百分百科技：綜合能源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)分析報(bào)告

當(dāng)前，雙碳目標(biāo)對(duì)我國(guó)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(bǔ)和用戶側(cè)多元互動(dòng)的智慧能源利用，開展綜合能源服務(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(shù)據(jù)形成了關(guān)鍵技術(shù)的報(bào)告，供行業(yè)參考。

本次《案例集》關(guān)鍵技術(shù)分析報(bào)告由編委會(huì)副主編、國(guó)網(wǎng)江蘇綜合能源服務(wù)有限公司技術(shù)經(jīng)濟(jì)中心周強(qiáng)主任發(fā)布。報(bào)告主要分為四個(gè)部分：技術(shù)分類、創(chuàng)新技術(shù)、可復(fù)制技術(shù)和報(bào)告總結(jié)。以下是報(bào)告的具體內(nèi)容。

一、技術(shù)分類

技術(shù)分類從能源領(lǐng)域，能源專業(yè)技術(shù)和數(shù)字平臺(tái)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(tǒng)。能源技術(shù)是從案例涉及到源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、四個(gè)環(huán)節(jié)分析得到。數(shù)字平臺(tái)已經(jīng)是綜合能源服務(wù)的標(biāo)配，針對(duì)涉及到的數(shù)字平臺(tái)技術(shù)建設(shè)應(yīng)該從哪里入手，是能源管理還是設(shè)備運(yùn)維，還是新的調(diào)控還是規(guī)劃模擬，這方面也做了簡(jiǎn)單的分析和總結(jié)。

能源領(lǐng)域如圖得出的三個(gè)結(jié)論，首先供電、供暖、供冷的系統(tǒng)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(tǒng)是35%、供冷系統(tǒng)是33%，供熱系統(tǒng)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(shù)量有關(guān)，也體現(xiàn)了生產(chǎn)工藝或工業(yè)公輔系統(tǒng)領(lǐng)域綜合能源服務(wù)的復(fù)雜性和高門檻，目前在工業(yè)領(lǐng)域服務(wù)的企業(yè)，相對(duì)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(bào)告發(fā)布結(jié)果基本保持一致，體現(xiàn)了綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)領(lǐng)域的多樣性和穩(wěn)定性。當(dāng)然我大膽預(yù)測(cè)一下，明年有可能會(huì)發(fā)生一些變化，因?yàn)榻衲晔悄茉搭I(lǐng)域國(guó)家政策出臺(tái)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、限電，都會(huì)對(duì)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(xiàng)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。

從能源專業(yè)技術(shù)來(lái)看，涉及能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)的案例數(shù)量仍然是最多的，能源生產(chǎn)的環(huán)節(jié)仍然是當(dāng)下能源專業(yè)技術(shù)應(yīng)用最主要的領(lǐng)域，占比達(dá)到了將近一半，達(dá)到了45%。其次，技術(shù)應(yīng)用有了明顯的上升，一方面是儲(chǔ)和存的技術(shù)發(fā)展日趨成熟，另一方面也說(shuō)明了用戶的需求在增加，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?shù)脑谕@個(gè)環(huán)節(jié)略有下降，使用這個(gè)環(huán)節(jié)略有上升。

從數(shù)字平臺(tái)技術(shù)來(lái)看，數(shù)字平臺(tái)技術(shù)的模塊成為綜合能源服務(wù)基本的配置，而數(shù)字平臺(tái)技術(shù)里面能源管理模塊是數(shù)字平臺(tái)基本的功能，大多數(shù)數(shù)字平臺(tái)技術(shù)案例里都有采集監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)分析的供能，這個(gè)占到61%比例。第二個(gè)隨著電力市場(chǎng)化改革的不斷深入，需求響應(yīng)的價(jià)值和價(jià)格不斷為市場(chǎng)的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可，預(yù)計(jì)在未來(lái)會(huì)有較多的應(yīng)用場(chǎng)景，今年多次提到“以后的電力系統(tǒng)是以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，對(duì)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(tǒng)，這里面除了儲(chǔ)能就是挖掘用戶側(cè)的可調(diào)節(jié)資源，需求響應(yīng)是其中很重要的一個(gè)手段。

隨著云平臺(tái)應(yīng)用不斷廣泛化，能源數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)安全的事情?？梢灶A(yù)見到數(shù)字平臺(tái)技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景和空間，因?yàn)闊o(wú)論是傳統(tǒng)的能源行業(yè)還是以后的國(guó)家能源數(shù)據(jù)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(xiàng)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(qū)空氣中水蒸氣潛熱而研究、開發(fā)的一種新型熱泵系統(tǒng)，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(duì)濕度較高的空氣中的低品位熱能，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮芟蚋邷責(zé)崮艿膫鬟f，達(dá)到制熱目的。夏季熱源塔相當(dāng)于是一座高效冷卻塔，將熱量高效率的排到大氣中實(shí)現(xiàn)制冷。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

熱源塔熱泵應(yīng)用于冬季濕冷地區(qū)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(jié)霜困擾，能源塔提取低品位能的性能比風(fēng)冷熱泵穩(wěn)定，整個(gè)冬季機(jī)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(fù)荷能力設(shè)計(jì)的，起到高效冷卻塔的作用，換熱效率更高。機(jī)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(tǒng)特別適用于冬季陰雨連綿、空氣濕度大、陰冷潮濕地區(qū)，如秦嶺、淮河一線以南的夏熱冬冷區(qū)域。從氣象參數(shù)條件來(lái)看，特別適用于冬季室外計(jì)算空氣干球溫度不低于-8℃、計(jì)算相對(duì)濕度不低于60%的氣候條件。

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應(yīng)用展望

目前相對(duì)于傳統(tǒng)的方式來(lái)說(shuō)，熱源塔熱泵的系統(tǒng)更復(fù)雜，增加了一層放熱系統(tǒng)和相應(yīng)的設(shè)備，熱媒溶液濃度控制復(fù)雜，運(yùn)維成本和故障率相對(duì)比較高，主要因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)還是相對(duì)比較新的技術(shù)，應(yīng)用還不是特別多，所以這方面的經(jīng)驗(yàn)可能還相對(duì)缺乏。

但因?yàn)闊嵩此岜眉夹g(shù)在特定的氣候區(qū)域有比較好的綜合能效，隨著系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、運(yùn)維保養(yǎng)這些方面逐步的完善，我們預(yù)計(jì)熱源塔技術(shù)應(yīng)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(jī)，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(guī)的軸承，壓縮機(jī)采用永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，在不產(chǎn)生磨損且完全無(wú)油運(yùn)行情況下實(shí)現(xiàn)高能效的制冷功能，因?yàn)闆](méi)有摩擦損失，無(wú)須潤(rùn)滑油，沒(méi)有額外的換熱效率下降，效率比一般的水冷機(jī)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(duì)于傳統(tǒng)的冷機(jī)提高到30%以上，COP可以達(dá)到6-7，IPRV可以達(dá)到11-12。另外適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊小，體積也相對(duì)較小，維護(hù)成本比傳統(tǒng)的冷機(jī)降低一半，噪音也更低壽命也更長(zhǎng)，所以優(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(fù)荷波動(dòng)大，特別是部分負(fù)荷或低負(fù)荷占比時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)高峰負(fù)荷保障要求又高的場(chǎng)合；適用于對(duì)噪音敏感的場(chǎng)合；適用于缺乏運(yùn)行維護(hù)能力的用戶；適用于更關(guān)注設(shè)備全生命周期運(yùn)營(yíng)成本的用戶；在改造項(xiàng)目中，適用于冷負(fù)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(yīng)用了該技術(shù)，像宜興中醫(yī)院能源托管項(xiàng)目，把原有2臺(tái)溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組替換為2臺(tái)制冷量為837萬(wàn)kJ的磁懸浮變頻離心式冷水機(jī)組，結(jié)合冷機(jī)膠球清洗系統(tǒng)、采用醫(yī)用專用空氣處理設(shè)備等，整個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)年節(jié)能率可達(dá)17%。另外一個(gè)是中航光電中央空調(diào)系統(tǒng)能源站。項(xiàng)目采用1臺(tái)磁懸浮水冷冷水機(jī)組和2臺(tái)高效離心冷水機(jī)組為建筑面積約6.67萬(wàn)m2廠房供冷，采用“BOOT”（建設(shè)-擁有-經(jīng)營(yíng)-轉(zhuǎn)讓）商務(wù)模式，靜態(tài)投資回收周期約為7.5年。

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應(yīng)用展望

磁懸浮的制冷機(jī)，這個(gè)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，國(guó)內(nèi)外主要的冷機(jī)供應(yīng)商都有磁懸浮的冷機(jī)，唯一的問(wèn)題是購(gòu)置成本或者說(shuō)初投資相對(duì)比較高，但從設(shè)備的全生命周期經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，仍然是有較好的經(jīng)濟(jì)性。

因此，即使在全球的大型冷水機(jī)組市場(chǎng)整體下滑情況，出現(xiàn)了冷機(jī)的增長(zhǎng)，達(dá)到了將近10%。國(guó)內(nèi)的磁懸浮冷機(jī)的銷量同比增長(zhǎng)要接近18%。隨著我們國(guó)家對(duì)于能效提升的要求越來(lái)越高，我們也可以預(yù)見到磁懸浮智能機(jī)會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

三、可復(fù)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，不需要專門的冷凍計(jì)劃和鍋爐房，占地面積小、安裝簡(jiǎn)單、自動(dòng)化運(yùn)行程度高、壽命也比較長(zhǎng)，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(yán)寒地區(qū)以外，目前都有空氣能源熱泵產(chǎn)品可以選用，而且現(xiàn)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(xiàn)了?，F(xiàn)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，各類的分布建筑都可以采用空氣能源熱泵，園區(qū)內(nèi)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(dāng)中得到了應(yīng)用，典型的案例就是北京房山區(qū)的分布式電采暖智慧化的集成管理項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目是針對(duì)整個(gè)北京的房山區(qū)的學(xué)校開展了鍋爐供暖的經(jīng)濟(jì)能源改造，其中有9個(gè)子項(xiàng)采用了空氣能源熱泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鍋爐，實(shí)現(xiàn)了提高能效環(huán)境保護(hù)和減排二氧化碳的目標(biāo)。

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第二，電鍋爐，這個(gè)產(chǎn)品在很多供暖方面的專家不是很認(rèn)可，他們普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為這產(chǎn)品很不合算，但是隨著國(guó)家現(xiàn)在雙碳目標(biāo)的提出，可能電鍋爐仍然有很多應(yīng)用的場(chǎng)合和場(chǎng)景。該產(chǎn)品特點(diǎn)是以電為能源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、干凈環(huán)保、調(diào)節(jié)速度快、范圍廣、安全系數(shù)高、占用的空間小、熱效率也比較高，當(dāng)然和熱泵是不能比的，結(jié)合蓄能設(shè)計(jì)可以充分的利用，運(yùn)行的費(fèi)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(qū)，結(jié)合蓄能設(shè)施有相對(duì)比較可以的經(jīng)濟(jì)性。隨著可再生能源的發(fā)電的比例不斷提高，以及國(guó)家對(duì)于碳減排目標(biāo)的重視，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看還是有很廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

在百家實(shí)踐案例集的三個(gè)案例中得到了應(yīng)用，基本上用的都是國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)單位會(huì)多一些，因?yàn)閲?guó)網(wǎng)整個(gè)都在搞電能替代，這個(gè)是電能替代運(yùn)用很廣泛的一種形式。

目前案例在安徽綜能案例的縣醫(yī)院改電的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)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(jié)約能源費(fèi)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(xiàn)在國(guó)家提出了以新能源為主的新型電力系統(tǒng)，分布式光伏可以說(shuō)是成倍的增長(zhǎng)，實(shí)際上把原來(lái)對(duì)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(shè)成本也是在上漲，這個(gè)需求也是上游硅料出貨量減少導(dǎo)致供貨不足的緣故，從今年5月份、6月份一直到現(xiàn)在，單瓦分布式光伏的造價(jià)3.3元，3.5元，現(xiàn)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(yīng)用。典型案例是佛山美的洗滌5.5MW分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目。該項(xiàng)目利用美的50000m2彩鋼瓦屋頂建設(shè)5.5MWp的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，25年累計(jì)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(tái)，前面已經(jīng)提到，平臺(tái)已經(jīng)成為了綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的標(biāo)配，目前在百家實(shí)踐案例集中81個(gè)項(xiàng)目得到了應(yīng)用，典型案例是城市級(jí)碳達(dá)峰碳中和綜合平臺(tái)應(yīng)用案例解析項(xiàng)目。該項(xiàng)目聚焦經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源安全、碳排放、居民生活“四個(gè)維度”，圍繞農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、交通、能源、居民生活6大領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)全品類能源生產(chǎn)、供給、存儲(chǔ)、消費(fèi)數(shù)據(jù)匯聚和在線監(jiān)測(cè)，融合政府決策、宏觀經(jīng)濟(jì)、地域特色等多維度信息，打造地市級(jí)雙碳平臺(tái)。

四、關(guān)鍵技術(shù)總結(jié)

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綜合能源服務(wù)的技術(shù)種類繁多，應(yīng)用廣泛，技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)環(huán)節(jié)明確相對(duì)穩(wěn)定，技術(shù)應(yīng)用主要在供電、供網(wǎng)、供熱、供冷系統(tǒng)。應(yīng)用的主要環(huán)節(jié)是能源的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這些是我們綜合能源服務(wù)的重點(diǎn)。同時(shí)使用環(huán)節(jié)、存儲(chǔ)環(huán)節(jié)也在增長(zhǎng)，值得關(guān)注，以能源管理平臺(tái)代表的數(shù)字平臺(tái)技術(shù)應(yīng)用日趨廣泛，但數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用深度仍值得探索，未來(lái)具備較大發(fā)展?jié)摿Α?/span>

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隨著國(guó)家政策引導(dǎo)、電力市場(chǎng)化改革、數(shù)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(jī)。創(chuàng)新是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)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(zhàn)場(chǎng)。綜合能源服務(wù)從業(yè)機(jī)構(gòu)和人員應(yīng)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(zhàn)略和路線圖，抓住市場(chǎng)機(jī)遇。

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典型可復(fù)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(tái)等。這些已大規(guī)模應(yīng)用的成熟典型可復(fù)制技術(shù)是當(dāng)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(jī)構(gòu)和從業(yè)人員工作的主戰(zhàn)場(chǎng)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和把握。