園區(qū)內，面積廣闊的屋頂光伏沐浴在陽光中，高大的風電設備在風力作用下轉動，不同種類的綠色新能源在生產中實現互補利用；廠房間，集成儲能電站和智慧管理系統(tǒng)協(xié)同配合，實時調節(jié)電源輸出，以高效節(jié)能為目標將能源輸送到每一臺設備……
如今，工業(yè)綠色微電網的建設與應用正被逐漸推廣到全國各個角落，其建設對于低碳減排、提高能效、保障工業(yè)穩(wěn)增長合理用能需求都有著良好的助推作用。
近日，工業(yè)和信息化部發(fā)布了2023年度工業(yè)綠色微電網典型應用場景與案例名單，包含鋼鐵、有色、石化、化工、建材、機械、輕工、紡織、電子以及數據中心、5G基站等多個重點行業(yè)領域的工業(yè)綠色微電網項目。
多能結合實現就地消納
工業(yè)綠色微電網是工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內主要電力供應來源為低碳電源的微電網，是一種將發(fā)電、配電、用電設備全部包含在內的小型電力系統(tǒng)，既可以連接到大電網，又可以獨立運行。
近年來，我國風電、光伏等新能源快速發(fā)展。有專家認為，新能源發(fā)電給現有電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了一定挑戰(zhàn)。部分地區(qū)的基礎設施水平不能滿足新能源發(fā)電需求，新能源發(fā)電廠與電網之間存在難以并網的障礙，許多風電、光伏發(fā)電場建成后不能實現全部電量入網，發(fā)電難以消納，浪費嚴重，促消納已經成為目前分布式光伏發(fā)展的主線。
專家表示，工信部節(jié)能與綜合利用司正在積極推進工業(yè)綠色微電網的建設，對解決當前我國工業(yè)領域可再生能源消納比例較低、工業(yè)終端用能系統(tǒng)調節(jié)能力不足、各類電源統(tǒng)籌協(xié)調不夠等問題，發(fā)揮其在提高工業(yè)用能效率和保障工業(yè)用能安全等方面具有重要作用。
在工業(yè)園區(qū)綠色微電網系統(tǒng)中，小型的風機、光伏、儲能、燃氣輪機等電源設備可以直接將電力供給用電設備，使電能就近消納，省去了在電網中傳輸的損耗，提高了能源的使用效率。
工信部發(fā)布的2023年度工業(yè)綠色微電網典型應用場景與案例名單顯示，作為風電設備研發(fā)、制造基地的北京亦莊碳中和智慧園區(qū)，其綠色微電網通過風光儲聯(lián)合優(yōu)化運行，光伏、風電就地消納電量約725萬kWh，可再生能源就地消納比例達93%；在內蒙古鄂爾多斯，蒙蘇經濟開發(fā)區(qū)零碳產業(yè)園綠色微電網通過智慧能源管控系統(tǒng)實現風光儲聯(lián)合運行，能夠實現風電和光電100%就地消納。
建設51.6MW分布式光伏，發(fā)電量全部自發(fā)自用，陽宗海鋁產業(yè)園微電網按照云南省燃煤標桿電價測算，每年可節(jié)約用電成本2080萬元，減少化石能源消費7616噸標煤，減少二氧化碳排放35347噸。新能源發(fā)電的經濟效益、環(huán)境效益在工業(yè)綠色微電網中得以充分體現。
“新能源+儲能”協(xié)調峰谷供電
2021年10月，《2030年前碳達峰行動方案》明確提出“積極發(fā)展‘新能源+儲能’、源網荷儲一體化和多能互補，支持分布式新能源合理配置儲能系統(tǒng)”。2022年6月，工信部會同有關部門發(fā)布《工業(yè)能效提升行動計劃》，明確提出了支持具備條件的工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)建設工業(yè)綠色微電網，積極推進新型儲能技術產品在工業(yè)領域應用。在工業(yè)微電網中，“儲能”設備發(fā)揮著儲存和調節(jié)的重要作用。
2023年度工業(yè)綠色微電網典型應用場景與案例名單還顯示，河南豫光金鉛股份有限公司是我國大型鉛冶煉企業(yè)，白銀、再生鉛生產基地，其微電網內建設有7.5MWh大型儲能電站。通過對充放電時段的智能化控制，實現峰谷負荷自主、自由調控，減少電網公司負荷調控對公司生產的影響，電力負荷調節(jié)能力可以達到22%。
在工業(yè)綠色微電網內，發(fā)電設備可以便捷地將電力運輸至附近的儲能設備。業(yè)內專家表示，通過儲能設備與發(fā)電設備的智能配套使用，利用發(fā)電高峰時段、電網用電低谷時段進行充電，在電網高峰時段放電，不僅可以將不穩(wěn)定的發(fā)電轉變?yōu)檩^為穩(wěn)定的電能供給，還可以降低電價差異造成的額外成本，有利于提高企業(yè)的經濟效益。
工業(yè)綠色微電網建設將“新能源+儲能”化作實際應用，根據工業(yè)企業(yè)和工業(yè)園區(qū)終端用能需求和發(fā)電、用電峰谷時間協(xié)調能源的使用。上述專家認為，微電網的使用可以減輕風電、光伏等新能源波動性和周期性較強帶來的影響。
電網連通推進綠電交易發(fā)展
中國新能源電力投融資聯(lián)盟秘書長彭澎表示，電力配儲一定程度上可以緩解電力消納問題，但還要推動分布式光伏參與電力現貨市場，提高用戶主動采購綠電的意識，盡可能將不固定時間的負荷集中到光伏發(fā)電的主要時間段，提升需求側的靈活性。
工業(yè)綠色微電網整體供電量在滿足用能需求之余，還能在關鍵時刻響應電網調度，通過調峰服務參與電力市場交易。在亦莊碳中和智慧園區(qū)，綠色微電網系統(tǒng)內風電和光伏總發(fā)電量約780萬kWh，通過參加售電交易和京津冀輔助服務市場，市場化交易售電約55萬kWh。通過代理售電、節(jié)能增效、需求響應等服務，亦莊碳中和智慧園區(qū)實現了綜合度電成本從0.80元/kWh下降至0.57元/kWh，每年可節(jié)約電費355萬元。
作為提高能效、保障工業(yè)合理用能需求的重要途徑和培育綠色增長新動能、鍛造產業(yè)競爭新優(yōu)勢的重要方向，工業(yè)綠色微電網從多角度助力工業(yè)用能的綠色低碳高質量發(fā)展，為能源轉型升級做出貢獻，實現企業(yè)經濟效益與環(huán)境效益的共同提高。
“微電網是分布式能源靈活高效利用模式的重大創(chuàng)新，將作為大電網的重要支撐性環(huán)節(jié)，成為解決分布式能源并網問題的有效手段，也是新型電力系統(tǒng)一系列重大變革中的關鍵一環(huán)。”中國工程院院士、天津大學教授王成山說。