)際能源咨詢業(yè)務(wù)。
相比能源行業(yè)的其他同類型公司，EEC依靠多年來在開發(fā)和運(yùn)營(yíng)丹麥能源系統(tǒng)方面積累的經(jīng)驗(yàn)，能夠?yàn)榭蛻籼峁┦澜珥敿?jí)的專業(yè)指導(dǎo)，這也賦予了EEC在能源咨詢行業(yè)超強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。EEC提供的能源咨詢業(yè)務(wù)主要覆蓋了電力與能源相關(guān)系統(tǒng)的規(guī)劃與開發(fā)、高比例風(fēng)電的電力系統(tǒng)運(yùn)行和智能電網(wǎng)解決方案等領(lǐng)域。
>>美國(guó)OPower能源管理公司經(jīng)營(yíng)模式
OPower公司通過自己的軟件，對(duì)公用事業(yè)企業(yè)的能源數(shù)據(jù)，以及其他各類第三方數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和挖掘，進(jìn)而為用戶提供一整套適合于其生活方式的節(jié)能建議。
1）提供個(gè)性化的賬單服務(wù)，清晰顯示電量情況。OPower公司利用云平臺(tái)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和行為科學(xué)分析，對(duì)電力賬單的功能進(jìn)一步拓展。一方面，具體針對(duì)用戶家中制冷、采暖、基礎(chǔ)負(fù)荷、其他各類用能等用電情況進(jìn)行分類列示，通過柱狀圖實(shí)現(xiàn)電量信息當(dāng)月與前期對(duì)比，用電信息一目了然；另一方面，提供相近區(qū)域用戶耗能橫向比較，對(duì)比相近區(qū)域內(nèi)最節(jié)能的20%用戶耗能數(shù)據(jù)，即開展鄰里能耗比較。此外，OPower的賬單改變了普通賬單以往單調(diào)、刻板的風(fēng)格，在與用戶溝通界面上印上“笑臉”或“愁容”的圖標(biāo)，對(duì)于有效節(jié)能的行為給出鼓勵(lì)的態(tài)度。其與用戶溝通的方式也十分豐富，通過最傳統(tǒng)的紙質(zhì)郵件，到短消息、電子郵件、在線平臺(tái)等，加強(qiáng)與用戶的交流反饋。
2）基于大數(shù)據(jù)與云平臺(tái)，提供節(jié)能方案。OPower基于可擴(kuò)展的Hadoop大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)搭建其家庭能耗數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，通過云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶各類用電及相關(guān)信息的分析，建立每個(gè)家庭的能耗檔案，并在與用戶鄰里進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，形成用戶個(gè)性化的節(jié)能建議。這種鄰里能耗比較，充分借鑒了行為科學(xué)相關(guān)理論，將電力賬單引入社交元素，與“微信運(yùn)動(dòng)”的模式十分類似，為用戶提供了直觀、沖擊感較強(qiáng)的節(jié)能動(dòng)力。
3）構(gòu)建各方共贏的商業(yè)模式。雖然OPower的目標(biāo)是為用戶節(jié)電，但其自我定位是一家“公用事業(yè)云計(jì)算軟件提供商”，其運(yùn)營(yíng)模式并不是B2C模式（企業(yè)對(duì)終端消費(fèi)者），而是B2B模式（企業(yè)對(duì)企業(yè)）。電力企業(yè)選擇OPower，購買相關(guān)軟件，并免費(fèi)提供給其用戶使用。OPower為用戶提供個(gè)性化節(jié)能建議，同時(shí)也為公用電力公司提供需求側(cè)數(shù)據(jù)，幫助電力公司分析用戶電力消費(fèi)行為，為電力公司改善營(yíng)銷服務(wù)提供決策依據(jù)等。
>>日本東京電力公司能源服務(wù)經(jīng)營(yíng)模式
日本東京電力公司主要通過以下經(jīng)營(yíng)模式開展能源服務(wù)。
1）根據(jù)用戶類型制定差異化的服務(wù)策略。將用戶分為大客戶和居民客戶兩類。針對(duì)大客戶，服務(wù)內(nèi)容包括：①為客戶提供各種電價(jià)方案和電氣設(shè)備方案的優(yōu)化組合；②向客戶提供電力、燃?xì)?、燃油最佳能源組合方案；③提供全方位的節(jié)能協(xié)助服務(wù)，幫助客戶改進(jìn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)；④兼顧包括通訊在內(nèi)的建筑物設(shè)備設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等全方位設(shè)計(jì)服務(wù)。針對(duì)居民客戶，東京電力公司將其需求定位為：舒適性、節(jié)能、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)。為此，東京電力公司確定了對(duì)居民客戶的營(yíng)銷策略，即推廣IH炊具（一種高效的用電炊具）、節(jié)能熱水器等高效電氣產(chǎn)品構(gòu)成的“全電氣化住宅”。
2）利用多種手段幫助用戶節(jié)能。一方面為用戶提供節(jié)能服務(wù)，提供包括節(jié)能診斷、解決方案、維護(hù)設(shè)備及運(yùn)營(yíng)管理等服務(wù)。另一方面通過智能電表、通訊網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器建立智能用電系統(tǒng)，引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰用電。
3）注重技術(shù)研發(fā)，提高能源效率。公司設(shè)有技術(shù)開發(fā)研究所，對(duì)智能家居、建筑節(jié)能、電動(dòng)汽車等開展研究。如在智能家居方面，東京電力公司研究將電動(dòng)汽車接入智能家居控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)供電負(fù)荷情況以及預(yù)設(shè)方案進(jìn)行充電或放電。此外，還利用地源熱泵、太陽能發(fā)電等技術(shù)，并通過儲(chǔ)能和監(jiān)控設(shè)備對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，電器用電情況及環(huán)境狀態(tài)也將被納入統(tǒng)一監(jiān)控，以此實(shí)現(xiàn)家居用能的集中調(diào)節(jié)及優(yōu)化。
>>德國(guó)RegModHarz項(xiàng)目
RegModHarz項(xiàng)目開展于德國(guó)的哈慈山區(qū)，主要包括2個(gè)光伏電站、2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)、1個(gè)生物質(zhì)發(fā)電，共86MW裝機(jī)容量。RegModHarz項(xiàng)目的目標(biāo)是對(duì)分散風(fēng)力、太陽能、生物質(zhì)等可再生能源發(fā)電設(shè)備與抽水蓄能水電站進(jìn)行協(xié)調(diào)，令可再生能源聯(lián)合循環(huán)利用達(dá)到最優(yōu)。其核心示范內(nèi)容是在用電側(cè)整合了儲(chǔ)能設(shè)施、電動(dòng)汽車、可再生能源和智能家用電器的虛擬電站，包含了諸多更貼近現(xiàn)實(shí)生活的能源需求元素。RegModHarz項(xiàng)目主要措施有：
1）建立家庭能源管理系統(tǒng)。家電能夠“即插即用”到此系統(tǒng)上，系統(tǒng)根據(jù)電價(jià)決策家電的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)用戶的負(fù)荷也可以追蹤可再生能源的發(fā)電量變化，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷和新能源發(fā)電的雙向互動(dòng)。
2）配電網(wǎng)中安裝了10個(gè)電源管理單元，用以監(jiān)測(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓和頻率等運(yùn)行指標(biāo)，定位電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)。
3）光伏、風(fēng)機(jī)、生物質(zhì)發(fā)電、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能裝置共同構(gòu)成了虛擬電廠，參與電力市場(chǎng)交易。
RegModHarz項(xiàng)目的典型成果也包含3個(gè)方面：
1）開發(fā)設(shè)計(jì)了基于Java的開源軟件平臺(tái)OGEMA，對(duì)外接的電氣設(shè)備實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)備服務(wù)，可獨(dú)立于廠商支持建筑自動(dòng)化和能效管理， 能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷設(shè)備在信息傳輸方面的“即插即用”軟件架構(gòu)。
2）虛擬電廠直接參與電力交易，豐富了配電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制手段，為分布式能源系統(tǒng)參與市場(chǎng)調(diào)節(jié)提供了參考。
3）基于哈慈地區(qū)的水電和儲(chǔ)能設(shè)備調(diào)節(jié)，很好地平抑了風(fēng)機(jī)、光伏等功率輸出的波動(dòng)性和不穩(wěn)定性，有效論證了對(duì)于可再生能源較為豐富的特區(qū)，在區(qū)域電力市場(chǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)100%的清潔能源供能是完全可能實(shí)現(xiàn)的。
>>零碳園區(qū)典范——?dú)W瑞府能源科技園
德國(guó)柏林的歐瑞府能源科技園是能源轉(zhuǎn)型領(lǐng)域的創(chuàng)新型榜樣，核心策略是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展和資源節(jié)約型產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在這個(gè)科技園里，已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)了德國(guó)聯(lián)邦政府制定的2050年氣候保護(hù)目標(biāo)——二氧化碳減排80%。這一目標(biāo)是通過以下三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)的：
1）樓宇和設(shè)備技術(shù)的建設(shè)以最高能效為首要目標(biāo)，并通過智能化的能源管理系統(tǒng)集中控制（智能建筑）。
2）使用可再生能源，如光伏、風(fēng)能、沼氣等，通過熱電聯(lián)供站等設(shè)備來實(shí)現(xiàn)供暖、制冷和供電。
3）建設(shè)和運(yùn)營(yíng)智慧園區(qū)項(xiàng)目，通過接入1.8兆瓦時(shí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，大約能滿足100輛電動(dòng)汽車、公交車充電的智能充電站，以及運(yùn)行電轉(zhuǎn)熱和電轉(zhuǎn)冷設(shè)備共同組成智能電網(wǎng)，達(dá)到100%使用可再生能源供電的目標(biāo)。
歐瑞府能源科技園展示了在經(jīng)濟(jì)允許的前提下，如何通過智能和創(chuàng)新的系統(tǒng)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)氣候保護(hù)這一目標(biāo)。通過在不同的要素之間（比如樓宇、交通和能源供應(yīng)之間）建立聯(lián)系，為了實(shí)現(xiàn)最佳效果，力求在最大比例使用可再生能源的前提下，盡最大可能降低系統(tǒng)成本，保障能源供給安全。
儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用在將具有波動(dòng)性的風(fēng)、光發(fā)電接入系統(tǒng)中起著重要的作用。電轉(zhuǎn)熱和電轉(zhuǎn)冷設(shè)備在樓宇之間形成連接，電動(dòng)車充電站連接了使用零碳能源的交通領(lǐng)域。園區(qū)的電池存儲(chǔ)設(shè)備也是由退役汽車電池組成，用于保障電力供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)友好型任務(wù)的執(zhí)行。
>>德國(guó)最大虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商N(yùn)ext Kraftwerke能源服務(wù)模式
Next Kraftwerke是德國(guó)最大的虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商，同時(shí)也是歐洲電力現(xiàn)貨市場(chǎng)（EPEX ) 認(rèn)證的能源交易商，參與能源的現(xiàn)貨市場(chǎng)交易。該公司擁有虛擬電廠相關(guān)的一切技術(shù)，從數(shù)據(jù)采集，電力交易，電力銷售到用戶結(jié)算。同時(shí)，也可以為其他能源運(yùn)營(yíng)商提供虛擬電廠的運(yùn)營(yíng)服務(wù)和解決方案。
Next Kraftwerke 管理著超過4200個(gè)的分布式發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能設(shè)備，包括生物質(zhì)發(fā)電裝置、熱電聯(lián)產(chǎn)、水電站、靈活可控負(fù)荷、風(fēng)能和太陽能光伏電站等, 總體管理規(guī)模達(dá)到2800MW，相當(dāng)于兩個(gè)大型的燃煤發(fā)電廠。
該公司一方面在風(fēng)電和光伏發(fā)電等可控性較差的發(fā)電資源上安裝遠(yuǎn)程控制裝置NextBox，通過虛擬電廠平臺(tái)對(duì)聚合的各個(gè)電源進(jìn)行控制，從而參與電力市場(chǎng)交易并獲取利潤(rùn)分成。另一方面，利用生物質(zhì)發(fā)電和水電啟動(dòng)速度快、出力靈活的特點(diǎn)，參與電網(wǎng)的二次調(diào)頻和三次調(diào)頻，從而獲取附加收益。目前Next Kraftwerke公司占到德國(guó)二次調(diào)頻市場(chǎng)10%的份額。
Next Kraftwerke還推出了更標(biāo)準(zhǔn)化的儲(chǔ)能模塊解決方案。存儲(chǔ)系統(tǒng)包括一個(gè)容納整個(gè)2兆瓦的單個(gè)集裝箱，通過“NextBox”連接到電網(wǎng)，這使得Next Kraftwerke可以遠(yuǎn)程控制銷售到現(xiàn)貨市場(chǎng)的能源。該公司使用算法將能源和存儲(chǔ)資產(chǎn)集中到“NextPool”中，然后讓資產(chǎn)共同提供輔助服務(wù)。根據(jù)VPP提供商的說法，這使他們能夠以最有效和最有利可圖的方式運(yùn)營(yíng)。
>>EnergyVille綜合能源園區(qū)解決方案
EnergyVille是比利時(shí)呂文大學(xué)弗萊芒學(xué)院旗下從事可再生能源與智慧能源技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)。作為歐洲能效建筑、智能電網(wǎng)與智慧城市方面的專家，該機(jī)構(gòu)參與了大量的智能電網(wǎng)、區(qū)域供熱與制冷項(xiàng)目。EnergyVille的目標(biāo)是成為歐洲五大創(chuàng)新能源研究所之一。
目前EnergyVille幾個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)在歐洲進(jìn)行大范圍推廣，最具代表性的是綜合能源系統(tǒng)評(píng)估建模工具IDEAS和城市能源探路者項(xiàng)目。
越來越多的建筑和社區(qū)將不同的能源（包括可再生能源和化石能源）與不同的能源載體（如電力和熱能）結(jié)合在一起。EnergyVille開發(fā)的綜合能源評(píng)估模型（IDEAS），可以有效評(píng)估這些復(fù)雜能源系統(tǒng)在各個(gè)方面的效能。通過這個(gè)非常完整的Modelica庫，可以對(duì)各個(gè)建筑物和社區(qū)進(jìn)行建模，以進(jìn)行能量和熱舒適度模擬。
城市能源探路者是一個(gè)多功能的在線支持工具，它提供了一個(gè)整體能源多圖層可視化解決方案，用于計(jì)算節(jié)能、二氧化碳排放、能源改造方案的投資規(guī)劃以及建筑、社區(qū)和城市層面的能源流動(dòng)。這些情景包括各種技術(shù)選擇，如熱網(wǎng)絡(luò)、建筑翻新和分散式可再生能源生產(chǎn)技術(shù)。城市能源探路者可以將EnergyVille的能源分析技術(shù)與GIS數(shù)據(jù)管理和算法相結(jié)合。
內(nèi)容來源于《電力技術(shù)情報(bào)》2021年第12期
