劉昊：源網(wǎng)荷儲一體化的零碳解決方案探討

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，新疆金風(fēng)科技股份有限公司的首席綠電研究專家劉昊博士發(fā)表了“源網(wǎng)荷儲一體化的零碳解決方案探討”的主旨演講。以下內(nèi)容根據(jù)大會演講實錄進行整理。

劉昊：各位領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓，大家上午好!

我是來自于新疆金風(fēng)的劉昊。

今天和大家分享的內(nèi)容是源網(wǎng)荷儲一體化的零碳解決方案探討，首先再次感謝主辦方的邀請，給我們機會來分享新疆金風(fēng)在源網(wǎng)荷儲和零碳解決方案的一些經(jīng)驗。

今天的分享分為四個部分，更多分享從雙碳背景政策提出之后新的能源形勢，還有在電力市場方面新政策。新疆金風(fēng)科技根據(jù)國家政策和電力系統(tǒng)的方向制定零碳解決方案，以及我們實現(xiàn)的成功案例。最后關(guān)于新疆金風(fēng)的一些介紹。

從《京都議定書》到《巴黎協(xié)定》，再到去年總書記提出咱們國家“30·60”雙碳目標，再到今年英國格拉斯哥的會議，可以看到雙碳這個事情已經(jīng)從國際頂層政治體系到了國內(nèi)高層政治要求，也到了地方政府已經(jīng)傳達到具體企業(yè)。所以其實今年各個地方政府都已經(jīng)開始制定了省級減碳包括“30·60”路線圖，也對高耗能企業(yè)的轉(zhuǎn)型以及新建項目的環(huán)評都提出了具體要求政策，可以看到雙碳這個事情已經(jīng)不是一個國家戰(zhàn)略，每一個企業(yè)都已經(jīng)實實在在地感受到了雙碳對企業(yè)經(jīng)營包括企業(yè)經(jīng)營成本這方面的影響。

國家要實現(xiàn)雙碳，就要看能源結(jié)構(gòu)里面到底有哪些是影響二氧化碳排放的。在這里可以看到能源活動是占據(jù)了二氧化碳排放總量的85%，不管是發(fā)電企業(yè)還是工業(yè)企業(yè)的用能，都是占據(jù)了國家減排一個重要的環(huán)節(jié)。其中能源的生產(chǎn)與轉(zhuǎn)化占了47%，其主要就是發(fā)電行業(yè)，所以這也是為什么國家在全國統(tǒng)一碳市場，首先把2225家的火電企業(yè)納入監(jiān)管范圍。對于鋼鐵化工建材其他這些工業(yè)企業(yè)，也占到31%，所以明年鋼鐵或者其他八大高耗能行業(yè)，也會陸續(xù)進入全國碳市場。這些重點的排放行業(yè)里面，其實對于電力行業(yè)，低碳發(fā)電技術(shù)已經(jīng)具備了經(jīng)濟性，因為從2020年開始，風(fēng)電光伏都已經(jīng)開始平價上網(wǎng)。在綠色電力替代這方面，技術(shù)已經(jīng)日益成熟，在工業(yè)領(lǐng)域受制于工藝的特點，比如高爐怎么轉(zhuǎn)化成電爐，或者其他高耗能企業(yè)的生產(chǎn)，還是需要特別燃煤和工藝手段的。這些手段的電能替代，也是工業(yè)領(lǐng)域未來減碳重要的方向。

在這里我們也是總結(jié)了對于工業(yè)企業(yè)來說四個重要的減碳路徑。

第一，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，首先從山東和內(nèi)蒙都已經(jīng)開始對高耗能項目暫停審批，對于產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)，比如高耗能企業(yè)的這些產(chǎn)業(yè)就會逐漸降低或者搬遷。對于節(jié)能環(huán)保型，或者采用新型煉鋼技術(shù)的企業(yè)，地方招商就會有政策上的傾斜。

第二，對于必須要用電或者大體量用電的行業(yè)，要進行能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，比如使用更多風(fēng)電、光伏新能源，去替代傳統(tǒng)的能源。今年我們也可以看到很多像山東電解鋁高耗能企業(yè)，為什么搬遷到云南去，因為在那里可以用到低碳水電包括風(fēng)電的資源，來替代原來在山東的火電和自備電廠，能源的結(jié)構(gòu)調(diào)整幫助企業(yè)去實現(xiàn)減排。

第三，能效的提升。剛才很多專家也講理不少了，不管對于數(shù)據(jù)中心行業(yè)，還是對于特殊高耗能行業(yè)，還是對于商業(yè)樓宇，每一個行業(yè)有自身的節(jié)能技術(shù)，去根據(jù)工藝手段進行能效提升。

第四，碳捕集與封存，比如CCUS這樣的技術(shù)，因為它主要在科研技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有了很大的突破，但在經(jīng)濟性方面需要更多的示范性探索。

我們剛才說到的雙碳，這是一個環(huán)境角度去看工業(yè)領(lǐng)域。工業(yè)領(lǐng)域在用能的時候，另外一個角度就是要看經(jīng)濟性，必要相關(guān)聯(lián)的就是新型電力市場。今年電力市場的幾個重要變化，右手邊這張圖可以看到，從今年的七八月份煤價的大規(guī)模上浮開始，逐漸造成全國大規(guī)模地區(qū)的限電，在這里統(tǒng)計全國限電省份達到20個，有的可能開三天停四天，有的甚至是停六天只開一天，所以不管是工業(yè)企業(yè)還是地方經(jīng)濟來說，都是造成了很大影響。面對限電，怎么去跟雙碳目標結(jié)合，這是我們需要思考的問題。

在今年的10月份發(fā)改委發(fā)布1439號文，已經(jīng)實行了幾十年的目錄定價，在今年終于結(jié)束了，工業(yè)企業(yè)全部要走到電力市場去。包括中小型的工商戶，他也需要通過電力市場購電，而不是通過電網(wǎng)公司來購電，今年從11月、12月價格都可以看到，基本上火電價格都是上浮接近20%，就是國家上限。對于企業(yè)來說，未來電力市場包括電價會進一步波動，怎么去買到低價的電，同時怎么買到綠電，這就是對于日后企業(yè)選擇售電公司，包括去進行碳減排一個重要環(huán)節(jié)。

右下角也可以看到，國家電力市場進一步深化，現(xiàn)貨市場已經(jīng)啟動了兩個批次，總共是13個省份在2022年都會開始現(xiàn)貨交易?，F(xiàn)貨交易之后，對電價波動就會產(chǎn)生新的影響，比如對于中午的時段，各地的光伏可能是零電價，但是對于晚間，比如晚高峰時刻，有可能電價會比現(xiàn)在的目錄電價還要上浮到更高水平。對于現(xiàn)貨電價的波動，是企業(yè)參與電力市場第三個要關(guān)注的方向。

今年我們也面對了很多工商業(yè)用戶，也總結(jié)了工商業(yè)用戶三個主要疑惑。

第一，零碳是不是很難?國家省里面都提出了“30·60”目標，企業(yè)怎么去做零碳的事?

第二，電力市場不斷在變化，電價在波動，怎么樣去參與電力市場，以及限電對于企業(yè)應(yīng)該有什么備用手段。在這里針對三個疑惑也給出了三個答案。其實做零碳這件事并不難，金風(fēng)從自己園區(qū)開始，包括今年也給其他客戶總結(jié)出完整零碳解決方案，企業(yè)是可以復(fù)制這個方案實現(xiàn)零碳的，而且像光伏、儲能一些設(shè)施，是可以由金風(fēng)來參與投資的商業(yè)模式，對于企業(yè)來說也是沒有風(fēng)險的。這種復(fù)雜的不光是現(xiàn)貨市場，還是燃煤電價機制1.2倍波動方式，怎么樣買到合適的電價，包括評議電價波動的風(fēng)險，金風(fēng)售電也是組織了資深交易專家團隊，并且我們整合了自己的α能源聚合平臺，通過專業(yè)技術(shù)和專業(yè)經(jīng)驗，來實現(xiàn)代理用戶購電，保證電價波動的風(fēng)險。

第三，面對地方政府或者地方電網(wǎng)限電的時候，企業(yè)是不是要預(yù)留自發(fā)自用，尤其是綠電這樣的電源，并且可以通過儲能和儲蓄冷方式，來保障企業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的運行。

對于剛才三個疑惑和答案，具體應(yīng)該怎么做，金風(fēng)的零碳行動方案。我們把它總結(jié)成三減碳和一平臺。首先減碳就是零碳的電源，因為原來電源都是從電網(wǎng)來購買，綠電比例可能只是百分之十幾的比例，而且還會受到限電的影響。企業(yè)怎么去組織一套自己的零碳電源?其實咱們企業(yè)里面比如屋頂，像今天的分布式能源會議，包括自己廠區(qū)里面還有其他空閑場地也可以安裝分散式風(fēng)電，因為新能源發(fā)電是波動的，怎么樣提高消納比例，就可以通過儲能和水蓄冷的方式。

總之，像這種分布式能源都是零碳的，而且可以幫助企業(yè)實現(xiàn)減排。后兩項可以通過綠電交易和碳交易方式，包括像剛才陳總介紹的十四運方式，可以通過市場化交易綠電來實現(xiàn)減排。如果在綠電以外的部分，還可以通過碳銨交易的方式來進行碳減排認定。當(dāng)然所有這些復(fù)雜的，不管是自發(fā)自用的綠電還是來自于外部的綠電，所有數(shù)據(jù)聚合到自主研發(fā)α能源聚合平臺上，讓每一度綠電，每一噸減排價值，都有它的數(shù)據(jù)可管理和可追溯。

企業(yè)更關(guān)注的就是結(jié)費價值，我們也對比了幾種不同結(jié)費方案，在價格上的體現(xiàn)。不管是光伏還是風(fēng)電，企業(yè)都可以享受九折甚至更低的電價折扣，還是比目錄電價要低。如果火電已經(jīng)上漲1.2倍的電價，有可能下浮比例就是20%還要多。儲能和水蓄冷，在夏季高峰的時候，如果用電網(wǎng)的電可能是一塊錢的電價，這個時候可以用中午發(fā)的光伏電儲在水蓄冷罐里面，更多應(yīng)用這部分比例綠電，實現(xiàn)綠電調(diào)節(jié)。售電像剛才說的，我們可以結(jié)合現(xiàn)貨電價波動水平去制定企業(yè)更加優(yōu)化的交易策略，去選擇到底光伏電，還是現(xiàn)貨的電價，還是中長期電價，去進行一個最優(yōu)的匹配，后續(xù)還會有一個案例為大家做分享。

最后α聚合平臺，它是在項目規(guī)劃的階段就要去看，到底裝多大容量的光伏配多少儲能是最經(jīng)濟的，裝的太多有可能前期成本太高，但裝得太少有可能日后綠電比例不夠。一是在規(guī)劃階段，二是運行階段，調(diào)控各個資源協(xié)同配合。

不管是分布式電源還是儲蓄冷的設(shè)備，最關(guān)鍵的是對于我們用電負荷深度了解，我們可以通過α能源聚合平臺，去為企業(yè)關(guān)鍵用能設(shè)備，還有不同廠區(qū)、流水線按照智能標計，收集企業(yè)用能實時電量信息。符合曲線與電價進行一個匹配，去進行量身定制的節(jié)能方案。而且所有數(shù)據(jù)在信息平臺可以一目了然，所有的數(shù)據(jù)都是可追溯、可管理的。像之前十四運采用的方式，是國網(wǎng)組織的專場交易，更多的企業(yè)會關(guān)注怎么通過售電公司買到綠電，之前從國網(wǎng)買到的綠電比例不能提升。其實從售電公司買綠電，像江蘇、北京、天津這些省份，已經(jīng)開始了綠電的試點交易。只要我們的工商業(yè)用戶找到可以買到綠電的售電公司，就可以在市場上先進行注冊，然后去采購售電公司專門綠電套餐。最后售電公司也會出具對應(yīng)綠電結(jié)算證明，或者綠電證書的證明，來讓企業(yè)可以有公信力綠電證明。

金風(fēng)從2016年開始，就已經(jīng)開始綠電的業(yè)務(wù)，在新疆、山西等幾個省份，去年綠電交易額已經(jīng)超過了10億度，每一年總的綠電規(guī)?？梢猿^130億度，是可以滿足全國各地綠電客戶需求，而且已經(jīng)幫助蘋果、亞馬遜、宜家等等國際知名企業(yè)，實現(xiàn)了他們的綠電需求方案。金風(fēng)已經(jīng)為三千多家客戶，節(jié)省了六億度的電費，所以可以看到，通過綠電包括售電的方式，不光可以提升綠色度，而且真正可以幫助企業(yè)來節(jié)省電費。

這個是剛才和大家提到的案例，首先我們會根據(jù)工廠不同時段、不同類型的符合，包括不同場景的用電應(yīng)用，我們可以在規(guī)劃階段為工廠來配置最合理的光伏和儲能配置，來保證前期投資的經(jīng)濟性。在運行階段，我們根據(jù)每天電價波動，包括未來符合的預(yù)測，去協(xié)調(diào)不同類型電源之間的匹配。除此之外，我們不光參與電量市場，還可以通過輔助服務(wù)的市場，比如像去年開始的華北，在凌晨兩點鐘到第二天早上的六點鐘，在這個時候電網(wǎng)供熱機組需要保障居民供熱，但是新能源機組還發(fā)出了大量的電量，之前可能需要供熱機組去降低電量保持電網(wǎng)的穩(wěn)定，其實去年華北已經(jīng)開始通過地區(qū)熱鍋爐、儲能、電動汽車這種調(diào)峰的措施，通過給予調(diào)峰的負荷額外的收益來幫助電網(wǎng)來調(diào)峰，這時候也為售電公司和調(diào)峰負荷獲得了額外收益的機會。整個的不管是在規(guī)劃側(cè)還是運行側(cè)，把所有運行策略都集中在了人工智能α能源聚合平臺里。

在這里舉一個簡單案例，大家可以看到上面是咱們四種調(diào)控的方式，包括售電代理、風(fēng)電和光伏的能源還有儲蓄能的設(shè)施，其實它的價值既體現(xiàn)在電量、電力方面，就是綠電比的提升，也可以體現(xiàn)在電價方面。

這條紅色的曲線就是目前從電網(wǎng)購電它大概的電價水平，電價就是在7毛錢這樣的水平上。首先通過市場化的售電代理，它可以比國網(wǎng)代理價格有下幅的空間，就像電價的臺階往下走一步，比如說參與輔助服務(wù)之后，可能每度電還有幾分錢額外的收益，進一步讓電價降低。再是對于風(fēng)電和光伏，比如說光伏只有在正午發(fā)電，但是風(fēng)電有可能在晚上發(fā)電，大家可以看到藍色的區(qū)域塊它是波動，而且是每天不同的，α聚合平臺就可以提前預(yù)測明天的發(fā)電量來調(diào)整中長期的電量或者現(xiàn)貨的電量，填補到負荷中去，而且價格是按照9折計算的。

最后是在某些時段，比如說正午，園區(qū)消納不了這么多光伏，或者夜間更多風(fēng)電發(fā)的電消納不了就余電上網(wǎng)了，其實它的經(jīng)濟性是有所損失的，這個時候就可以通過水蓄冷或者儲能的設(shè)施進行雙向調(diào)控，大家可以看到黑色的兩個箭頭，它不但可以移峰填谷，而且還可以在各地限電時，儲能的設(shè)施也可以幫助企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備解決限電的問題。到用戶側(cè)的時候，你可以看到在電力中間的方框里，咱們的綠電比例有很大的提升，從國網(wǎng)一開始只能是一部分，可能是17%的比例，有可能提升到30%甚至更高，對于電價的部分，不管是售電的折扣還是光伏風(fēng)電的折扣，也是在不斷下降。

在這里我們就把剛才說的邏輯，用我們自己園區(qū)的數(shù)據(jù)進行分析。在這里舉的案例是金風(fēng)在北京亦莊的園區(qū)也是國內(nèi)首個碳中和認證的園區(qū)。金風(fēng)怎么實現(xiàn)這個園區(qū)的目標?像剛才所說的解決方案，其實在近十年來金風(fēng)先后在園區(qū)里安裝了兩臺設(shè)備，總共達到4.8兆瓦，光伏容量達到1.95兆瓦，通過風(fēng)電和光伏的設(shè)施，每年發(fā)電量可以超過750萬千瓦時綠色的電量，讓整個園區(qū)的發(fā)電比例從10%幾提升到了50%，每年結(jié)費空間達到了400萬。除了綠色度的提升之外，從度電成本上來看，像金風(fēng)是在北京的亦莊開發(fā)區(qū)，正常的度電成本應(yīng)該是7毛錢，但是我們的度電成本是達到了3毛4分8，比市場上的平均價格要降2毛9的空間，也是通過零碳解決方案來實現(xiàn)的。

除了亦莊園區(qū)之外，我們也幫助了福建的三峽、江蘇中車園區(qū)也實現(xiàn)了碳中和認證。這兩個園區(qū)也是通過高比例可再生能源的安裝，像大豐園區(qū)是風(fēng)電和儲能結(jié)合的方式，讓園區(qū)綠電比例提升了17%，而且所有這部分的綠電都可以認作為碳減排量，就是每年為這個園區(qū)節(jié)省2400多噸的二氧化碳排放。包括剛才陳總說的，通過綠電不光體現(xiàn)了降價空間，在碳方面節(jié)省的價格，日后在碳市場開始之后是一個企業(yè)額外的降費空間。

最后再給大家簡單匯報一下金風(fēng)的情況，因為金風(fēng)已經(jīng)連續(xù)10年是風(fēng)力發(fā)電機的制造商，目前金風(fēng)風(fēng)電已裝機的容量達到了73個G瓦，全球總共有4萬多臺金風(fēng)風(fēng)機運轉(zhuǎn)，業(yè)務(wù)覆蓋了六大洲的29個國家。

在金風(fēng)做售電包括剛才說的零碳解決方案板塊，就是在金風(fēng)全資子公司做的。其實一方面我們聚合了大量可再生能源，這部分每年的綠色環(huán)境權(quán)益超過了130億千瓦時，另一方面我們在負荷側(cè)也聚合了大量可調(diào)整的負荷資源，這樣負荷規(guī)模達到了520兆瓦，所以我們是通過電源側(cè)和負荷側(cè)兩端的連接來實現(xiàn)咱們負荷的可調(diào)節(jié)控制。

目前我們每年累計的售電額到了220億度，而且剛才說到α的能源管理平臺，包括相應(yīng)研發(fā)的微網(wǎng)標準，是參與了9項的IEC國際微網(wǎng)標準制定，擁有600多項的自主知識產(chǎn)權(quán)。

以上是我今天的匯報，感謝大家的聆聽。