中國儲能網(wǎng)訊：在“雙碳”目標(biāo)的驅(qū)動下，我國對智慧用能相關(guān)技術(shù)研究和工程應(yīng)用的需求更加迫切。目前，智慧用能技術(shù)研究主要集中在智能用電、綜合能源、電能替代、新能源汽車充換電等方向，并取得了一定的應(yīng)用成果。中國電科院相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士認(rèn)為，應(yīng)從政策機(jī)制、技術(shù)支撐、商業(yè)模式、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、示范建設(shè)等方面入手，推動建立智慧用能體系。
智慧用能的主要特征
能源是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，包含生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費等環(huán)節(jié)。當(dāng)信息與能源深度融合時，能源被賦予了“智慧”的特征。里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中，描述了可再生能源、建筑微型發(fā)電廠、氫能及其他儲能、能源共享網(wǎng)絡(luò)、插電式汽車等五大支柱，以及“任何能源生產(chǎn)者都能夠?qū)⑺a(chǎn)的能源通過一種外部網(wǎng)格式的智能型分布式電力系統(tǒng)與他人分享”的場景。
可再生、分布式、智能電網(wǎng)、友好互動、開放共享……結(jié)合諸多要素，智慧用能可以理解為將先進(jìn)的信息通信技術(shù)與能源技術(shù)深度融合，借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維，為終端能源使用者提供能效診斷、需求響應(yīng)、智能運(yùn)維、多能互補(bǔ)、用能安全、能源交易等多種服務(wù)，打造能源互聯(lián)共享新模式，延伸用能服務(wù)價值邊界，實現(xiàn)高效率能源使用、高比例清潔能源消納、高可靠能源供給等目標(biāo)。
智慧用能這一概念引入國內(nèi)后，與之相關(guān)的技術(shù)研究也逐漸興起。2012年，中國電力科學(xué)研究院成立了用電與能效研究所，開展智慧用能技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與重大關(guān)鍵技術(shù)研究，以及核心裝備研發(fā)。2015年，清華大學(xué)、華北電力大學(xué)等高校相繼成立能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院、能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心等，聚焦智慧用能等關(guān)鍵技術(shù)開展跨專業(yè)科研攻關(guān)。
智慧用能技術(shù)研究應(yīng)用取得成效
當(dāng)前，我國智慧用能技術(shù)研究主要集中在智能用電、綜合能源、電能替代、新能源汽車充換電等方向。
在智能用電領(lǐng)域，我國主要開展了用電大數(shù)據(jù)挖掘、需求響應(yīng)資源協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行、分布式能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、有序用電和負(fù)荷管理等技術(shù)研究。中國電科院研發(fā)的自動需求響應(yīng)終端設(shè)備、典型需求響應(yīng)資源接口模型等在浙江、河北等地應(yīng)用，支撐了當(dāng)?shù)劁撹F、水泥、建材、紡織、印染、金屬制造等工業(yè)用戶，以及酒店、商場、辦公樓等樓宇用戶參與電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)。
在綜合能源領(lǐng)域，相關(guān)研究聚焦用能系統(tǒng)能效測評與分析、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)維、需求側(cè)多能互補(bǔ)與節(jié)能低碳等方面。國家電網(wǎng)公司電力需求側(cè)協(xié)調(diào)控制技術(shù)聯(lián)合實驗室研發(fā)的綜合能源系統(tǒng)仿真平臺，在支撐工商業(yè)園區(qū)、工業(yè)企業(yè)多品類能源接入規(guī)劃、能源資源綜合利用、用能系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行等方面發(fā)揮了較好作用。此外，我國多地打造了綜合能源示范項目，通過能源系統(tǒng)改造、能源托管等降低用戶的用能成本。
在電能替代領(lǐng)域，相關(guān)研究主要包括多領(lǐng)域電能替代潛力挖掘、電能服務(wù)管理、電氫轉(zhuǎn)換等。長江沿線省份大力推廣港口岸電技術(shù)。江蘇則在糧食電烘干、全電廚房等方面開展了較成熟的應(yīng)用實踐。
在新能源汽車充換電領(lǐng)域，我國主要開展了新能源汽車有序充電、車網(wǎng)互動、即插即充等技術(shù)研究。國網(wǎng)上海電力在新能源汽車參與需求響應(yīng)方面開展了常態(tài)化應(yīng)用。國網(wǎng)電動汽車公司組織北京、天津、河北等地的新能源汽車負(fù)荷參與華北電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場交易，促進(jìn)了清潔能源消納。
在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，電網(wǎng)企業(yè)對智慧用能開展了有益探索。國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建以客戶為中心的智慧能源綜合服務(wù)體系，包括負(fù)荷管理提升、節(jié)能提效深化、用能低碳轉(zhuǎn)型、用電安全保障等內(nèi)容。南方電網(wǎng)公司提出建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)，通過先進(jìn)數(shù)字技術(shù)與能源生態(tài)深度融合提高能源領(lǐng)域數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、低碳化水平。除了電網(wǎng)企業(yè)，其他企業(yè)也進(jìn)軍智慧用能領(lǐng)域，如一些互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和科技企業(yè)提出構(gòu)建智能物聯(lián)操作系統(tǒng)，利用新能源微網(wǎng)、儲能電站和智慧能源管理系統(tǒng)提升可再生能源利用比例等。
推動建立智慧用能體系至關(guān)重要
目前，智慧用能技術(shù)實際應(yīng)用的規(guī)模仍較小，在政策機(jī)制、技術(shù)支撐、商業(yè)模式、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、示范建設(shè)等方面面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，推動建立智慧用能體系至關(guān)重要。
一是建立健全相關(guān)政策。智慧用能領(lǐng)域參與的主體多，包括電網(wǎng)公司、售電公司、負(fù)荷聚合商、終端用戶等。目前，政策層面尚未形成有利于主體培育、健康發(fā)展的體系性要求。需要進(jìn)一步完善終端能效精準(zhǔn)管控、可再生能源消納、需求響應(yīng)市場機(jī)制、分布式能源利用、用戶參與電力市場等相關(guān)配套、細(xì)化政策，制定助力分布式能源、智能電網(wǎng)、儲能、多能互補(bǔ)、氫能等關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策。
二是加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。應(yīng)加強(qiáng)信息理論、能量管理、材料科學(xué)等基礎(chǔ)理論研究，深化大云物移智鏈等數(shù)字化技術(shù)攻關(guān)，以及量子通信、納米材料、高溫超導(dǎo)等前沿技術(shù)與傳統(tǒng)能源技術(shù)的融合研究，著力構(gòu)建一個信息、能量高度耦合的開放式能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在能源的獲取方面，可實現(xiàn)風(fēng)、光、水、核、氫、冷、熱、儲的全面高效利用和互補(bǔ)轉(zhuǎn)換；在能源傳輸方面，可實現(xiàn)交直流電力網(wǎng)絡(luò)、無線能量傳輸、分布式邊緣靈活傳輸?shù)确绞狡占皯?yīng)用；在能源使用方面，打造能源系統(tǒng)管理、設(shè)備即插即用、能源綜合利用、負(fù)荷優(yōu)化調(diào)節(jié)、節(jié)能低碳運(yùn)行、自由市場交易等個性化方案。
三是加快完善商業(yè)模式。推動建立各方參與的市場化機(jī)制，在用戶側(cè)引入用能權(quán)交易、碳交易、輔助服務(wù)交易、現(xiàn)貨交易等模式，還原能源及其衍生品的商品屬性，調(diào)動市場主體的積極性。在智慧能源服務(wù)機(jī)制下，相關(guān)參與方可以基于能源互聯(lián)網(wǎng)平臺提供或享受能源、信息服務(wù)；供方、需方主體之間依托靈活的投融資手段、“類互聯(lián)網(wǎng)”的服務(wù)模式和開放共享的市場交易模式，開展自主、高效、智能的商業(yè)化用能行為，最終形成基于能源互聯(lián)網(wǎng)多類型交易的智慧用能生態(tài)圈。
四是強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實施。當(dāng)前，智慧用能項目建設(shè)、業(yè)務(wù)運(yùn)行的規(guī)范化程度不高，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率較低，項目難以得到大規(guī)模推廣。從源頭上解決該問題的方法就是加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。一方面要持續(xù)完善行業(yè)能效、需求響應(yīng)、分布式電源并網(wǎng)、綠色用能等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；另一方面要提升檢驗檢測能力，對涉及用能領(lǐng)域尤其是關(guān)系到用能安全、能耗指標(biāo)、碳排放指標(biāo)的系統(tǒng)、終端（如儲能設(shè)備、需求響應(yīng)終端、并網(wǎng)設(shè)備等）開展強(qiáng)制性功能性能檢測，淘汰不合格產(chǎn)品，增強(qiáng)產(chǎn)品復(fù)用性、互聯(lián)性。
五是推進(jìn)示范工程建設(shè)。示范項目建設(shè)主要是對上述四項舉措進(jìn)行驗證。針對政策機(jī)制，重點在于根據(jù)實施效果及時評估和調(diào)整政策；針對關(guān)鍵技術(shù)，需要加強(qiáng)成果研發(fā)，在園區(qū)、工廠、樓宇、鄉(xiāng)村等多場景開展試點應(yīng)用，暢通成果轉(zhuǎn)化路徑；針對商業(yè)模式，應(yīng)更加注重培育創(chuàng)新型企業(yè)、創(chuàng)新機(jī)制；針對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，要評估標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實施的效益，結(jié)合政策要求，加快推動相關(guān)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。
智慧用能的最終目的是清潔、高效、安全、可持續(xù)地使用能源，智慧用能將伴隨政策完善、技術(shù)進(jìn)步、模式創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和示范建設(shè)不斷發(fā)展，成為能源革命的驅(qū)動力。
（作者單位：中國電力科學(xué)研究院有限公司）
