日本分布式能源互聯網應用現狀及其對中國的啟示

2018-02-05 11:20:18 分布式能源　點擊量：評論 (0)

分布式能源互聯網理念的提出是為了破解常規分布式能源系統供需失衡的困境，由點及面深度挖掘節能減排潛力。日本的分布式能源應用正從傳統單...

4.3 千住混合功能區域能源互聯網

該項目是日本經濟產業省的實證示范項目，于2011年開始運行。區域范圍內主要有東京燃氣公司的千住技術中心和荒川區立養老院，其中技術中心又由辦公建筑A(26190m2)、辦公建筑B(8881m2)、智能示范樓和能源中心(C樓)構成，如圖6所示。

如圖7所示，能源中心可利用多種熱源，通過控制系統為其設置了優先順序，太陽熱優先、熱電聯產余熱其次。同時，在技術中心和養老院間構建了雙向熱融通網絡。實測結果表明，通過構建上述能源網絡，區域全年節能13.6%，減排35.8%。

4.4東京豐洲碼頭區域智能能源網絡

東京燃氣集團以其2020愿景為導向，于2014年開始在新開發的豐洲碼頭地區構建智能能源網絡。在設置兼具能源供應與防災提升功能的智能能源中心的同時，利用ICT技術導入了可對設備進行實時最優控制的SENEMS系統，為區域內4個地塊提供電、熱等綜合能源服務。

具體而言，能源中心配置有7MW級大型高效燃氣內燃機組、利用燃氣壓差的壓差發電機(560kW)、余熱回收型吸收式制冷機(2000RT)、電動制冷機(4000RT)、蒸汽鍋爐，同時還設置有電力自營線路、強抗災性中壓燃氣管網(見圖8)。

該燃氣內燃機額定發電效率高達49%，與其他分布式能源協同，大約可提供區域電力峰值的45%;同時，發電余熱亦在區域內融通。此外，熱源系統還配置有BCP對應功能，即使在停電時亦可提供45%的峰值熱需求。根據預測，導入上述智能能源網絡，可以實現年二氧化碳減排3400t，減排率約40%。

5 日本實踐對我國的啟示

5.1我國分布式能源網絡化發展趨勢

在我國，2015年3月15日，中共中央國務院下發《關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發[2015]9號)》，明確了“三放開、一獨立、一研究、三強化”的改革基本主線，明確要放開售電側，多途徑培育市場主體，允許擁有分布式電源的用戶或微網系統參與電力交易。2016年2月24日，發改委發布《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見(發改能源[2016]392號)》，指出要加強多能協同綜合能源網絡建設，發展可接納高比例可再生能源、促進靈活互動用能行為和支持分布式能源交易的綜合能源微網。

同年7月4日，發改委發布《關于推進多能互補集成優化示范工程建設的實施意見(發改能源[2016]1430號)》，要求通過天然氣熱電冷三聯供、分布式可再生能源和能源智能微網等方式，實現多能協同供應和能源綜合梯級利用;提出“十三五”期間，建成國家級終端一體化集成供能示范工程20項以上，到2020年，各省(區、市)新建產業園區采用終端一體化集成供能系統的比例達到50%左右，既有產業園區實施能源綜合梯級利用改造的比例達到30%左右。首批23個多能互補集成優化示范工程于2016年12月26日對外發布。

同時，2016年7月26日，國家能源局發布《關于組織實施“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目的通知(國能科技[2016]200號)》，提出要開展園區能源互聯網試點示范，首批55個示范項目已于2017年6月28日對外發布。2017年5月5日，首批新能源微電網示范項目也對外公布。

此外，2017年2月7日，國家能源局發布《微電網管理辦法》(征求意見稿)，對微電網的定義與范圍、建設管理、并入電網管理、運行管理、試點示范、政策保障、監督管理等方面做了明確規定，從而進一步規范了微電網的建設運營管理。

5.2 值得借鑒的日本分布式能源互聯網的實踐經驗

根據上述分析，我國分布式能源已經從傳統單體應用模式逐步轉變為網絡化應用模式，并已進入先導示范階段。在此歷史性階段，借鑒日本已有實踐經驗，可以為我國示范工程建設及后期可能的規模化應用提供有益參考。

具體而言，以下幾方面值得關注：

①日本分布式能源互聯網大多以燃氣公司為主來推進，所配置的設備也大多是以天然氣為燃料的燃氣內燃機、直燃機等，而光伏、光熱只作為補充。相反，我國首批能源互聯網示范項目則大多由電力公司牽頭申請，而且光伏等可再生能源占比均較大。這主要是由于我國的能源互聯網理念是由國網公司最先提出，并以智能電網作為核心支撐。

電是典型的二次能源，而天然氣是一次能源，以燃氣公司為主體推進能源互聯網建設，可以使互聯網理念在能源領域的滲透更深入、更徹底。值得欣慰的是，新奧等傳統燃氣供應商已在積極行動，提出了“泛能網”等創新理念，并在逐步推進。

②日本分布式能源的網絡化應用更關注區域內用戶間的熱融通，而電融通則相對較少。相反，我國無論是多能互補示范項目，還是能源互聯網示范項目，以新能源、儲能等為核心的區域內電力匹配與協調均是建設重點。

誠然，作為一種典型的分布式能源，以光伏為主體的可再生能源應用需要引入新的思路，而能源互聯網理念為其提供了機遇。然而，綜合考慮電和熱的基本物理特性，熱能的傳輸損失要遠大于電，而且在終端能源需求中，熱能占比也高于電。為此，在區域層面，構建熱能局域網的迫切性要高于電能局域網。

③日本分布式能源互聯網的規模均較小，即使相鄰兩棟建筑間也可建立能源融通網絡，這與我國動輒數十兆瓦容量的區域分布式能源系統大相徑庭。而既有實踐表明，我國一些已建成的區域分布式能源系統，由于預估負荷不能到位，難以正常運行。為此，在今后區域層面的分布式能源系統規劃設計過程中，不能貪大貪多，應立足于可確定負荷，分步、分期實施。

④日本分布式能源互聯網大多是結合既有建筑節能改造進行推進。相反，我國區域層面的分布式能源應用則大多數是結合新區規劃實施。可以想象，在今后若干年中，我國必然有大量既有建筑面臨能源系統改造，而在此過程中，可以借鑒日本的實踐經驗，擴展思路，構建跨邊界的一體化節能改造框架體系。

6 結語

作為分布式能源的先行者之一，日本的分布式能源應用正從傳統單體模式走向互聯網模式。

日本分布式能源互聯網的推進大多以燃氣公司為實施主體，以既有建筑為實施對象，以區域熱融通為實施內容，側重于互聯網理念在能源物理層面的滲透。這與我國正在推進的能源互聯網、多能互補等示范項目的實施理念存在一定的差異性。作為一種具有革命性的能源利用思路和模式，分布式能源互聯網所呈現的不同技術路徑各有優劣，在今后的實證示范過程中，可以借鑒日本經驗，結合我國國情，確立最佳實現方案。

作者簡介：任洪波，教授，2009 年獲日本北九州市立大學能源與環境工程專業博士學位，現主要從事新能源與分布式能源系統研究工作，已在國內外學術期刊發表論文30 余篇。

(任洪波楊濤吳瓊高偉俊

原標題:日本分布式能源互聯網應用現狀及其對中國的啟示