中國儲能網(wǎng)訊：以德國、美國、日本為代表的國家工業(yè)綠色微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟，在技術(shù)研發(fā)、市場化機制和分布式能源整合方面處于領(lǐng)先地位?！霸诠I(yè)綠色微電網(wǎng)領(lǐng)域，中國雖起步較晚，但通過政策驅(qū)動和示范項目形成快速追趕之勢，無論是規(guī)模與政策優(yōu)勢、技術(shù)整合能力，還是經(jīng)濟拉動效應都可圈可點。”
快速追趕已成勢
目前，全國累計已有30個典型案例（如北京亦莊、江蘇鋼鐵園區(qū)），可再生能源就地消納比例最高達93%，河南省更以政策創(chuàng)新推動“源—網(wǎng)—荷—儲”一體化系統(tǒng)建設(shè)，要求新能源裝機規(guī)模5MW以上或消納比例超80%；通過多能互補（光伏+儲能+余熱利用）實現(xiàn)系統(tǒng)降碳，例如河南豫光金鉛項目年減碳超20%，云南陽宗海鋁產(chǎn)業(yè)園年節(jié)約電費2080萬元；若滿足全國1%工業(yè)用電需求，可帶動60吉瓦新能源裝機、拉動4800億元投資，年減碳3464萬噸……西北工業(yè)大學民航學院教授吳宇總結(jié)：“在工業(yè)綠色微電網(wǎng)領(lǐng)域，中國雖起步較晚，但通過政策驅(qū)動和示范項目形成快速追趕之勢，無論是規(guī)模與政策優(yōu)勢、技術(shù)整合能力，還是經(jīng)濟拉動效應都可圈可點?！?/span>
經(jīng)過多年發(fā)展，湖南省醴陵市已形成集陶瓷原料、裝備、制造、物流于一體的完整陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈。雖然陶瓷產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當?shù)氐膬?yōu)勢產(chǎn)業(yè)，但作為能源消耗“大戶”，其能耗占醴陵規(guī)模企業(yè)能耗的60％～70％。這與當下工業(yè)發(fā)展向新而行，向綠而進的理念相去甚遠，綠色低碳轉(zhuǎn)型勢在必行。
“一方面，為落實‘雙碳’戰(zhàn)略目標要求，另一方面，受高溫極熱天氣影響，電力負荷創(chuàng)新高，電力峰谷價差擴大、電價上漲；天然氣氣價漲幅27%，能耗成本大幅上升。”湖南泰鑫瓷業(yè)有限公司（以下簡稱泰鑫瓷業(yè)）泰鑫瓷業(yè)副總經(jīng)理謝蘭表示，為降低成本，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型，泰鑫瓷業(yè)通過建設(shè)光伏發(fā)電項目，多措并舉進行低碳、綠能、綠色、節(jié)能生產(chǎn)，通過精細化管理降低能耗，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。隨著公司光伏電站和儲能電站的接連上線，一張工業(yè)微電網(wǎng)正在泰鑫瓷業(yè)徐徐展開。
天津港距離北京亦莊150公里，是中國北方海運主樞紐，更是年吞吐量達2000萬標準箱的世界級港口。因能耗巨大，以往煙塵滾滾。
現(xiàn)在，由金風科技自主研發(fā)的GW155-4.5MW風機徐徐轉(zhuǎn)動。金風科技根據(jù)天津港的用能和負荷特性，結(jié)合可再生能源、微電網(wǎng)、智能控制平臺，為其量身定制了高效的能源運營體系和綠電供應，全球首個“零碳碼頭”由此誕生。100%電力驅(qū)動、100%使用綠電、100%自給自足?！敖痫L零碳”助力天津港實現(xiàn)了每年節(jié)約標準煤7340.1噸、減碳2.06萬噸、節(jié)約電費130萬元的降碳節(jié)費價值。
中國能建葛洲壩宜城水泥公司對分布式光伏、儲能微電網(wǎng)、窯系統(tǒng)低溫余熱發(fā)電等項目的整合利用，實現(xiàn)了節(jié)能降碳，通過MES數(shù)字化智能能效生產(chǎn)管理平臺等進行合理管控，充分利用光伏、鋰電儲能、低溫余熱等可再生能源，促進綠色微電多能互補，現(xiàn)已實現(xiàn)綠色微電利用最大化。其微電利用占比生產(chǎn)總用能達40.39%，全年平均用能成本降低了0.07元/度，實現(xiàn)了綠色微電可再生能源的有效利用和用電成本的降低，推動了綠色微電低碳的發(fā)展。
津西鋼鐵廠生產(chǎn)環(huán)境相對惡劣，存在高溫、煙塵大、遮擋多等復雜情況。鋼廠內(nèi)屋頂煙筒、設(shè)備外機等較多，存在動態(tài)陰影遮擋，華為獨有的組件級優(yōu)化器技術(shù)可以讓每一塊組件獨立發(fā)電。該項目在綠地板塊安裝最新智能組件控制器，經(jīng)過半個月的對比測試，加裝智能組件控制器后系統(tǒng)提升發(fā)電量3.31%。華為智能光伏行業(yè)綠電解決方案憑借智臻安全、智高可靠、智多發(fā)電、智簡運維四大核心價值，助力津西鋼鐵綠色發(fā)展。
這些成績的取得，都離不開工業(yè)綠色微電網(wǎng)的支撐。清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院智慧微電網(wǎng)研究所執(zhí)行副所長、北京西清能源科技有限公司總經(jīng)理貢曉旭表示，綠色微電網(wǎng)是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的重要抓手。工業(yè)領(lǐng)域是能源消耗和碳排放的主要來源，我國工業(yè)碳排放占比約50%。消費側(cè)零碳就緒、供應側(cè)綠色清潔，是工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和的主要路徑。綠色微電網(wǎng)通過整合光伏、風電等可再生能源及儲能技術(shù)，替代傳統(tǒng)化石能源，顯著降低企業(yè)碳排放，直接支撐“雙碳”目標實現(xiàn)。“工業(yè)綠色微電網(wǎng)有力支撐工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳轉(zhuǎn)型，通過能量管理優(yōu)化調(diào)度，降低用能成本與提高效率。同時，綠色微電網(wǎng)中光伏、儲能、充電樁等可調(diào)節(jié)資源可聚合參與虛擬電廠、電力輔助服務，創(chuàng)造額外效益”。
今年，政府工作報告將“協(xié)同推進降碳減污擴綠增長，加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型”作為一項重點任務，要求加快發(fā)展綠色低碳經(jīng)濟，積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和。早在2015年7月，國家能源局就印發(fā)《關(guān)于推進新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)的指導意見》，開始積極推進國內(nèi)新能源微電網(wǎng)示范項目建設(shè)，該文件是我國正式鼓勵微電網(wǎng)商業(yè)化應用的標志，至此行業(yè)步入提速發(fā)展期。
2024年2月29日，工信部等七部門發(fā)布《關(guān)于加快推動制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導意見》指出，鼓勵具備條件的企業(yè)、園區(qū)建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)，推進多能高效互補利用，就近大規(guī)模高比例利用可再生能源；加快推進終端用能電氣化，拓寬電能替代領(lǐng)域，提升綠色電力消納比例。
我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展如何突破
工業(yè)綠色微電網(wǎng)是指在工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)，主要電力供應來源為低碳電源的微電網(wǎng)系統(tǒng)，是由分布式綠色電源（如光伏、風電）、工業(yè)用電負荷、配變電設(shè)施及儲能裝置等組成的小型電力系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)工業(yè)用電的可靠、經(jīng)濟和低碳目標，提升能源利用效率。它具有規(guī)模小、綠色、自治三個特征。通常電壓等級在110千伏及以下，單個微電網(wǎng)的容量一般不超過20兆瓦；電源以循環(huán)能源、可再生能源和其他低碳能源為主，發(fā)電量占微電網(wǎng)總發(fā)電量的比重遠高于全國平均水平；具有獨立運行的控制系統(tǒng)，能夠在網(wǎng)內(nèi)進行電力供需的優(yōu)化調(diào)度和自平衡。
與其他國家相比，我國的工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展情況如何？吳宇表示，放眼全球，以德國、美國、日本為代表的國家工業(yè)綠色微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟，在技術(shù)研發(fā)、市場化機制和分布式能源整合方面處于領(lǐng)先地位。例如，德國通過“能源轉(zhuǎn)型2.0”政策推動工業(yè)園區(qū)微電網(wǎng)與氫能耦合應用，美國加州則依托靈活的電力交易機制實現(xiàn)光儲微電網(wǎng)規(guī)?；采w。我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn)？吳宇指出：“相較成熟國家，中國在政策執(zhí)行力度和場景應用規(guī)模上具備優(yōu)勢，但在核心技術(shù)（如構(gòu)網(wǎng)型儲能）、市場靈活性和跨區(qū)域協(xié)同機制上仍需突破?！?/span>
工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應用場景
為加大對工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應用場的推廣，加快工業(yè)節(jié)能降碳。2023年12月，工信部公布了工業(yè)綠色微電網(wǎng)典型應用場景與案例名單，共有19個案例上榜。涵蓋鋼鐵、有色、工業(yè)園區(qū)、機械、電子、建材等領(lǐng)域。“
泰鑫瓷業(yè)智慧能源及微電網(wǎng)系統(tǒng)”憑借可再生能源就近高比例消納、重點行業(yè)電氣化靈活性改造提升、工業(yè)余熱余壓利用、智慧能源管控系統(tǒng)支撐調(diào)節(jié)四個典型應用場景上榜。泰鑫瓷業(yè)重點用能設(shè)備優(yōu)先采用光伏電站所產(chǎn)出的綠色電能，2024年光伏發(fā)電就地消納比例計劃達到87%（實際用電量301萬KWh/發(fā)電量345萬KWh）；利用生產(chǎn)設(shè)備用電負荷可調(diào)節(jié)的特性，通過數(shù)字化手段在短時內(nèi)實現(xiàn)電力負荷的精準調(diào)度；在正常生產(chǎn)情況下可調(diào)節(jié)1050KVA電力負荷，電力負荷調(diào)節(jié)能力達到42%，實現(xiàn)了生產(chǎn)效率和用能效率協(xié)同優(yōu)化。為更大程度利用陶瓷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱余壓，泰鑫瓷業(yè)研發(fā)出“陶瓷坯體烘干房余熱利用監(jiān)測系統(tǒng)”發(fā)明專利技術(shù)，結(jié)合干燥線工藝優(yōu)化，年回收利用工業(yè)余能33316GJ，利用率達85%，年節(jié)約天然氣109.94萬m3，年節(jié)約電能122萬KW/h。
“泰鑫陶瓷產(chǎn)品智慧能源管控系統(tǒng)”是基于泰鑫工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、AIOT物聯(lián)網(wǎng)、泰鑫智能制造車間全自動生產(chǎn)線等現(xiàn)代技術(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建的企業(yè)級智慧能源管控平臺。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)與智慧能源管控系統(tǒng)進行整合，為燒成窯、干燥線、自動線等設(shè)備建立了用電、用氣、廢氣排放實時監(jiān)測系統(tǒng)，并能實時反映生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)。碳排放強度由2022年的453.2kgCO2/t瓷下降到2024年的404.3kgCO2/t瓷，降幅達到10.79%。謝蘭透露，下一步泰鑫瓷業(yè)擬建設(shè)容量為1.44MW/2.64MWh儲能電站。儲能電站每天放電約4752千瓦時，日充電量約5280度。通過儲能電站削峰填谷，按全年工作330天計算，全年放電量156.81萬千瓦時，可節(jié)省電費109.77萬元。
工業(yè)綠色微電網(wǎng)是微電網(wǎng)在工業(yè)場景的深化應用，其發(fā)展需資源稟賦、產(chǎn)業(yè)需求與政策機制協(xié)同發(fā)力。吳宇建議，可以從三方面考量該地區(qū)或園區(qū)是否具備建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)的條件。首先能源基礎(chǔ)良好，電網(wǎng)配套能力強。建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng)的地區(qū)需具備分布式光伏、風電等資源稟賦，或余熱余壓等工業(yè)能源回收潛力·；配電網(wǎng)架構(gòu)需支持柔性互聯(lián)與分層調(diào)控（如蜂窩狀網(wǎng)架設(shè)計），并具備儲能調(diào)峰能力（如河南豫光金鉛配置7.5MWh儲能電站）。其次，需地方政策明確新能源消納目標。如河南要求新能源裝機≥5MW或消納率≥80%，市場化機制完善，如綠電交易、容量租賃等有較明確的規(guī)則。最后，產(chǎn)業(yè)協(xié)同能力較強，需形成產(chǎn)業(yè)鏈配套及技術(shù)融合能力。
工業(yè)綠色微電網(wǎng)更適宜在哪些地區(qū)優(yōu)先發(fā)展？吳宇認為，可再生能源富集區(qū)、工業(yè)集聚區(qū)、政策試點區(qū)因具備區(qū)位優(yōu)勢，可以優(yōu)先布局。第一，可再生能源富集區(qū)。如內(nèi)蒙古鄂爾多斯、云南陽宗海等，風光資源豐富且消納需求大，可支撐高比例綠電就地利用（如鄂爾多斯實現(xiàn)風光儲100%消納）。第二，工業(yè)集聚區(qū)。鋼鐵、有色、化工等高耗能產(chǎn)業(yè)園區(qū)（如河南豫光金鉛、江蘇鋼鐵園區(qū)），通過微電網(wǎng)降低用能成本并推動低碳轉(zhuǎn)型。第三，山東、江蘇等政策先行區(qū)，可以通過“源網(wǎng)荷儲一體化”示范項目（如山東煙臺長島微電網(wǎng)群）加速技術(shù)模式推廣。
從“示范探索”邁向“規(guī)模化落地”
盡管應用前景光明，但發(fā)展工業(yè)綠色微電網(wǎng)之路充滿艱辛?！翱稍偕茉床▌有源蟆l(fā)電與負荷不匹配、多能耦合與協(xié)同優(yōu)化技術(shù)不足等問題也不容忽視?！必晻孕癖硎?，工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)需穩(wěn)定供電，但風光發(fā)電受天氣影響大，而工業(yè)生產(chǎn)對電能質(zhì)量要求高；夜間沒有光伏發(fā)電，只能外購電；電、熱、冷、氣等多能源協(xié)同優(yōu)化技術(shù)、源網(wǎng)荷儲協(xié)同優(yōu)化運行技術(shù)應用較少。
貢曉旭建議，可以通過完善配置儲能系統(tǒng)、構(gòu)建智慧能源管控系統(tǒng)解決上述問題。第一，平抑風光波動，匹配工業(yè)負荷需求，提高光伏消納能力，提高供電可靠性。第二，對工業(yè)綠色微電網(wǎng)內(nèi)的多種能源進行統(tǒng)一管理和優(yōu)化調(diào)度。通過大數(shù)據(jù)分析、預測算法等，基于工業(yè)生產(chǎn)的負荷特性和能源需求，制定最優(yōu)的能源供應方案，實現(xiàn)能源的高效利用和成本最小化。
吳宇表示，除了技術(shù)問題外，工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展還面臨三大難點。首先，投資與收益周期長抑制社會資本參與。初始投資成本超8000元/千瓦，平均回報周期需10年以上。其次，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足問題突出。目前，一體化解決方案供應商集中在長三角（如上海、江蘇），其他地區(qū)配套能力薄弱。最后，市場化機制待完善。微電網(wǎng)參與電力現(xiàn)貨交易、輸配電價核定等仍處于試點階段，缺乏全國統(tǒng)一標準。
突破工業(yè)綠色微電網(wǎng)收益周期長、解決方案少、交易機制欠缺等瓶頸，需從技術(shù)、市場、政策多維度協(xié)同推進。吳宇建議，可以重點實施以下策略加速產(chǎn)業(yè)成熟。第一，縮短收益周期，激活社會資本參與。其一，推廣合同能源管理模式。通過第三方企業(yè)投資建設(shè)微電網(wǎng)（如江蘇示范案例中第三方企業(yè)投資5億元建設(shè)108MW發(fā)電系統(tǒng)），降低用能企業(yè)初始成本壓力，將項目收益周期從10年以上縮短至5年以內(nèi)。其二，創(chuàng)新市場化收益機制。建立靈活電價機制（如江蘇通過動態(tài)電價提高能源消納比例），推動微電網(wǎng)參與調(diào)峰調(diào)頻輔助服務、綠電交易及碳資產(chǎn)開發(fā)，拓展收益來源。
第二，培育一體化解決方案供應商。其一，強化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。鼓勵新能源、儲能企業(yè)與綜合能源服務商合作（如上海、江蘇龍頭企業(yè)），組建跨區(qū)域一體化解決方案供應商，提升技術(shù)整合能力。其二，加快技術(shù)裝備標準化，推動廠房光伏、多元儲能、智慧能源管控系統(tǒng)等核心設(shè)備研發(fā)，形成技術(shù)裝備推薦目錄，降低項目復雜度。
第三，完善市場化交易機制。其一，明確交易規(guī)則。制定全國統(tǒng)一的微電網(wǎng)輸配電價核定標準，試點容量租賃和現(xiàn)貨交易機制，明確供電責任劃分（如河南要求新能源裝機≥5MW或消納率≥80%）。其二，擴大試點范圍。在山東、江蘇等政策先行區(qū)探索跨園區(qū)能源交易，允許微電網(wǎng)作為獨立主體參與電力市場，推動規(guī)模化應用。
系統(tǒng)性解決工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展問題，需從長計議，多方協(xié)作，才能推動其從“示范探索”邁向“規(guī)?；涞亍保玫貫樾滦凸I(yè)化注入綠色動能。
