我國能源碳排放占碳排放總量的80%左右，實現“碳達峰”“碳中和”目標，核心是推動能源低碳轉型和能源革命，本質措施是控制和縮減化石能源消費量、增加可再生能源發(fā)電比例、提升社會整體能效水平。當前，我國新能源正由補充型電源逐步向主力型電源發(fā)展，傳統(tǒng)以單一系統(tǒng)縱向延伸為主增加可再生能源發(fā)電比重的能源發(fā)展模式，將不能滿足能源革命在保障能源安全、提高能源效率和促進新能源消納等方面的要求。
系統(tǒng)調峰調差壓力巨大。近期，江西、湖南、河北等地電力尖峰負荷屢創(chuàng)新高，京津唐電網冬季負荷峰谷差達30%以上，給電網機組調峰帶來了極大的壓力;同時可再生能源發(fā)電比重的增加改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的電源結構，導致電網調峰、調差壓力持續(xù)增大。
新能源發(fā)電消納難題突出。在“30•60”目標的要求下，未來10年我國年均新增風、光發(fā)電裝機需不少于7500萬千瓦，使傳統(tǒng)發(fā)電機組一次調頻、電網傳輸以及分布式可再生能源并網管理等壓力劇增，集中式可再生能源異地消納和分布式可再生能源利用等問題將會進一步突出。
用戶單一供能風險加劇。近年來，以季節(jié)性和區(qū)域性為特征的高峰供電緊張和氣荒現象多有發(fā)生，傳統(tǒng)能源供應方式供能可替代性和保障性差等問題日益凸顯。同時分布式電源裝機的增加加劇了電力系統(tǒng)安全運行的風險，以傳統(tǒng)單一能源供應的方式難以滿足用戶對用能可靠性、安全性的要求。
能源提質增效形勢嚴峻。我國單位GDP能耗明顯高于世界能耗強度平均水平，社會生產生活的工藝流程及相關供能設備能源投入產出比不高、設備運行未達到其較好的出力狀態(tài)等因素限制了我國能效水平的提高，國內設備技術水平難以突破，社會整體能效水平提升緩慢。
用戶節(jié)能降本需求迫切。隨著市場經濟的進一步發(fā)展，企業(yè)競爭壓力越來越大，降低能源成本依然成為提升企業(yè)競爭力的重要因素。企業(yè)的用能管理需要從原來的粗放、單一、低效的管理方式逐步過渡到精細、綜合、集約的管理形式，從而降低企業(yè)整體用能成本，提升企業(yè)產品的競爭力。
一、構建綜合能源系統(tǒng)助力實現“30•60”目標
未來能源將會朝著清潔化、智慧化、去中心化、綜合化(四化)方向發(fā)展，能源利用形式將會呈現冷、熱、電、氣能源在供應、傳輸、消費和轉化環(huán)節(jié)的綜合優(yōu)化利用趨勢。綜合能源系統(tǒng)以“四化”為基本特征，以“兩高三低”為目標(兩高：系統(tǒng)綜合能效的提高、系統(tǒng)運行可靠性的提高;三低：用戶用能成本的降低、系統(tǒng)碳排放的降低和系統(tǒng)其他污染物排放的降低)，整合冷、熱、電、氣等多種能源資源，推動打破傳統(tǒng)單一能源發(fā)展的技術壁壘、市場壁壘和體制壁壘，實現多能源的互補互濟和協調優(yōu)化，有效提升了能源利用效率、促進了能源的可持續(xù)發(fā)展。因此，構建綜合能源系統(tǒng)，有利于推動能源轉型、助力實現雙碳控制目標。
創(chuàng)新低碳發(fā)展規(guī)劃技術，助力多元化清潔供給體系建設。通過創(chuàng)新綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃技術，有效整合光伏、風電、熱泵、沼氣三聯供、工業(yè)余熱余壓利用等分布式能源，從多種能源協同發(fā)展的角度設計優(yōu)化能源生產模式，從多能耦合角度探索可再生能源供給比重擴大模式，打造以可再生能源為主體的綜合能源低碳供能新結構，推動高比例可再生能源的綜合能源系統(tǒng)建設，促進風電、太陽能發(fā)電裝機容量增長，助力多元化清潔供給體系建設。
創(chuàng)新電源側運行優(yōu)化技術，助力新能源發(fā)電消納能力提升。通過推動綜合能源系統(tǒng)多能源高效運行技術創(chuàng)新，加強分布式可再生能源與多種能源的互動，實現可再生能源時空轉換利用，促進分布式可再生能源發(fā)電就地利用;創(chuàng)新分布式可再生能源并網運行管理模式，以綜合能源系統(tǒng)為主體實現與電網的交互，推動分布式可再生能源的有序并網;通過創(chuàng)新可再生能源、傳統(tǒng)發(fā)電機組以及大型儲能的協調運行技術，發(fā)揮儲電、抽水蓄能等儲能靈活資源與傳統(tǒng)發(fā)電機組的調節(jié)能力，降低電網調峰和一次調頻壓力，促進集中式可再生能源消納和錯峰輸送。
創(chuàng)新設備整體能效優(yōu)化技術，助力用戶用能成本有效降低。通過推動大數據、云計算等信息技術與能源物理技術的融合，挖掘不同工況下各類設備運行特性，實現各類能源設備物理出力狀態(tài)的數字孿生;通過推動綜合能源系統(tǒng)能源設備能效優(yōu)化技術創(chuàng)新，從全局最優(yōu)角度實現綜合能源系統(tǒng)多類型設備的能效優(yōu)化，以經濟高效的設備運行策略滿足用戶用能需求，實現用戶用能成本的有效降低。
創(chuàng)新多種供能設備互補耦合技術，助力用戶用能安全可靠。以“兩高三低”目標為導向，推動綜合能源系統(tǒng)多能源高效互補耦合技術創(chuàng)新，整合熱、電、冷、天然氣、新能源等多種能源，實現多種能源間的互補互濟和綜合利用;通過推動綜合能源系統(tǒng)源網荷儲聯動優(yōu)化技術創(chuàng)新，有效調動多種供能設備互補和替代特性，以增強能源系統(tǒng)應對疫情、節(jié)日、突變天氣等特殊事件下的保障能力，實現用戶用能的安全穩(wěn)定。
創(chuàng)新多能源主體市場交易技術，助力多元化市場機制完善。通過推動跨區(qū)域多能源系統(tǒng)市場交易技術創(chuàng)新，實現跨區(qū)域多能源的聯動交互，促進跨區(qū)域能源消納和交易機制完善;通過培育虛擬電廠、負荷聚集商、儲能電站等新型市場主體，建立能源消費與能源生產的互動以及不同能源需求之間的協同關系，推動需求響應等輔助市場的市場主體和規(guī)則完善;以綜合能源系統(tǒng)靈活性特點為基礎，加強與其他市場主體的合作與交互，促進能源供給的集權優(yōu)化和市場主體間的合作共贏。
二、綜合能源視角下雙碳控制目標的解決思路
綜合能源系統(tǒng)是在全球致力于低碳發(fā)展、能源轉型的宏觀背景下，受技術、市場、政策以及產業(yè)生態(tài)發(fā)展等多重因素驅動，傳統(tǒng)能源產業(yè)融合清潔化、智能化、去中心化、綜合化等新要素形成的能源新業(yè)態(tài)。為充分發(fā)揮綜合能源系統(tǒng)對能源革命、雙碳控制目標實現的支撐作用，需要從頂層設計、技術創(chuàng)新、基礎設施建設以及商業(yè)模式等方面，探索綜合能源視角下“30•60”目標發(fā)展新思路。
合理規(guī)劃頂層設計。立足于我國能源轉型和能源電力行業(yè)自身的特點，以綜合能源系統(tǒng)為紐帶，推動傳統(tǒng)能源與新能源的協同發(fā)展;確保綜合能源行業(yè)管理和監(jiān)管體系協調統(tǒng)一，共同推動各能源品種之間打破行業(yè)壁壘;融合傳統(tǒng)垂直產業(yè)鏈，推動分布式可再生能源項目開發(fā)和布局，從而深入推進工業(yè)、建筑、交通運輸、公共機構等重點領域和重點單位節(jié)能減排。
加大技術創(chuàng)新力度。加快可再生能源開發(fā)利用關鍵設備創(chuàng)新研發(fā)，加快數字信息技術與能源物理技術的融合，著力解決可再生能源利用造價高、效率低等“卡脖子”問題;加快綜合能源耦合型設備關鍵技術研發(fā)，突破限制多能源耦合轉化的技術壁壘，進一步增強異質能源的互補性和可替代性。
加強基礎設施建設。加強清潔能源和多類型儲能設施建設，鼓勵因地制宜建設含高比例可再生能源的綜合能源系統(tǒng)，推動分布式清潔能源就地消納;加強智能終端和智慧能源平臺建設，實現能源生產消費的智能監(jiān)測、診斷和調控，鼓勵能效水平低、污染排放大的老舊設備更新迭代，推進老舊園區(qū)綜合能源改造項目。
推進商業(yè)模式創(chuàng)新。以低碳應用為基本思路，創(chuàng)新以客戶為中心的綜合能源服務模式，推進差異化綜合能源解決方案創(chuàng)新;鼓勵以可再生能源為主的多種能源供應主體的共贏合作，以低碳、高效、經濟為主要原則，創(chuàng)新多主體投資、運營、利益分配機制，創(chuàng)建互利互惠的商業(yè)生態(tài)圈。
推動電力市場建設。推動新能源積極參與電力市場競爭，完善電價機制，建立公平合理的調峰輔助服務市場;推動以用戶側綜合能源系統(tǒng)為主體的電力現貨市場交易模式，激發(fā)用戶側資源參與電力市場的活力，依托綜合能源系統(tǒng)，形成涵蓋電力市場、碳交易市場、綠色配額交易市場、煤電聯動機制等多類型市場機制。
綜上所述，綜合能源系統(tǒng)是能源電力系統(tǒng)未來的重要轉型方向。“十四五”期間，分布式風電和光伏電源將會得到較大的發(fā)展，綜合能源系統(tǒng)將在促進新能源消納、保障供能安全可靠方面發(fā)揮更大的作用，政府應推動重點排碳行業(yè)的綜合能源系統(tǒng)示范工程落地，著力改善用戶用能質量、降低用能成本、提高能效水平，為我國實現能源革命和“30•60”目標作出貢獻。
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