中國儲能網(wǎng)訊：
一
國外主要國家綜合能源服務(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，主要是為了對現(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。隨著社會的發(fā)展，基于分布式能源的能源服務(wù)在美國出現(xiàn)，主要針對新建項(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)模化開發(fā)，目前，世界許多國家都針對各自的發(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。下面對歐盟、美國、英國和日本的發(fā)展情況進(jìn)行介紹。
>>歐盟各國
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)目是德國的E-Energy項(xiàng)目。德國在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)和智能儲能4個(gè)方面，該項(xiàng)目旨在推動其他企業(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、儲能設(shè)備、售電網(wǎng)絡(luò)平臺等多種形式試點(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“智慧能源——能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化”展示計(jì)劃（簡稱SINTG）正式啟動，該計(jì)劃在德國五個(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)營管理及商業(yè)概念的應(yīng)用，以測試能源轉(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(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，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)對電網(wǎng)進(jìn)行硬件設(shè)施升級，集成組件和系統(tǒng)。
針對集成數(shù)字化服務(wù)領(lǐng)域，法國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)四大終端市場的Eco Struxure能效管理架構(gòu)和平臺?；谠撈脚_，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
在管理機(jī)制上，美國能源部（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。在此管理機(jī)制下，實(shí)現(xiàn)了美國各類能源系統(tǒng)間良好的協(xié)調(diào)配合，保證了美國綜合能源供應(yīng)商的發(fā)展，如美國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，美國非常注重綜合能源相關(guān)理論技術(shù)的研發(fā)。美國能源部在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)一步提高社會供能系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，而重點(diǎn)是促進(jìn)對分布式能源（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月美國頒布能源獨(dú)立和安全法（EISA），明確要求社會主要供用能環(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)列入美國國家戰(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，美國依然投入了大量的人力物力開展研究。
2018年12月，美國能源部先進(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)儲能、制造效率等在內(nèi)的九大技術(shù)領(lǐng)域。
2021年6月，美國能源部（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+儲能電池”HES控制組件；燃料電池、電解槽等一系列儲能技術(shù)；傳感器和遙感探測技術(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)與測試，HES工廠級設(shè)計(jì)優(yōu)化，HES組件的開發(fā)和測試，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，美國政府出臺的《美國重建基礎(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
英國是最早提出綜合能源系統(tǒng)概念并最早付諸行動的國家，具有投入大、發(fā)展迅速的特點(diǎn)。在尚未脫歐時(shí)，英國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，大批具有國際影響的重要項(xiàng)目相繼實(shí)施。
英國的企業(yè)更加關(guān)注對能源系統(tǒng)間能量流的集成。英國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)是英國政府一直所關(guān)注的問題。在英國，對于社區(qū)的分布式綜合能源系統(tǒng)，政府也投以巨大的支持，例如英國的能源與氣候變化部門DECC和英國的創(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月啟動招標(biāo)，資助儲能和需求側(cè)響應(yīng)技術(shù)，前者關(guān)注蓄電、儲熱和化學(xué)儲能技術(shù)，包括一種大規(guī)模未來儲能技術(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下，其國內(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)?、熱力、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）、電動制冷機(jī)（4000RT）、蒸汽鍋爐，同時(shí)還設(shè)置有電力自營線路、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家，提出要在全球率先實(shí)現(xiàn)“氫社會”，以擺脫能源困境，確保能源安全。繼2017年12月出臺《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
國外綜合能源服務(wù)典型案例和模式
>>丹麥國家電網(wǎng)公司（Energinet）綜合能源戰(zhàn)略
丹麥國家電網(wǎng)公司（Energinet）是丹麥國家電力和天然氣輸送系統(tǒng)的供應(yīng)商，它是丹麥國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，發(fā)展電力市場，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，轉(zhuǎn)換并維護(hù)丹麥天然氣網(wǎng)，開發(fā)天然氣市場，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?，確保丹麥能源安全并在西北歐天然氣市場銷售存儲服務(wù)。
（一）Energinet綜合能源戰(zhàn)略
作為負(fù)責(zé)丹麥國內(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)營北歐電網(wǎng)的各國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)展各國在能源互聯(lián)方面的合作，開拓跨國區(qū)域市場，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，不斷努力簡化運(yùn)營，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)，針對丹麥的能源結(jié)構(gòu)特征開發(fā)了一套預(yù)測和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對風(fēng)能和熱電聯(lián)產(chǎn)的出力預(yù)測結(jié)果的整合。在此基礎(chǔ)上結(jié)合對電網(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)。
對于天然氣輸送業(yè)務(wù)，Energinet正在研究和測試在不對燃?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。作為丹麥國內(nèi)的天然氣輸送運(yùn)營商，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、存儲以及使用的氫儲能產(chǎn)業(yè)鏈，增強(qiáng)其下屬的天然氣管網(wǎng)對丹麥綜合能源系統(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)出更大的波動性，電價(jià)的構(gòu)成也將更加復(fù)雜。對包括電廠、電網(wǎng)運(yùn)營商及消費(fèi)者在內(nèi)的所有電力市場的參與者而言，需要新的價(jià)格信號、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)對點(diǎn)式的數(shù)據(jù)交互模式，Data Hub的建立為電力市場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，市場參與者可以通過電子設(shè)備上的客戶端注冊并訪問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)槊恳晃皇袌鰠⑴c者生成對應(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中電力交易流程的執(zhí)行變得更加簡單和高效，Data Hub標(biāo)準(zhǔn)化的電力市場數(shù)據(jù)注冊和分發(fā)的流程也有助于降低市場的準(zhǔn)入門檻，這在某種程度上促進(jìn)了市場競爭，確保了丹麥電力零售市場的健康持續(xù)發(fā)展。
3）國際能源咨詢業(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)。為滿足國際上對綜合能源咨詢服務(wù)日益增長的需求，丹麥國家電網(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┦澜珥敿壍膶I(yè)指導(dǎo)，這也賦予了EEC在能源咨詢行業(yè)超強(qiáng)的競爭力。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OPower能源管理公司經(jīng)營模式
OPower公司通過自己的軟件，對公用事業(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，結(jié)合大數(shù)據(jù)和行為科學(xué)分析，對電力賬單的功能進(jìn)一步拓展。一方面，具體針對用戶家中制冷、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、在線平臺等，加強(qiáng)與用戶的交流反饋。
2）基于大數(shù)據(jù)與云平臺，提供節(jié)能方案。OPower基于可擴(kuò)展的Hadoop大數(shù)據(jù)分析平臺搭建其家庭能耗數(shù)據(jù)分析平臺，通過云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對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”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)營模式并不是B2C模式（企業(yè)對終端消費(fèi)者），而是B2B模式（企業(yè)對企業(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)營模式
日本東京電力公司主要通過以下經(jīng)營模式開展能源服務(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居民客戶的營銷策略，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，對智能家居、建筑節(jié)能、電動汽車等開展研究。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)，并通過儲能和監(jiān)控設(shè)備對室內(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RegModHarz項(xiàng)目
RegModHarz項(xiàng)目開展于德國的哈慈山區(qū)，主要包括2個(gè)光伏電站、2個(gè)風(fēng)電場、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)整合了儲能設(shè)施、電動汽車、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。
2）配電網(wǎng)中安裝了10個(gè)電源管理單元，用以監(jiān)測關(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、電動汽車和儲能裝置共同構(gòu)成了虛擬電廠，參與電力市場交易。
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OGEMA，對外接的電氣設(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)參與市場調(diào)節(jié)提供了參考。
3）基于哈慈地區(qū)的水電和儲能設(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性和不穩(wěn)定性，有效論證了對于可再生能源較為豐富的特區(qū)，在區(qū)域電力市場范圍內(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)營智慧園區(qū)項(xiàng)目，通過接入1.8兆瓦時(shí)的電池儲能系統(tǒng)，大約能滿足100輛電動汽車、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，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。
儲能技術(shù)的應(yīng)用在將具有波動性的風(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。
>>德國最大虛擬電廠運(yùn)營商N(yùn)ext Kraftwerke能源服務(wù)模式
Next Kraftwerke是德國最大的虛擬電廠運(yùn)營商，同時(shí)也是歐洲電力現(xiàn)貨市場（EPEX ) 認(rèn)證的能源交易商，參與能源的現(xiàn)貨市場交易。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)營商提供虛擬電廠的運(yùn)營服務(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，通過虛擬電廠平臺對聚合的各個(gè)電源進(jìn)行控制，從而參與電力市場交易并獲取利潤分成。另一方面，利用生物質(zhì)發(fā)電和水電啟動速度快、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公司占到德國二次調(diào)頻市場10%的份額。
Next Kraftwerke還推出了更標(biāo)準(zhǔn)化的儲能模塊解決方案。存儲系統(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)貨市場的能源。該公司使用算法將能源和存儲資產(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。
>>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)的綜合能源評估模型（IDEAS），可以有效評估這些復(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。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
