中國微電網(wǎng)的價值機遇

里夫金在《第三次工業(yè)革命》 中提出“能源互聯(lián)網(wǎng)”的概念：電力輸送網(wǎng)絡將變成智能型能源網(wǎng)絡，使數(shù)以百萬計的自助生產(chǎn)能源的人們能夠通過網(wǎng)絡的方式分享彼此的剩余能源。根據(jù)我們的研究，未來的能源互聯(lián)網(wǎng)仿佛一個生命體：特高壓輸電網(wǎng)是主動脈，智能化大電網(wǎng)是血管，微電網(wǎng)則是不可或缺的毛細末梢，使電網(wǎng)能夠大量消納可再生分布式能源，從而促進綠色能源的高效利用。中國的微電網(wǎng)應以能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為導向，以“堅強智能電網(wǎng)”的建設為依托，鼓勵用戶參與和綜合利用能源為手段，實現(xiàn)能源供應的高效率、多元化目標。微電網(wǎng)為何成為明星從海外經(jīng)驗看，2003年美國和加拿大都曾發(fā)生大規(guī)模的停電事故，高達300億美元的經(jīng)濟損失引發(fā)了人們對大電網(wǎng)安全性的深刻反思。同時，以歐盟為代表的地區(qū)出于環(huán)?？紤]，分布式風能、光伏發(fā)電系統(tǒng)越來越多，但這類可再生能源的發(fā)電輸出難以準確預測，反而對電網(wǎng)的可靠運行產(chǎn)生威脅。電力用戶的基本需求，依然是希望享受更高的供電質(zhì)量和可靠性，且與綠色低碳的清潔能源二者得兼。為應對這些挑戰(zhàn)，微電網(wǎng)作為一種解決方案應運而生。相對傳統(tǒng)大電網(wǎng)，微電網(wǎng)是一組分布式微電源、負荷、儲能系統(tǒng)和控制裝置構成的系統(tǒng)單元，具備安全、可靠、高效、經(jīng)濟等特點，因而作為最佳的實用型解決方案受到各國關注。2012到2016年間，全球微電網(wǎng)市場投資年復合增長率將達到25.7%。電力用戶的開支約半數(shù)來自制冷與加熱。微電網(wǎng)的一個突出優(yōu)勢是可以充分利用可再生能源以及能源的梯級利用技術進行冷熱電一體化生產(chǎn)、計劃和調(diào)度，幫助用戶選擇更經(jīng)濟的電源。例如GE公司與綜合能源公司PowerStream合作的微電網(wǎng)試點項目，利用微電網(wǎng)提供電能的同時，還能進行照明、空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)、制冷和電動汽車充電。此外，它還可以自行在微電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間切換，自動選擇更加省錢的電源。中國需要怎樣的微電網(wǎng)世界各國的能源發(fā)展動因不同，對微電網(wǎng)的研究側(cè)重點各異。在中國，發(fā)展微電網(wǎng)的最大動力是充分利用可再生能源滿足未來能源多元需求，最大化接納分布式電源，提高能效。中國已經(jīng)啟動的100座新能源示范城市申報將促進微電網(wǎng)快速發(fā)展。我們也希望通過長期跟蹤和研究國內(nèi)外微電網(wǎng)的發(fā)展，對中國建設微電網(wǎng)的路線圖提出建議。首先，由于城鎮(zhèn)化、智能城市的建設使多樣化、低成本、靈活可靠的用能需求以更快的速度增長，中國微電網(wǎng)應在城鎮(zhèn)、園區(qū)中優(yōu)先發(fā)展。其次，微電網(wǎng)建設應能協(xié)助用能需求大的企業(yè)通過大量可再生能源的綜合利用降低用能成本，同時滿足國家越來越嚴格的環(huán)境監(jiān)管和大氣治理政策。最后，微電網(wǎng)解決方案一定要體現(xiàn)經(jīng)濟性，使其在可接受成本內(nèi)獲得大范圍應用。具體而言，中國重點發(fā)展的微電網(wǎng)應能實現(xiàn)三大效益：第一，與電網(wǎng)緊密互聯(lián)，實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶雙贏。微電網(wǎng)可以充分利用電網(wǎng)的分時電價、可再生能源的“免費”優(yōu)勢、多種能源儲存技術，發(fā)揮其優(yōu)化調(diào)度功能，最大限度地降低用戶的能源消耗總成本。接入微電網(wǎng)后，智能電網(wǎng)就能真正為用戶提供電力安全雙保險。電網(wǎng)故障后，微電網(wǎng)能實現(xiàn)孤島運行模式，避免給用戶帶來損失。而電網(wǎng)用電需求激增時，微電網(wǎng)也可發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，為電網(wǎng)送電。最后，微電網(wǎng)自帶的發(fā)電設備能夠提供電網(wǎng)所需的調(diào)頻、調(diào)峰、電壓支持能力，從而降低了電網(wǎng)的運行成本。第二，滿足綜合供能需求，實現(xiàn)綠色成長。大企業(yè)、園區(qū)不僅需要降低用電成本、實現(xiàn)不間斷供電，還希望用新技術滿足供電的其它可靠性指標，解決綜合能源需求，同時保證減排。微電網(wǎng)解決方案應面對這些企業(yè)需求，提升園區(qū)基礎設施的硬實力，從而增加招商引資的吸引力，有利于地方經(jīng)濟與環(huán)境的和諧發(fā)展。第三，保障電網(wǎng)安全運行的同時，提升可再生能源利用率。由于電網(wǎng)消納問題，中國一直存在大量棄風現(xiàn)象，而微電網(wǎng)作為可控的電源/負荷系統(tǒng)，可就地消納分布式的可再生能源發(fā)電。大電網(wǎng)將接入可觀、可控的微電網(wǎng)，而不是成千上萬難以直接調(diào)控的分布電源。此外，微電網(wǎng)能通過規(guī)劃調(diào)度和內(nèi)部多樣化的能源組件實現(xiàn)可再生能源優(yōu)化配置，既可實現(xiàn)用戶在不同時間段內(nèi)對冷熱電的不同需求，也能保證能源綜合利用的成本最小化和能源利用效率的最大化。誰來引領創(chuàng)新應對挑戰(zhàn)實際上，社會、電網(wǎng)、用戶對能源以及微電網(wǎng)發(fā)展的需求并不完全相同甚至相反：用戶的最根本需求是綜合能源消費支出的最小化；電網(wǎng)公司的需求是希望微電網(wǎng)對電網(wǎng)本身的規(guī)劃、運行給予最大支持，并對電網(wǎng)安全、經(jīng)濟利益的影響最小化；全社會的訴求，則是能效和環(huán)保。電力難以儲存，供需平衡依靠實時完成。因此，建設能夠平衡多方訴求的微電網(wǎng)，最主要的挑戰(zhàn)是微電網(wǎng)的規(guī)劃、日前計劃和實時運行。在微電網(wǎng)發(fā)展中，中國電網(wǎng)企業(yè)應扮演引領者角色，它們從專業(yè)的規(guī)劃設計、建設和運營人才到微電網(wǎng)核心技術的研發(fā)都具有先天優(yōu)勢。電網(wǎng)企業(yè)可從微電網(wǎng)規(guī)劃、建設、運營一體化服務方面挖掘和獲取高端價值。尤其是微電網(wǎng)規(guī)劃設計，這一階段既是微電網(wǎng)成功建設運營的關鍵，也是少有其他競爭對手的市場。在建設運營階段，為實現(xiàn)微電網(wǎng)價值最大化，商業(yè)模式可以非常多樣：電網(wǎng)公司可自己出資經(jīng)營，也可與其他優(yōu)勢企業(yè)合資共同經(jīng)營，或電網(wǎng)公司以專業(yè)服務的形式進行投資并參與運營。如果電網(wǎng)企業(yè)面對客戶需求改變自身的保守形象，還將更進一步通過靈活利用微電網(wǎng)系統(tǒng)，成為能源管理服務專家。（周勤為埃森哲技術研究院智能電網(wǎng)部主任；王靖為埃森哲資源事業(yè)部董事總經(jīng)理；童華為埃森哲亞太區(qū)公用事業(yè)研究部經(jīng)理）