百分百科技：綜合能源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)分析報告

當前，雙碳目標對我國能源發(fā)展提出了更高的要求。如何通過(guò)電、熱、冷、氣等多能互補和用戶(hù)側多元互動(dòng)的智慧能源利用，開(kāi)展綜合能源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)成為行業(yè)聚焦的問(wèn)題。為此，《綜合能源服務(wù)百家實(shí)踐案例集》編委會(huì )通過(guò)透析案例數據形成了關(guān)鍵技術(shù)的報告，供行業(yè)參考。

本次《案例集》關(guān)鍵技術(shù)分析報告由編委會(huì )副主編、國網(wǎng)江蘇綜合能源服務(wù)有限公司技術(shù)經(jīng)濟中心周強主任發(fā)布。報告主要分為四個(gè)部分：技術(shù)分類(lèi)、創(chuàng )新技術(shù)、可復制技術(shù)和報告總結。以下是報告的具體內容。

一、技術(shù)分類(lèi)

技術(shù)分類(lèi)從能源領(lǐng)域，能源專(zhuān)業(yè)技術(shù)和數字平臺技術(shù)三個(gè)維度分析。能源領(lǐng)域從這些案例涉及了哪些領(lǐng)域，比如供電、供暖、供熱、供水、供壓還是其他的一些系統。能源技術(shù)是從案例涉及到源、網(wǎng)、荷、儲、四個(gè)環(huán)節分析得到。數字平臺已經(jīng)是綜合能源服務(wù)的標配，針對涉及到的數字平臺技術(shù)建設應該從哪里入手，是能源管理還是設備運維，還是新的調控還是規劃模擬，這方面也做了簡(jiǎn)單的分析和總結。

能源領(lǐng)域如圖得出的三個(gè)結論，首先供電、供暖、供冷的系統是能源服務(wù)重點(diǎn)的領(lǐng)域，這里面占比最大的是供電系統是35%、供冷系統是33%，供熱系統是10%，涉及工業(yè)用能的占比較低，這方面主要和案例集工業(yè)領(lǐng)域收集案例數量有關(guān)，也體現了生產(chǎn)工藝或工業(yè)公輔系統領(lǐng)域綜合能源服務(wù)的復雜性和高門(mén)檻，目前在工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)的企業(yè)，相對來(lái)說(shuō)還是鳳毛麟角。

從能源領(lǐng)域的分布情況看，與去年報告發(fā)布結果基本保持一致，體現了綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)領(lǐng)域的多樣性和穩定性。當然我大膽預測一下，明年有可能會(huì )發(fā)生一些變化，因為今年是能源領(lǐng)域國家政策出臺最為密集的這么一個(gè)年份，跟2018年作為綜合能源服務(wù)的元年一樣，這個(gè)年份可以作為綜合能源服務(wù)的新的里程碑，無(wú)論是雙碳、電改和電價(jià)放開(kāi)、限電，都會(huì )對綜合能源服務(wù)產(chǎn)生了一個(gè)大的沖擊，所以明年整體的項目可能有很大的差異，或者說(shuō)到明年發(fā)布的時(shí)候會(huì )有比較大的變化了。

從能源專(zhuān)業(yè)技術(shù)來(lái)看，涉及能源生產(chǎn)環(huán)節的案例數量仍然是最多的，能源生產(chǎn)的環(huán)節仍然是當下能源專(zhuān)業(yè)技術(shù)應用最主要的領(lǐng)域，占比達到了將近一半，達到了45%。其次，技術(shù)應用有了明顯的上升，一方面是儲和存的技術(shù)發(fā)展日趨成熟，另一方面也說(shuō)明了用戶(hù)的需求在增加，同去年第一屆發(fā)布相比，整體的分布基本上保持一致，傳輸的在往這個(gè)環(huán)節略有下降，使用這個(gè)環(huán)節略有上升。

從數字平臺技術(shù)來(lái)看，數字平臺技術(shù)的模塊成為綜合能源服務(wù)基本的配置，而數字平臺技術(shù)里面能源管理模塊是數字平臺基本的功能，大多數數字平臺技術(shù)案例里都有采集監測統計分析的供能，這個(gè)占到61%比例。第二個(gè)隨著(zhù)電力市場(chǎng)化改革的不斷深入，需求響應的價(jià)值和價(jià)格不斷為市場(chǎng)的發(fā)現和認可，預計在未來(lái)會(huì )有較多的應用場(chǎng)景，今年多次提到“以后的電力系統是以新能源為主體的新型電力系統”，對我們電網(wǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)最大的任務(wù)來(lái)說(shuō)怎么支撐以新能源為主體的新型電力系統，這里面除了儲能就是挖掘用戶(hù)側的可調節資源，需求響應是其中很重要的一個(gè)手段。

隨著(zhù)云平臺應用不斷廣泛化，能源數據安全的要求將會(huì )越來(lái)越高，我們可喜的看到這次案例里面有兩個(gè)案例提到了能源數據安全的事情?？梢灶A見(jiàn)到數字平臺技術(shù)有著(zhù)廣闊的應用場(chǎng)景和空間，因為無(wú)論是傳統的能源行業(yè)還是以后的國家能源數據的安全性是第一位的。

二、創(chuàng )新技術(shù)

創(chuàng )新技術(shù)方面介紹兩項創(chuàng )新技術(shù)，第一個(gè)是熱源塔熱泵，它是充分利用冬季濕冷地區空氣中水蒸氣潛熱而研究、開(kāi)發(fā)的一種新型熱泵系統，冬季的時(shí)候利用冰點(diǎn)低于零度的熱媒，高效提取低溫環(huán)境下相對濕度較高的空氣中的低品位熱能，實(shí)現低溫熱能向高溫熱能的傳遞，達到制熱目的。夏季熱源塔相當于是一座高效冷卻塔，將熱量高效率的排到大氣中實(shí)現制冷。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

熱源塔熱泵應用于冬季濕冷地區時(shí)具有較高的能效比和較廣的適用范圍。冬季，由于無(wú)結霜困擾，能源塔提取低品位能的性能比風(fēng)冷熱泵穩定，整個(gè)冬季機組的平均能效比在3.5以上；夏季，由于能源塔是按照冬季提取顯熱負荷能力設計的，起到高效冷卻塔的作用，換熱效率更高。機組的平均能效比在4.5以上。

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適用范圍

熱源塔熱泵系統特別適用于冬季陰雨連綿、空氣濕度大、陰冷潮濕地區，如秦嶺、淮河一線(xiàn)以南的夏熱冬冷區域。從氣象參數條件來(lái)看，特別適用于冬季室外計算空氣干球溫度不低于-8℃、計算相對濕度不低于60%的氣候條件。

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應用展望

目前相對于傳統的方式來(lái)說(shuō)，熱源塔熱泵的系統更復雜，增加了一層放熱系統和相應的設備，熱媒溶液濃度控制復雜，運維成本和故障率相對比較高，主要因為這個(gè)技術(shù)還是相對比較新的技術(shù)，應用還不是特別多，所以這方面的經(jīng)驗可能還相對缺乏。

但因為熱源塔熱泵技術(shù)在特定的氣候區域有比較好的綜合能效，隨著(zhù)系統設計、自動(dòng)控制、運維保養這些方面逐步的完善，我們預計熱源塔技術(shù)應用越來(lái)越廣泛，這個(gè)是第一個(gè)我們推薦的創(chuàng )新技術(shù)。

第二個(gè)是制冷領(lǐng)域的，磁懸浮的制冷機，主要的技術(shù)原理是利用磁懸浮的軸承技術(shù)來(lái)替代常規的軸承，壓縮機采用永磁同步電機直接驅動(dòng)轉子，在不產(chǎn)生磨損且完全無(wú)油運行情況下實(shí)現高能效的制冷功能，因為沒(méi)有摩擦損失，無(wú)須潤滑油，沒(méi)有額外的換熱效率下降，效率比一般的水冷機更高一些。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

技術(shù)特點(diǎn)一個(gè)是效率高，相對于傳統的冷機提高到30%以上，COP可以達到6-7，IPRV可以達到11-12。另外適應能力強，對電網(wǎng)的沖擊小，體積也相對較小，維護成本比傳統的冷機降低一半，噪音也更低壽命也更長(cháng)，所以?xún)?yōu)點(diǎn)是很多的，唯一的一個(gè)缺點(diǎn)就是成本會(huì )比普通的會(huì )更高一些。

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適用范圍

適用于負荷波動(dòng)大，特別是部分負荷或低負荷占比時(shí)間長(cháng)，同時(shí)高峰負荷保障要求又高的場(chǎng)合；適用于對噪音敏感的場(chǎng)合；適用于缺乏運行維護能力的用戶(hù)；適用于更關(guān)注設備全生命周期運營(yíng)成本的用戶(hù)；在改造項目中，適用于冷負荷增加但供電容量不足的場(chǎng)合等。

在百家案例集中120個(gè)案例里面有4個(gè)案例應用了該技術(shù)，像宜興中醫院能源托管項目，把原有2臺溴化鋰冷水機組替換為2臺制冷量為837萬(wàn)kJ的磁懸浮變頻離心式冷水機組，結合冷機膠球清洗系統、采用醫用專(zhuān)用空氣處理設備等，整個(gè)項目預計年節能率可達17%。另外一個(gè)是中航光電中央空調系統能源站。項目采用1臺磁懸浮水冷冷水機組和2臺高效離心冷水機組為建筑面積約6.67萬(wàn)m2廠(chǎng)房供冷，采用“BOOT”（建設-擁有-經(jīng)營(yíng)-轉讓?zhuān)┥虅?wù)模式，靜態(tài)投資回收周期約為7.5年。

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應用展望

磁懸浮的制冷機，這個(gè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當成熟，國內外主要的冷機供應商都有磁懸浮的冷機，唯一的問(wèn)題是購置成本或者說(shuō)初投資相對比較高，但從設備的全生命周期經(jīng)濟指標來(lái)看，仍然是有較好的經(jīng)濟性。

因此，即使在全球的大型冷水機組市場(chǎng)整體下滑情況，出現了冷機的增長(cháng)，達到了將近10%。國內的磁懸浮冷機的銷(xiāo)量同比增長(cháng)要接近18%。隨著(zhù)我們國家對于能效提升的要求越來(lái)越高，我們也可以預見(jiàn)到磁懸浮智能機會(huì )得到越來(lái)越廣泛的應用。

三、可復制技術(shù)

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第一，空氣能源熱泵，它的技術(shù)特點(diǎn)是冷熱一體化，不需要專(zhuān)門(mén)的冷凍計劃和鍋爐房，占地面積小、安裝簡(jiǎn)單、自動(dòng)化運行程度高、壽命也比較長(cháng)，全生命周期的綜合成本比較低。

使用的領(lǐng)域也很廣泛，除了嚴寒地區以外，目前都有空氣能源熱泵產(chǎn)品可以選用，而且現在熱泵的技術(shù)發(fā)展也很快，像超低溫的所謂的空氣能源熱泵也出現了?，F在的空氣能源熱泵契合條件跟原來(lái)相比已經(jīng)是更加寬廣。從使用的場(chǎng)所來(lái)看，各類(lèi)的分布建筑都可以采用空氣能源熱泵，園區內的建筑也是很多空氣能源熱泵使用的場(chǎng)景。

在百家實(shí)踐案例集中，空氣能源熱泵在7個(gè)案例當中得到了應用，典型的案例就是北京房山區的分布式電采暖智慧化的集成管理項目。這個(gè)項目是針對整個(gè)北京的房山區的學(xué)校開(kāi)展了鍋爐供暖的經(jīng)濟能源改造，其中有9個(gè)子項采用了空氣能源熱泵代替傳統的鍋爐，實(shí)現了提高能效環(huán)境保護和減排二氧化碳的目標。

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第二，電鍋爐，這個(gè)產(chǎn)品在很多供暖方面的專(zhuān)家不是很認可，他們普遍的觀(guān)點(diǎn)認為這產(chǎn)品很不合算，但是隨著(zhù)國家現在雙碳目標的提出，可能電鍋爐仍然有很多應用的場(chǎng)合和場(chǎng)景。該產(chǎn)品特點(diǎn)是以電為能源，結構簡(jiǎn)單、干凈環(huán)保、調節速度快、范圍廣、安全系數高、占用的空間小、熱效率也比較高，當然和熱泵是不能比的，結合蓄能設計可以充分的利用，運行的費用不能說(shuō)低也還能接受。

適用的領(lǐng)域，特別是在可再生能源的領(lǐng)域，以及峰谷電價(jià)差比較大的地區，結合蓄能設施有相對比較可以的經(jīng)濟性。隨著(zhù)可再生能源的發(fā)電的比例不斷提高，以及國家對于碳減排目標的重視，從長(cháng)遠來(lái)看還是有很廣泛的應用場(chǎng)景。

在百家實(shí)踐案例集的三個(gè)案例中得到了應用，基本上用的都是國網(wǎng)系統內單位會(huì )多一些，因為國網(wǎng)整個(gè)都在搞電能替代，這個(gè)是電能替代運用很廣泛的一種形式。

目前案例在安徽綜能案例的縣醫院改電的項目，這個(gè)項目用了800千瓦的電熱鍋爐和136個(gè)立方的蓄熱水箱代替了原來(lái)的燃煤鍋爐，每年可以節約能源費用將近70萬(wàn)，替代電量大概65萬(wàn)度。

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第三，分布式光伏，現在國家提出了以新能源為主的新型電力系統，分布式光伏可以說(shuō)是成倍的增長(cháng)，實(shí)際上把原來(lái)對分布式光伏的發(fā)展提高了一個(gè)等次，帶來(lái)一個(gè)后果就是分布式光伏的投資建設成本也是在上漲，這個(gè)需求也是上游硅料出貨量減少導致供貨不足的緣故，從今年5月份、6月份一直到現在，單瓦分布式光伏的造價(jià)3.3元，3.5元，現在已經(jīng)漲至4元以上。

分布式光伏在百家實(shí)踐案例集中的31個(gè)案例中得到了應用。典型案例是佛山美的洗滌5.5MW分布式光伏發(fā)電項目。該項目利用美的50000m2彩鋼瓦屋頂建設5.5MWp的分布式光伏發(fā)電系統，25年累計發(fā)電量12438萬(wàn)kWh，平均每年發(fā)電量為 497.55萬(wàn)kWh，“自發(fā)自用”比例超過(guò)80%，平均每年減少二氧化碳排放約390t。

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最后一個(gè)是智慧能源管理平臺，前面已經(jīng)提到，平臺已經(jīng)成為了綜合能源服務(wù)項目的標配，目前在百家實(shí)踐案例集中81個(gè)項目得到了應用，典型案例是城市級碳達峰碳中和綜合平臺應用案例解析項目。該項目聚焦經(jīng)濟增長(cháng)、能源安全、碳排放、居民生活“四個(gè)維度”，圍繞農業(yè)、工業(yè)、建筑、交通、能源、居民生活6大領(lǐng)域，實(shí)現全品類(lèi)能源生產(chǎn)、供給、存儲、消費數據匯聚和在線(xiàn)監測，融合政府決策、宏觀(guān)經(jīng)濟、地域特色等多維度信息，打造地市級雙碳平臺。

四、關(guān)鍵技術(shù)總結

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綜合能源服務(wù)的技術(shù)種類(lèi)繁多，應用廣泛，技術(shù)應用的重點(diǎn)環(huán)節明確相對穩定，技術(shù)應用主要在供電、供網(wǎng)、供熱、供冷系統。應用的主要環(huán)節是能源的生產(chǎn)環(huán)節，這些是我們綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)。同時(shí)使用環(huán)節、存儲環(huán)節也在增長(cháng)，值得關(guān)注，以能源管理平臺代表的數字平臺技術(shù)應用日趨廣泛，但數據分析和應用深度仍值得探索，未來(lái)具備較大發(fā)展潛力。

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隨著(zhù)國家政策引導、電力市場(chǎng)化改革、數字技術(shù)及能源技術(shù)的進(jìn)步，綜合能源服務(wù)技術(shù)也在不斷創(chuàng )新，本書(shū)案例中具有一定創(chuàng )新性的技術(shù)包括熱源塔熱泵和磁懸浮制冷機。創(chuàng )新是未來(lái)的發(fā)展趨勢和潮流，同時(shí)也是增量市場(chǎng)空間和高收益率產(chǎn)品及服務(wù)的主戰場(chǎng)。綜合能源服務(wù)從業(yè)機構和人員應重點(diǎn)關(guān)注這些創(chuàng )新技術(shù)及組合模式，制定切合自身資源及特點(diǎn)的發(fā)展戰略和路線(xiàn)圖，抓住市場(chǎng)機遇。

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典型可復制技術(shù)包括空氣源熱泵技術(shù)、電鍋爐技術(shù)、分布式光伏和智慧能源管理平臺等。這些已大規模應用的成熟典型可復制技術(shù)是當下綜合能源領(lǐng)域服務(wù)的核心和重點(diǎn)，也是綜合能源服務(wù)領(lǐng)域相關(guān)機構和從業(yè)人員工作的主戰場(chǎng)，應重點(diǎn)關(guān)注和把握。