陳 偉：綜合智慧能源技術及案例分析

編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標下的智慧方案與行業(yè)機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業(yè)委員會、中國能源網(wǎng)主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。會上，國家電力投資集團綜合智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心上海成套院分中心主任陳 偉發(fā)表了“綜合智慧能源技術及案例分析”的主旨演講。

以下內容根據(jù)大會演講實錄進行整理。

陳偉：非常感謝能有這個機會跟大家做分享。

大家都知道2030政策出來以后，對我們國家來說綜合能源是新的元年，國外給我們做過簡單的分析，中國到2060年要實現(xiàn)碳中和，我們要投入500萬億人民幣，但是我們國家清華大學他們也做過分析，相對來說保守一點，大概是135萬億-150萬億的產(chǎn)值投入。接下來將近40年的時間，每年平均大概有4-5萬億投入，說明綜合能源產(chǎn)業(yè)接下來可能是我們重要的有前途的，非常有市場前景的產(chǎn)業(yè)。

我今天代表上海成套院，把我們做的綜合能源簡單做分享，時間有限，我講的可能比較快一點。綜合能源作為國家電投來說是我們三張牌中最重要的一張牌，我們叫存量牌、增量牌和未來牌。綜合能源是我們的未來牌，目前我們國家電投已經(jīng)在運的項目，大概有260幾個，已經(jīng)建成了，還有300多個在建，將近有600多個項目，我們的總投資目前已經(jīng)超過1千億人民幣。我們國家電投在綜合智慧能源實踐方面應該在全國是走得比較前列的。

下面先把成套院做的一些事情簡單匯報一下，3060也講過了，國家電投把綜合能源作為2035重要的抓手，上海成套院作為國家電投下面的研究院，也是積極配合二三級公司做規(guī)劃，到實際，到EPC建設的單位。上海成套院是一個老牌研究院，1959年成立的，基建部下面的研究院，我們國家當初是模仿蘇聯(lián)的模式成立了研究所，西安有一家研究院，原名叫北京熱工研究院，我們這個叫上海氫能機構研究所，一個是管火力發(fā)電設備，一個是管電廠運維的?；ú砍蜂N以后，就把我們放到上海市國資委，就并到了國家技術總公司，技術總公司和國家技術總公司合并，進到了電投，是這樣一個邏輯。

成套院本身是以做設備起家的，我們整個綜合設備的邏輯都是以關鍵技術研發(fā)和系統(tǒng)集成為中心，以關鍵設備研制和設備成套為抓手，開展我們的綜合能源技術。我們的技術主要分成四個方面，一是智慧技術，二是儲能技術，三是清能技術，四是設備成套技術。第一個是控制平臺，我是2015年年底2016年初開始做綜合能源，應該是國內比較早做綜合能源這一批的人，當初我提出了八大技術，智慧平臺是我做的第一個技術。經(jīng)過這么多年的研發(fā)，我們平臺已經(jīng)用到三五個項目里去了，現(xiàn)在取得了比較好的成績。

邏輯是我們平臺基于比較務實的平臺，主要是以復合分析，優(yōu)化調度，管網(wǎng)的水電平衡，微網(wǎng)的運行模塊，以這個為主的模塊。我們希望用低成本的配置來解決綜合能源體量比較小的問題，偏務實化。國家電投現(xiàn)在把所有的綜合能源項目平臺歸結為天樞一號，天樞一號有各種不同級別的平臺。

再是智慧供熱平臺技術，這也是針對我們國家有3億多個熱用戶做的水力平衡，也是復合預測，優(yōu)化調度，包括管網(wǎng)檢漏這些的平臺技術。主要是應用北方清潔供暖的大平臺應用，目前也取得了比較好的效果。平臺上去以后基本上能解決5%-10%的問題，其實大家說智慧，我們做智慧平臺不是目的，優(yōu)化調度平臺都是為了節(jié)能，如果沒有節(jié)能，這個平臺是沒有任何意義的。

我們自己做了一個選型軟件，有兩個軟件是供我們平臺用的。一是熱電聯(lián)供的軟件，我們軟件做到什么程度？把編程條件編進去以后，我們的設備就出來系統(tǒng)圖，系統(tǒng)圖出來實施設備選型，設備選型對設備的造假，包括設備的運維，包括基金，全部串到一起。最終可以打印出報告，出來3-5種方案的配備，你選擇打印出來的報告，基本上就可以成型，作為項目前期判斷的軟件，這個軟件在集團內部是免費使用的。

二是升級版，類似于麻城人民醫(yī)院這種級別的，包括內燃機、冷機、溴機、鍋爐、光伏，這套系統(tǒng)我們做了升級版，也是對集團公司免費使用。我們自己內部有一款比較厲害的軟件，也是我們用了五年的軟件，已經(jīng)升級到第五版了，不對外公開的。我們這個軟件植入了所有綜合智慧元素，光伏、風電、地熱、熱泵、冷機、溴機各種類別的系統(tǒng)都在數(shù)據(jù)庫里。目前通過了700多個項目的計算，積累了豐富的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，一般成套院一天就能拿出一個項目的方案，而且這個方案是3-5個方案綜合對比的方案。為我們提供項目分析、判斷、提前預測、后評估等等。

智慧樓宇比較簡單，把樓宇的能量管理系統(tǒng)和物業(yè)管理系統(tǒng)綜合到一起，目前我們正在做一個像人民日報項目，我們國家電投做了幾個項目，包括我們自己本部的智慧樓宇項目，目前我們正在做人民日報的項目，這個項目能做成，帶來的效果是非常好的。

還有幾個一流技術，這些技術是未來我們長時電池，包括安全性方面電池的方向?，F(xiàn)在這個250千瓦的項目已經(jīng)在河北項目上得到了使用，未來作為新能源項目的一個電池技術?，F(xiàn)在還有一個技術叫液態(tài)壓縮空氣儲能技術，明年我們要做50兆瓦時、200兆瓦時的示范項目，明年是一流的液態(tài)壓縮空氣儲能。這兩個項目是明年重點的長時電池項目。

固體電蓄熱技術，這個技術在內蒙的幾個項目上已經(jīng)使用了，主要解決低谷電，用低成本的電價儲起來，用熱風再循環(huán)，來供熱或者供蒸汽的設備。還有一個是儲能輔助調頻技術，目前這個項目已經(jīng)在珠海20兆瓦時儲能電站上運行了。國內9F級燃機啟動+調頻第一個示范項目，除了這個項目以外，我們還做了四個儲能項目，電源儲能項目，南山熱電9兆瓦時的儲能項目，今年10月份全部并網(wǎng)運行了。

還有水光互補的項目，火電+儲能的項目，一次調頻的儲能項目，6兆瓦時的，目前我們正在實施，這也是華中電網(wǎng)第一個一次調頻的儲能項目。我們正在研發(fā)車載空壓機，跟氫燃料電池配套的，因為國家電投是有分工的，氫燃燒電池主要是氫能公司來研發(fā)，我們負責空壓機的研究。還有一些咨詢電解咨詢（音）技術，包括工程化，加氫站的實際技術，為國家電投未來氫能源發(fā)展要做出貢獻。

還有燃機系統(tǒng)集成技術，這是成套院固有的本身已經(jīng)有基礎的技術。目前來說，國內很多燃機的前置模塊，包括燃機的調電站都是成套院供的，占比還是非常高的。我們還和西門子有合作關系，包括航改機，我們都在合作。

另外，因為分布式能源項目越來越多，大家都知道分布式項目的運維是很貴的，我們跟西門子也在合作，怎么把燃機的運維國產(chǎn)化？最終的目標是西門子來提供核心的設備，我們來負責其他的運維，這樣我們可以把運維的成本至少降低一半。

還有柔性直流技術，目前我們已經(jīng)有項目運營了，也是我當初提的八大技術之一。現(xiàn)在目前在開發(fā)縣域經(jīng)濟，國家電投為什么要開發(fā)縣域經(jīng)濟？現(xiàn)在目前光伏是世界第一，光伏+風電還是世界第一，清潔能源+核電+水電還是世界第一，怎么樣保證這個優(yōu)勢？縣域經(jīng)濟是我們重要的環(huán)節(jié)。因為大家都知道3060的戰(zhàn)場在哪里？在縣域，中國有2800多個縣，但未來每個區(qū)域都要制定雙碳計劃，包括省級、縣級，誰能夠取得縣域市場的先機，誰能展望未來能源市場的抓手。

整個縣域所有的規(guī)劃，包括縣域的集中供能也好，包括光伏、風電也好，物流、綠色交通也好，美麗鄉(xiāng)村也好，農村包圍城市，確實有這種特點的。我們在去年6月份就開始布局，我們黨組1月份號召，3月份行動起來，6月份就出來了國家676個分布式能源光伏政策。其實我覺得這個政策出來得稍微早了一點，要是再晚半年，我們國家電投的先機是非常明顯的。

到目前為止，我們簽了200多個縣，但如果再過半年，我們至少干了30%-40%。雖然國家電投有了先機，但因為這個時間差比較短。作為縣域經(jīng)濟開發(fā)來說，有很多先進的技術，我講的這個技術只是其中比較務實的一個，包括怎么解決農村的秸稈問題，怎么做計劃，怎么做對比，怎么做出黑顆粒去燒，多種方式融合的技術，這也是解決未來縣域里的技術。我們還在研究另外幾種技術，包括低成本的蒸汽技術，北方供蒸汽的，不用燒煤，也不用電，我把太陽能光熱和蒸汽壓縮機配在一起，怎么做低成本的供蒸汽。

另外，最新研發(fā)的技術是光伏和光熱怎么融合，因為大家都知道光伏發(fā)電效率最多到26%，已經(jīng)是封頂了，還有70%多的能量是浪費的，這個能量怎么用起來？我們已經(jīng)有一套完整的技術，今年要做示范。如果這個東西取得了突破，我覺得將來能量利用的水平，我們要把光熱和光冷的水平提高到75%，把75%的能量利用起來，把清潔供暖全部結合起來。這才是我們未來綜合能源的方向，因為綜合能源必須要不停地創(chuàng)造新的技術，而且它的商業(yè)模式、商業(yè)思維都需要不停地創(chuàng)造，它是一個需要不停去創(chuàng)造場景的思路。

其實綜合能源發(fā)源于美國，其實它起步在日本，真正落地是在歐洲，真正發(fā)展得最好的我認為是在中國，中國的應用場景最多。我跟老外交流了好幾次，我認為他那些技術已經(jīng)趕不上中國的思路了，因為中國有不同的應用場景，南北差異、東西差異，所以帶來了特別快的技術革命。

我們還在研究虛擬電廠技術，我覺得這個技術是未來能夠給中國智慧能源或者綜合能源，為了新型電力體系，分布式能源做出巨大貢獻的技術。目前，虛擬電廠平臺已經(jīng)在深圳、江蘇上線了。這個平臺是未來做綜合能源非常重要的抓手，因為這個平臺連接了用戶的電交易，包括儲能、光伏、限止設備、各種的配合，這才是未來能解決整個區(qū)域怎么平衡的非常先進的技術。

成套院做事情比較務實，這個我就不多說了，應用場景非常廣泛。我提兩點，我在集團上課的時候一直講兩點，我們不做小項目，太小的項目可能對國家電投來說不合適。一般要求冷熱復合至少是6萬平方米以上才做，分布式光伏至少2兆瓦以上，2萬平方米以上才做。這可能對國家電投來說，可能對有些小企業(yè)來說未必，如果對批量化的項目來說，我希望小的也能做，十幾個這種系統(tǒng)的來做。

我們做的樓宇型項目，會把每個項目做剖解，會把整個能量平衡圖做出來。有了這個能量平衡圖，類似的樓宇型項目就知道內燃機發(fā)電占多少，溴機占多少，冷機占多少，這樣一目了然，對以后設備的配置，包括系統(tǒng)優(yōu)化是非常有好處的。其實綜合能源這個項目體量比較小，需要做多種方案的匹配才能找出最佳的點，包括區(qū)域型的，也是這個邏輯。

我簡單地講一講我們的項目，這個項目是南昌中醫(yī)藥科創(chuàng)城的，這個項目的主站已經(jīng)建好了，266萬平方米的集中供冷供熱，還有85方的工業(yè)蒸汽。我們的思路是把電廠的蒸汽拉18公里的管線過去，又供給工業(yè)園區(qū)的供熱，同時又供給266萬平方米的供暖，同時用冷機+水蓄能罐解決供冷問題。

我跟大家講一下這個思路，我建議區(qū)域能源項目最好是要跟當?shù)爻峭?，民營企業(yè)，我現(xiàn)在總結出這個規(guī)律，國企+民企+當?shù)卣髽I(yè)，這才是最佳的綜合能源配置模式，這樣做起來事情才會最順。這個事情只有做的人才知道，才能完全理解我說的概念。

像管網(wǎng)，如果沒有城投，管網(wǎng)里要破路，怎么破這個路？我前幾天還得到了一個通知，破這個路的主路要得到南昌市，要上常委辦公室，常委會才能把這個路封掉。如果沒有城投，是封不了這個路的，封不了就代表頂管，帶來項目的投資增加。

這是贛江的項目，一千多萬平方米，十個能源站，把電廠的冷卻水通過七公里管線拉過來，作為它的供暖，同時加上我們的冷機，蓄能，來解決一千多萬平方米的供熱。我們用的思路是整體規(guī)劃，分步實施。這也是總結了橫琴等一系列的項目，我們才用這個方式。如果沒有負荷，我們先上能源站，基本上供到十萬平方米。

我們主張什么時候開始建？一個能源站基本上是120-125萬平方米，我們算過那個頂，基本上40-50萬平米就是臨界點。原則上到30萬才開始做主站，等主站建完了大概就是60萬，這樣能保證我們的投資不會存在大馬拉小車的問題。這些東西都是通過好多項目總結出來的，我們才有了這些經(jīng)驗。

現(xiàn)在我們會把這個思路馬上復制到另外一個項目去，也是這個邏輯。把政府拉進來以后，造價什么的就能鎖定。我們把政府拉進來以后，在土地招標的時候就明確這個區(qū)域是必須要集中供暖供熱的，很多區(qū)域型項目做不成，就是因為最后把協(xié)議簽完了，用戶的協(xié)議簽不了，因為政府對用戶沒有約束力，我現(xiàn)在招標的時候明確上面寫清楚，你必須集中供冷供熱，你自己不能隨便裝空調，代表了我接下來不會跟你談供不供的問題，我只是跟你談價格的問題。價格非常簡單，我們如果把政府的企業(yè)拉進來無非做備案，大概是這個邏輯，大差不差，只有極少數(shù)用戶打折，原則上政府的用戶是不會打折的，就這個邏輯。保證我們的經(jīng)濟效應。

其次，一個是保證投資方的效益，同時是保證用戶，只有我們好了才能保住用戶的效果，光谷中心城的項目也是一樣，目前光谷這個項目有點遺憾，這個項目推了三年，目前是要落地了，我講一個邏輯。作為綜合能源項目這個項目是非常好的，是我建過里面負荷增長最快的項目，目前為止三個站已經(jīng)變成兩個站了，其中有一個新河站已經(jīng)運行，所有的區(qū)域造好了等不上你了，全部自己裝了空調，為什么產(chǎn)生這個情況？就是因為我們進去晚上，我們的能源站全部做到綠化帶上。你做能源站必須要做調規(guī)，調規(guī)就調了兩年多，為什么調不下來？是因為國營企業(yè)只有我們一家，我一再建議你們要把相關的資源方拉進來，我們把城投拉進來，把民營企業(yè)拉進來，八個月就解決問題了，今年年底要動工了。我剛才說這些話都是實踐總結出來的東西。

我們國家領土就是這樣，基本上我們跟政府簽協(xié)議，就跟政府做整體的雙碳規(guī)劃，包括整體規(guī)劃，通過整體規(guī)劃植入我們的項目，我們做項目針對政府的"十四五"規(guī)劃做，我們很多人做規(guī)劃都是憑空想象，把自己的理念往別人那堆我認為沒有意義，一定要結合政府的需求、痛點、難點，解決他的痛點難點來做我們的綜合能源規(guī)劃，這樣你的項目才容易落地，才能夠真正的有效益。

我們這個項目也是做遠規(guī)劃，目前華西人民醫(yī)院相關的項目已經(jīng)落地了，還有類似于工業(yè)園區(qū)項目，廣東區(qū)域可以做，大家知道分布式能源討論了很長時間，燃氣分布式其實經(jīng)濟性做這行的應該都知道，真的講經(jīng)濟性好的地方并不多，廣東、北京、青島、上海，只有這幾個區(qū)域才是有天然氣發(fā)電價格，其他地方基本上沒有價格。大家怎么去做這個東西，類似廣東區(qū)域可以用分布式燃氣替代整個園區(qū)，因為是有三級電價可以保證做這個事情。

我也在創(chuàng)新新的模式，對于沒有電價的情況我們怎么做分布式能源，目前在海南做了一個項目，我們在化工廠里面有高能耗用戶的高電耗、高蒸汽用戶做了項目，我們做了用戶自發(fā)自用，不上網(wǎng)的方式我認為也是可以解決的，因為有比較高的電價，有比較好的蒸汽價格，這樣才能解決我們的問題。否則單靠上網(wǎng)發(fā)電這個是很難推進的。運城的項目我們這一次在經(jīng)濟開發(fā)區(qū)作了一些，這種項目是比較典型的小型區(qū)域型項目，不多說了。

還有"1+4+N"項目，我們充分利用了國家電基地項目，我們吳中有個燃機，我們想整個區(qū)域里面污泥是不能出區(qū)的，污泥燃燒，給它焚燒，燒掉以后蒸汽給燃機供，融合以后以這個基地為燃機，契合醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園、生物產(chǎn)業(yè)園、吳中產(chǎn)業(yè)園、人民醫(yī)院，我們供蒸汽、壓縮空氣、除煙水，整個系統(tǒng)打通。同時我們把整個園區(qū)打造四級開放模式，園區(qū)里的用戶打造光伏、儲能、電能改造，整個完整的嶄新的工業(yè)園區(qū)創(chuàng)新模式，來打造未來的發(fā)展。

還有類似于雙魚島項目，我們利用資源，大家都看到大海了，我們用海水源熱泵解決能源供應，其他配置大家都會。人民醫(yī)院的項目，麻城人民醫(yī)院是我做的第一個項目，昨天還獲得了獎，我現(xiàn)在對醫(yī)院的項目，我并不把分布式能源作為首選供能方式，一定是根據(jù)當?shù)氐馁Y源稟賦來解決醫(yī)院的供能方式。

按照目前的邏輯，跟大家分享一下經(jīng)濟性，第一選擇是煤電廠蒸汽供熱，第二種方式水源熱泵，第三種方式地源熱泵，第四種方式是空氣源熱泵，最后才會選分布式能源。雖然我自己做這個，但是我從經(jīng)濟分析，我的邏輯是這樣的，五種是全部有，我們現(xiàn)在在湖北做了地源熱泵項目，在四川做了水源熱泵項目，多種方式我們都做了，完全對比，包括鹽城我們就是用蒸汽，我們在推這個項目。

剛才說了儲能項目，我現(xiàn)在跟大家分享一下，明年大家一樣意識到是儲能的元年，因為明年的共享儲能加上用戶儲能，就是我們明年爆發(fā)式增長，前幾年光伏平穩(wěn)發(fā)展的，到了國家公布分布式光伏以后爆發(fā)式增長。儲能也是這樣，這么多年發(fā)展下來，明年肯定促使了儲能的發(fā)展模式，我們明年把共享儲能和用戶儲能作為我們的主攻方向，做我們的事情。

另外是農光互補，這個是我們的項目，我們打造了農業(yè)和光伏怎么有機結合的模式，中間我們用種蔬菜，下面養(yǎng)魚，水系統(tǒng)循環(huán)，頂上做光伏，光伏有多種形式的光伏，包括樓形光伏，加上我們紅色旅游，包括餐飲、小學生教育、采摘，整個系統(tǒng)在一起新的商業(yè)模式探索。

我們還有美麗鄉(xiāng)村項目也是這樣，我們國家電投為什么開發(fā)縣域？縣域的特點就是要打造共同富裕，國家電投有政治責任感在身上，我們每個縣域開發(fā)都會給政府做美麗鄉(xiāng)村項目，通過美麗鄉(xiāng)村項目建設來換取大的資源。這個邏輯我們往前推我們的項目，基本上是這樣。我們要解決農民的問題，解決什么？北方要解決農民的清潔供暖問題，要解決農民低電問題，我們利用三網(wǎng)融合，我們現(xiàn)在推的能源網(wǎng)和政務網(wǎng)、社區(qū)網(wǎng)怎么融合，未來給老百姓帶來好處，給政府帶來好處，要實現(xiàn)共同富裕，這是我們央企的職責。

今天時間有限，大概簡單的跟大家分享一下，這個產(chǎn)業(yè)我認為是完全的新興產(chǎn)業(yè)，通過大家的共同努力，我覺得應該說這個產(chǎn)業(yè)還是值得發(fā)展至少十年、二十年，謝謝大家。