關(guān)于智慧城市新能源技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)分析

（文章來(lái)源：全國(guó)能源信息平臺(tái)）

能源變革大勢(shì)已定，能源技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫。城市作為能源消費(fèi)的終端與各能源系統(tǒng)集成點(diǎn)，既是創(chuàng)意誕生的源頭，也是檢驗(yàn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。城市必然會(huì)根據(jù)自身發(fā)展目標(biāo)，為能源技術(shù)的發(fā)展提需求，指方向，讓能源變革真正落地。

“智能、綠色、集約、宜居”的建設(shè)目標(biāo)，對(duì)智慧城市的電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新提出了更高更緊迫的要求。同時(shí)，我國(guó)正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)期，預(yù)計(jì)2020年中國(guó)裝機(jī)容量和用電量都將在2010年的基礎(chǔ)上翻一番。因此，電網(wǎng)發(fā)展必須堅(jiān)持“堅(jiān)強(qiáng)”與“智能”并重，二者缺一不可，需同步建設(shè)、同時(shí)推進(jìn)。

智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)涵蓋電源、電網(wǎng)、用能、信息融合等多個(gè)領(lǐng)域，包括以清潔能源集中開(kāi)發(fā)、分布式發(fā)電等為重點(diǎn)的電源技術(shù)，以特高壓輸電、柔性輸電、直流電網(wǎng)、海底電纜、微電網(wǎng)、大電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)等為重點(diǎn)的電網(wǎng)技術(shù)，以儲(chǔ)能技術(shù)、電動(dòng)汽車、定制電力技術(shù)、智能電器技術(shù)等為重點(diǎn)的用能技術(shù)，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、信息通信技術(shù)等為重點(diǎn)的信息融合技術(shù)等。

這些技術(shù)的研究進(jìn)展和應(yīng)用前景，與智慧城市發(fā)展緊密相關(guān)，對(duì)智能電網(wǎng)支撐智慧城市發(fā)展具有重要意義。預(yù)計(jì)到2020年，分布式發(fā)電和用能技術(shù)逐漸成熟并規(guī)?；l(fā)展，儲(chǔ)能也將在十年內(nèi)迎來(lái)關(guān)鍵技術(shù)突破和示范應(yīng)用。屆時(shí)，塬先 “剛性”的系統(tǒng)變得“柔性”起來(lái)，電網(wǎng)運(yùn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性也將大幅提高。

有別于現(xiàn)有智能電網(wǎng)，能源電力物聯(lián)網(wǎng)可以通過(guò)多能協(xié)同，實(shí)現(xiàn)整個(gè)能源系統(tǒng)的互聯(lián)、互通與互補(bǔ)。

能源轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展，為多能協(xié)同提供了物理基礎(chǔ)。各種傳感通信技術(shù)的發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)不同能源系統(tǒng)的信息共享，為能源的協(xié)同運(yùn)行提供了技術(shù)支撐。小到社區(qū)能源電力設(shè)備故障診斷，大到建筑群能源電力綜合管理乃至城市重要能源電力管線運(yùn)行與安全監(jiān)控，能源電力物聯(lián)網(wǎng)可以為多種智慧能源電力應(yīng)用場(chǎng)景提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)智慧能源系統(tǒng)市場(chǎng)化、高效化、清潔化開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

能源電力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將顛覆現(xiàn)有能源電力體系，同時(shí)催生新興商業(yè)模式和機(jī)遇不斷涌現(xiàn)。隨著行業(yè)應(yīng)用的逐漸成熟，能源電力物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)將會(huì)以泛在連接為基礎(chǔ)，充分利用邊緣計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)發(fā)揮能源電力數(shù)據(jù)的價(jià)值，能夠有效整合通信基礎(chǔ)設(shè)施資源和電力系統(tǒng)、燃?xì)?、熱等基礎(chǔ)設(shè)施資源，使信息通信服務(wù)于多能源系統(tǒng)的運(yùn)行，有效地為能源網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)環(huán)節(jié)提供重要的技術(shù)支撐，提高多能源系統(tǒng)信息化水平，從而改善現(xiàn)有能源電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的利用效率，促進(jìn)能源電力高效利用。

需求側(cè)智慧用能管理是區(qū)域能源互聯(lián)、互動(dòng)的有效途徑，也是綜合能源系統(tǒng)中重要一步。

如何充分挖掘綜合能源背景下多類負(fù)荷聯(lián)合調(diào)控潛力，實(shí)現(xiàn)本地風(fēng)光出力的精準(zhǔn)消納，實(shí)現(xiàn)靈活用電資源配置，是負(fù)荷管理與需求側(cè)響應(yīng)亟待解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)意義上，區(qū)域調(diào)度中心作為區(qū)域電網(wǎng)的統(tǒng)籌者，負(fù)責(zé)采集電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、新能源出力變化等信息，判斷是否有需要進(jìn)行負(fù)荷調(diào)控，按照區(qū)域電網(wǎng)優(yōu)化目標(biāo)制定區(qū)域調(diào)節(jié)信號(hào)，并給負(fù)載聚合商下達(dá)調(diào)整指令。

而在新的環(huán)境下，負(fù)載聚合商將作為一個(gè)新的角色參與到智能電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中來(lái)，利用專業(yè)化的負(fù)荷資源整合手段來(lái)提供需求響應(yīng)資源。隨著廣域測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)的跟進(jìn)和通信技術(shù)的逐步發(fā)展，聚合商可充分獲取負(fù)荷側(cè)資源信息，將分散負(fù)荷資源聚合，實(shí)施集中化實(shí)時(shí)調(diào)度。一方面，聚合商可充分發(fā)揮聚合負(fù)荷群響應(yīng)容量大、響應(yīng)快的特點(diǎn)，對(duì)電網(wǎng)需求進(jìn)行響應(yīng)，達(dá)到穩(wěn)定負(fù)荷曲線的作用，另一方面，聚合商通過(guò)對(duì)負(fù)荷群的優(yōu)化控制，為電網(wǎng)多場(chǎng)景需求提供調(diào)控資源，完成區(qū)域供需平衡目標(biāo)。

用戶能源消費(fèi)的實(shí)質(zhì)是以電能為核心的多種能源類型的轉(zhuǎn)換。

電能作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、清潔且容易控制的能源形態(tài)，已經(jīng)深入到社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)部門(mén)當(dāng)中，同時(shí)，電網(wǎng)供電的可靠性對(duì)于用戶很重要，電網(wǎng)停電可能給用戶帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失，儲(chǔ)能單元在電網(wǎng)架構(gòu)中將承擔(dān)越來(lái)越重要的角色。用戶側(cè)儲(chǔ)能的特點(diǎn)與用戶的用能需求密切相關(guān)。為了提高用電的可靠性，對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求特別高的單位都有可能根據(jù)需要建設(shè)自己的儲(chǔ)能系統(tǒng)。為了降低用能成本，也已經(jīng)有用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目應(yīng)用于工商業(yè)企業(yè)，為了實(shí)現(xiàn)不間斷供電，促進(jìn)分布式可再生能源的消納，微網(wǎng)用戶也成為儲(chǔ)能系統(tǒng)的受眾。

在技術(shù)路線選擇上，鈉硫電池安全性缺乏保障，飛輪儲(chǔ)能維護(hù)比較復(fù)雜困難，超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容器均受限于材料科學(xué)發(fā)展，而鉛炭電池、小型壓縮空氣儲(chǔ)能、鋰離子電池等便于安裝，維護(hù)簡(jiǎn)單，有較大應(yīng)用前景。所以，目前適用于用戶側(cè)的儲(chǔ)能技術(shù)主要為電化學(xué)儲(chǔ)能，其他形式的儲(chǔ)能技術(shù)尚不具備商業(yè)應(yīng)用的前景。

作為清潔的二次能源，氫能具有可規(guī)?；瘍?chǔ)存的特性，其廣泛應(yīng)用可部分替代石油和天然氣，成為能源消費(fèi)的重要組成部分，對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化和保障能源供應(yīng)安全等具有一定的支撐作用。氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括氫的制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用等環(huán)節(jié)。氫既可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域，又可應(yīng)用于新興的氫能車輛以及氫能發(fā)電。

為加快發(fā)展我國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)，相關(guān)城市與企業(yè)應(yīng)依據(jù)目前的資源條件和能源產(chǎn)業(yè)狀況，在加強(qiáng)氫安全的基礎(chǔ)上，積極推行氫源多元化及氫能多元化和規(guī)模化應(yīng)用。除了利用富余風(fēng)電、水電、光化學(xué)制氫，減少對(duì)清潔能源的浪費(fèi)外，還可以充分利用中國(guó)豐富的煤炭資源。

煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā)，已具備良好的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，若將煤制氫與煤制油、煤化工產(chǎn)品等生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合、綜合利用，可獲得經(jīng)濟(jì)、豐富的氫源。我國(guó)的煉油、化工產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)含氫排放氣，也是重要的氫氣來(lái)源。當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)亟待解決的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是儲(chǔ)氫。目前，高壓及鋼瓶壓力儲(chǔ)氫難以滿足能源系統(tǒng)中氫能大規(guī)模應(yīng)用的需求。相比之下，固態(tài)儲(chǔ)氫憑借其安全穩(wěn)定的儲(chǔ)氫能力，是未來(lái)極具潛力的儲(chǔ)氫方式。

（責(zé)任編輯：fqj）