日前，在“新基建，新時(shí)代——電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型”公益直播課上，華北電力大學(xué)教授張建華談及“綜合能源系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”時(shí)表示，綜合能源運(yùn)營(yíng)模式的創(chuàng)新，需要將多能互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與信息物理系統(tǒng)相結(jié)合，以滿足能源電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型需求。同時(shí)，綜合能源系統(tǒng)建設(shè)和發(fā)展在政策支撐之外，需要技術(shù)上的持續(xù)突破創(chuàng)新。

綜合能源系統(tǒng)特征明顯

張建華表示，能源發(fā)展的總體目標(biāo)，是加快能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)與能源結(jié)構(gòu)雙替代，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。而正是由于我國(guó)正向新一代能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，電力系統(tǒng)開(kāi)始面臨靈活性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與安全性、分布式能源并網(wǎng)、能源市場(chǎng)建設(shè)運(yùn)營(yíng)等諸多挑戰(zhàn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)可再生能源裝機(jī)到2019年6月已達(dá)7.5億千瓦，到2040年、2050年，可再生能源電量占比或分別達(dá)到50%、60%以上。同時(shí)，隨著城鎮(zhèn)化率逐年提升，負(fù)荷需求也將快速增長(zhǎng)。“面對(duì)大規(guī)模可再生能源和大范圍分布式能源的接入，電網(wǎng)如何處理與各類可再生能源、間歇性能源和負(fù)荷大量接入后的協(xié)調(diào)運(yùn)行，成為關(guān)鍵問(wèn)題之一。”張建華說(shuō)。

張建華指出，在商業(yè)特征上，綜合能源系統(tǒng)應(yīng)具備如下特征：融合能源各領(lǐng)域，促進(jìn)價(jià)值服務(wù)供需對(duì)接；建立共享互通網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置；實(shí)現(xiàn)信息對(duì)等，促進(jìn)各方平等參與，為“能源系統(tǒng)+市場(chǎng)”注入活力；提供創(chuàng)新平臺(tái)，催生各種新型服務(wù)業(yè)態(tài)。

針對(duì)目前許多綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目在驗(yàn)收時(shí)存在效益不達(dá)標(biāo)、投資不到位、建設(shè)不成形的問(wèn)題，張建華解釋，這些問(wèn)題往往都涉及綜合能源系統(tǒng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性的比較。推進(jìn)綜合能源服務(wù)，目前最主要的手段還是政策支撐，例如參與電力輔助服務(wù)等。“為實(shí)現(xiàn)綜合能源服務(wù)‘多能協(xié)同’的運(yùn)行模式與‘對(duì)等共享’的市場(chǎng)交易，需要繼續(xù)突破一系列關(guān)鍵應(yīng)用。”

新技術(shù)促綜合能源變革

在助推綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的前沿技術(shù)中，張建華對(duì)新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展前景表現(xiàn)出極大信心。“人工智能可以解決新一代電力系統(tǒng)運(yùn)行的許多難題，包括大量負(fù)荷與新能源接入后的應(yīng)對(duì)等，它將成為新一代能源電力系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐。”

同樣，在可再生能源消納方面，高效、高密度、低成本、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能應(yīng)用也備受行業(yè)期待。“儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用貫穿于能源電力系統(tǒng)發(fā)輸配用的各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠改善電能質(zhì)量；可以通過(guò)參與電網(wǎng)調(diào)峰等輔助服務(wù)，提升電力輸送的能量效率；可以支持可再生能源大規(guī)模接入和分布式能源的廣泛使用。”張建華認(rèn)為，多元化儲(chǔ)能技術(shù)，有望打破電力系統(tǒng)發(fā)輸配用必須實(shí)時(shí)平衡的瓶頸，成為實(shí)現(xiàn)多能互聯(lián)共享和多網(wǎng)融合的支撐和紐帶，并有可能成為改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)架構(gòu)和運(yùn)營(yíng)模式的顛覆性技術(shù)之一。

此外，一些新型高可靠性、低損耗的電力電子裝備和技術(shù)也陸續(xù)在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。張建華介紹，采用寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的電力電子器件，可以適用于大型新能源變流裝置、中低壓配電網(wǎng)或微電網(wǎng)，將為綜合能源系統(tǒng)帶來(lái)革命性變化。

與環(huán)境治理協(xié)同創(chuàng)新

“2000年以來(lái)，我國(guó)各行業(yè)每年產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物超過(guò)8億噸，而禽畜糞便產(chǎn)生量是工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍，帶來(lái)了土地負(fù)荷壓力過(guò)大、土壤及水體污染、空氣惡臭和疾病傳播等一系列問(wèn)題。”張建華表示，“我們?cè)蛑锌圃航ㄗh，調(diào)研各省區(qū)生物質(zhì)廢棄物的資源化、能源化情況，對(duì)于很多地方而言這些問(wèn)題已經(jīng)成了‘老大難’。”

對(duì)此，張建華提出，可以將綜合能源系統(tǒng)與環(huán)境治理工程綜合考慮。采用固廢清潔資源化處理技術(shù)解決本地污染源的無(wú)害化處理問(wèn)題，將其產(chǎn)生的能源參與風(fēng)光小水電等間歇性季節(jié)性發(fā)電的調(diào)節(jié)，輔以多種儲(chǔ)能手段，實(shí)現(xiàn)環(huán)境能源與可再生能源的互補(bǔ)運(yùn)行和高效消納。

同時(shí)，通過(guò)能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)煤氣、蒸汽、冷、熱、電之間的能量生產(chǎn)、消費(fèi)、儲(chǔ)存和相互轉(zhuǎn)換，推進(jìn)綜合能源需求響應(yīng)和能源互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)。對(duì)此，張建華肯定了分布式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，稱其已在山西等地實(shí)現(xiàn)樓宇的綜合能源供給。“壓縮空氣還能驅(qū)動(dòng)公交車、環(huán)衛(wèi)車等，第一臺(tái)壓縮空氣動(dòng)力公交車的啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)已通過(guò)國(guó)家第三方檢測(cè)認(rèn)證，壓縮空氣動(dòng)力公交車目前正在交通運(yùn)輸部公路交通運(yùn)輸研究院的主導(dǎo)下開(kāi)展測(cè)試。”

張建華表示，固廢資源化、分布式壓縮空氣儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)示范工作未來(lái)將陸續(xù)推進(jìn)，通過(guò)示范工程實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境、交通的協(xié)同創(chuàng)新。