近日,我院一场别开生面的年轻员工专业技术能力展示活动落下帷幕。来自总院及分支机构近50位新(xiao)员(meng)工(xin)参赛。我们从中撷取多场展示,整理为文字稿,专业度也许无法比肩成熟人才,但创意十足、诚意满满。
以下是来自市政规划与工程设计所杨济如《能源互联网,亿点不一样》的演讲,该演讲荣获南京总院综合组第二名。
新基建的浪潮澎湃而至,传统行业的优化、创新和颠覆被加足了马力,能源行业、电力行业也不例外,各种试点、论坛、会议可谓铺天盖地。这其中有一个名词被重复提起,赢人眼球——能源互联网。
关于能源互联网的一切,都要从美国著名的未来学者、第三次工业革命的倡导者杰里米·里夫金的《第三次工业革命》说起。
书中敏锐地指出,历史上数次重大变革都是在新的通讯技术和能源系统结合之际发生的。因为新能源技术推动产生更复杂的文明,而复杂的文明需要先进的通信技术加以处理和整合。当下,正是互联网技术和新能源技术相互碰撞的时机,也许将为第三次工业革命创造出强大的新型基础设施,能源互联网的概念就这样诞生了。
里夫金的能源互联网构想描绘了能源的生产、交易、存储和消耗等各个环节,同时高度结合了互联网思维。将能源互联网与互联网进行一个类比:建筑物收集到的可再生能源像信息一样海量地涌入互联网络,大容量分布式储能像硬盘一样实现了存储,广域能源共享像光纤一样提供传输通道,电气化的交通作为灵活的产销用户,像互联网用户一样能够自由“上传”和“下载”能源,是不是很贴合互联网的感觉?
而能源互联网中广域能源网络的设想和特高压输电技术不谋而合,于是国家电网把广域拉到全球,顺势推出了全球能源互联网概念。
区别于里夫金利用建筑物收集可再生能源的方法,全球能源互联网则是放眼全球、寻找新能源,赤道地区蕴藏大量太阳能,北极圈富含风能,全球互联可将这“一极一道”的清洁能源,输送到各大洲。在解决本地用能以外,向欧洲、亚洲、北美洲及南美洲南部地区提供更清洁的能源供应,辅助以各洲的大型能源基地和分布式电源,相互支撑,实现更安全、更可靠的清洁能源供应,形成洲际特高压能源互联网。
当然,洲际太难也太远。目前广泛研究的能源互联网思路,是让多种能源互联起来,也是一件大好事儿。
由于用户需求具备较高的灵活性、不敏感性、可延迟性,相较于单一能源网需要即时消耗能源的特点,能源互联网则利用抽水蓄能、冰蓄冷、电转气等能源转换技术,保证能源不被浪费,实现时间和空间上的多能互补。将独立的能源网转化为能量自由流动的能量网,提升能源利用效率。
这是一种全新的能源系统形态,会给我们的城市带来亿点不一样,而我们在规划时也可以有亿点新的变化。
比如规划一个不一样的综合能源站。南京河西南的青奥能源中心是一个很好的例子,能源中心以华润热电厂的发电余热蒸汽为主能源,天然气、电力为辅助能源,在夏季制取冷水,在冬季制取热水。综合能源站的优势很多,既可以削减电力和燃气的负荷高峰,又可以降低发电的余热排放,冷热电能源的互联,实现了能效最高、减碳最多。据统计,在南京青奥会期间,电厂的余热制冷使得每天能够节电4万千瓦时!
更值得一提的是,在寸土寸金的现在,青奥能源中心是利用规划的边角料地块,集合电动大巴充换站、集中洗衣房、能源站和太阳能电站等设施,设计成了集约化的市政基础设施综合体。可见综合能源站也能实现土地资源的节约,对于城市规划也是益处多多。
现在,这类高效互联的综合能源站不是个例了,苏州独墅湖科教创新区的月亮湾也有这样的综合能源站,同样综合了集中供冷站、大型公交首末站和社会停车场等多样化基础设施。这个“城市空调”配备有大型非电式溴化锂制冷机组,致力于不依赖电能实现区域集中供冷,能够显著得提升能效,同时减少中央空调配置,也能节约屋顶空间。
更进一步,可以规划不一样的新能源城镇,苏州的同里新能源小镇是一个值得借鉴的例子,借助智慧的能源互联网实现能源的高效利用。
新能源小镇装置的多能互补综合能源利用系统由光伏、风力发电和地源热泵冰蓄冷系统组成,在微网内实现多种能源的互补协同供应;屋顶和车棚顶部的光伏组件实现电能的自发自用;高温相变光热发电系统集太阳能光热发电、高温相变储热、综合能源供应等技术于一体,还能实现太阳能的友好可控应用;同时配置有储能装置,提高电网削峰填谷的能力。此外,三合一电子公路、绿色充换电站、被动式建筑等发挥出交通与建筑的力量来助力这个能源互联小镇。
整个小镇利用源网荷储协调控制系统作为“指挥部”,实现冷、热、电多种资源的协调配置,而同里综合能源服务平台则提供水、电、气、热、冷等全方位服务,满足不同用户的能源需求。
新能源城镇能够实现一次能源的梯级利用、提高能源削峰填谷能力,协调供需两侧,未来,打造绿色城市、生态城市的趋势定然会愈加明显,比如雄安新城作为改革创新的先行者,就是一个规划中的去化石能源新城,这对于未来的城市发展方向也有一定的导向作用。
我们结合能源互联网的思路,通过传统能源的高效利用、提高可再生能源比例、创新运营能源互联三大策略,对南通中央创新区进行区域能源规划。基于中央创新区的结构和功能分区,考虑各个区域可再生能源利用条件,因地制宜地选用储能、余热利用、太阳能光热利用、光电利用、地源热泵等技术,分别进行区域能源规划。
供能侧系统采用了能源互联网结构,由三个分布式能源站向各区块内供冷、供热、供电。并通过区域蒸汽管网、燃气管网、电网将三者连成一体,实现能源在空间上的互补调配。经过效益分析,能源互联网的做法的确比传统的能源规划能够降低能耗,减少碳排放。
能源互联网正在逐渐发展,也许现在还是有一点不一样,但是未来也许就有亿点不一样。抓住这一点、亿点的机会,投身于能源创新,必将创造更多的价值!
文 | 杨济如 市政规划与工程设计所