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2017年，國家能源局正式公布了首批多能互補集成優(yōu)化示范工程名單，共安排23個項目，其中終端一體化集成供能系統(tǒng)17個、風光水火儲多能互補系統(tǒng)6個。有行業(yè)觀察者稱，若全國三分之一的產(chǎn)業(yè)園區(qū)實施終端一體化集成供能系統(tǒng)，市場空間將達萬億以上。多能互補為何如此重要？油氣行業(yè)將在其中扮演什么樣的角色？這些問題值得我們思考。
多能互補，為何如此重要？
2016年7月4日，國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于推進多能互補集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實施意見》中明確提出將在“十三五”期間建成多項國家級終端一體化集成供能示范工程及國家級風光水火儲多能互補示范工程，推進既有產(chǎn)業(yè)園區(qū)實施能源綜合梯級利用改造，提高新建產(chǎn)業(yè)園區(qū)采用終端一體化集成供能系統(tǒng)的比例。
如今，隨著首批多能互補集成優(yōu)化示范工程評選結(jié)果公示，“多能互補集成優(yōu)化”這一概念正式進入人們視野。多能互補，為何在今天顯得如此重要？
當前，我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，能源轉(zhuǎn)型也面臨著需求放緩、傳統(tǒng)產(chǎn)能過剩、棄風棄光現(xiàn)象突出、系統(tǒng)協(xié)調(diào)性不足、整體效率較低等問題，同時霧霾和碳排放等環(huán)境問題日益突出。
“十三五”時期是我國能源低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期。能源結(jié)構(gòu)調(diào)整將進入到油氣替代煤炭、非化石能源替代化石能源的雙重更替期；未來的新增用能需求將向著智能化、高質(zhì)量、分布式、個性化的方向轉(zhuǎn)變；由此供能方式也正向著綠色高效、安全穩(wěn)定、貼近用戶、就地取材的方向轉(zhuǎn)變，基于此，“十三五”期間國家重點推動實施多能互補系統(tǒng)集成優(yōu)化工程。
可以說，將清潔低碳能源作為“十三五”期間供應(yīng)增量的主體，促進天然氣的消費與生產(chǎn)，培育壯大以多能互補系統(tǒng)集成優(yōu)化為代表的能源變革成為我國能源體系可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
一方面，近年來，以我國“三北”地區(qū)為代表的大型風電、光伏發(fā)電中心紛紛出現(xiàn)大規(guī)模的棄風棄光問題，嚴重阻礙了可再生能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。推進以風電、光伏發(fā)電、火電、水電等多種能源形式協(xié)同運行的多能互補工程，能夠掃清可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙。
另一方面，我國是世界最大的能源生產(chǎn)國和消費國，煤電、水電、風電、太陽能發(fā)電等規(guī)模均為世界第一。通過多能互補集成優(yōu)化，既能夠提高發(fā)電側(cè)的集中式大融合，又可以實現(xiàn)配電側(cè)的分布式小融合，從而多方面實現(xiàn)能源梯級利用和優(yōu)勢互補，提升系統(tǒng)整體效率。
可以說，多能互補集成優(yōu)化是能源變革的發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)體制中，電力、天然氣等供能分屬不同部門管理而相對獨立，這樣的割裂不利于整體規(guī)劃和實施，難以滿足新時期多樣化的需求。多能互補集成優(yōu)化所倡導(dǎo)的融合、統(tǒng)一、高效、清潔理念是當今能源革命的方向，得到各界人士的普遍認同。
如何1+1＞2，技術(shù)仍面臨挑戰(zhàn)
多能互補，簡單來說就是多種能源之間相互補充和梯級利用，實現(xiàn)多種能源配合穩(wěn)定輸出的效果，從而提升能源系統(tǒng)的綜合利用效率，緩解能源供需矛盾，構(gòu)成豐富的清潔、低碳供能結(jié)構(gòu)體系。隨著我國提出建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源網(wǎng)，多項新能源改革的政策規(guī)劃相繼落地，多能互補集成應(yīng)用已高調(diào)走進能源行業(yè)的聚光燈下。
值得注意的是，多能互補并不是簡單的將幾種能源進行相加，而是需要在技術(shù)上進行創(chuàng)新，實現(xiàn)不同可再生能源之間、新能源和傳統(tǒng)能源之間的深度融合，在其應(yīng)用過程中仍面臨著以下挑戰(zhàn)。
一是用戶側(cè)和電源側(cè)多能互補的技術(shù)挑戰(zhàn)。用戶側(cè)多能互補（小系統(tǒng)）面向終端，以能源自給自足，合理聯(lián)絡(luò)為主，其中以偏遠地區(qū)和海島孤網(wǎng)供電為典型；電源側(cè)多能互補（大系統(tǒng)）面向跨地區(qū)配置，以能源輸送為主，比如“風-風互補”，不同風電場之間可能具有互補性，打捆送出可降低出力變化率。
目前哈密、酒泉采用新能源與煤電打捆的方式。國內(nèi)由于“三北”地區(qū)新能源富集，近年來新能源基地打捆互補送出一直是研究和實踐的熱點，當然其中也存在很多問題，如火電比例較大的成本問題，故障下的電源和負荷兩側(cè)的穩(wěn)定問題等等。
二是多能互補項目的經(jīng)濟性挑戰(zhàn)。多能互補集成應(yīng)用的關(guān)鍵在于經(jīng)濟性，只有經(jīng)濟性好，才有產(chǎn)業(yè)化的希望。多能互補集成應(yīng)用主要解決能源互補利用的穩(wěn)定輸出問題，能否實現(xiàn)多能種間“1+1>2”的產(chǎn)出效果，主要取決于機組與負荷的匹配，即針對不同用戶的負荷情況，通過分析全年負荷變化情況來選擇系統(tǒng)各裝置的機組容量，并對選定的機組配置方案進行優(yōu)化分析，盡量提高能源利用率。
針對以上挑戰(zhàn)，要大力推進多能互補集成應(yīng)用可從兩方面入手。
一方面要整合多種新能源發(fā)電技術(shù)。如加大風光水火儲多能互補關(guān)鍵技術(shù)和專用技術(shù)以及多能互補控制器等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)力度；搭建好實驗平臺，為這些技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性驗證提供平臺支持。此外，能源發(fā)展要突出區(qū)域化、智能化，尤其應(yīng)針對我國能源資源分布不均的情況進行差別化的重點發(fā)展。
另一方面要創(chuàng)新用能的供需方式，提高經(jīng)濟性，向分布式、智能化、扁平式、個性化的用能方式轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)可再生能源的供能更加貼近用戶、就地取能、就近消納。從這個角度上看，發(fā)展多能互補不能簡單上馬“一刀切”項目，需要因地制宜，兼顧當?shù)啬茉搭愋?、儲量和用電負荷?/div>
總體來說，多能互補是新技術(shù)、新模式的發(fā)展，提高了新能源的利用效率，把發(fā)電和用電集中在一起，避免了投資浪費。隨著多能互補技術(shù)的日益成熟，新一輪的能源革命即將來到。
面對變革，石油公司宜從“融”應(yīng)對
時至今日，能源轉(zhuǎn)型正在全球上演。隨著可再生能源、儲能技術(shù)的發(fā)展，以及能源效率的提升，能源產(chǎn)業(yè)開始進入多元化時代。“多能互補”成為能源可持續(xù)發(fā)展的新潮流，引領(lǐng)著能源行業(yè)邁向多種能源深度融合、集成互補的全新能源體系。
新的能源體系正在重塑中國能源企業(yè)。適應(yīng)和變革，將成為企業(yè)生存和發(fā)展的重要命題。如何融會貫通、變革求新、挖潛創(chuàng)效，構(gòu)建起適應(yīng)未來競爭的戰(zhàn)略定位和商業(yè)模式，將是決定企業(yè)命運的百年大計。在能源企業(yè)中，新能源企業(yè)盡管潛力巨大、創(chuàng)新能力強，但受制于發(fā)展階段和科研實力，中短期內(nèi)仍難成為主力軍；傳統(tǒng)能源企業(yè)規(guī)模龐大、技術(shù)成熟、基礎(chǔ)設(shè)施完善，更具資源和盈利能力，在很長的一段時期內(nèi)仍是中流砥柱。這也是我國首批多能互補集成優(yōu)化示范工程的名單中，以傳統(tǒng)電力或能源企業(yè)為主的原因。
當然，新的能源體系絕非電力和電網(wǎng)企業(yè)的獨角戲，石油公司也同樣具有得天獨厚的競爭優(yōu)勢。在首批23個示范項目中，排名第一的“榆林靖邊光氣氫牧能源多能互補”項目就源于石油企業(yè)，將油氣田的“源網(wǎng)荷”資源融入其中。事實上，多能互補的核心就在于融合，包括能源供給側(cè)的互補，產(chǎn)業(yè)需求側(cè)的融合，網(wǎng)路管線的融合等。石油企業(yè)可通過統(tǒng)籌自身優(yōu)勢，強化協(xié)調(diào)合作，不斷實現(xiàn)需求側(cè)與供給側(cè)的深度融合。
對中國海油而言，在新形勢下如何發(fā)揮優(yōu)勢、挖掘潛力，加快融合融入，并以創(chuàng)新理念主導(dǎo)變革呢？我建議進行三個層面的探索和思考：
現(xiàn)階段，推動多能互補建設(shè)，宜立足天然氣和非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)。在深挖氣電調(diào)峰應(yīng)用潛力的同時，通過優(yōu)化設(shè)計和商業(yè)模式創(chuàng)新，布局分布式氣、電、冷、熱聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供產(chǎn)業(yè)；通過打造智能、高效、清潔、可靠的多能互補的獨立能源系統(tǒng)，推動天然氣銷售。
中長期，立足海上地緣優(yōu)勢，促進海洋多網(wǎng)融合。在海上平臺智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上，融入海上風電、大規(guī)模儲能和智能控制策略，建設(shè)海上能源互聯(lián)網(wǎng)；貫通海陸電網(wǎng)，推動海上風電規(guī)?；蛟旌Ｉ陷旊姼删€；融合海上電網(wǎng)、氣網(wǎng)和交通網(wǎng)絡(luò)，輻射海域經(jīng)濟發(fā)展，主導(dǎo)建設(shè)沿海地區(qū)多能互補智慧能源帶。
遠景發(fā)展，立足海洋資源獲取，深入挖掘海洋能源開發(fā)潛力，致力融合海上油氣、海上風電（含光伏）、海洋能等多種能源的智能開發(fā)、高效轉(zhuǎn)化和清潔利用技術(shù)，為建設(shè)中國特色國際一流能源公司貢獻力量。
海油案例：
500千瓦海洋能獨立電力系統(tǒng)示范工程
我國海洋國土廣袤，擁有7000多個島嶼和1.8萬多公里的海岸線，近海海洋能可裝機容量高達6.47億千瓦，但至今仍有很多島嶼面臨未通電和能源短缺問題，以解決偏遠海島供電問題為目標，研究總院研建的“500千瓦海洋能獨立電力系統(tǒng)示范工程”項目（下稱示范工程）就是典型的多能互補集成系統(tǒng)的實施案例。
該示范工程由300千瓦潮流能裝置、150千瓦風力發(fā)電裝置、50千瓦太陽能發(fā)電裝置、儲能系統(tǒng)和應(yīng)急柴油發(fā)電機組成，成功實現(xiàn)了潮流能、風能和太陽能等多種能源互補利用。在多能互補發(fā)電系統(tǒng)中，針對潮流能、風能和太陽能發(fā)電不穩(wěn)定的特點，采用600伏特直流母線對多個發(fā)電機組進行直流并網(wǎng)。同時，為了克服可再生能源發(fā)電過程中出現(xiàn)的間歇性和不穩(wěn)定問題，系統(tǒng)創(chuàng)新性地設(shè)置電池儲能單元和智能負載，在發(fā)電量超過用戶需求時，進行電能儲存，對于瞬間突增電能采用智能負載消納；當發(fā)電量不足時，由儲能單元提供電能保證為用戶連續(xù)供電，通過能量管理系統(tǒng)自動控制全過程，快速有效地穩(wěn)定直流母線電壓和電能的供需平衡，實現(xiàn)多能互補微網(wǎng)電力系統(tǒng)安全可靠運行。
經(jīng)過兩年多的示范運行 ，該示范工程累計發(fā)電10萬余千瓦時，充分驗證了海洋能多能互補電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，為未來我國建設(shè)海島多能互補發(fā)電系統(tǒng)提供了寶貴經(jīng)驗。
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本文標題: 多能如何互補 集成如何優(yōu)化？
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