編者按:2020年9月17~18日,以“塑造新模式o激活新動能”為主題的“第十六屆中國分布式能源國際論壇暨2020綜合能源展覽會”在山東濟南召開,本次論壇由中國能源網主辦,中國能源研究會分布式能源專業委員會、水發能源集團有限公司聯合主辦。會上,是新疆金風科技股份有限公司分布式能源總監金震威發表了分布式能源進入2.0時代的主旨演講。
下面發言的是新疆金風科技股份有限公司分布式能源總監金震威。
金震威:尊敬的各位專家、各位同仁大家上午好!作為一家新能源公司,可再生能源公司,今天分享的題目跟今天的幾位領導、專家切入點不一樣,主要是講可再生的分布式能源它的一些現狀和我的思考。
今天的分享主要是兩個部分,首先是分布式能源的現狀與展望,第二部分是未來分布式能源2.0時代的業務架構。
前面盡快略過,能源的轉型大勢所趨,加快可再生能源發展,我國能源結構急需調整,這是做了一個對比。
必然的趨勢是什么,就是綠色+智慧,具體而言是四個方向的特征,第一個是低碳化,剛才也講了,我們國家目標是2030年非化石能源占能源總消費比例要達到20%,第二個是分布式,第三是智能化,第四個是市場化。
國家的能源戰略,明確了分布式能源的重要地位,以前國家主要是以集中式為主,"十三五"第一次提出了分布式和集中式并舉,并且在這個趨勢下,"十四五"的能源規劃更加強調重視能源的拓展,而且不只是分布式光伏的發展。
分布式能源的介紹我不多說了,后面會展開,它的發展歷程其實是從燃氣分布式開始的,燃氣分布式是基于市場燃氣價格,和國家燃氣整個產業鏈的特征,它發展的并不是特別好和充分。2016年以后,整個分布式的代表基本上就變成了以分布式光伏為主的代名詞,可以看到分布式光伏在2019年整個的累計用量已經達到了6200萬千瓦,從2017年之后,分布式光伏新增的比例基本上占到了整個光伏新增比例的一半,近五年整個光伏的裝機增長是領跑于所有能源的。
它有幾個特征,整個分布式能源區域集中度是很高的,存量用戶的基數也是比較大的,但是我們判斷還是仍有廣闊的市場空間,可以看到整個趨勢,山東、浙江、江蘇、京津冀四個區域的裝機容量是占比超過50%,CR10超過80%。
隨著政策和市場的變化,分布式能源在快速的增長之中迎來了瓶頸,尤其是分布式光伏跟之前分散式燃氣的增長一直存在瓶頸,光伏隨著這幾年的快速增長也出現了瓶頸,具體體現在以下四個方面:第一個是補貼的退出,我們實現了全面的評價,第一輪是2018年5月31日之后,所有的分布式光伏是沒有補貼的,在這個情況下迎來了一波低潮,但是后來隨著光伏產業迅速的調整,整個成本在不斷降低,2019年之后又迅速的增長,后期實現了全面平價的時代,所以會有一定的沖擊。第二個是并網的政策和要求趨緊,可見我們對分布式能源的并網從今年開始有了大幅度的提升要求,顯著影響了工期和成本,在蘇北地區整個今年的分布式下降速度特別快,對整個的成本模型造成了非常大的影響;第三個是用戶側電價波動性提升,我們知道之前用戶側的電價都是目錄定價,它是能鎖定的,隨著電力市場的深入改革,用戶側用電的電價形成的波動性是非常大的,細分都會有的,它會對整個分布式光伏在電價上有很大的影響。第四個是存量的優質"屋頂"在縮減,東中部地區優質客戶基本上被掃了很多遍了,就是我們存量的"屋頂",因為我們已經來到了超過6500萬千瓦的工時光伏,從一開始的水泥屋頂基本上沒有了,比較好的采鋼屋頂現在也比較少了,大部分都要去加固,對成本會有一個新的壓力。
所以在這個時代我們可以去判斷,分布式能源依然是前景廣闊的,急需要去優化和迭代來升級整個的業務架構。分布式能源怎么去升級,2.0時代的業務架構是什么樣的,這一部分重點做詳細的分享,我們知道分布式1.0不管是燃機也好還是光伏也好,我們說光伏它只是一種電源,核心的功能就是發電,燃機不一樣,它還有一些冷熱電三聯供,跟之前我們說的數字的手機,傳統的手機是一樣的,就是打點開。它的要求核心能力我總結出來大概是這三點,第一點是快速靈活的是開發機制,精準的項目評估和設計模型;第二個是標準化且精益的工程管理;第三個資產的投資有一個重資產的業務,需要有低成本的融資能力。2.0不一樣,2.0的分布式光伏其實是一套系統,融合了整個先進的技術,并且整合源網荷儲一體化的系統。2.0有三項支撐或者說有三個非常顯著的特征,第一個把它定義成多能融合,第二個是獨立自治,第三是靈活調度,一會兒我會詳細的來展開。像智能手機一樣,2.0的分布式能源也不光是一種電源,它不只是發電,需要承擔更多的責任和功能。
多能融合在用戶側場景是多樣和復雜的,用戶的需求也比較千差萬別,需要因地制宜的合理配置多種能源的耦合。同時,分布式光伏的審批和施工相對簡單,收益率較高,占據市場主流,但能量密度低,時間特征明顯,只能從早上七點到晚上七點發電,其他的時候都發不了。而風電、天然氣、地熱等分布式能源可以與光伏進行非常好的耦合,提升負荷側率電比例。我們有幾個典型的場景,第一種是高耗能企業、數據中心、港口碼頭,它們有一個非常顯著的特征,只能做分布式光伏可以,但是不解渴,不解渴的意義就是說,我上了一個光伏,對我整個發電電網的占比是非常低的,可能自發自用的比例不到10%,比如說高耗能的企業,比如說鋼鐵可能3%,所有的東西都干了也就1%。所以在這個情況下,我們怎么樣去進一步提升分布式能源占比是非常重要的,不能只靠一種能源,需要多種能源去進行耦合。第二個,在一些綜合體,可能需要的不只是電能,可能需要的是冷能和熱能,之前燃氣分布式有可能是解決這樣的問題的,但是燃氣的分布式在很多場景下應用還是有障礙的。
所以,我們希望有多種能源融合,融合有幾項核心技術,第一個是在設計階段怎么樣做定容分析,來保證能源結構的比例是最優的,我們這邊主要耦合的手段,因為金風是做風電和風光的定容,有負荷分析、風光資源分析、收益約束、穩定約束,從這四個方面來去考慮它的特征。
另外,冷熱源與電能耦合,形成清潔且經濟的綜合功能方案,我們可以看到這是一個燃機的方式,現在很多沒有燃機,把燃機改成了熱泵或者是電磁鍋爐,再加上一些蓄水的設備,這個在前面幾位專家的評述當中都已經體現了。舉一個例子,這個是金風科技全球總部智慧能源的項目,它有一個非常顯著的特征,不光是光伏,有很大的發電比例用的是風電,有兩臺風機,再加上1.5兆瓦的光伏,再加上相應的儲能,內燃機以及綜合能效的管理系統。金風我也不多講,也沒有做相應的介紹,大家在新能源領域都是比較清楚的。
它的一個顯著的特征是綜合能源利用的時間比較長,占50%,后面是系統的獨立性,它是2.0時代一個非常重要的特征,為什么要求獨立性,電能的質量需要提高,另外在孤島的場景下怎么樣去考慮用分布式能源替代。對于整個的獨立性有兩種非常重要的方式,第一個是利用儲能,第二個是利用微網控制的手段,減少儲能是比例的同時加大可再生能源的滲透率。
分別來看一下,儲能的價值剛才有很多人說了,重點推薦的其實是在負荷側需要有更小更靈活的,除了集裝箱以外的方案,我們這一款叫模塊機,它可以形成定點,它非常好的優勢就是安裝的配置比較靈活,同時可以即插即用,價值可以最大化的光伏和新能源的應用,來保證它的獨立性,因為在過程中它調頻、調壓能力和瞬間響應的能力是非常重要的。另一個是增加對系統的控制,也可以提升我們的電能質量和降低儲能的比例,這也是非常重要的。金風承擔了三項微電網的標準,重點是在微電網領域進行控制和保護,在缺乏控制的情況下容易發生低頻的震蕩,增加了控制系統變得非常的安全和穩定,抗新能源處理波動,新能源具有很強烈的波動性,不管是風電還是光伏,再加上波動的負荷,能夠突然增加負荷或者是電機啟動,就會對電流進行瞬間的提升,其實就是對展開過程中的電壓和頻率起到瞬間恢復的作用,響應的時間特別快。
這是我們的一個例子,在河南鶴壁,它是光伏、風電、儲能,再加上超定容以及整個控制保護系統,這個是整個中建聯的示范項目,已經經過認證了,基本上有這么幾項優勢,如果在離網的時候用風電光伏,并網的時候再用大電網,切換的速度其實是對電能質量響應一個非常重要的因素,這個能夠達到10毫秒,其實是國際領先的水平了,它的可再生能源的供電比例達到了80%,原則上來講超過50%濾電的比例是必須要配置儲能以及相應的濾電,要不然系統就會造成非常嚴重的影響。
最后是靈活的調度,其實靈活調度不只是分布式能源,還可以擴展至系統中的蓄能和可調度負荷,當然了靈活的調度也是整個2.0時代最重要的特征,手機變成智能化最重要的特征就是互聯,分布式能源要進行進一步的擴展,需要有更多的場景和用戶,怎么樣去調度這種負荷,來跟分布式能源進行響應,其實是一個很重要的因素。第一種方式大家都在做的是調節儲能和蓄能的設備,來響應電網和可再生能源的波動。第一要充分利用分布式電源,不能控制光和風什么時候來,但是可以調動負荷去匹配風光的特性,同時我也有相應的功率預測和負荷預測的能力去匹配風光的預測。另一方面,我還要通過整個系統的調度來去響應整個電力市場的波動,在2020年之后,我們的現貨市場就來了,它的定價是實時的,在這個過程中我們需要的是很重要的調節能力。這個是我們在江蘇鹽城一個大型制造產業園水儲能的項目,它有充分的響應能力以及波動性的能力,它用的亮點就是熱泵再加上冷熱雙蓄。
最后一個案例,整個的能源系統,要去挖掘供應中的可調負荷,實現智能靈活調度,每一個生產工藝里面都會有相應的可調空間。污水處理廠介紹一下,就是曝氣環節,通過鼓風機要把氧氣和生物質加藥沖到污水處理,這個環節占整個用電環節的40%左右,這個環節之前我們是沒有控制的,鼓風機吹到最大就可以了,通過數據的分析可以做相應的耦合,可以實時的去調節鼓風機,讓鼓風機更好的去響應水質的變化,這樣的話可以節約用電的能耗,同時也是有時間響應的,可以去選擇在什么時候加大曝氣度,這樣就變成可調的負荷了。
在這個項目上深度的挖掘運行變化,同時也可以進行響應,這只是舉了一個例子,分布式能源2.0很重要的時代,真的需要結合行業滲入到工藝中,整個電力市場中碎片化的模塊。
非常感謝大家!