综合能源服务与产业分析（深圳储能会议）-张钟平

求真 务实 专业 纯粹 综合能源服务与产业分析 华电电力科学研究院 有限公司 国家能源分布式能源技术研发（实验）中心 汇报人 :张钟平 二 O一九 年 十一 月 目 录 CONTENTS 综合能源服务和产业 综合能源主要技术研究 02 03 04 国内外综合能源发展 综合能源案例05 国家能源分布式研发中心06 01 综合能源背景 综合能源背景 01 01-1 国家能源战略 根据习总书记提出能源 消费 、 供给 、 技术 、 体制 四个革命和国际合作的战略思 想 。 十九大报告强调中国特色社会主义新时代贯彻坚持 “ 创新 、 协调 、 绿色 、 开发 、 共享 ” 新发展理念 ， 建设 “ 清洁低碳 、 安全高效 ” 的现代能源体系 。 在 《 十三五能 源规划 》 、 2016-2030年 《 能源技术革命和创新行动计划 》 、 《 能源生产和消费革 命战略 》 高度关注 能源转型和现代能源系统 构建 。 现代能源转型与体系构建是时代背景下更安全、更高效、更绿色能源的需求 5 01-1 国家 能源战略 2014.6 习近平： 能源消 费革命是国家长 期战略 李总理：互联 网 +行动计划 国家发改委： ” 互 联网 +“ 智慧能源 发展指导意见 国家能源局： ” 互 联网 +“ 智慧能源 示范项目 2015.3 2016.2 2016.7 2017.1 2017.2 2017.7 2018.3 国家能源局：首批 多能互补集成示范 项目 国家能源局：微电 网管理办法 国家发改委：推进 冰箱微电网建设试 行办法 国家发改委：关于 提升电力系统调节 能力的指导意见 6 01-2 综合能源服务概念 供 能 用 能 服 务 冷、热、电、气等多联供方 向发展，实现多种能源相互 转化、分配、存储和消费 综合能源服务是？包含什么？有何特点？ 综合 能源 用能种类 、 用能方式 、 用能 层次的多样化 规划设计 、 工程投资建设 、 多能源运营 、 投融资 、 购 售电 、 数据交互 、 设备诊 断 、 能效检测等 综合 服务 三个方面 二个核心 一类系统 7 01-3 综合能源发展 综合能源发展将是我国现代能源体系的重要组成部分 第一阶段，传统能源与模式。主要是节能减排、节能设备，以及能源像 普通的商品一样进行销售和买卖。 第二阶段 ， 分布式能源 。 20世纪 70年代 ， 随着光伏 、 风力 、 生物质能的 发展 ， 分布式能源服务也开始发展吸收的资本更多 ， 发展模式更加多样 化 。 第三阶段，综合能源。随着第四次工业革命以及结合 5G、物联网、人工智 能、云计算、边缘计算、新能源等新兴技术，重新定义多维度、多层次的 深度综合能源服务。目的是提高可再生能源的利用率、节约资源和系统能 效。 第三代电力系统是基于可再生能源和清洁能源，可持续发展的综合能源电力发展模式。（ 2019.9.20，周孝信院士在中国电机工程学会） 国内外综合能源发展 02 9 02-1 综合能源发展 1909 1946 1973 1975 1979 1990 1995 1999 2000 2001 2006 2009 2010 2013 2014 2017 RWE(德国莱茵集 团 )开始建设天然 气供应网络，成 为电力和天然气 供应商 法网燃气公司 （ ENGIE集团前身） 提供电力和天然气 服务 第一次 石油危机 第二次 石油危机 第三次 石油危机 高效照明 和空调技 术突破 欧洲开展 综合能源 系统研究 ENEL（意大利国家 电力公司）进入天 然气配售领域，实 现电力和天然气双 重供应 美国开展 综合能源 系统研究 日本开展 综合能源 系统研究 SSE（苏格兰和南 部能源公司）收购 天然气资产，成为 电力和天然气供应 商 国家能源局 推进 55个能 源互联网示 范项目建设 法国天然气和电 力实行国有化 70年代中期， 节能服务逐渐兴 起，合同管理出 现 70年代末，分 布式能源服务出 现 能源市场管 制弱化 公共事业企业等 大型公司进军节 能服务和分布式 能源服务领域 安然公司倒闭 能源监管加强 国务院印发《关 于加强节能工资 的决定》 中节能成立， 南网综合能源公 司成立 国网节能服务公 司成立 我国推进能源生 产和消费革命 公司向综合能源 服务商转型 系统集成式服务 新技术 /新模式融合式服务 能源组合供应式服务 10 02-2 国外发展情况 -德国 2000年德国制定了能源转型的政策 ， 德国联邦经 济和技术部在智能电网的基础上启动了 “ E-Energy- 以 ICT为基础的未来能源系统 ” 促进计划 ， 提出打造新型 能源网络的目标 。 E-Energy计划旨在推动地区和 相关 企业积极参与创建基于 ICT技术 的能源系统 。 形成 智能 发电 、 智能电网 、 智能用电为一体的能源互联网系统 。 在 E-Energy项目实施以后，德国政府还推进了 IRENE、 Peer Energy Cloud、 ZESMIT和 Future Energy Grid等项目。 分散发电已越来越成为工业客户和家庭的选择 围绕数据使用的新参与者和商业模式越来越多 日益增加的复杂性，中央能源越来越受到质疑 数据来源： ttps://www.steag.com 11 02-2 国外发展情况 -德国 STEAG 地热区域供能 能源优化系统 工业照明规划与服务 15MW电池储能 空调系统改造 压缩空气供给 移动电源服务 1961移动供热车 12 美国 OPower能源管理公司 02-3 国外发展情况 -美国 Oracle 数据来源： https://www.oracle.com 2016年 ， 美国 Oracle公司将 Opower合并 ， 打造基于物 联网的综合能源服务产业和模式 。 Opower的解决方案使超过 100家全球公用事业 ， 通过 6000万个测量终端为 600万客户提 供能源数据服务 ， 包含 客户服务接口 、 数字自我 、 能源需求管 理 、 能效服务 、 主动提醒 等服务 ， 公用事业数据已覆盖全美 37%的家庭 。 13 02-3 国外发展情况 -美国 Oracle 需求管理 客户服务 网页服务能源效率 需求响应 电话服务 积分与奖励 个性化能源服务 综合能源服务数据分析 电话数据测量数据 消费数据供水数据能耗数据 优化分析人员数据 数据来源： ttps://www.oracle.com 14 02-4 国外发展情况 -日本 ◼ 日本的能源严重依赖进口，因此日本成为最早开展 综合能源系统研究 的亚洲国家。 日本对能源的协 调管理与优化开展了长期研究，形成了独具特色的能源发展之路，在能源发展战略上，特别强调不同 能源之间的综合与协调。 ◼ 2009年日本政府公布其 2020、 2030 和 2050 年温室气体的减排目标，并认为构建 覆盖全国的综合能 源系统 ，实现能源结构优化和能效提升，同时促进可再生能源开发 ，是实现这一目标的必由之路。 ◼ 2010年 4月由 NEDO发起成立的 JSCA ( Japan smart community alliance) ，主要致力于 智能社区 技术的研究与示范。在 社区综合能源系统 ( 包括 : 电力、燃气、热力、可再生等 ) 基础上，实现与交通、 供水、信息和医疗系统的一体化集成。 ➢ 特点： ➢ 1）日本分布式能源互联网大多以燃气公司为主来，配置的设备大多是以天然气 为燃料分布式 能源。 ➢ 2）日本分布式能源的网络化应用更关注区域内用户间的热融通。 ➢ 3） 根据用户类型制定差异化的服务策略，注重技术研发，提高能源效率。 日本分布式综合能 源应用项目大多是结合既有建筑节能改造进行推进。 日本的分布式能源应用正从传统单体模式走向互联网模式，其综合能源也应用 的更加广泛。以区域热融通为实施内容， 侧重于互联网理念在能源物理层面的渗透。 15 02-4 国外发展情况 -日本 大阪市岩崎地区拥有京瓷大阪体育场 、永旺百货等大型设施。 2013 年开始 ，利用区域内热电 联产系统作为特定 电气事业，对 5家 用户供 电。在 区域内实现冷热电联供的同时 ， 利用 I T 技术实施需求侧响应， 确立了智慧能源网络架构 。 柏叶智慧城市项目 柏叶已经实现了区域能源管理一体化 ， 柏叶智 慧城市运 用了 区域能源管理系统 （ AEMS） ， 整个区域的能源信息被集中起来进行统一处理 ， 另外区域还设置了备用蓄电池设备 ， AEMS作为 柏叶智慧城能源系统的核心 ， 还与 楼宇能源管 理系统 （ B E M S ） 和 家 庭 能 源 管 理 系 统 （ HEMS） 进行信息交换 。 16 日本东京电力公司经营模式 为客户提供各种电价方案和电气设备方案的优化组合，向 客户提供电 力、燃气、燃油最佳能源组合方案 ；制定差异化服务策略 提供全方位的 节能协助服务 ，帮助客户改进设备，实现节能目标；兼顾包括通讯在内的建筑 物设备 设计 、 施工、维护等全方位设计服务 。针对居民客户，东京电力公司将其需求定位为： 舒适性、节能、环保、安全、经济。为此，东京电力公司确定了对居民客户的营销策略，即 推广 IH炊具（一种高效的用电炊具）、节能热水器等高效电气产品构成的“全电气化住宅” 节能服务与营销 一方面为用户提供节能服务，提供包括 节能诊断、解决方案、维护设备及运营管理 等 服务。另一方面通过智能电表、通讯网络与服务器建立智能用电系统，引导用户错峰 用电 多种手段帮助用户节能 公司设有技术开发研究所，对智能家居、建筑节能、电动汽车等开展研究。如在智能家居方面，东京 电力公司研究将电动汽车接入智能家居控制系统，根据系统供电负荷情况以及预设方案进行充电或放 电。此外，还利用地源热泵、太阳能发电等技术，并通过储能和监控设备对室内环境温度进行调节， 电器用电情况及环境状态也将被纳入统一监控，以此实现家居用能的集中调节及优化。 注重研发，提高效率 02-4 国外发展情况 -日本 17 2019年 6月中国华电发布国内同类型企业首个 综合能源服务类行动计划 ， 这是 中国华电持续推进 “ 三个转变 ” ， 加快高质量发展的又一重大举措 。 根据 《 行动计 划 》 ， 中国华电将按照 “ 试点先行 、 全面推进 、 引领提升 ” 三个阶段 。 02-5 国内发展现状 -中国华电集 团 18 工作 目标 ： 按照 “试点先行、全面推进、引领提升”三个阶段安排综合能源业 务，进行能源产业价值链的整合 发展。 ◆ 到 2020年综合能源业务销售收入 300亿元，探索并 形成具有华电特色的综合能源服务模式 ； ◆ 到 2025年综合能源业务销售收入 550亿元，建立综 合能源服务产业体系，公司成为国内领先的综合能 源服务商 ； ◆ 到 2035年综合能源业务销售收入 1000亿，市场份额 进一步扩大，公司成为国际一流的综合能源服务商 。 02-5 国内发展现状 -中国华电集 团 19 02-6 国内发展现状 国网电网公司 华能集团 布局 市场化售电、增量配电、可再生能源业务 ，面向园 区和大用户拓展 能源一体化供应业务，探索碳资产、绿证等新 兴增值业务 。建立人才激励等灵活的市 场化机制，设立综合 能源服务基金，进军综合能源服务国际市场。与华为公司签订 合作协议，加强在售配电及综合能源服务等领域的深度合作。 华能新加坡大士能源公司综合能源服务体系 2017年发布了 《 国家电网公司关于在各省公司开展综合能源服务 业务的意见 》 ， 2019年 2月印发 《 国家电网有限公司关于推进综合 能源服务业务发展 2019~2020年行动计划 》 ， 2019年 4月建设 “ 三 型两网 ” ， 2019年 10月 ， 发布 《 泛在电力物联网白皮书 2019》 20 南方电网公司 南方电网综合能源有限公司是国内成立较早、也是比较典型的 能源服务公司。该 公司于 2010年底成立 ，是南方电网公司的控股 子公司，节能减排业务是其最传统的业务。建立了以 节能服务、 能源综合利用、新能源和可再生能源开发为主的“ 3+N”综合能 源服务体系 。 2019年 1月南方电网《关于明确公司综合能源服务 发展有关事项的通知》，明确了南方电网综合能源服务发展重点， 支撑 南网向能源产业价值链整合商转型 。 02-6 国内发展现状 综合能源服务体系与产业 03 22 03-1 综合能源服务系统 物理基础 ： 多能协同 能源网络 实现手段 ： 信息能源 系统 价值分配 ： 创新模式 能源运营 综合能源服务通过能源输送网络、信息物理系统、综合能源管理平台以及信息和增值服务， 实现能源流、信息流、价值流的交换与互动。 23 能源定制 能源物流 能源交易 智慧能源综 合服务平台 能源金融消 费与交易 用户 冷热用户 电能汽车 用户 燃气用户 多种能源互济 能源信息互用 服务提供 按需提供 物理互联 形式互换 冷热管网 配电网 天然气管网 电网 作用： 能源企业孵化； 产学研用一体化； 新技术和成果推广； 促进行业健康竞争； 清晰定位用户需求， 精准推送服务信息； 产业链条优化发展； 03-1 综合能源服务系统 24 综合能 源服务 能源供给 建设运维 能源服务 能源生产 能源输送 能源消费 多种电源、冷热生产、虚拟电厂、电转气 电、冷、热、天然气、空气等形成的综合管廊、多能 协调与能源存储 定制供能、需求响应、高效用能 规划咨询 投资建设 运行维护 能效服务 市场服务 增值服务 能源规划、可行性研究、工程设计 能源运行、优化调度、能源托管、检修维护 工程投资、项目承建、资产管理、设备销售 能效监测、诊断分析、运行优化、节能改造、 检测评估 能源销售、辅助市场、碳交易 用能套餐、数据服务、移动互联、能源期货、项目融资 其他效益 土地增值、环境改善、补贴收益、入住率提升、用能增加 03-2 综合能源服务主要业务 25 03-2 综合能源服务主要业务 26 智慧综合能源服务平台以市场为引导，以客户为中心，是 智慧综合能源系统的核心载体 能源 生产商 能源生 态圈 政府 • 掌握能源供需变化 • 辅助跟踪产业动态 • 支撑区域能源规划 • 挖掘节能减排空间 能源运营商 • 预测市场供需变化 • 建立能源交易机制 • 挖掘能源服务商机 • 推动主题互动合作 能源消费者 • 全周期的能源管理 • 开展能耗诊断分析 • 定制私人能源套餐 • 智能调配城市能源 • 精准绘制客户画像 • 提供能源消费结算 能源平台 01 能源监控 能流全景监控 能耗能效监测 多能供需监测 企业能耗监控 能源分析 能源智能分析 区域 能源智能分析 异常用能智能分析 客户画像分析 能源管理 虚拟 电厂削峰填谷 分布式和储能管理 能源生态 能源专家智库 新型能源成果应用 综合能源企业孵化 能源交易 能源合同对 接 服务 区域能源配 额 交易 电能交易 结算服务 能源服务 能源讯息精准推送 能源托管在线服务 平台用户管理 能源 接 入服务 能源定制服务 02 03 04 05 06 能源供应商 03-3 综合能源服务 -平台 27 高级 功能 优化调控 优化调控：多能负荷预测、多能流日前功率计划、多能流日内经济调度、多能流实时优化调度、多类型储能协同调度、多能互补和综合能源梯级利用 安全控制：多能耦合机理分析、多能流灵敏度分析、多能流运行风险评估、分布式电压控制 智慧交易 线上能源服务入口，为能源企业和新兴业务引流用户。 满足终端客户多元化能源生产与消费的能源服务方式，由单一售电模式转为电、气、冷、热等多元化能 源供应和多样化增值服务模式。 智慧 服务 为区域内分布式能源（储能）和能源用户在统一平台上提供冷、热、电等多种能源的一站式交易服务， 支撑多能源和用能权交易应用、电能交易、碳交易、分布式能源交易、绿色能源认购等业务场景，服务 以电力为主的能源金融市场和综合能源服务市场。 基础 功能 全面感知 全息感知：泛在传感网络 \能流全景监控、区域多能供需监控、区域能耗能效监测、企业 \用户能耗监测、 事件警告预警 智能分析：能源智能分析、综合能耗能效分析、电能质量分析、异常用能智能分析、能源经济分析、多 能量运行风险评估 价值 模式 能源生态 为政府、终端客户、产业链上下游提供信息对接、供需匹配、交易撮合等服务，支持能源产品和业务信 息展示、新能源成果推广、能源企业孵化、能源论坛等，助力能源产业生态建设，支撑共性能力建设， 为社会能源运营企业提供产业赋能。 03-3 综合能源服务 -平台 28 人工 管理 二次 设备主站 一次 设备 能源 网络 现场 作业巡检 智能 管控 二次设备主站 一次 设备 能源 网络 现场 作业巡检 人工 管理 协调综合能源系统 可 广泛地 收集利用已有信息 ，进行面向设备多源信息 融合和数据分析，提升运维管控水平，降低运维运营成本 。 03-3 综合能源服务 -平台 29 03-4 综合能源服务 -节能 综合能源主要技术研究 04