【中玻網(wǎng)】2016年7月，為加快推進(jìn)多能互補集成優(yōu)化示范工程建設，國家發(fā)改委和國家能源局發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)多能互補集成優(yōu)化示范工程建設的實(shí)施意見(jiàn)》。意見(jiàn)的出臺，旨在加快推進(jìn)多能互補集成優(yōu)化示范工程建設，提高能源系統效率，增加有效供給，滿(mǎn)足合理需求，帶動(dòng)有效投入資金，促進(jìn)經(jīng)濟穩定增長(cháng)。意見(jiàn)指出，2016年在已有相關(guān)項目基礎上，推動(dòng)項目升級改造和系統整合，啟動(dòng)靠前批示范工程建設。意見(jiàn)要求，到2020年，各省(區、市)新建產(chǎn)業(yè)園區采用終端整體化集成供能系統的比例達到50%左右，既有產(chǎn)業(yè)園區實(shí)施能源綜合梯級利用改造的比例達到30%左右；重要風(fēng)光水火儲多能互補示范工程棄風(fēng)率控制在5%以?xún)�，棄光率控制�?%以?xún)取?br>

　　今年1月19日，國家電網(wǎng)公司召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì )，提出了20項促進(jìn)新能源消納的具體措施，涉及電網(wǎng)建設、調峰能力建設、統一規劃研究以及關(guān)鍵技術(shù)研究等多個(gè)方面，包括2項目標和時(shí)間節點(diǎn)：2017～2018年有效緩解棄風(fēng)棄光矛盾；到2020年根本解決新能源消納問(wèn)題，棄風(fēng)棄光率控制在5%以?xún)�，就地解決是重中之重。多能綜合利用，尤其是在歐美，實(shí)際上是解決新能源消納和提高能源利用效率的重要方法，也將成為未來(lái)能源網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)公司的利器。

　　我國多能互補發(fā)展與應用現狀

　　近幾年來(lái)，隨著(zhù)我國工業(yè)園區的建設發(fā)展、微網(wǎng)與新能源發(fā)電的普及、新投入資金模式的不斷升級，同時(shí)注重可靠技術(shù)與經(jīng)濟回報的理念加深。為滿(mǎn)足新供需形勢下的需求，發(fā)展多能互補概念下的終端整體化集成供能系統和風(fēng)光水火儲多能互補系統就成為了必選。

　　國家能源局公布的首批多能互補集成優(yōu)化示范工程入選項目多達23個(gè)，并且多數為終端整體化集成供能系統。相關(guān)規劃設計方案已經(jīng)完成，但由于項目復雜度等多種原因，多數項目還處于未開(kāi)工狀態(tài)，具體效果還有待能源局籌備相關(guān)評估。除此之外，在多能互補概念公布之前，就已經(jīng)存在大型城市綜合能源站等相關(guān)示范項目，在分布式燃機與能源梯級利用方面取得了一定示范效果。園區內的熱電聯(lián)產(chǎn)項目，實(shí)際上也是基于多種能源應用的基礎模式，如何實(shí)現熱電解耦將是電力改變背景下的要點(diǎn)。同時(shí)，實(shí)現一定程度電熱解耦，也可以提升新能源本地消納空間�！稛犭娐�(lián)產(chǎn)管理辦法》中指出：“市場(chǎng)化調峰機制建立前，抽凝熱電聯(lián)產(chǎn)機組（含自備電廠(chǎng)機組）應提高調峰能力，積較參與電網(wǎng)調峰等輔助服務(wù)考核與補償。鼓勵熱電機組配置蓄熱、儲能等設施實(shí)施高層度調峰，并給予調峰補償。鼓勵有條件的地區對配置蓄熱、儲能等調峰設施的熱電機組給予投入資金補貼�！�

　　能源互聯(lián)網(wǎng)將是多能互補的未來(lái)發(fā)展趨勢

　　多能互補可以為園區建設提供靈活性解決方案，內部靈活性可以幫助企業(yè)盈利，外部靈活性可以提高國家能源供應安全穩定。大范圍地發(fā)展多能互補對燃氣利用有一定好處，也對大規模消納新能源背景下的電網(wǎng)調峰調頻能力有所補充。同時(shí)，可以提高“一帶一路”產(chǎn)業(yè)布局中出口產(chǎn)品的系統經(jīng)濟性，使得中國制造更受全世界人民歡迎。

　　結合我國正在進(jìn)行的能源體制改變，可以期待，電力產(chǎn)業(yè)中未來(lái)發(fā)電計劃放開(kāi)、現貨市場(chǎng)出現和終端電價(jià)調整后的多能互補項目會(huì )在比園區更加廣泛的區域范圍甚至大型城市供能領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。結合其他能源領(lǐng)域的體制改變，逐漸將打破以單一電網(wǎng)、熱網(wǎng)、氣網(wǎng)運營(yíng)的模式，打破不同業(yè)務(wù)部門(mén)協(xié)調困難、規劃不統一、運營(yíng)效率不高的困境。這將為各領(lǐng)域的體制改變提供標桿，也滿(mǎn)足民眾和企業(yè)對能源便利、用量與價(jià)格的期待。從世界各國的多能互補項目發(fā)展來(lái)看，大多數試點(diǎn)都在小范圍區域電網(wǎng)層級展開(kāi)，但是多能互補的效率高應用不僅局限于微電網(wǎng)層面，將多個(gè)小型多能互補項目向上集成成更大范圍的能源互聯(lián)網(wǎng)將是未來(lái)的趨勢。

　　多能互補一定會(huì )成為未來(lái)能源網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)公司的利器，無(wú)論電網(wǎng)、熱網(wǎng)、氣網(wǎng)等運營(yíng)商都需要提早掌握相關(guān)的商業(yè)模式、運營(yíng)技巧與技術(shù)手段，抓住歷史發(fā)展機遇。

　　歐洲多能互補與多網(wǎng)耦合的借鑒意義

　　歐洲多能互補與多網(wǎng)耦合的概念是在可更新能源高速發(fā)展的背景下提出的，由于可更新能源的波動(dòng)性和異地消納的困難性，對于既有能源系統的靈活性和可儲存性提出了更高的要求。傳統電力供應由于其必須連續供電、不可大規模儲存、必須時(shí)刻平衡等特性，無(wú)法提供所需的靈活性。與此相對的熱網(wǎng)和燃氣管網(wǎng)則具備天然的儲存特性，能夠在一定范圍內進(jìn)行調節，儲熱和儲氣設備在大多數情況下也比電池儲能要便宜。因此多網(wǎng)耦合作為多能互補的一種實(shí)現方式被提了出來(lái)。歐洲多網(wǎng)耦合中的網(wǎng)是個(gè)廣義的網(wǎng)絡(luò )概念，需求側的各類(lèi)設備通過(guò)互聯(lián)和集中控制也能形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，同樣在未來(lái)具有很大潛力的電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò )也是多網(wǎng)耦合的重要組成部分。

　　無(wú)論是大系統還是小系統，未來(lái)電力供應中基荷將會(huì )逐漸消失，靈活性將具備更大的價(jià)值。在傳統能源逐漸退出市場(chǎng)的長(cháng)期過(guò)程中，整個(gè)系統將會(huì )經(jīng)歷較長(cháng)一段時(shí)間的電力過(guò)剩，在很多情況下，可更新能源的發(fā)電將會(huì )大于負荷。波動(dòng)性逐漸加大的系統自然需要更多的靈活性設備，如儲熱、儲氣裝置、可中斷負荷等。

　　目前，歐洲基于多網(wǎng)耦合的多能互補方案有幾條主流的技術(shù)路徑，為了實(shí)現區域的較優(yōu)能源供應，可以根據當地的資源稟賦將幾條技術(shù)路徑進(jìn)行組合。德國為了實(shí)現2050年80%的電力由可更新能源電力供應的目標，積較實(shí)驗多能互補多網(wǎng)耦合方案，目前通過(guò)E-Energy項目已經(jīng)開(kāi)展了多個(gè)試點(diǎn)。這些試點(diǎn)結合了多種多能互補技術(shù)路徑，如庫克斯港項目通過(guò)2個(gè)虛擬電廠(chǎng)耦合了風(fēng)光電力、沼氣發(fā)電、分布式熱電聯(lián)產(chǎn)設備與終端的冷熱負荷，并通過(guò)分段電價(jià)和動(dòng)態(tài)電價(jià)實(shí)現多網(wǎng)之間的智能互動(dòng)。

　　歐洲這一類(lèi)多能互補和多網(wǎng)耦合項目試點(diǎn)有良好的示范效應和后續應用，原因在于試點(diǎn)規劃階段，各試點(diǎn)因地制宜地考慮了本地發(fā)展情況、用能需求和技術(shù)沉淀，各試點(diǎn)的推進(jìn)也有較強的規劃性并注重經(jīng)濟性和實(shí)用性。就技術(shù)路線(xiàn)本身，歐洲大比例新能源接入后遇到的問(wèn)題（追求新技術(shù)打破）、以區域能源交易市場(chǎng)為主的特點(diǎn)（注重本地需求）、交易調度機構設立（電力改變）等情況與國內改變初期類(lèi)似，長(cháng)期來(lái)看這種重穩定講成效的改變模式也值得借鑒。

　　基于多網(wǎng)耦合的多能互補方案有幾條主流的技術(shù)路徑可供選擇：

　　虛擬電廠(chǎng)下的分布式社區熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供方案

　　區域內一部分社區配備小型熱電聯(lián)產(chǎn)設備，另一部分社區配備熱泵，這些社區與風(fēng)電和光伏設備聯(lián)網(wǎng)并通過(guò)一個(gè)中點(diǎn)控制室集中優(yōu)化。所有設備共同組合成一個(gè)虛擬電廠(chǎng)。在可更新能源過(guò)剩的情況下，熱泵消耗電力并效率高地生產(chǎn)熱量供給社區；在可更新能源供應不足的情況下，小型燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)設備啟動(dòng)，同時(shí)生產(chǎn)電力和熱量供應給社區。分布式的設備具有靈活性高、響應快的特點(diǎn)，使得整個(gè)系統能夠在各種情況下效率高運轉�；诟邔佣葘W(xué)習技術(shù)的預測和調度算法，是整個(gè)虛擬電廠(chǎng)系統的核心。丹麥學(xué)者已經(jīng)提出的基于綠色能源發(fā)電的“第四代區域供熱技術(shù)”即是這種理念。

　　多聯(lián)需求側響應方案

　　基于多網(wǎng)耦合的多能互補系統中，需求側響應是一個(gè)重要的靈活性選項。傳統的需求側響應主要調節電負荷，通過(guò)對負荷的遷移和調節來(lái)降低電網(wǎng)負載并非常大化可更新能源的利用。在多能互補系統中，電能只是各類(lèi)能源中的一部分，且熱負荷可能占終端能源消耗的比重比電負荷更大，因此多聯(lián)需求側響應比單一需求側響應更有潛力。

　　多聯(lián)需求側響應能夠同時(shí)響應終端用戶(hù)的電、熱、冷、氣等能源，其中熱能的響應成本較低且時(shí)間較長(cháng)，但是響應速度較慢，而電能的響應速度快但是持續的時(shí)間較短。在集中式區域供暖的模型中，建筑墻體就是天然的儲熱和熱能響應單元，能夠通過(guò)靈活的供暖策略?xún)Υ娲罅康臒崮堋?/p>

　　電轉氣綜合利用解決方案

　　電轉氣（PowertoGas，簡(jiǎn)稱(chēng)P2G）是目前多網(wǎng)耦合的主流方案和路徑之一。將可更新能源富余電力通過(guò)電解水轉換為氫氣和氧氣，根據氫氣利用路徑的不同可以直接利用或者繼續甲烷化為天然氣。在德國，電轉氣方案已經(jīng)在多地試點(diǎn)推廣。西門(mén)子公司2015年在德國曼海姆設立的風(fēng)電制氫工廠(chǎng)已經(jīng)能夠商業(yè)應用并每年產(chǎn)生超過(guò)200噸的氫氣。該工廠(chǎng)應用了較新的質(zhì)子交換膜（PEM）設備，其快速的響應速度帶來(lái)了巨大的收益�？焖夙憫沟迷摲桨覆粌H能夠利用富余的風(fēng)電，還能夠搭配儲氣設備和燃氣輪機發(fā)電設備提供調頻輔助服務(wù)。在近兩年的運行中已經(jīng)證明，這家電制氫工廠(chǎng)的固定成本在年利用小時(shí)數超過(guò)6000小時(shí)的場(chǎng)景下將很快獲得回收，關(guān)鍵是運行成本。如果用于電解水的電力來(lái)源都是清潔且低廉的風(fēng)電，項目的效益將會(huì )更高�？梢约僭O在多能互補場(chǎng)景中，如果風(fēng)光發(fā)電和電轉氣方案統籌規劃，不僅系統靈活性得到了非常大的提升，還能帶來(lái)額外的經(jīng)濟效益。

　　電動(dòng)車(chē)智能充電系統

　　電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展為交通網(wǎng)和能源網(wǎng)的耦合帶來(lái)了機遇。如果對電動(dòng)汽車(chē)的充電不加控制，集中充電時(shí)段將對電網(wǎng)造成非常大的沖擊。結合電網(wǎng)負荷監控的動(dòng)態(tài)智能充電系統能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題，不僅在峰時(shí)平抑了電網(wǎng)負荷，還能夠將分散在各個(gè)電動(dòng)汽車(chē)中的電池聚合起來(lái)，適時(shí)提供調頻服務(wù)和社區供電服務(wù)。電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)的雙向互動(dòng)不僅在技術(shù)上已經(jīng)實(shí)現，在商業(yè)上也具備了很大價(jià)值。據統計，純電動(dòng)車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在95%的時(shí)間內是處于停駛的狀態(tài)，只要在多能互補區域內擁有足夠的充電設施，保證電動(dòng)汽車(chē)在停駛時(shí)間能夠接入電網(wǎng)，車(chē)載電池就能夠得到充分的利用。