“从我国低碳化、数字化能源发展方向来看,能源系统将由集中式向分布式转变,分布式能源优势会进一步凸显。”12月10日,在第三届(2020)中国城市能源变革峰会暨第二届分布式能源生态论坛上,中国城市燃气协会分布式能源专业委员会主任、上海航天工业(集团)有限公司总裁方建平强调,未来,分布式能源将在解决韧性化能源上扮演重要角色,成为新兴产业群。
在他看来,打造安全可靠、绿色低碳、高效经济的韧性能源应是分布式能源与智慧能源的战略使命。未来,我国分布式能源发展应把握数字化、智能化核心,向低碳化、数字化的综合智慧能源不断演进,为建设城市能源大脑提供基础应急安全保障能力。
当前,各国都提出了雄心勃勃的脱碳计划。为加快能源转型、提高能源安全以及减少对化石能源的依赖,世界各国均主要集中于发展太阳能、风能与生物质能,这与目前我国提出的能源战略不谋而合。
丹麦Samso岛是被称为“新能源天堂”的绿色能源岛,其面积仅约114平方公里,常住居民4000余人,1998年该岛只有8%的电力和15%的热力来自于可再生能源,但到2007年,通过风电、光伏、生物质已经实现了能源100%自给自足。Samso岛的目标是到2030年完全实现零化石燃料,成为世界上第一个100%可再生能源岛。
再比如拥有近900年历史的德国吕贝克市,其通过市场化整合,由德国吕贝克公共事业公司,作为一家综合能源服务企业,为城市供电、供水、供热、供气提供全方位服务。值得一提的是,该公司有三分之一的员工是经济师,从而实现了对城市能源需求进行精准预测、调度与智能交易决策,大大降低了运行成本,提高了城市能源供应安全系数。
在我国,未来,能源发展方向主要表现在:一是向靠近终端的智慧化发展;二是低碳化发展;
其中,在终端智慧化方面,由于政策要求的逐渐趋严、能源供应的多样化,以及技术装备的不断进步,靠近终端的能源供需成本将不断降低、管理将趋于精细化,这为分布式能源这种新型能源利用模式提供了广阔的舞台。换句话讲,分布式能源将在实现终端能源供需系统的韧性化转型方面扮演重要角色,成为新兴产业群;
而在低碳化方面,未来十年,伴随着我国能源结构发生巨变,以及新型能源体系向绿色、韧性转型,其催生的绿色能源投资将达到现有GDP的4%,约4万亿元。在此过程中,能源行业特征与市场格局将有望得到重塑,能源政策、标准、行业协会、能源媒介等支持与服务体系将同步发生巨变。
从低碳化、数字化能源发展方向来看,能源系统由集中式向分布式转变,大网与小网相组合是大势所趋。分布式能源也应把握“新基建”数字化、智能化的核心,将向低碳化、数字化的综合智慧能源演进。
智慧化的核心是贴近用户侧能源供应、重视用户体验。以物联网、互联网、大数据为核心推手的智慧能源,将有望极大创新天然气的终端应用形式与商业模式。如建筑物过去只是用能主体,按照新经济理论,未来其不仅是用能单位,更将是创造能源的单位,耗能和产能要进一步结合,从而推动能源企业由供应资源向提供服务转变。
从技术创新角度看,打造安全可靠、绿色低碳、高效经济的韧性能源将是智慧能源与分布式能源的战略使命。
截至目前,我国已构建完成基本的能源保障体系。伴随着能源结构低碳化,与城市管理终端化、精细化发展,分布式能源技术借助可控可靠、启动快速的优势,将有望在解决韧性化能源系统建设方面扮演重要角色,成为解决城市能源供应与管理痛点和难点的重要“抓手”,在城市能源大脑建设过程中提供基础应急安全保障能力。
如上海市应急管理局就已在“十四五”规划中提出建议:针对超大型城市安全运行特点,结合电网、气网、热网等能源供应系统,在全市规划建立绿色高效的网络化、离网型应急能源保障系统,并纳入市“一网统管”系统。重点支撑重要区域和场所,如超高层建筑、交通枢纽、医院、养老院、图书馆、数据中心、科学实验基地等建设离网型应急能源系统,增强城市能源的绿色化、韧性度。
此外,在国家能耗总量与排放控制要求下,可再生能源势必会大规模发展。而助推城市能源绿色韧性转型,还应进一步推动传统能源与可再生能源有机结合,创新技术和商业解决方案。比如将富余可再生电力(光伏、风电),首先通过电解氢气,用氢气与沼气中的二氧化碳结合,形成代用天然气(人工甲烷,即可再生天然气),再注入到天然气管网。这方面欧盟已有广泛实践,我国也应该开展这方面的技术储备。
事实上,目前国内不少省市均已将氢能作为主要能源产业布局方向。但个人建议应借鉴欧盟做法,利用已建成的大规模天然气管网优势,发展可再生天然气,即电解水制氢,再制甲烷。在布局氢气产业的同时,可提高天然气供应保障力度,降低我国能源对外依存度。
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