新基建時代方向   

   2020年中國綜合智慧能源平台組織聯合體(Alliance-6)主辦了“2020綜合智慧能源優秀示範項目案例報告會”,首次公開發布35個綜合智慧能源項目案例,其中智慧城鎮型綜合智慧能源項目6個（占比17%）,産業園區型綜合智慧能源項目14個（占比40%）,集群樓宇型綜合智慧能源項目5個（占比14%）,平台服務型綜合智慧能源項目10個（占比29%）。

   智慧城鎮型綜合智慧能源項目主要面向城市新區建設、老城區或縣鎮區域擴建改造建設,結合新型智慧城市建設要求,開展的綜合智慧能源建設和服務。智慧城鎮型綜合智慧能源項目的客戶主體是地方政府。

   智慧城鎮型綜合智慧能源項目着力解決能源需求大、種類多、環保要求高、綜合能效低等問題。結合智慧樓宇、智慧交通、智能城市基礎設施 等手段,打造綠色、生态、節能、高效、安全的城市能源整體解決方案。智慧城鎮型綜合智慧能源項目以天然氣 冷熱電三聯供、分布式燃機、超低排放火電、水電、生物質（垃圾）發電、地熱應用、大電網供電為基礎的能源供應,結合分布式光伏、低風速景觀式風電、熱泵、儲能等多種能源供應形式。

   産業園區型綜合智慧能源項目主要指工業園區或高新園區項目。園區可以是單一種類産業園區或多種類産業園區。

   工業園區綜合智慧能源項目的能源區域規模差别比較大,有不到十平方公裡的小型工業園,也有達到幾百平方公裡的工業園區。工業園區綜合智慧能源項目特點是能源需求密度較大,除電、冷、熱等能源需求外,有蒸汽、熱水、餘熱綜合利用、充電樁及充電場等需求。

   工業園區綜合智慧能源項目能源供應形式主要有天然氣冷熱電三聯供、大電網供電、餘熱利用、建築一體化與屋頂光伏、分布式風電、儲能等,部分地區以燃煤作為一次能源供應。

   高新園區綜合智慧能源項目主要針對機場空港、高鐵樞紐中心、高教園區、科技園區、高新開發區、大學校區、數據中心、現代化醫院等規劃建設的綜合智慧能 源項目。高新園區綜合智慧能源項目能源供應形式以天然氣分布式能源站為主,包括配電網、分布式光伏、風 電、供熱管網系統、儲能和充電樁及充電場等。

   集群樓宇型綜合智慧能源項目是依托商業建築、總部基地、辦公大樓、賓館酒店、專科醫院、酒店式公寓、寫字樓、别墅區和小型高檔社區等進行綜合智慧能源建設的項目。通常面對單一形式、“主體+裙房”形式、小規模的群體建築形式開展綜合智慧能源建設。集群樓宇型項目對能源供應的可靠性要求高于其他類項目,能源供應主要包括天然氣冷熱電三聯供、分布式燃機、内燃機、大電網供電、建築一體化與屋頂光伏、地熱、儲能等。

   總體來看,綜合智慧能源是未來能源增長的主流,特别是在工業園區、開發區内進行。我國現有國家級工業園區和開發區552個,省級工業園區和開發區1991個,未來發展潛力巨大。綜合智慧能源項目體量小、機制新,适應市場能力強,可以在新形勢下形成強大的新基建基礎, 諸如智慧城鎮、美麗鄉村、智慧交通、智慧醫院等。

布局新時代 

   行業層面的智慧能源建設已有部署。2016年2月,國家發展改革委、國家能源局、工業和信 息化部聯合印發《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》,提出了“智能化能源生産消費基礎設施建設”、“多能協同綜合能源網絡建設”、“發展儲能和電動汽車應用新模式”、“發展智慧用 能新模式”等十大重點任務。

   地方層面對于智慧能源基礎設施建 設任務與行業層面的部署一脈相承。針對不同地方特色,其建設重點有所取舍和側重。新基建大潮下,智慧能源基礎設 施作為典型的融合基礎設施得到加快部署。北京、上海、山東、昆明、福州、甯波 等地陸續發布了關于推進新型基礎設施 建設的專項文件,智慧能源基礎設施相關部署是重點内容之一。從不同地方部署來分析,地方推進智慧能源基礎設施建設部署大緻分為物理層、信息層和智慧應用層三方面。

   物理層建設任務主要包括電動汽車充電設施、氫能産業鍊、電網數字化建設、管廊、站址等供能設施一體化,以及清潔能源産業智能化生産。信息層任務主要是建設能源大數據平台,強化電力、天然氣、熱力管網等各類能源網絡信息系統的互聯互通和數據共享。應用層任務主要提供智慧用能服務,包括能耗監測平台和監測終端建設,促進不同能源形态協同轉化,“能源+”多種場景應用等。

新基建，新特征 

   新型基礎設施是以新發展理念為引領,以技術創新為驅動,以信息網絡為基礎,面向高質量發展需要,提供數字轉型、智能升級、融合創新等服務的基礎設施體系。

   新型基礎設施主要包括信息基礎設施、融合基礎設施和創新基礎設施三個方面。信息基礎設施主要是指基于新一代信息技術演化生成的基礎設施,比如以5G、物聯網、工業互聯網、衛星互聯網為代表的通信網絡基礎設施,以人工智能、雲計算、區塊鍊等為代表的新技術基礎設施,以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等。

   融合基礎設施主要是指深度應用互聯網、大數據、人工智能等技術,支撐傳統基礎設施轉型升級,進而形成的融合基礎設施,比如,智能交通基礎設施、智慧能源基礎設施等。創新基礎設施主要是指支撐科學研究、技術開發、産品研制的具有公益屬性的基礎設施,比如,重大科技基礎設施、科教基礎設施、産業技術創新基礎設施等,新基建投資将不斷加速和改變綜合能源服務市場。

   綜合智慧能源包含了特高壓、智能電網、智慧電廠、電能替代、電動汽車、綜合能源服務、能源區塊鍊、電動汽車充換電、分布式能源等新型能源。

   新基建為能源産業開辟出新的發展空間和新的經濟增長點,政策密集部署,各方積極響應,企業主動布局,智慧能源建設掀起一輪熱潮。當前,能源産業正在走向大能源時代,以綜合能源服務為代表的新業态正在革新傳統的能源體系。絕大多數的基建項目都需要能源配套設施的建設,由此可以确定,基建投資的背後必然将拉動對新的智慧型、綜合型能源服務需求增長。

綜合智慧能源賦能“新基建” 

   在“新基建”體系中,“特高壓”成為重點領域之一,為智慧能源發展提供了重要方向。實際上,2020年以來,國家電網就陸續發布了多個文件,大力支持特高壓項目建設。特高壓及重點電網項目的推進與落地,将 有助于為智慧能源發展打開多元化渠道,并支撐智慧能源産業茁壯成長。

   新冠疫情以來,作為智慧城市的主要部分,智慧能源體現出巨大優勢,做出了自己的貢獻。相關能源企業集團克服困難,以智能技術為依托,保障了城市能源供應與能源安全,同時也為城市管理提供了關鍵的數據參考,為企業複工複産、疫情防控也提供了支持。智慧能源的價值已經得到很好地體現。

   進一步推進智慧能源産業全面發展、快速落地相關措施,真正使智慧能源産業走向成熟,要重點做好以下幾個方面工作：

   首先,推動區域性能源大數據中心的建設。大數據中心是“新基建”七大領域之一,也是近年來大數據、雲計算産業 發展的重要支撐。對于能源行業來說, 數據的收集、輸送、儲存、分析、利用都 是非常關鍵的,必須整合好數據資源,才能更好地彙聚政府、社會、企業和用戶信息,為最終的決策部署提供依據。能源數據中心的建設,使能源數據能夠更加高效地流通和運用,打破“數據孤島”的存在,提高數據的整體質量和安全水平。能源數據中心的發展也可以為智慧城市建設帶來幫助,使得智慧城市數字生态更為完整。

   其次,推動相關法律法規的完善。對于如何收集、輸送、儲存、分析、利用能源數據,如何推進智慧能源産業發展, 如何解決智慧能源建設中存在的問題,行業、企業間還沒有一個規範的标準,相關的法律法規也不夠完善。以“碳稅”為例,2010年時,國家發改委與财政部就 曾經提出出台“碳稅”的建議,但一直未出台相關法律法規。“碳稅”的推出有利于推動創新、提高能效。國外發達國家的經驗較為豐富。我們準備開展碳交易相關工作,碳稅相關法律法規的出台則變得非常必要。解決法律法規的滞後将有利于智慧能源可持續發展。

   完善相關法律法規,智慧能源産業發展将有法可依、有規可循,從而避免行業加速發展的過程中,出現不必要的低 端競争或泡沫化傾向,維護産業的健康發展。

   最後是專業複合型人才的培養。智慧能源産業發展必須要與人工智能、大 數據、5G等前沿技術相融合,傳統的能源企業在對新一代信息技術的了解上 是存在一定遲滞的,現有的人才技術水平和技能水平也無法完全滿足未來的需求。

   所以,必須及早開始進行針對性地人才培養,着眼于“能源+AI”、“能源 +5G”、“能源+物聯網”等模式,以及各種前沿技術和科技裝備在智慧能源産業中的綜合運用,培養、引進高端、複合型 專業人才。隻有解決了人才方面的痛點,智慧能源産業的發展才能具備持續活力。

城市清潔能源最優方案 

   能源企業要充分發揮協同、拉動和創新引領作用,做大綜合智慧能源業務,進而助推常規能源綜合利用和新能源高 質量發展。發展綜合智慧能源産業,依托主力業務基礎優勢,向冷、熱、電綜合儲 用方向發展,有利于能源企業拓展綜合能源業務,帶動企業主業發展。利用“互 聯網+”模式聚合衆多終端能源消費體,對推動電力産業轉型升級、破解能源資源瓶頸約束、實現電力生産、新能源、綜合智慧能源聚合。聚合衆多柔性能源體,參與需求側響應市場,探索性的業務增長點,成為新的利潤增長點和業務增長點。

   在“零碳、經濟、智慧”總體目标引領下,國家電力投資集團建設了寶之谷綜合能源示範項目并在2020年投入使用。投運當年就刷新一系列節能減排指标：碳及氮氧化物排放降低84%、總用電量中谷電占比提高45%、總體用能成本降低20%、系統能效提升10%以上等。

   寶之谷綜合智慧能源示範項目位于北京市昌平區十三陵鎮,占地面積154畝,建築面積4.2萬平方米。綜合智慧能源項目實施前,供能以天然氣和市電為主。項目實施後以隐蔽布置、融入自然為原則,在不影響院區、樓宇外觀前提下進行智慧能源改造。

   寶之谷綜合智慧能源示範項目應用了多種智慧能源高端技術,統籌電熱冷 和生活熱水綜合供能的終端能源互聯網,全面架構“源網荷儲用”新模式。寶之谷綜合智慧能源示範項目作為集群樓宇型綜合智慧能源示範項目,不僅充分挖掘綜合智慧能源項目的價值,也為城市能源結構優化及 清潔替代提供最優方案。

   寶之谷綜合智慧能源示範項目特點零碳化、集成化、自主化、智能化。示範項目應用風能、太陽能、水源能、空氣能 等可再生能源技術,實現園區供能零碳化。寶之谷綜合智慧能源示範項目供能方式不同于單一供能模式,其綜合了光伏發電、風力發電、電儲能、太陽能熱 水、熱泵、斜溫層水儲能等多種元素,實現電能向不同能源形态的轉換和儲存,電、熱、冷、水供應集成化,提升能效,降低成本。

   寶之谷綜合智慧能源示範項目采用國家電投中央研究院斜溫層水儲能技術,西安太陽能公司高效單晶IBC雙面雙玻光伏、中國電力和山東院自主研發的綜合智慧能源優化調度系統,實現自主化關鍵技術示範。寶之谷綜合智慧能源示範項目采用大數據、人工智能、互聯網等技術搭建了園區能源互聯網,實現整個能源系統的智能化監控、協同優化調度和集約化管理。

   電能供應,在市電基礎上新建設分 布式光伏、分散式風電及電儲能系統, 優先利用可再生能源電力,通過夜間蓄電,用電高峰時段放電充分發揮峰谷電價政策,降低用電成本。電儲能系統采用鈉鹽電池、鐵鉻液流電池技術,年儲電量75萬千瓦時,每年節省用電費用34萬元。分布式光伏采用國家電投自有的高效單晶IBC雙面雙玻半片光伏組件,轉換效率達到19.68%,園區自有的可再生能源發電在辦公生活用電中占比達50%以上。

   空調熱水供應,采用低溫空氣源熱泵、污水源熱泵 替代燃氣鍋爐,利用電鍋爐及蓄熱水罐在夜間谷電時段蓄熱,智能優化熱源運行方式,年供熱量1.9萬吉焦,節省運行成本134萬元。蓄熱水罐采用國家電投自主研發的斜溫層水儲能技術,有效蓄水量1100立方米,蓄熱量1.7萬千瓦時。

   空調冷水供應,采用電制冷機組、污水源熱泵,利用蓄冷水罐在夜間谷電時段蓄冷,年供冷量1.1萬吉焦, 節省運行成本26萬元。蓄冷水罐與蓄熱水罐合并使用, 實現冷熱雙蓄供能,蓄冷量9280千瓦時。

   生活熱水供應,優先采用太陽能熱水系統供應,不足部分由空氣源熱泵及電鍋爐在夜間谷電時段蓄熱,滿足每天生活熱水用量。每年供應生活熱水1.4萬噸,節省運行成本23萬元。多能流能量管理系統利用自主研發的多能流能量管理系統,實現電、熱、冷、水綜合能源數據 采集與集中監控,通過數據挖掘與人工智能技術實現綜合能源出力與用能負荷精準預測和優化調度，達到多能協同、供需平衡、運行效益最大化等目标。