中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：以德國(guó)、美國(guó)、日本為代表的國(guó)家工業(yè)綠色微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟，在技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)化機(jī)制和分布式能源整合方面處于領(lǐng)先地位?！霸诠I(yè)綠色微電網(wǎng)領(lǐng)域，中國(guó)雖起步較晚，但通過(guò)政策驅(qū)動(dòng)和示范項(xiàng)目形成快速追趕之勢(shì)，無(wú)論是規(guī)模與政策優(yōu)勢(shì)、技術(shù)整合能力，還是經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)效應(yīng)都可圈可點(diǎn)?！?
快速追趕已成勢(shì)
目前，全國(guó)累計(jì)已有30個(gè)典型案例（如北京亦莊、江蘇鋼鐵園區(qū)），可再生能源就地消納比例最高達(dá)93%，河南省更以政策創(chuàng)新推動(dòng)“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”一體化系統(tǒng)建設(shè)，要求新能源裝機(jī)規(guī)模5MW以上或消納比例超80%；通過(guò)多能互補(bǔ)（光伏+儲(chǔ)能+余熱利用）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)降碳，例如河南豫光金鉛項(xiàng)目年減碳超20%，云南陽(yáng)宗海鋁產(chǎn)業(yè)園年節(jié)約電費(fèi)2080萬(wàn)元；若滿足全國(guó)1%工業(yè)用電需求，可帶動(dòng)60吉瓦新能源裝機(jī)、拉動(dòng)4800億元投資，年減碳3464萬(wàn)噸……西北工業(yè)大學(xué)民航學(xué)院教授吳宇總結(jié)：“在工業(yè)綠色微電網(wǎng)領(lǐng)域，中國(guó)雖起步較晚，但通過(guò)政策驅(qū)動(dòng)和示范項(xiàng)目形成快速追趕之勢(shì)，無(wú)論是規(guī)模與政策優(yōu)勢(shì)、技術(shù)整合能力，還是經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)效應(yīng)都可圈可點(diǎn)?！?/span>
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，湖南省醴陵市已形成集陶瓷原料、裝備、制造、物流于一體的完整陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈。雖然陶瓷產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)?shù)氐膬?yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，但作為能源消耗“大戶”，其能耗占醴陵規(guī)模企業(yè)能耗的60％～70％。這與當(dāng)下工業(yè)發(fā)展向新而行，向綠而進(jìn)的理念相去甚遠(yuǎn)，綠色低碳轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。
“一方面，為落實(shí)‘雙碳’戰(zhàn)略目標(biāo)要求，另一方面，受高溫極熱天氣影響，電力負(fù)荷創(chuàng)新高，電力峰谷價(jià)差擴(kuò)大、電價(jià)上漲；天然氣氣價(jià)漲幅27%，能耗成本大幅上升?！焙咸未蓸I(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱泰鑫瓷業(yè)）泰鑫瓷業(yè)副總經(jīng)理謝蘭表示，為降低成本，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型，泰鑫瓷業(yè)通過(guò)建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，多措并舉進(jìn)行低碳、綠能、綠色、節(jié)能生產(chǎn)，通過(guò)精細(xì)化管理降低能耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著公司光伏電站和儲(chǔ)能電站的接連上線，一張工業(yè)微電網(wǎng)正在泰鑫瓷業(yè)徐徐展開(kāi)。
天津港距離北京亦莊150公里，是中國(guó)北方海運(yùn)主樞紐，更是年吞吐量達(dá)2000萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)箱的世界級(jí)港口。因能耗巨大，以往煙塵滾滾。
現(xiàn)在，由金風(fēng)科技自主研發(fā)的GW155-4.5MW風(fēng)機(jī)徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)。金風(fēng)科技根據(jù)天津港的用能和負(fù)荷特性，結(jié)合可再生能源、微電網(wǎng)、智能控制平臺(tái)，為其量身定制了高效的能源運(yùn)營(yíng)體系和綠電供應(yīng)，全球首個(gè)“零碳碼頭”由此誕生。100%電力驅(qū)動(dòng)、100%使用綠電、100%自給自足?！敖痫L(fēng)零碳”助力天津港實(shí)現(xiàn)了每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤7340.1噸、減碳2.06萬(wàn)噸、節(jié)約電費(fèi)130萬(wàn)元的降碳節(jié)費(fèi)價(jià)值。
中國(guó)能建葛洲壩宜城水泥公司對(duì)分布式光伏、儲(chǔ)能微電網(wǎng)、窯系統(tǒng)低溫余熱發(fā)電等項(xiàng)目的整合利用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降碳，通過(guò)MES數(shù)字化智能能效生產(chǎn)管理平臺(tái)等進(jìn)行合理管控，充分利用光伏、鋰電儲(chǔ)能、低溫余熱等可再生能源，促進(jìn)綠色微電多能互補(bǔ)，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)綠色微電利用最大化。其微電利用占比生產(chǎn)總用能達(dá)40.39%，全年平均用能成本降低了0.07元/度，實(shí)現(xiàn)了綠色微電可再生能源的有效利用和用電成本的降低，推動(dòng)了綠色微電低碳的發(fā)展。
津西鋼鐵廠生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)惡劣，存在高溫、煙塵大、遮擋多等復(fù)雜情況。鋼廠內(nèi)屋頂煙筒、設(shè)備外機(jī)等較多，存在動(dòng)態(tài)陰影遮擋，華為獨(dú)有的組件級(jí)優(yōu)化器技術(shù)可以讓每一塊組件獨(dú)立發(fā)電。該項(xiàng)目在綠地板塊安裝最新智能組件控制器，經(jīng)過(guò)半個(gè)月的對(duì)比測(cè)試，加裝智能組件控制器后系統(tǒng)提升發(fā)電量3.31%。華為智能光伏行業(yè)綠電解決方案憑借智臻安全、智高可靠、智多發(fā)電、智簡(jiǎn)運(yùn)維四大核心價(jià)值，助力津西鋼鐵綠色發(fā)展。
這些成績(jī)的取得，都離不開(kāi)工業(yè)綠色微電網(wǎng)的支撐。清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院智慧微電網(wǎng)研究所執(zhí)行副所長(zhǎng)、北京西清能源科技有限公司總經(jīng)理貢曉旭表示，綠色微電網(wǎng)是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的重要抓手。工業(yè)領(lǐng)域是能源消耗和碳排放的主要來(lái)源，我國(guó)工業(yè)碳排放占比約50%。消費(fèi)側(cè)零碳就緒、供應(yīng)側(cè)綠色清潔，是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的主要路徑。綠色微電網(wǎng)通過(guò)整合光伏、風(fēng)電等可再生能源及儲(chǔ)能技術(shù)，替代傳統(tǒng)化石能源，顯著降低企業(yè)碳排放，直接支撐“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?！肮I(yè)綠色微電網(wǎng)有力支撐工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型，通過(guò)能量管理優(yōu)化調(diào)度，降低用能成本與提高效率。同時(shí)，綠色微電網(wǎng)中光伏、儲(chǔ)能、充電樁等可調(diào)節(jié)資源可聚合參與虛擬電廠、電力輔助服務(wù)，創(chuàng)造額外效益”。
今年，政府工作報(bào)告將“協(xié)同推進(jìn)降碳減污擴(kuò)綠增長(zhǎng)，加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型”作為一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，要求加快發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟(jì)，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。早在2015年7月，國(guó)家能源局就印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，開(kāi)始積極推進(jìn)國(guó)內(nèi)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)，該文件是我國(guó)正式鼓勵(lì)微電網(wǎng)商業(yè)化應(yīng)用的標(biāo)志，至此行業(yè)步入提速發(fā)展期。
2024年2月29日，工信部等七部門發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，鼓勵(lì)具備條件的企業(yè)、園區(qū)建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)，推進(jìn)多能高效互補(bǔ)利用，就近大規(guī)模高比例利用可再生能源；加快推進(jìn)終端用能電氣化，拓寬電能替代領(lǐng)域，提升綠色電力消納比例。
我國(guó)工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展如何突破
工業(yè)綠色微電網(wǎng)是指在工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)，主要電力供應(yīng)來(lái)源為低碳電源的微電網(wǎng)系統(tǒng)，是由分布式綠色電源（如光伏、風(fēng)電）、工業(yè)用電負(fù)荷、配變電設(shè)施及儲(chǔ)能裝置等組成的小型電力系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)工業(yè)用電的可靠、經(jīng)濟(jì)和低碳目標(biāo)，提升能源利用效率。它具有規(guī)模小、綠色、自治三個(gè)特征。通常電壓等級(jí)在110千伏及以下，單個(gè)微電網(wǎng)的容量一般不超過(guò)20兆瓦；電源以循環(huán)能源、可再生能源和其他低碳能源為主，發(fā)電量占微電網(wǎng)總發(fā)電量的比重遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平；具有獨(dú)立運(yùn)行的控制系統(tǒng)，能夠在網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行電力供需的優(yōu)化調(diào)度和自平衡。
與其他國(guó)家相比，我國(guó)的工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展情況如何？吳宇表示，放眼全球，以德國(guó)、美國(guó)、日本為代表的國(guó)家工業(yè)綠色微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟，在技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)化機(jī)制和分布式能源整合方面處于領(lǐng)先地位。例如，德國(guó)通過(guò)“能源轉(zhuǎn)型2.0”政策推動(dòng)工業(yè)園區(qū)微電網(wǎng)與氫能耦合應(yīng)用，美國(guó)加州則依托靈活的電力交易機(jī)制實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)微電網(wǎng)規(guī)模化覆蓋。我國(guó)工業(yè)綠色微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn)？吳宇指出：“相較成熟國(guó)家，中國(guó)在政策執(zhí)行力度和場(chǎng)景應(yīng)用規(guī)模上具備優(yōu)勢(shì)，但在核心技術(shù)（如構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能）、市場(chǎng)靈活性和跨區(qū)域協(xié)同機(jī)制上仍需突破?！?/span>
工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景
為加大對(duì)工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)的推廣，加快工業(yè)節(jié)能降碳。2023年12月，工信部公布了工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應(yīng)用場(chǎng)景與案例名單，共有19個(gè)案例上榜。涵蓋鋼鐵、有色、工業(yè)園區(qū)、機(jī)械、電子、建材等領(lǐng)域?！?/span>
泰鑫瓷業(yè)智慧能源及微電網(wǎng)系統(tǒng)”憑借可再生能源就近高比例消納、重點(diǎn)行業(yè)電氣化靈活性改造提升、工業(yè)余熱余壓利用、智慧能源管控系統(tǒng)支撐調(diào)節(jié)四個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景上榜。泰鑫瓷業(yè)重點(diǎn)用能設(shè)備優(yōu)先采用光伏電站所產(chǎn)出的綠色電能，2024年光伏發(fā)電就地消納比例計(jì)劃達(dá)到87%（實(shí)際用電量301萬(wàn)KWh/發(fā)電量345萬(wàn)KWh）；利用生產(chǎn)設(shè)備用電負(fù)荷可調(diào)節(jié)的特性，通過(guò)數(shù)字化手段在短時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的精準(zhǔn)調(diào)度；在正常生產(chǎn)情況下可調(diào)節(jié)1050KVA電力負(fù)荷，電力負(fù)荷調(diào)節(jié)能力達(dá)到42%，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率和用能效率協(xié)同優(yōu)化。為更大程度利用陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱余壓，泰鑫瓷業(yè)研發(fā)出“陶瓷坯體烘干房余熱利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”發(fā)明專利技術(shù)，結(jié)合干燥線工藝優(yōu)化，年回收利用工業(yè)余能33316GJ，利用率達(dá)85%，年節(jié)約天然氣109.94萬(wàn)m3，年節(jié)約電能122萬(wàn)KW/h。
“泰鑫陶瓷產(chǎn)品智慧能源管控系統(tǒng)”是基于泰鑫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、AIOT物聯(lián)網(wǎng)、泰鑫智能制造車間全自動(dòng)生產(chǎn)線等現(xiàn)代技術(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建的企業(yè)級(jí)智慧能源管控平臺(tái)。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)與智慧能源管控系統(tǒng)進(jìn)行整合，為燒成窯、干燥線、自動(dòng)線等設(shè)備建立了用電、用氣、廢氣排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并能實(shí)時(shí)反映生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)。碳排放強(qiáng)度由2022年的453.2kgCO2/t瓷下降到2024年的404.3kgCO2/t瓷，降幅達(dá)到10.79%。謝蘭透露，下一步泰鑫瓷業(yè)擬建設(shè)容量為1.44MW/2.64MWh儲(chǔ)能電站。儲(chǔ)能電站每天放電約4752千瓦時(shí)，日充電量約5280度。通過(guò)儲(chǔ)能電站削峰填谷，按全年工作330天計(jì)算，全年放電量156.81萬(wàn)千瓦時(shí)，可節(jié)省電費(fèi)109.77萬(wàn)元。
工業(yè)綠色微電網(wǎng)是微電網(wǎng)在工業(yè)場(chǎng)景的深化應(yīng)用，其發(fā)展需資源稟賦、產(chǎn)業(yè)需求與政策機(jī)制協(xié)同發(fā)力。吳宇建議，可以從三方面考量該地區(qū)或園區(qū)是否具備建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)的條件。首先能源基礎(chǔ)良好，電網(wǎng)配套能力強(qiáng)。建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)的地區(qū)需具備分布式光伏、風(fēng)電等資源稟賦，或余熱余壓等工業(yè)能源回收潛力·；配電網(wǎng)架構(gòu)需支持柔性互聯(lián)與分層調(diào)控（如蜂窩狀網(wǎng)架設(shè)計(jì)），并具備儲(chǔ)能調(diào)峰能力（如河南豫光金鉛配置7.5MWh儲(chǔ)能電站）。其次，需地方政策明確新能源消納目標(biāo)。如河南要求新能源裝機(jī)≥5MW或消納率≥80%，市場(chǎng)化機(jī)制完善，如綠電交易、容量租賃等有較明確的規(guī)則。最后，產(chǎn)業(yè)協(xié)同能力較強(qiáng)，需形成產(chǎn)業(yè)鏈配套及技術(shù)融合能力。
工業(yè)綠色微電網(wǎng)更適宜在哪些地區(qū)優(yōu)先發(fā)展？吳宇認(rèn)為，可再生能源富集區(qū)、工業(yè)集聚區(qū)、政策試點(diǎn)區(qū)因具備區(qū)位優(yōu)勢(shì)，可以優(yōu)先布局。第一，可再生能源富集區(qū)。如內(nèi)蒙古鄂爾多斯、云南陽(yáng)宗海等，風(fēng)光資源豐富且消納需求大，可支撐高比例綠電就地利用（如鄂爾多斯實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲(chǔ)100%消納）。第二，工業(yè)集聚區(qū)。鋼鐵、有色、化工等高耗能產(chǎn)業(yè)園區(qū)（如河南豫光金鉛、江蘇鋼鐵園區(qū)），通過(guò)微電網(wǎng)降低用能成本并推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型。第三，山東、江蘇等政策先行區(qū)，可以通過(guò)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范項(xiàng)目（如山東煙臺(tái)長(zhǎng)島微電網(wǎng)群）加速技術(shù)模式推廣。
從“示范探索”邁向“規(guī)?；涞亍?/strong>
盡管應(yīng)用前景光明，但發(fā)展工業(yè)綠色微電網(wǎng)之路充滿艱辛?！翱稍偕茉床▌?dòng)性大、發(fā)電與負(fù)荷不匹配、多能耦合與協(xié)同優(yōu)化技術(shù)不足等問(wèn)題也不容忽視?！必晻孕癖硎荆I(yè)連續(xù)生產(chǎn)需穩(wěn)定供電，但風(fēng)光發(fā)電受天氣影響大，而工業(yè)生產(chǎn)對(duì)電能質(zhì)量要求高；夜間沒(méi)有光伏發(fā)電，只能外購(gòu)電；電、熱、冷、氣等多能源協(xié)同優(yōu)化技術(shù)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用較少。
貢曉旭建議，可以通過(guò)完善配置儲(chǔ)能系統(tǒng)、構(gòu)建智慧能源管控系統(tǒng)解決上述問(wèn)題。第一，平抑風(fēng)光波動(dòng)，匹配工業(yè)負(fù)荷需求，提高光伏消納能力，提高供電可靠性。第二，對(duì)工業(yè)綠色微電網(wǎng)內(nèi)的多種能源進(jìn)行統(tǒng)一管理和優(yōu)化調(diào)度。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)算法等，基于工業(yè)生產(chǎn)的負(fù)荷特性和能源需求，制定最優(yōu)的能源供應(yīng)方案，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和成本最小化。
吳宇表示，除了技術(shù)問(wèn)題外，工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展還面臨三大難點(diǎn)。首先，投資與收益周期長(zhǎng)抑制社會(huì)資本參與。初始投資成本超8000元/千瓦，平均回報(bào)周期需10年以上。其次，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足問(wèn)題突出。目前，一體化解決方案供應(yīng)商集中在長(zhǎng)三角（如上海、江蘇），其他地區(qū)配套能力薄弱。最后，市場(chǎng)化機(jī)制待完善。微電網(wǎng)參與電力現(xiàn)貨交易、輸配電價(jià)核定等仍處于試點(diǎn)階段，缺乏全國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
突破工業(yè)綠色微電網(wǎng)收益周期長(zhǎng)、解決方案少、交易機(jī)制欠缺等瓶頸，需從技術(shù)、市場(chǎng)、政策多維度協(xié)同推進(jìn)。吳宇建議，可以重點(diǎn)實(shí)施以下策略加速產(chǎn)業(yè)成熟。第一，縮短收益周期，激活社會(huì)資本參與。其一，推廣合同能源管理模式。通過(guò)第三方企業(yè)投資建設(shè)微電網(wǎng)（如江蘇示范案例中第三方企業(yè)投資5億元建設(shè)108MW發(fā)電系統(tǒng)），降低用能企業(yè)初始成本壓力，將項(xiàng)目收益周期從10年以上縮短至5年以內(nèi)。其二，創(chuàng)新市場(chǎng)化收益機(jī)制。建立靈活電價(jià)機(jī)制（如江蘇通過(guò)動(dòng)態(tài)電價(jià)提高能源消納比例），推動(dòng)微電網(wǎng)參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)、綠電交易及碳資產(chǎn)開(kāi)發(fā)，拓展收益來(lái)源。
第二，培育一體化解決方案供應(yīng)商。其一，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。鼓勵(lì)新能源、儲(chǔ)能企業(yè)與綜合能源服務(wù)商合作（如上海、江蘇龍頭企業(yè)），組建跨區(qū)域一體化解決方案供應(yīng)商，提升技術(shù)整合能力。其二，加快技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)化，推動(dòng)廠房光伏、多元儲(chǔ)能、智慧能源管控系統(tǒng)等核心設(shè)備研發(fā)，形成技術(shù)裝備推薦目錄，降低項(xiàng)目復(fù)雜度。
第三，完善市場(chǎng)化交易機(jī)制。其一，明確交易規(guī)則。制定全國(guó)統(tǒng)一的微電網(wǎng)輸配電價(jià)核定標(biāo)準(zhǔn)，試點(diǎn)容量租賃和現(xiàn)貨交易機(jī)制，明確供電責(zé)任劃分（如河南要求新能源裝機(jī)≥5MW或消納率≥80%）。其二，擴(kuò)大試點(diǎn)范圍。在山東、江蘇等政策先行區(qū)探索跨園區(qū)能源交易，允許微電網(wǎng)作為獨(dú)立主體參與電力市場(chǎng)，推動(dòng)規(guī)?；瘧?yīng)用。
系統(tǒng)性解決工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展問(wèn)題，需從長(zhǎng)計(jì)議，多方協(xié)作，才能推動(dòng)其從“示范探索”邁向“規(guī)模化落地”，更好地為新型工業(yè)化注入綠色動(dòng)能。
