園區(qū)電氣化，綜合能源服務當成主抓手

園區(qū)是城市經濟的主要承載平臺和增長動力。根據華為與埃森哲共同發(fā)布的《未來智慧園區(qū)白皮書》，90%以上城市居民工作與生活在園區(qū)，80%以上的GDP和90%以上的創(chuàng)新在園區(qū)產生。不同園區(qū)由于資源稟賦、社會經濟發(fā)展等狀況各有差異，在開展綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃時技術路線應各有側重。自本期起，針對智慧電力綜合用能型、地熱水源豐富型、大型能源設施輻射型、風光資源充裕型、傳統(tǒng)化石資源便利型五類園區(qū)，結合其基本經濟社會發(fā)展特點、能源系統(tǒng)特點，提出因地制宜的綜合能源技術路線以及規(guī)劃建議，以饗讀者。

《中國電氣化發(fā)展報告2019》顯示，2018年我國電能占終端能源消費比重達25.5%，預計到2035年，這一指標將提高至36%—38%。

園區(qū)在很大程度上會成為推進電能替代工作、提升城市電氣化水平的重要抓手。尤其是以機械制造業(yè)、高新技術產業(yè)為主的產業(yè)園區(qū)以及一些集商業(yè)、辦公、居住于一體的功能性園區(qū)，其本身存在高品質負荷需求，能源消費以電力為主，同時對能源系統(tǒng)的精細化管控、智慧化管理有較高訴求。

結合上述特點，筆者給出五條針對這類智慧電力型園區(qū)能源系統(tǒng)規(guī)劃的建議。

充分發(fā)揮電能的高品位能源特性，在大規(guī)模高品質負荷需求園區(qū)優(yōu)先采用公共配電網供能模式，適應電力市場改革方向，進一步提升電能質量

智慧電力型園區(qū)主要涉及精密儀器、通信電子設備、新材料、工藝品制造、金屬制品、紡織、塑料、食品生產等行業(yè)，上述行業(yè)的電力消費占比均超過50%，其中通信電子設備制造業(yè)的電力消費占比更是高達91%。可見這類園區(qū)沒有大規(guī)模采暖、蒸汽等負荷需求，園內以電力消費為主，且高度關注電能質量問題。

考慮到電網安全穩(wěn)定控制技術相對成熟，目前國內城市配電網供電可靠性最高可達99.999%，且電能傳輸損耗約2%—3%，采用公共配電網作為這類園區(qū)能源供應主要支撐，不僅可以滿足用戶對高品質用能的需求，同時可以保障園區(qū)內能源系統(tǒng)的安全可靠、經濟高效運行。

此外，隨著電力市場改革的推進，提供更優(yōu)質的差異化電能質量服務將成為發(fā)展趨勢，這意味著用能對園內企業(yè)而言將不僅是一種成本支出，還可能是創(chuàng)造利潤的手段。

充分發(fā)揮電力基礎設施在系統(tǒng)布局、用戶配置等方面的平臺優(yōu)勢，兼顧各種能源系統(tǒng)特點，科學合理配套其他能源供應方式，實現園區(qū)綜合能源的最高效利用。除電力外，智慧電力型園區(qū)還需要滿足其他形式的能源需求，園區(qū)的能源供給是一種多能源耦合的模式

考慮到電力基礎設施在系統(tǒng)布局以及用戶配置等方面的平臺優(yōu)勢，熱（冷）負荷需求可以通過能量轉化設備由電能轉化而來，具體設備包括地源熱泵、空氣源熱泵、壓縮式制冷機等。

同理，燃氣負荷也可以通過電轉氣設備實現供應。此外，園區(qū)能源系統(tǒng)還可配置冰蓄冷空調、蓄熱罐等蓄熱（冷）等儲能設備來提高能源供應靈活性。

以國家電網公司北方客服中心園區(qū)為例，這是一個集生產、辦公、生活于一體的高度電氣化的園區(qū)，園內使用電炒鍋、電炸鍋、電蒸鍋和蓄熱式電鍋爐等廚房設備代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤燃氣設備，年電能替代用電量為1224.4萬千瓦時，相當于電代煤約7424.7噸/年，電代氣約24.4萬立方米/年，產生經濟效益約797.7萬元。

充分發(fā)揮電力在各類能源及消費方式中的高效靈活轉換作用，大力開發(fā)園區(qū)內部及周邊風、光、地熱、生物質等可再生能源資源，著力提高清潔能源發(fā)電占比在能源和環(huán)保的雙重壓力下，我國的能源消費結構在不斷優(yōu)化升級，清潔能源發(fā)電占比逐年提升

中電聯數據顯示，到2030、2050年，清潔能源發(fā)電裝機占比分別達到59%、86%，發(fā)電量占比分別達到48%、83%。

智慧電力型園區(qū)在進行能源系統(tǒng)規(guī)劃時，可因地制宜規(guī)劃一些光伏、小型風力機、熱泵等分布式可再生能源發(fā)電項目，同時配合儲能、新能源并網等技術的應用。

一方面，充分利用電力在能源匯集傳輸和轉換利用中的樞紐作用，促進園區(qū)內部及周邊可再生能源資源的開發(fā)利用，提高園區(qū)清潔能源發(fā)電占比；另一方面，可再生能源發(fā)電除自發(fā)自用外，還可余電上網，獲得一定盈利。

上海電力大學臨港校區(qū)就是典型的風光儲一體化、電熱冷多能供應的智慧電力型園區(qū)。校園內配置的光伏發(fā)電、風力發(fā)電等新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)，承擔了校區(qū)17%的電力供應；同時采用空氣源熱泵和太陽能光熱互補供應熱水，滿足校區(qū)1000多名師生生活熱水需求，校園整體能耗比一般校園低25%左右。

充分利用電能可精確測量、可精準控制、可統(tǒng)一調控的特點，構建園區(qū)級智慧電力能源管理平臺，與城市管理系統(tǒng)協(xié)同融合實現園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的智慧化管控智慧電力型園區(qū)所在地區(qū)工業(yè)化水平較高，粗放的能源管理模式已經不能適應當前社會的高質量發(fā)展，有必要進行能源精細化管控

考慮到電能可精確測量、可精準控制、可統(tǒng)一調控的特點，以及對電力系統(tǒng)已有的智慧管控平臺的利用，構建園區(qū)智慧電力能源管理平臺，有效配置園區(qū)各類能源資源生產、傳輸、消費各環(huán)節(jié)，提高綜合能效、降低用能成本。

蘇州獨墅湖科教創(chuàng)新園區(qū)，就通過智慧能源管理平臺以及電力需求側平臺每年可降低10%的能耗，節(jié)電約713.15萬度，減少二氧化碳排放約5883.49噸，相當于種植了12652棵樹。

未來，園區(qū)的智慧能源管理平臺可以為更大片區(qū)甚至城市級的資源互補協(xié)調與優(yōu)化配置提供支撐，通過需求側響應、分布式能源交易等方式提供綜合能源增值服務，增強用戶參與度與獲得感，構建共贏、共享的能源生態(tài)圈。

因地制宜推廣高效儲能、交直流電網等電力新技術、新設備，打造智慧電力型園區(qū)能源系統(tǒng)的亮點，展現園區(qū)系統(tǒng)的創(chuàng)新性和示范性

一般而言，智慧電力型園區(qū)經濟實力、科技實力都比較強，園區(qū)主體投資商可以接受一些前期投資成本較高的項目或者推廣應用一些能源新技術或新理念。

筆者建議，因地制宜推廣電力、通信等領域的新技術，滿足終端用戶對電、熱（冷）、氣等多種能源的個性化需求；或者結合園區(qū)所在地區(qū)的政策導向、基建水平、電力市場改革情況，在園區(qū)推動綜合能源服務項目落地。

同里綜合能源服務中心，作為蘇州城市能源變革創(chuàng)新的示范區(qū)，是一個以電網為平臺、再電氣化為核心，推廣應用包含高溫相變儲熱、交直流配電網、能源路由器等15項能源創(chuàng)新技術在內的綠色低碳園區(qū)。

其中，高溫相變儲熱項目裝置電熱效率高達95%以上，可有效消納谷電或者棄風、棄光等可再生能源，提高電網調峰能力；而低壓直流配電網項目，滿足分布式電源和負荷的即插即用，實現區(qū)域內供電可靠性達99.9999%，綜合能效可提升6%。

總之，智慧電力綜合用能型園區(qū)是實現綜合能源系統(tǒng)耦合、綜合能源服務應用的絕佳場景，規(guī)劃這類園區(qū)的能源系統(tǒng)應綜合考慮園區(qū)功能定位、政策環(huán)境、資源稟賦等因素，構建以電為中心、多能耦合的“網—源—荷—儲”互動型綜合能源系統(tǒng)，打造能源供應清潔化、能源配置智能化、能源消費電氣化、能源服務共享化的園區(qū)級能源互聯網。

(作者供職于國網（蘇州）城市能源研究院)