雙碳政策下，如何構建多能互補的新型分布式綜合能源系統

雙碳目標

習總書(shū)記在2020年9月22號第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般辯論上，對全世界宣布了中國在2030年前實(shí)現碳達峰和2060年前實(shí)現碳中和，且在國內、外的會(huì )議中多次提到了中國在雙碳目標上的決心。

雙碳目標給了分布式能源一個(gè)更廣闊的舞臺和發(fā)展前景，同時(shí)帶來(lái)了更多的挑戰。目前中國碳排放量約是美國的兩倍、歐盟的三倍，歐盟從碳達峰到碳中和需要71年的時(shí)間，美國是43年。而中國從2030年碳達峰到碳中和是30年，中國碳中和目標實(shí)現的時(shí)間軸非常的短，在經(jīng)濟發(fā)展和能源轉型的壓力下，中國面臨前所未有的挑戰，能源行業(yè)也更加面臨前所未有的挑戰。如何從現在的高碳能源結構向非碳能源結構轉變，除了技術(shù)問(wèn)題還面臨模式創(chuàng )新問(wèn)題。

雙碳熱詞

減污降碳協(xié)同。2021年，世界衛生組織（WHO）更新了《空氣質(zhì)量指南》，調整了PM2.5的基準值，年限從10微克降低至5微克，下降了50%。而國內關(guān)于PM2.5的標準值還是35微克，所謂基準值就是對人體健康有影響的值。要做到這些，必須靠源頭治理，僅靠環(huán)保末端治理是不可行的。此外，還包含臭氧問(wèn)題，臭氧是VOC影響結果，臭氧與碳中和更加耦合，關(guān)系到人們身體健康、環(huán)境保護的大事，所以減污降碳協(xié)同是普遍關(guān)心的問(wèn)題。

避免運動(dòng)式減碳。中國碳中和時(shí)間軸非常短，盡管如此其跨度還有漫長(cháng)的四十年時(shí)間。零碳不可能一步到位，必須先立后破，科學(xué)有序，要同時(shí)堅持美麗中國、經(jīng)濟發(fā)展、能源安全以及減碳等原則，最后保證雙碳目標達成。

新能源為主的新型電力系統。在建設新型電力系統的過(guò)程中，將面臨以下趨勢：電力裝機結構持續向清潔低碳化轉型，發(fā)電結構新能源發(fā)電占比持續提高，終端能源中電量的消納大幅提升，集中分布并舉建立協(xié)同可靠的電力生產(chǎn)和供應模式，實(shí)現供需互動(dòng)、多能互補、節約高效的用能用電方式，面向全社會(huì )的平臺型綜合能源電力服務(wù)，信息物理融合的智慧電力系統。

“1+N”政策體系。今年，國務(wù)院成立了以韓正為組長(cháng)的雙碳領(lǐng)導小組，密集出臺了“1+N”政策，其中，“1”是碳達峰碳中和指導意見(jiàn)，“N”包括2030年前碳達峰行動(dòng)方案以及重點(diǎn)領(lǐng)域和行業(yè)政策措施和行動(dòng)。

未來(lái)需要持續優(yōu)化能源結構、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)和工業(yè)優(yōu)化升級、推進(jìn)節能低碳建筑和低碳基礎設施、構建綠色低碳交通運輸體系、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、推動(dòng)綠色低碳技術(shù)創(chuàng )新、發(fā)展綠色金融以擴大資金支持和投資、出臺配套經(jīng)濟政策和改革措施、建立完善碳交易市場(chǎng)、實(shí)施基于自然的解決方案。

碳中和技術(shù)路徑

本次大會(huì )盡管有碳排放，但通過(guò)購買(mǎi)CCER，抵消了整個(gè)大會(huì )的碳排放，這就是碳中和。即使到2060年，能源系統也不可能是零碳系統，只有局部是零碳，在這種情況下，剩下的非零碳部分將來(lái)需要依靠碳匯技術(shù)發(fā)展，通過(guò)碳匯的形式補償碳排放，實(shí)現碳中和。

因此，碳中和的技術(shù)路徑非常多，能源上游端包括風(fēng)、光、水、核等非碳能源替代化石能源；能源消費端包括用電力、氫能、地熱、余熱、生物質(zhì)能等替代化石能源；碳固存端包括生態(tài)建設、碳捕集、CCUS等碳匯技術(shù)應用將碳固存在地表、產(chǎn)品或地層中。這些路徑是普遍公認的，需要分步驟的發(fā)展才能實(shí)現碳中和目標。

什么是分布式能源？

從2000年開(kāi)始，國內開(kāi)始發(fā)展分布式能源，其中以燃氣冷熱電三聯(lián)供為主。雖然經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展與成長(cháng)，但直到今天關(guān)于分布式能源的定義仍然存在爭議。分布式能源的概念是一個(gè)國外的舶來(lái)品，是電力系統對于集中電源提出來(lái)的概念，歐美、日本走的更全面。此前很多新能源公司為電力系統做保障，希望發(fā)展大的系統，而我們希望在建筑端發(fā)展小的能源系統，因此當時(shí)在確定標準時(shí)，關(guān)于分布式能源規模有多大，一直爭論不休。

雙碳目標確立后，分布式能源系統的概念需要進(jìn)一步明確——分布式能源系統是位于用電消費端的、產(chǎn)銷(xiāo)一體化的綜合能源系統。該系統需要實(shí)現和電力系統并網(wǎng)或離網(wǎng)運行，并網(wǎng)時(shí)就是分布式綜合能源系統，離網(wǎng)運行就是獨立系統。在這里，系統規模已經(jīng)不是主要因素，只要符合這個(gè)特征就可以定義為分布式能源系統。

什么是新型分布式能源系統？

新型分布式能源系統與新型電力系統相對應，是位于用電消費端的、產(chǎn)銷(xiāo)一體化的、以可再生能源為主的、多能互補的綜合能源系統。新型的分布式能源系統概念，需要分布式能源系統與可再生能源耦合，保障可再生能源的消納，同時(shí)為電力系統調峰和反哺。

多能互補的新型分布式能源綜合系統，應該是獨立且開(kāi)放的分布式“源-網(wǎng)-荷-儲”系統，其能源來(lái)源是多種多樣的，包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、余熱能、天然氣三聯(lián)供等，此處的三聯(lián)供既可以是天然氣三聯(lián)供，也可以是氫能三聯(lián)供，或者是生物質(zhì)氣的三聯(lián)供。儲能環(huán)節包含儲電、儲熱、儲冷等，除了電池儲電，還應包括電動(dòng)車(chē)的儲電延展模式，以及氫能源的儲備。

多能互補的新型能源系統的作用

多能互補的新型能源系統是以新能源為主體的新型電力系統的重要組成部分，也是新型電力系統實(shí)現安全可靠供電的補充和保障。同時(shí)，它還具有以下重要作用：

•是新型電力系統需求側管理最有力的支撐（削峰填谷、可中斷）；

•是保證本地可再生能源應用盡用的平臺（太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、余熱、空氣源熱泵、水源熱泵、地源熱泵等）；

•是供需互動(dòng)、多能互補、節約高效的用能用電方式；

•是面向電網(wǎng)和用戶(hù)能源消費的平臺型綜合能源服務(wù)系統；

•是信息物理融合的數字化智慧能源系統；

•是實(shí)現碳中和的重要技術(shù)路徑之一。

新型分布式綜合能源系統的特點(diǎn)

新型分布式綜合能源系統具有以下特征：

1、近零碳能源系統：可再生能源優(yōu)先利用、應用盡用；

2、產(chǎn)銷(xiāo)一體化：獨立的源網(wǎng)荷儲綜合能源系統；

3、能源產(chǎn)品多樣化：電、熱、冷、儲；

4、能源轉換形式多樣：綠電、風(fēng)能、光伏、生物質(zhì)、地熱能、固廢、余熱等；

5、調節智能靈活：通過(guò)儲能/氣電裝置實(shí)現靈活卸載負荷并送電上網(wǎng)，是電網(wǎng)的可中斷用戶(hù)；

6、系統安全可靠：系統冗余度高、能源來(lái)源多樣；

7、節約能源：位于用戶(hù)端，省了長(cháng)距離輸送的能耗；

8、打破傳統的行業(yè)壁壘：跨界電力、供熱、暖通、建筑、環(huán)保、信息、電控等。

發(fā)展多能互補新型分布式能源系統的重大意義：

發(fā)展多能互補新型分布式能源系統對我國推進(jìn)雙碳目標意義重大：一是能夠積累碳資本、爭取碳話(huà)語(yǔ)權；二是助力國家調整能源結構；三是推動(dòng)實(shí)現節能降耗；四是有利于合理控制能源消費總量；五是有助于完成非化石能源利用目標，2025年占一次能源20%；六是助力建設清潔低碳社會(huì )；七是助力實(shí)現能源的可持續發(fā)展；八是促進(jìn)保護生態(tài)環(huán)境。

推動(dòng)新型分布式能源系統有哪些挑戰？

推動(dòng)新型分布式能源系統還將面臨一系列挑戰：一是能源消費用戶(hù)的認知有待提升；二是跨界的分布式綜合能源系統設計、建設、運營(yíng)人才缺乏，綜合能源服務(wù)商隊伍亟待建設；三是多能互補的分布式綜合能源系統建設標準亟待健全；四是綜合能源服務(wù)商的投資、建設、運營(yíng)的商業(yè)模式還有待創(chuàng )新突破；五是新型分步式能源系統與新型電力系統的調度、調節模式需持續探索；六是需因地制宜的拓展新型分步式能源系統的應用路徑和應用場(chǎng)景；七是因地制宜發(fā)展分布式能源系統的應用路徑和場(chǎng)景有待拓展。

此外，政府的引導政策盡管發(fā)布很多，但精準度有待進(jìn)一步完善提高，諸多分布式能源技術(shù)、經(jīng)濟瓶頸有待突破。在漫長(cháng)的40年過(guò)程中，我們有大量的工作要做，而且非常緊迫。我希望未來(lái)迎接新型分布式能源發(fā)展的各種機遇和挑戰，期待分布式能源在未來(lái)的十年、二十年得到蓬勃的發(fā)展。