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(kāi)。本次會(huì )議由中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )、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(huì )上，新疆金風(fēng)科技股份有限公司的首席綠電研究專(zhuān)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。以下內容根據大會(huì )演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

劉昊：各位領(lǐng)導、嘉賓，大家上午好!

我是來(lái)自于新疆金風(fēng)的劉昊。

今天和大家分享的內容是源網(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(huì )來(lái)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(gè)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(chǎng)方面新政策。新疆金風(fēng)科技根據國家政策和電力系統的方向制定零碳解決方案，以及我們實(shí)現的成功案例。最后關(guān)于新疆金風(fēng)的一些介紹。

從《京都議定書(shū)》到《巴黎協(xié)定》，再到去年總書(shū)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(huì )議，可以看到雙碳這個(gè)事情已經(jīng)從國際頂層政治體系到了國內高層政治要求，也到了地方政府已經(jīng)傳達到具體企業(yè)。所以其實(shí)今年各個(gè)地方政府都已經(jīng)開(kāi)始制定了省級減碳包括“30·60”路線(xiàn)圖，也對高耗能企業(yè)的轉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(gè)事情已經(jīng)不是一個(gè)國家戰略，每一個(gè)企業(yè)都已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地感受到了雙碳對企業(yè)經(jīng)營(yíng)包括企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本這方面的影響。

國家要實(shí)現雙碳，就要看能源結構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(dòng)是占據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，都是占據了國家減排一個(gè)重要的環(huán)節。其中能源的生產(chǎn)與轉化占了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一碳市場(chǎng)，首先把2225家的火電企業(yè)納入監管范圍。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(huì )陸續進(jìn)入全國碳市場(chǎng)。這些重點(diǎn)的排放行業(yè)里面，其實(shí)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(kāi)始，風(fēng)電光伏都已經(jīng)開(kāi)始平價(jià)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(diǎn)，比如高爐怎么轉化成電爐，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(lái)減碳重要的方向。

在這里我們也是總結了對于工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)四個(gè)重要的減碳路徑。

第一，產(chǎn)業(yè)結構的調整，首先從山東和內蒙都已經(jīng)開(kāi)始對高耗能項目暫停審批，對于產(chǎn)業(yè)的結構，比如高耗能企業(yè)的這些產(chǎn)業(yè)就會(huì )逐漸降低或者搬遷。對于節能環(huán)保型，或者采用新型煉鋼技術(shù)的企業(yè)，地方招商就會(huì )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(jìn)行能源結構的優(yōu)化，比如使用更多風(fēng)電、光伏新能源，去替代傳統的能源。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(lái)替代原來(lái)在山東的火電和自備電廠(chǎng)，能源的結構調整幫助企業(yè)去實(shí)現減排。

第三，能效的提升。剛才很多專(zhuān)家也講理不少了，不管對于數據中心行業(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(gè)行業(yè)有自身的節能技術(shù)，去根據工藝手段進(jìn)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(shuō)到的雙碳，這是一個(gè)環(huán)境角度去看工業(yè)領(lǐng)域。工業(yè)領(lǐng)域在用能的時(shí)候，另外一個(gè)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(chǎng)。今年電力市場(chǎng)的幾個(gè)重要變化，右手邊這張圖可以看到，從今年的七八月份煤價(jià)的大規模上浮開(kāi)始，逐漸造成全國大規模地區的限電，在這里統計全國限電省份達到20個(gè)，有的可能開(kāi)三天停四天，有的甚至是停六天只開(kāi)一天，所以不管是工業(yè)企業(yè)還是地方經(jīng)濟來(lái)說(shuō)，都是造成了很大影響。面對限電，怎么去跟雙碳目標結合，這是我們需要思考的問(wèn)題。

在今年的10月份發(fā)改委發(fā)布1439號文，已經(jīng)實(shí)行了幾十年的目錄定價(jià)，在今年終于結束了，工業(yè)企業(yè)全部要走到電力市場(chǎng)去。包括中小型的工商戶(hù)，他也需要通過(guò)電力市場(chǎng)購電，而不是通過(guò)電網(wǎng)公司來(lái)購電，今年從11月、12月價(jià)格都可以看到，基本上火電價(jià)格都是上浮接近20%，就是國家上限。對于企業(yè)來(lái)說(shuō)，未來(lái)電力市場(chǎng)包括電價(jià)會(huì )進(jìn)一步波動(dòng)，怎么去買(mǎi)到低價(jià)的電，同時(shí)怎么買(mǎi)到綠電，這就是對于日后企業(yè)選擇售電公司，包括去進(jìn)行碳減排一個(gè)重要環(huán)節。

右下角也可以看到，國家電力市場(chǎng)進(jìn)一步深化，現貨市場(chǎng)已經(jīng)啟動(dòng)了兩個(gè)批次，總共是13個(gè)省份在2022年都會(huì )開(kāi)始現貨交易?，F貨交易之后，對電價(jià)波動(dòng)就會(huì )產(chǎn)生新的影響，比如對于中午的時(shí)段，各地的光伏可能是零電價(jià)，但是對于晚間，比如晚高峰時(shí)刻，有可能電價(jià)會(huì )比現在的目錄電價(jià)還要上浮到更高水平。對于現貨電價(jià)的波動(dòng)，是企業(yè)參與電力市場(chǎng)第三個(gè)要關(guān)注的方向。

今年我們也面對了很多工商業(yè)用戶(hù)，也總結了工商業(yè)用戶(hù)三個(gè)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(chǎng)不斷在變化，電價(jià)在波動(dòng)，怎么樣去參與電力市場(chǎng)，以及限電對于企業(yè)應該有什么備用手段。在這里針對三個(gè)疑惑也給出了三個(gè)答案。其實(shí)做零碳這件事并不難，金風(fēng)從自己園區開(kāi)始，包括今年也給其他客戶(hù)總結出完整零碳解決方案，企業(yè)是可以復制這個(gè)方案實(shí)現零碳的，而且像光伏、儲能一些設施，是可以由金風(fēng)來(lái)參與投資的商業(yè)模式，對于企業(yè)來(lái)說(shuō)也是沒(méi)有風(fēng)險的。這種復雜的不光是現貨市場(chǎng)，還是燃煤電價(jià)機制1.2倍波動(dòng)方式，怎么樣買(mǎi)到合適的電價(jià)，包括評議電價(jià)波動(dòng)的風(fēng)險，金風(fēng)售電也是組織了資深交易專(zhuān)家團隊，并且我們整合了自己的α能源聚合平臺，通過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)和專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗，來(lái)實(shí)現代理用戶(hù)購電，保證電價(jià)波動(dòng)的風(fēng)險。

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

對于剛才三個(gè)疑惑和答案，具體應該怎么做，金風(fēng)的零碳行動(dòng)方案。我們把它總結成三減碳和一平臺。首先減碳就是零碳的電源，因為原來(lái)電源都是從電網(wǎng)來(lái)購買(mǎi)，綠電比例可能只是百分之十幾的比例，而且還會(huì )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(shí)咱們企業(yè)里面比如屋頂，像今天的分布式能源會(huì )議，包括自己廠(chǎng)區里面還有其他空閑場(chǎng)地也可以安裝分散式風(fēng)電，因為新能源發(fā)電是波動(dòng)的，怎么樣提高消納比例，就可以通過(guò)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(shí)現減排。后兩項可以通過(guò)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(guò)市場(chǎng)化交易綠電來(lái)實(shí)現減排。如果在綠電以外的部分，還可以通過(guò)碳銨交易的方式來(lái)進(jìn)行碳減排認定。當然所有這些復雜的，不管是自發(fā)自用的綠電還是來(lái)自于外部的綠電，所有數據聚合到自主研發(fā)α能源聚合平臺上，讓每一度綠電，每一噸減排價(jià)值，都有它的數據可管理和可追溯。

企業(yè)更關(guān)注的就是結費價(jià)值，我們也對比了幾種不同結費方案，在價(jià)格上的體現。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(jià)折扣，還是比目錄電價(jià)要低。如果火電已經(jīng)上漲1.2倍的電價(jià)，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(shí)候，如果用電網(wǎng)的電可能是一塊錢(qián)的電價(jià)，這個(gè)時(shí)候可以用中午發(fā)的光伏電儲在水蓄冷罐里面，更多應用這部分比例綠電，實(shí)現綠電調節。售電像剛才說(shuō)的，我們可以結合現貨電價(jià)波動(dòng)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，還是現貨的電價(jià)，還是中長(cháng)期電價(jià)，去進(jìn)行一個(gè)最優(yōu)的匹配，后續還會(huì )有一個(gè)案例為大家做分享。

最后α聚合平臺，它是在項目規劃的階段就要去看，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。一是在規劃階段，二是運行階段，調控各個(gè)資源協(xié)同配合。

不管是分布式電源還是儲蓄冷的設備，最關(guān)鍵的是對于我們用電負荷深度了解，我們可以通過(guò)α能源聚合平臺，去為企業(yè)關(guān)鍵用能設備，還有不同廠(chǎng)區、流水線(xiàn)按照智能標計，收集企業(yè)用能實(shí)時(shí)電量信息。符合曲線(xiàn)與電價(jià)進(jìn)行一個(gè)匹配，去進(jìn)行量身定制的節能方案。而且所有數據在信息平臺可以一目了然，所有的數據都是可追溯、可管理的。像之前十四運采用的方式，是國網(wǎng)組織的專(zhuān)場(chǎng)交易，更多的企業(yè)會(huì )關(guān)注怎么通過(guò)售電公司買(mǎi)到綠電，之前從國網(wǎng)買(mǎi)到的綠電比例不能提升。其實(shí)從售電公司買(mǎi)綠電，像江蘇、北京、天津這些省份，已經(jīng)開(kāi)始了綠電的試點(diǎn)交易。只要我們的工商業(yè)用戶(hù)找到可以買(mǎi)到綠電的售電公司，就可以在市場(chǎng)上先進(jìn)行注冊，然后去采購售電公司專(zhuān)門(mén)綠電套餐。最后售電公司也會(huì )出具對應綠電結算證明，或者綠電證書(shū)的證明，來(lái)讓企業(yè)可以有公信力綠電證明。

金風(fēng)從2016年開(kāi)始，就已經(jīng)開(kāi)始綠電的業(yè)務(wù)，在新疆、山西等幾個(gè)省份，去年綠電交易額已經(jīng)超過(guò)了10億度，每一年總的綠電規?？梢猿^(guò)130億度，是可以滿(mǎn)足全國各地綠電客戶(hù)需求，而且已經(jīng)幫助蘋(píng)果、亞馬遜、宜家等等國際知名企業(yè)，實(shí)現了他們的綠電需求方案。金風(fēng)已經(jīng)為三千多家客戶(hù)，節省了六億度的電費，所以可以看到，通過(guò)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(lái)節省電費。

這個(gè)是剛才和大家提到的案例，首先我們會(huì )根據工廠(chǎng)不同時(shí)段、不同類(lèi)型的符合，包括不同場(chǎng)景的用電應用，我們可以在規劃階段為工廠(chǎng)來(lái)配置最合理的光伏和儲能配置，來(lái)保證前期投資的經(jīng)濟性。在運行階段，我們根據每天電價(jià)波動(dòng)，包括未來(lái)符合的預測，去協(xié)調不同類(lèi)型電源之間的匹配。除此之外，我們不光參與電量市場(chǎng)，還可以通過(guò)輔助服務(wù)的市場(chǎng)，比如像去年開(kāi)始的華北，在凌晨?jì)牲c(diǎn)鐘到第二天早上的六點(diǎn)鐘，在這個(gè)時(shí)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)的穩定，其實(shí)去年華北已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)地區熱鍋爐、儲能、電動(dòng)汽車(chē)這種調峰的措施，通過(guò)給予調峰的負荷額外的收益來(lái)幫助電網(wǎng)來(lái)調峰，這時(shí)候也為售電公司和調峰負荷獲得了額外收益的機會(huì )。整個(gè)的不管是在規劃側還是運行側，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(gè)簡(jiǎn)單案例，大家可以看到上面是咱們四種調控的方式，包括售電代理、風(fēng)電和光伏的能源還有儲蓄能的設施，其實(shí)它的價(jià)值既體現在電量、電力方面，就是綠電比的提升，也可以體現在電價(jià)方面。

這條紅色的曲線(xiàn)就是目前從電網(wǎng)購電它大概的電價(jià)水平，電價(jià)就是在7毛錢(qián)這樣的水平上。首先通過(guò)市場(chǎng)化的售電代理，它可以比國網(wǎng)代理價(jià)格有下幅的空間，就像電價(jià)的臺階往下走一步，比如說(shuō)參與輔助服務(wù)之后，可能每度電還有幾分錢(qián)額外的收益，進(jìn)一步讓電價(jià)降低。再是對于風(fēng)電和光伏，比如說(shuō)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域塊它是波動(dòng)，而且是每天不同的，α聚合平臺就可以提前預測明天的發(fā)電量來(lái)調整中長(cháng)期的電量或者現貨的電量，填補到負荷中去，而且價(jià)格是按照9折計算的。

最后是在某些時(shí)段，比如說(shuō)正午，園區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(shí)它的經(jīng)濟性是有所損失的，這個(gè)時(shí)候就可以通過(guò)水蓄冷或者儲能的設施進(jìn)行雙向調控，大家可以看到黑色的兩個(gè)箭頭，它不但可以移峰填谷，而且還可以在各地限電時(shí)，儲能的設施也可以幫助企業(yè)的關(guān)鍵設備解決限電的問(wèn)題。到用戶(hù)側的時(shí)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(kāi)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(jià)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(shuō)的邏輯，用我們自己園區的數據進(jìn)行分析。在這里舉的案例是金風(fēng)在北京亦莊的園區也是國內首個(gè)碳中和認證的園區。金風(fēng)怎么實(shí)現這個(gè)園區的目標?像剛才所說(shuō)的解決方案，其實(shí)在近十年來(lái)金風(fēng)先后在園區里安裝了兩臺設備，總共達到4.8兆瓦，光伏容量達到1.95兆瓦，通過(guò)風(fēng)電和光伏的設施，每年發(fā)電量可以超過(guò)750萬(wàn)千瓦時(shí)綠色的電量，讓整個(gè)園區的發(fā)電比例從10%幾提升到了50%，每年結費空間達到了400萬(wàn)。除了綠色度的提升之外，從度電成本上來(lái)看，像金風(fēng)是在北京的亦莊開(kāi)發(fā)區，正常的度電成本應該是7毛錢(qián)，但是我們的度電成本是達到了3毛4分8，比市場(chǎng)上的平均價(jià)格要降2毛9的空間，也是通過(guò)零碳解決方案來(lái)實(shí)現的。

除了亦莊園區之外，我們也幫助了福建的三峽、江蘇中車(chē)園區也實(shí)現了碳中和認證。這兩個(gè)園區也是通過(guò)高比例可再生能源的安裝，像大豐園區是風(fēng)電和儲能結合的方式，讓園區綠電比例提升了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(gè)園區節省2400多噸的二氧化碳排放。包括剛才陳總說(shuō)的，通過(guò)綠電不光體現了降價(jià)空間，在碳方面節省的價(jià)格，日后在碳市場(chǎng)開(kāi)始之后是一個(gè)企業(yè)額外的降費空間。

最后再給大家簡(jiǎn)單匯報一下金風(fēng)的情況，因為金風(fēng)已經(jīng)連續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(gè)G瓦，全球總共有4萬(wàn)多臺金風(fēng)風(fēng)機運轉，業(yè)務(wù)覆蓋了六大洲的29個(gè)國家。

在金風(fēng)做售電包括剛才說(shuō)的零碳解決方案板塊，就是在金風(fēng)全資子公司做的。其實(shí)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)境權益超過(guò)了130億千瓦時(shí)，另一方面我們在負荷側也聚合了大量可調整的負荷資源，這樣負荷規模達到了520兆瓦，所以我們是通過(guò)電源側和負荷側兩端的連接來(lái)實(shí)現咱們負荷的可調節控制。

目前我們每年累計的售電額到了220億度，而且剛才說(shuō)到α的能源管理平臺，包括相應研發(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。

以上是我今天的匯報，感謝大家的聆聽(tīng)。