工業(yè)綠色微電網(wǎng)是促進工業(yè)用能結(jié)構(gòu)綠色低碳轉(zhuǎn)型,推動落實“雙碳”目標(biāo)的重要路徑。黨中央、國務(wù)院高度重視節(jié)能降碳,系統(tǒng)推進新型能源體系建設(shè)。《工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)與應(yīng)用指南(2026—2030年)》(以下簡稱《指南》)是在全面總結(jié)前期實踐、深入研判產(chǎn)業(yè)需求的基礎(chǔ)上,提出的具有針對性、系統(tǒng)性和可操作性的實施路徑,系統(tǒng)明確了工業(yè)綠色微電網(wǎng)的建設(shè)原則、主要內(nèi)容、建設(shè)模式、應(yīng)用場景和建設(shè)要求,對加快工業(yè)用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化、培育綠色增長新動能、推動經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。
我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)已具備一定基礎(chǔ),工業(yè)和信息化部發(fā)布的“2023年度工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應(yīng)用場景與案例名單”,涵蓋了鋼鐵、有色、石化、電子等多個重點行業(yè)領(lǐng)域19個典型案例,對推動可再生能源就地消納和工業(yè)用能低碳轉(zhuǎn)型起到了重要示范和實證作用。但總體來講,目前我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)仍處于發(fā)展初期,很多技術(shù)尚需要圍繞場景需求迭代升級,有利于工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展的市場機制尚待建立。
面對新形勢新要求,《指南》緊扣工業(yè)用能低碳轉(zhuǎn)型核心目標(biāo),做出了系統(tǒng)性部署:以推動多能高效互補利用、促進可再生能源就近高比例消納、加強與電網(wǎng)友好互動、具備工業(yè)負(fù)荷調(diào)節(jié)能力、提高數(shù)智化系統(tǒng)運行管理水平為五大建設(shè)原則,確立發(fā)展根本遵循;以可再生能源發(fā)電、工業(yè)余能利用、清潔低碳?xì)渲迫∨c利用、新型儲能應(yīng)用、電能變換與柔性互聯(lián)、數(shù)字化能碳管理等為六大核心設(shè)施體系,夯實技術(shù)支撐基礎(chǔ);以自籌自建、第三方共建為兩大建設(shè)模式,激活市場主體活力;以高載能、靈活性、可調(diào)節(jié)、高可靠四大應(yīng)用場景為靶向,提升實踐適配性;以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、先進技術(shù)、安全可靠、經(jīng)濟合理為四大建設(shè)要求,筑牢高質(zhì)量發(fā)展底線。這一部署既體現(xiàn)了對工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律的深刻把握,也展現(xiàn)了推動我國工業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的堅定決心。
一、聚焦六大核心設(shè)施體系,筑牢工業(yè)綠色微電網(wǎng)物理基石
(一)可再生能源發(fā)電:從“裝得上”到“消納好”的縱深推進
截至2024年底,我國分布式光伏發(fā)電累計裝機達到3.7億千瓦,分布式光伏發(fā)電已經(jīng)成為能源轉(zhuǎn)型的重要力量。其中,工業(yè)廠房屋頂、邊坡等空間資源潛力巨大,具備良好的分布式光伏應(yīng)用潛力。國務(wù)院《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》指出,到2025年底,城鎮(zhèn)新建公共機構(gòu)建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。伴隨著可再生能源裝機容量的逐步提升,區(qū)域電網(wǎng)面臨愈發(fā)嚴(yán)峻的消納和調(diào)節(jié)壓力。
《指南》對此作出精準(zhǔn)部署:一是明確提出“就近就地自消納比例原則上不低于60%”的要求,并鼓勵分布式光伏采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式參與現(xiàn)貨市場,上網(wǎng)電量占總可用發(fā)電量的比例不超過20%,這將有效引導(dǎo)項目規(guī)劃更緊密貼合實際負(fù)荷需求。二是強調(diào)“可觀、可測、可調(diào)、可控”能力建設(shè),要求提升可再生能源發(fā)電設(shè)施接入電網(wǎng)承載力和調(diào)控能力,這是工業(yè)綠色微電網(wǎng)與主網(wǎng)實現(xiàn)良性互動的前提。
(二)工業(yè)余能利用:挖掘“被忽視的能源寶藏”
數(shù)據(jù)顯示,我國單位GDP能耗高于發(fā)達國家水平,余熱資源平均回收利用率僅為30%左右,工業(yè)生產(chǎn)過程中大量工業(yè)余熱、余壓、余氣未能充分加以利用。加大工業(yè)余能利用將是提高工業(yè)能效的重要抓手。
《指南》的部署極具針對性:一是“分級高效回收”,要求根據(jù)余能品位優(yōu)先用于高價值工藝環(huán)節(jié),剩余部分用于發(fā)電或供熱制冷,實現(xiàn)能源梯級利用。二是明確在石化、紡織、食品等中低溫用熱(<150℃)領(lǐng)域推廣工業(yè)熱泵技術(shù)。這些措施市場廣闊、節(jié)能效益顯著。
(三)清潔低碳?xì)渲迫∨c利用:打造氫能多元利用路徑
當(dāng)前,我國氫能產(chǎn)業(yè)正處于示范應(yīng)用轉(zhuǎn)向規(guī)?;l(fā)展的關(guān)鍵期,綠氫成本高、儲運難,在氫氣總產(chǎn)量中占比仍較小。
《指南》的部署體現(xiàn)了多元化氫能應(yīng)用思路:一是明確在清潔能源富集地區(qū)有序建設(shè)“制氫+用氫”一體化項目,并推進工業(yè)副產(chǎn)氫提純,從源頭保障氫源的清潔與經(jīng)濟性。二是鼓勵有條件的園區(qū)先行先試,打通“綠電—綠氫—綠氨/綠醇”產(chǎn)業(yè)鏈,探索小型化、分布式氫/氨制取和應(yīng)用技術(shù),這不僅為綠氫消納找到了出口,更為能源—化工產(chǎn)業(yè)集群和工業(yè)深度脫碳提供了路徑。三是推動電解槽、
燃料電池等關(guān)鍵裝備的技術(shù)進步,為產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展奠定基礎(chǔ)。
(四)新型儲能應(yīng)用:按需配置,擔(dān)當(dāng)“穩(wěn)定器”與“調(diào)節(jié)器”
新型儲能是工業(yè)綠色微電網(wǎng)實現(xiàn)能量時空轉(zhuǎn)移和功率支撐的關(guān)鍵。當(dāng)前工商業(yè)儲能應(yīng)用主要服務(wù)于峰谷套利。然而,不同應(yīng)用場景對儲能的需求差異巨大。
《指南》提出了“按功能需求配置”的精準(zhǔn)化思路,根據(jù)可再生能源消納、頻率/電壓支撐、熱/冷負(fù)荷調(diào)節(jié)等差異化需求,選擇適配的儲能形式,鼓勵鈉離子
電池、熱儲能等新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用,為儲能多元化發(fā)展指明了方向。
(五)電能變換與柔性互聯(lián):構(gòu)建“智能能源路由器”
隨著分布式電源、儲能、多元負(fù)荷的接入,工業(yè)綠色微電網(wǎng)的潮流分布多向、電壓波動、阻塞等挑戰(zhàn)凸顯。特別是存在配變重過載的區(qū)域,制約了更多分布式資源的接入。柔性互聯(lián)裝置能夠動態(tài)調(diào)節(jié)潮流分布,是實現(xiàn)工業(yè)綠色微電網(wǎng)柔性化、智能化的核心裝備。
《指南》將電能變換與柔性互聯(lián)作為核心系統(tǒng)之一,特別指出在重過載區(qū)域配置中低壓柔性互聯(lián)裝置。這一部署旨在實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)潮流靈活調(diào)度、電能質(zhì)量優(yōu)化和功率互濟,不僅能解決重過載問題,還能在故障時實現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)供,大幅提升供電可靠性和分布式資源承載能力,是工業(yè)綠色微電網(wǎng)“柔性”特質(zhì)的重要體現(xiàn)。
(六)數(shù)字化能碳管理:從“系統(tǒng)大腦”到“價值中樞”
數(shù)字化是工業(yè)綠色微電網(wǎng)能碳管理系統(tǒng)的重要技術(shù)路徑。目前許多能源管理平臺功能單一,缺乏智能預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度和碳管理能力。
《指南》對數(shù)字化能碳管理中心提出了更高要求,明確其應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù),實現(xiàn)對能源供給、傳輸、消費等精準(zhǔn)化計量、精細(xì)化管控、智能化決策和可視化呈現(xiàn),并強化其能效優(yōu)化、碳管理和負(fù)荷管理等功能,為工業(yè)企業(yè)或園區(qū)實現(xiàn)零碳、提高環(huán)境收益提供平臺支撐。此外,要求與電網(wǎng)調(diào)度平臺建立統(tǒng)一接口,確保信息實時共享,為工業(yè)用戶深度參與電網(wǎng)互動奠定基礎(chǔ)。
二、創(chuàng)新兩類建設(shè)模式,激發(fā)多元主體投資活力
工業(yè)綠色微電網(wǎng)投資大、技術(shù)復(fù)雜,單一模式難以適應(yīng)所有企業(yè)需求。《指南》明確“自籌自建型”和“第三方共建型”兩種模式,為不同主體投資建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)提供了路徑選擇。“自籌自建型”適用于負(fù)荷穩(wěn)定、用能集中、有專業(yè)運維能力的工業(yè)企業(yè)或園區(qū),其核心目標(biāo)是提升綠電比例、保障用電安全,鼓勵其探索“源網(wǎng)荷儲一體化”及“虛擬電廠”模式,深度參與電力市場。“第三方共建型”通過合同能源管理、融資租賃等模式引入專業(yè)能源服務(wù)公司,降低用戶初始投入與運維負(fù)擔(dān),適用于資金緊張或缺乏能源技術(shù)團隊的中小企業(yè),以及希望快速實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的出口外向型企業(yè)。兩種模式并行,拓寬了融資渠道,有望加快工業(yè)綠色微電網(wǎng)技術(shù)的普及速度。
三、錨定四大應(yīng)用場景,推動精準(zhǔn)落地與價值釋放
《指南》精準(zhǔn)錨定四大場景,體現(xiàn)了分類指導(dǎo)、精準(zhǔn)施策的原則。高載能場景(如鋼鐵、石化)負(fù)荷大、用能連續(xù)、余能資源豐富,建設(shè)重點在于大規(guī)模綠電供應(yīng)與工業(yè)余能深度耦合,構(gòu)建多能互補體系。靈活性場景(如機械、紡織)多以離散制造為主,需求側(cè)響應(yīng)潛力較大,建設(shè)重點在于提升預(yù)測與負(fù)荷靈活調(diào)控能力,結(jié)合電價信號靈活排產(chǎn)。規(guī)模化可調(diào)節(jié)場景(如電解鋁、制氫)負(fù)荷功率調(diào)節(jié)能力強,是優(yōu)質(zhì)的電網(wǎng)調(diào)節(jié)資源,建設(shè)重點在于發(fā)揮快速響應(yīng)特性,使其成為參與電力互動的“主力軍”。高可靠場景(如算力中心)負(fù)荷對電能質(zhì)量和供電連續(xù)性要求極高,建設(shè)重點在于構(gòu)建多級容錯供電架構(gòu),并具備強大電能質(zhì)量治理能力。四大場景劃分明確了工業(yè)綠色微電網(wǎng)建設(shè)的側(cè)重點和預(yù)期價值,增強了指南的實踐指導(dǎo)性。
四、嚴(yán)守四項建設(shè)要求,保障系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展
為確保工業(yè)綠色微電網(wǎng)“建得好、用得穩(wěn)、效益長”,《指南》從標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、安全、經(jīng)濟四個維度提出了要求。一是標(biāo)準(zhǔn)先行,明確與大電網(wǎng)的責(zé)任邊界,這是行業(yè)健康、有序、安全發(fā)展的基石。二是技術(shù)驅(qū)動,要求加快清潔高效發(fā)電、構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)、先進儲能、柔性負(fù)荷調(diào)控、經(jīng)濟運行優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用,并推動新一代信息技術(shù)融合,以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級。三是安全為底,建立覆蓋全環(huán)節(jié)的安全管理體系,強化核心裝備質(zhì)量核查,嚴(yán)格遵循儲能安全、電磁兼容等要求,并構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)安全防護體系,筑牢安全底線。四是經(jīng)濟可行,強化成本效益分析,引導(dǎo)社會資本參與,并通過拓展輔助服務(wù)、綠電交易等多重收益渠道優(yōu)化經(jīng)濟性,杜絕低效重復(fù)建設(shè)。這四項要求構(gòu)成了一個完整的閉環(huán),確保工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展兼顧技術(shù)先進、安全可靠和經(jīng)濟合理,實現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
《指南》是我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)領(lǐng)域一份系統(tǒng)性強、操作性強的指導(dǎo)文件,不僅是技術(shù)指南,更是引導(dǎo)投資、激發(fā)活力、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的產(chǎn)業(yè)政策,其落地將有助于加快我國工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型,提升綠色競爭力,支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)和“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
(作者:王成山 中國工程院院士、天津大學(xué)電氣自動化與信息工程學(xué)院)
原標(biāo)題:專家解讀之一:推動工業(yè)用能低碳轉(zhuǎn)型,培育發(fā)展綠色新質(zhì)生產(chǎn)力