“双碳”战略目标下,能源互联网价值何在?
IESPlaza综合能源互联网+报道:能源互联网是将系统性思维和数字化技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的新型生态化能源系统,目标以可再生能源优先,以电力为基础,通过多能协同、供需协同等找到“能源不可能三角”的平衡点。以新能源为主体的新型电力系统是能源互联网双碳目标下现阶段发展的核心形态。
中国银河证券研究院认为,在“双碳”政策及新能源产业蓬勃发展的背景下,能源互联网系统将迎来重大发展机遇,主要体现在:1)能源系统的结构将转变为集中式与分布式相协调。分布式结构将产生巨大的增量发展空间;2)新型电力系统需要电网进行数字化转型;3)伴随着以上基础设施加快部署并形成经济规模,平台化能源供给、能源交易与综合能源服务模式也将逐步出现。
▲能源互联网的演进层次
能源系统分布式结构中的三个关键增量环节
能源系统分布式结构中,储能及储能系统是核心,储能云网作为连接储能系统的平台将在多领域发挥作用;储能系统是微网的组成单元之一,微网是分布式结构不可或缺的部分,“储能云网+微网”实现区域内功率和电力的平衡;虚拟电厂是储能云网的重要应用之一,强调数据分析和运营,参与电力交易市场,微网可以看作是其职能单元。
储能具有多种应用场景,包括发电侧、电网侧和用电侧,在不同场景下,储能在市场上体现的价值也有所不同。随着新能源大规模开发、高比例并网,电力电量平衡、安全稳定控制等方面将面临巨大挑战。储能作为支撑可再生能源发展的关键技术,可运用于电力系统的发、输、配、用、调度等多个环节,有助于稳定电网,提供更多应用场景。
储能云网作为连接储能系统的平台,依托人工智能、区块链、大数据等技术,以储能为核心,可以有序引导储能充放电,优化储能系统充放电控制策略,是集规划设计、能源接入、运行监控、运营分析、调度控制、能源消纳、交易结算、智能运维、能效管理、新能源产业链相关客户服务于一体的平台,可在电网多领域发挥作用。
▲储能云网平台总体架构
储能作为分布式结构的核心,使得储能云网具有多种应用模式,主要包括新能源运营、工业园区综合能源服务、系统级备用电源租赁托管、交易结算、虚拟电厂等多种模式。例如,工业园区综合能源服务模式中,在用户侧,通过“储能云网+微网”的合作,实现园区办公用电、充电桩用电、数据中心供电和紧急备电等,实现多能源的高效、互补、节约、共享。
微网是由分布式能源、能量变换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统,包含了分布式可再生能源接入设计、运行、控制、保护的整体集成技术,是一个能够实现自我控制和管理的自治系统。
据Markets and Markets发布的报告显示,全球微网市场将从2018年的222.2亿美元增长到2023年的391亿美元,期间复合年增长率为11.97%。大学校园、工/商业区、城市和公用事业单位、医疗保健等建筑微网将以最高的年复合增长率增长。
虚拟电厂是利用物联网和先进通信技术,聚合分布式电源、储能、可调负荷等各类分布式资源形成的电源协调管理系统。虚拟电厂是储能云网平台的重要应用之一,微网可以看作是虚拟电厂的职能单元。通过储能云网平台将分布式储能资源或零散分布、不可控的负荷资源转化为随需应变的“虚拟电厂”资源,利用虚拟电厂的聚合功能,形成规模化“削峰填谷”响应,实现储能资源的最大化利用。
数字电网:以数字化赋能新型电力系统
数字电网是以云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、区块链等新一代数字技术为核心驱动力,以数据为关键生产要素,不断提高数字化、网络化、智能化水平,而形成的新型能源生态系统。从10年前的智能电网到如今的电网数字化转型,数字电网将成为承载新型电力系统的最佳形态。
“十四五”期间电网建设重点在于配网,南方电网“十四五”规划投资中配网投资达到3200亿元,占总投资的近一半。而国家电网“十四五”计划2.23万亿投资中约有30-50%将用于配用电侧。
▲南网“数字电网”转型目标
《南方电网“十四五”电网发展规划》提出了在智能输、配、用电建设方面的目标。其中,在智能用电方面,南方电网将推进终端电气化提升,推进综合能源服务,提出“变电站、充换电站、储能站、数据中心、5G基站等多站合一,到2025年力争多站融合变电站达100座,打造智慧能源示范区。
在数字电网的建设要求下,物联网、大数据、人工智能技术将发挥重要作用。其中,物联网智能终端作为采集数据的基础层设施将得到广泛的应用。
价值拓展:能源服务、交易平台、运营场景落地
能源管理服务主要包括家庭能源管理(HEMS)、企业能源管理、区域和城市能源管理,通过先进的信息通信技术手段,合理有效地利用水、电、油、气、光、风、储能等多种能源。
通过能源管理服务,为政府和企业用户提供覆盖碳排放监测与管理、碳排放数据分析、碳资产管理等全链条数字化服务,还有助于家庭和个人实时了解和管理能耗情况,提高家庭用能效率,此外,在能源服务中,还伴随着相关数据服务,挖掘能效管理的大数据,为社会和区域等更大范围的能源管理提供信息支撑。
在交易平台方面,2021年7月16日,全国碳市场正式开始并启动上线交易,发电行业成为首个纳入全国碳市场的行业,纳入重点排放单位超过2000家。
根据碳市场的发展历程和发展现状,电力行业是最早参与碳市场的行业之一,其碳市场建设处于全国领先水平,且碳市场的交易主体集中在电力企业等重点排放单位,电力行业及相关企业值得重点关注。一方面,碳交易促进能源结构转型,为电力企业创造新的利润点。另一方面,随着绿色电力交易正式启动,电力市场服务运营平台的需求进一步增加,能源互联网企业有望推出电力交易平台相关新业务。
随着能源互联网加快推进,能源需求侧也逐渐孕育出了新的运营场景,其中城市充电站、智慧园区较为典型。
充电桩是电动汽车与能源互联网的互联节点,既是电动汽车和电网之间的电流节点,也是电动汽车使用与运行大数据的主要采集节点。随着大数据、云计算和区块链技术的不断发展,未来在交通出行、社会能源等方面的增值服务也将有赖于充电桩大数据的支持。充电桩运营商成为新型售电商,赚取峰谷价差收益。
能源互联网是智慧园区应用的主要技术之一,以电力为中心的综合能源服务在园区中应用最为典型。与此同时,为响应国家优化能源结构、节能提效的能源战略,越来越多的机构和企业开发智慧园区能源系统,为园区和企业提供创新管理和运营服务。
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