園區(qū)電氣化，綜合能源服務(wù)當(dāng)成主抓手

園區(qū)是城市經(jīng)濟的主要承載平臺和增長動力。根據(jù)華為與埃森哲共同發(fā)布的《未來智慧園區(qū)白皮書》，90%以上城市居民工作與生活在園區(qū)，80%以上的GDP和90%以上的創(chuàng)新在園區(qū)產(chǎn)生。不同園區(qū)由于資源稟賦、社會經(jīng)濟發(fā)展等狀況各有差異，在開展綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃時技術(shù)路線應(yīng)各有側(cè)重。自本期起，針對智慧電力綜合用能型、地?zé)崴簇S富型、大型能源設(shè)施輻射型、風(fēng)光資源充裕型、傳統(tǒng)化石資源便利型五類園區(qū)，結(jié)合其基本經(jīng)濟社會發(fā)展特點、能源系統(tǒng)特點，提出因地制宜的綜合能源技術(shù)路線以及規(guī)劃建議，以饗讀者。

《中國電氣化發(fā)展報告2019》顯示，2018年我國電能占終端能源消費比重達(dá)25.5%，預(yù)計到2035年，這一指標(biāo)將提高至36%—38%。

園區(qū)在很大程度上會成為推進(jìn)電能替代工作、提升城市電氣化水平的重要抓手。尤其是以機械制造業(yè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主的產(chǎn)業(yè)園區(qū)以及一些集商業(yè)、辦公、居住于一體的功能性園區(qū)，其本身存在高品質(zhì)負(fù)荷需求，能源消費以電力為主，同時對能源系統(tǒng)的精細(xì)化管控、智慧化管理有較高訴求。

結(jié)合上述特點，筆者給出五條針對這類智慧電力型園區(qū)能源系統(tǒng)規(guī)劃的建議。

充分發(fā)揮電能的高品位能源特性，在大規(guī)模高品質(zhì)負(fù)荷需求園區(qū)優(yōu)先采用公共配電網(wǎng)供能模式，適應(yīng)電力市場改革方向，進(jìn)一步提升電能質(zhì)量

智慧電力型園區(qū)主要涉及精密儀器、通信電子設(shè)備、新材料、工藝品制造、金屬制品、紡織、塑料、食品生產(chǎn)等行業(yè)，上述行業(yè)的電力消費占比均超過50%，其中通信電子設(shè)備制造業(yè)的電力消費占比更是高達(dá)91%。可見這類園區(qū)沒有大規(guī)模采暖、蒸汽等負(fù)荷需求，園內(nèi)以電力消費為主，且高度關(guān)注電能質(zhì)量問題。

考慮到電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)相對成熟，目前國內(nèi)城市配電網(wǎng)供電可靠性最高可達(dá)99.999%，且電能傳輸損耗約2%—3%，采用公共配電網(wǎng)作為這類園區(qū)能源供應(yīng)主要支撐，不僅可以滿足用戶對高品質(zhì)用能的需求，同時可以保障園區(qū)內(nèi)能源系統(tǒng)的安全可靠、經(jīng)濟高效運行。

此外，隨著電力市場改革的推進(jìn)，提供更優(yōu)質(zhì)的差異化電能質(zhì)量服務(wù)將成為發(fā)展趨勢，這意味著用能對園內(nèi)企業(yè)而言將不僅是一種成本支出，還可能是創(chuàng)造利潤的手段。

充分發(fā)揮電力基礎(chǔ)設(shè)施在系統(tǒng)布局、用戶配置等方面的平臺優(yōu)勢，兼顧各種能源系統(tǒng)特點，科學(xué)合理配套其他能源供應(yīng)方式，實現(xiàn)園區(qū)綜合能源的最高效利用。除電力外，智慧電力型園區(qū)還需要滿足其他形式的能源需求，園區(qū)的能源供給是一種多能源耦合的模式

考慮到電力基礎(chǔ)設(shè)施在系統(tǒng)布局以及用戶配置等方面的平臺優(yōu)勢，熱（冷）負(fù)荷需求可以通過能量轉(zhuǎn)化設(shè)備由電能轉(zhuǎn)化而來，具體設(shè)備包括地源熱泵、空氣源熱泵、壓縮式制冷機等。

同理，燃?xì)庳?fù)荷也可以通過電轉(zhuǎn)氣設(shè)備實現(xiàn)供應(yīng)。此外，園區(qū)能源系統(tǒng)還可配置冰蓄冷空調(diào)、蓄熱罐等蓄熱（冷）等儲能設(shè)備來提高能源供應(yīng)靈活性。

以國家電網(wǎng)公司北方客服中心園區(qū)為例，這是一個集生產(chǎn)、辦公、生活于一體的高度電氣化的園區(qū)，園內(nèi)使用電炒鍋、電炸鍋、電蒸鍋和蓄熱式電鍋爐等廚房設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤燃?xì)庠O(shè)備，年電能替代用電量為1224.4萬千瓦時，相當(dāng)于電代煤約7424.7噸/年，電代氣約24.4萬立方米/年，產(chǎn)生經(jīng)濟效益約797.7萬元。

充分發(fā)揮電力在各類能源及消費方式中的高效靈活轉(zhuǎn)換作用，大力開發(fā)園區(qū)內(nèi)部及周邊風(fēng)、光、地?zé)?、生物質(zhì)等可再生能源資源，著力提高清潔能源發(fā)電占比在能源和環(huán)保的雙重壓力下，我國的能源消費結(jié)構(gòu)在不斷優(yōu)化升級，清潔能源發(fā)電占比逐年提升

中電聯(lián)數(shù)據(jù)顯示，到2030、2050年，清潔能源發(fā)電裝機占比分別達(dá)到59%、86%，發(fā)電量占比分別達(dá)到48%、83%。

智慧電力型園區(qū)在進(jìn)行能源系統(tǒng)規(guī)劃時，可因地制宜規(guī)劃一些光伏、小型風(fēng)力機、熱泵等分布式可再生能源發(fā)電項目，同時配合儲能、新能源并網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用。

一方面，充分利用電力在能源匯集傳輸和轉(zhuǎn)換利用中的樞紐作用，促進(jìn)園區(qū)內(nèi)部及周邊可再生能源資源的開發(fā)利用，提高園區(qū)清潔能源發(fā)電占比；另一方面，可再生能源發(fā)電除自發(fā)自用外，還可余電上網(wǎng)，獲得一定盈利。

上海電力大學(xué)臨港校區(qū)就是典型的風(fēng)光儲一體化、電熱冷多能供應(yīng)的智慧電力型園區(qū)。校園內(nèi)配置的光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)，承擔(dān)了校區(qū)17%的電力供應(yīng)；同時采用空氣源熱泵和太陽能光熱互補供應(yīng)熱水，滿足校區(qū)1000多名師生生活熱水需求，校園整體能耗比一般校園低25%左右。

充分利用電能可精確測量、可精準(zhǔn)控制、可統(tǒng)一調(diào)控的特點，構(gòu)建園區(qū)級智慧電力能源管理平臺，與城市管理系統(tǒng)協(xié)同融合實現(xiàn)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的智慧化管控智慧電力型園區(qū)所在地區(qū)工業(yè)化水平較高，粗放的能源管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前社會的高質(zhì)量發(fā)展，有必要進(jìn)行能源精細(xì)化管控

考慮到電能可精確測量、可精準(zhǔn)控制、可統(tǒng)一調(diào)控的特點，以及對電力系統(tǒng)已有的智慧管控平臺的利用，構(gòu)建園區(qū)智慧電力能源管理平臺，有效配置園區(qū)各類能源資源生產(chǎn)、傳輸、消費各環(huán)節(jié)，提高綜合能效、降低用能成本。

蘇州獨墅湖科教創(chuàng)新園區(qū)，就通過智慧能源管理平臺以及電力需求側(cè)平臺每年可降低10%的能耗，節(jié)電約713.15萬度，減少二氧化碳排放約5883.49噸，相當(dāng)于種植了12652棵樹。

未來，園區(qū)的智慧能源管理平臺可以為更大片區(qū)甚至城市級的資源互補協(xié)調(diào)與優(yōu)化配置提供支撐，通過需求側(cè)響應(yīng)、分布式能源交易等方式提供綜合能源增值服務(wù)，增強用戶參與度與獲得感，構(gòu)建共贏、共享的能源生態(tài)圈。

因地制宜推廣高效儲能、交直流電網(wǎng)等電力新技術(shù)、新設(shè)備，打造智慧電力型園區(qū)能源系統(tǒng)的亮點，展現(xiàn)園區(qū)系統(tǒng)的創(chuàng)新性和示范性

一般而言，智慧電力型園區(qū)經(jīng)濟實力、科技實力都比較強，園區(qū)主體投資商可以接受一些前期投資成本較高的項目或者推廣應(yīng)用一些能源新技術(shù)或新理念。

筆者建議，因地制宜推廣電力、通信等領(lǐng)域的新技術(shù)，滿足終端用戶對電、熱（冷）、氣等多種能源的個性化需求；或者結(jié)合園區(qū)所在地區(qū)的政策導(dǎo)向、基建水平、電力市場改革情況，在園區(qū)推動綜合能源服務(wù)項目落地。

同里綜合能源服務(wù)中心，作為蘇州城市能源變革創(chuàng)新的示范區(qū)，是一個以電網(wǎng)為平臺、再電氣化為核心，推廣應(yīng)用包含高溫相變儲熱、交直流配電網(wǎng)、能源路由器等15項能源創(chuàng)新技術(shù)在內(nèi)的綠色低碳園區(qū)。

其中，高溫相變儲熱項目裝置電熱效率高達(dá)95%以上，可有效消納谷電或者棄風(fēng)、棄光等可再生能源，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力；而低壓直流配電網(wǎng)項目，滿足分布式電源和負(fù)荷的即插即用，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)供電可靠性達(dá)99.9999%，綜合能效可提升6%。

總之，智慧電力綜合用能型園區(qū)是實現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)耦合、綜合能源服務(wù)應(yīng)用的絕佳場景，規(guī)劃這類園區(qū)的能源系統(tǒng)應(yīng)綜合考慮園區(qū)功能定位、政策環(huán)境、資源稟賦等因素，構(gòu)建以電為中心、多能耦合的“網(wǎng)—源—荷—儲”互動型綜合能源系統(tǒng)，打造能源供應(yīng)清潔化、能源配置智能化、能源消費電氣化、能源服務(wù)共享化的園區(qū)級能源互聯(lián)網(wǎng)。

(作者供職于國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院)