我国综合能源系统发展研究

我国综合能源系统发展研究

张虔

国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司225300

摘要：随着我国社会经济的发展，国家对于能源资源的需求不断增加。在新的时代背景下，解决当前经济发展要求，贴别是针对供能系统安全性低、自愈能力差、设备利用率低下等一系列问题。文章本文对当前我国综合能源系统发展现状展开分析，并提出了相关措施以供参考。

关键词：综合能源系统；可再生能源；综合能源利用；节能减排；

0引言

能源是人类赖以生存和发展的基础，是国民经济的命脉，如何在确保人类社会能源可持续供应的同时减少用能过程中的环境污染，是当今世界各国共同关注的热点。由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生，终将走向枯竭，提高能源利用效率、开发新能源、加强可再生能源综合利用，就成为解决社会经济快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。而打破原有各能源供用(如供电、供气、供冷/热等)系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，在规划、设计、建设和运行阶段，对不同供用能系统进行整体上的协调、配合和优化，并最终实现一体化的社会综合能源系统，是实现社会用能效率最优、促进可再生能源规模化利用、实现人类能源可持续发展的必经之路。本文首先给出社会综合能源系统的基本概念和主要特征；简单回顾国内外综合能源系统建设的现状；随后，结合我国能源资源分布特征，从国家、区域和终端层面分析我国未来社会综合能源系统发展中面临的一些问题，并探讨可能的解决思路。

1综合能源系统的基本概念与特征

本文讨论的综合能源系统是指在规划、设计、建设和运行等过程中，通过对各类能源的产生、传输与分配(能源供应网络)、转换、存储、消费等环节进行有机协调与优化后，所形成的社会综合能源产供消一体化系统。建设社会综合能源系统的目的是有效提高社会能源的综合利用效率，实现社会能源的可持续供应，同时提高社会能源供用系统的灵活性、安全性、经济性和自愈能力。社会综合能源系统具有以下一些基本特征。

(1)社会综合能源系统可实现不同供用能系统间的有机协调，可提高社会能源供用的安全性、灵活性、可靠性。传统的社会供用能系统，如供电、供气、供热/冷等系统，往往是单独规划、单独设计、独立运行，彼此间缺乏协调，从而造成社会供用能系统整体安全性低和自愈能力差的问题。如2008年初我国南方的低温雨雪冰冻灾害，起初电力系统中的故障引发了多米诺骨牌效应，不仅殃及其他供用能系统，还引发交通、通信、金融、环境等多个要害部门瘫痪，不仅造成难以估量的社会经济损失，还危及国家和社会安全。这次灾难揭示出供电系统的一个致命隐患，即在大电网瓦解的极端情况下不具备足够的自愈能力。而电能供应是其他供用能系统可正常运行的前提，供电系统的这一缺陷将直接导致整个社会供用能系统整体安全性和自愈能力降低。已有研究已表明，单纯通过加大某一供能系统(如供电系统)的投入来提高其安全性与自愈能力，会面临难以承受的高昂成本，同时会造成社会资源的极大浪费。因此，通过构建社会综合能源系统，利用其核心技术来实现各供用能系统间的有机协调与配合，是解决上述问题的一种可能途径。

(2)社会综合能源系统可利用不同供用能系统间的互动能力实现能源的优化调度，有利于提高社会供能系统基础设施的利用率。供电、供气、供热/冷系统的负荷需求均存在明显峰谷交错现象，但目前各供能系统只能按自身峰值负荷进行单独设计与建设，由此将不可避免地产生设备利用率低下的问题。美国统计结果显示，其供电设备平均载荷率只有43%，载荷率在95%以上的时段不足5%；而我国的供电设备利用率更低，统计显示其平均利用率不足30%。设备利用率低下问题同样存在于供气、供热/冷系统，已造成社会资金的巨大浪费，还加大了各供用能系统的运行维护费用。而综合能源系统可通过各子系统间的有机协调，缓解或消除上述问题。如可利用供电系统低谷时段过剩电能产生冷/热能并加以存储，在电力高峰时段使用，通过供电与供冷/热系统的有机配合，从而达到实现同时提高供电与供冷/热系统设备利用率的目的。

(3)智能电网是综合能源系统的核心与关键。综合能源系统的基础是智能电网，主要原因在于：1)作为清洁、高效和便利的二次能源，电能已深入到社会生产、生活的各个环节，其他社会供/用能系统的正常运行依赖于电力的供应，且很多其他形式能源需要首先转化成电能方可规模化开发利用，如风能、太阳能、生物质能等。2)智能电网是人类社会发展的下一代电网，允许各种分布式发电设备即插即用地接入电网，以实现可再生能源的规模化利用；具有足够的灵活性和安全性，可自愈地应对来自电网内外的各类扰动；协同各种能源利用环节，可实现电气设备利用率和能源综合利用效能的显著提高。智能电网与综合能源系统的实现目标完全一致，不同处仅在于智能电网仅着眼于电网本身的发展，而综合能源系统则着眼于整个社会能源体系。由此不难看出，智能电网是综合能源系统的基础，而综合能源系统必将成为智能电网的终极形式。综上，综合能源系统发展有利于能源利用效率的提升和可再生能源的规模化开发，也有利于提高社会能源供用系统整体的安全性、经济性和设备资产利用率，推进相关研究意义重大。

2综合能源系统建设的现状

综合能源系统对提升能源利用效率和实现可再生能源规模化开发具有重要支撑作用，世界各国多根据自身需求制定了适合自身的综合能源发展战略。

2.1我国综合能源系统现状

我国2009年制定了到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%～45%的目标，2014年，习总书记又在APEC会议上表明，到2030年我国的CO2排放量将达到顶值。上述目标的实现，需要各类能源在产供销储全环节的紧密配合，因此开展综合能源系统相关研究势在必行。我国自1993年撤销能源部后，煤炭、石油、电力、供热等行业分属不同管理部门，彼此间协调不够，因此难以形成合力，缺乏协调统一的政策支持，在一定程度上制约了我国综合能源技术的发展。以城市CCHP为例，涉及供电、供冷热环节的协调与配合；若CCHP采用燃气方式，还需上述环节与燃气供应部门之间的协同配合。但我国供电、供气和供热公司各自独立运营，分属不同部门管理的状况，难以保证上述系统的运行经济性。为加强对能源行业的集中统一管理，应对日益严峻的能源问题，保障国民经济持续稳定健康发展，我国在2008年批准建立了国家能源局。为进一步推动能源领域的协调与合作，推进综合能源体系的形成，2010年国务院成立国家能源委员会。能源委员会主要责任是负责研究拟订国家能源发展战略，审议能源安全和能源发展中的重大问题，统筹协调国内能源开发和能源国际合作的重大事项。上述管理体制的改革，为推进能源领域的协调、合作和共同发展，奠定了政策基础。目前，我国已通过973、863研究计划，启动了多项与综合能源技术相关的科技研发项目；中国政府与包括新加坡、德国政府在内的相关机构共同合作，建设了各类生态文明城市，积极推广综合能源利用技术，目的是构建清洁、安全、高效、可持续的综合能源供应系统和服务体系。据不完全统计，至今世界上至少有70余个国家先后开展了与综合能源系统技术相关的研究，目的是促进各国未来能源的可持续供应。毫无疑问，综合能源系统相关技术将成为国际上能源领域内重要的技术制高点和技术增长点，是21世纪能源工业重要的技术发展方向之一。因此，从我国自身实际需求出发，尽早探索和建立适用于我国的综合能源系统理论体系，对保证我国未来的能源安全、抢占能源领域技术制高点和扩大我国在国际能源领域的话语权，都具有重要的战略意义。

3结语

随着当前经济发展的不断深入，气候问题、温室气体排放、能源的安全和可持续供应问题等成为社会关注的焦点。我国必须要根据不同地域能源的发展需求与发展要求，构建与发展综合能源系统，这将有利于国家能源安全，也将影响国家安全与社会经济发展战略。因此要协调不同能源供应环节的利益，促进能源领域的合作、融合与协调发展。

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