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综合能源管理标准体系的发展:国内VS国外
来源: | 作者:上海方融科技有限责任公司 | 发布时间: 2023-02-15 | 989 次浏览 | 分享到:
随着互联网、大数据、云计算等技术出现,融合清洁能源与可再生能源的区域微电网技术的新型综合能源服务模式开始诞生。

传统能源服务产生于20世纪70年代中期的美国,主要针对已建项目的节能改造、节能设备推广等。

基于分布式能源的能源服务,产生于20世纪70年代末期的美国,以新建项目居多,推广热电联供、光伏、热泵、生物质等可再生能源,其融资额度更大,商业模式更加灵活。

随着互联网、大数据、云计算等技术出现,融合清洁能源与可再生能源的区域微电网技术的新型综合能源服务模式开始诞生。综合能源服务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,因此,世界各国根据自身需求制定了适合自身发展的综合能源发展战略。



国外综合能源管理标准体系的发展

国际上很多国家都非常重视能源管理体系的研究和实践,鉴于标准化是实现能源管理体系高效发展的基础,在本世纪初陆续制定并实施了基于自身国家特点、符合自身国情的能源管理体系国家标准。

▲国际上主要的能源管理体系标准

2016年2月,经ISO技术管理局(TMB)批准,ISO/TC 242和ISO/TC 257合并,成立新的ISO/TC 301能源管理和能源节约(Energy management and energy savings)技术委员会,由美国和中国联合承担秘书处,美国专家担任TC主席,中国和巴西专家担任TC副主席。该技术委员会目前包括56个成员国和12个观察员国。ISO/TC 301已发布包括ISO 50001能源管理系列标准在内的国际标准12项,在研项目8项。

ISO 50001标准作为一项国际通用标准,为能源管理体系的标准化提供了以下帮助:将能源效率纳入管理办法的框架中;更好地利用现有能源消耗资产;制定标准、测量、记录和报告能源强度改进及其预计的对削减温室气体(GHG)排放量的影响;能源资源的透明管理和交流;能源管理的最佳做法和良好的能源管理行为;评估并确定新能源效率技术的实施和其优先顺序;通过供应链促进能源效率的框架;和温室气体排放削减计划有关的能源管理改进。

综合能源管理基于互联网、大数据、智能电表、能源仿真等技术,可以实现能效监测与诊断、节能改造、电能质量提升等服务。它是一种融合了清洁能源与可再生能源的区域微网技术的新型综合能源管理模式,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。

欧洲在世界上最早提出综合能源系统概念,开展了很多综合能源管理项目的研究,并付诸实施,其中包括分布式发电并网项目、微网项目等。这些先进的综合能源管理项目在整个欧洲大陆和英国进行推广,使欧洲在传统能源与可再生能源的协同优化互补、可再生能源在用户侧的友好开发等方面处于世界先进水平。

除了欧洲的统一规划外,欧洲内部各国政府也投入了大量的资金,分别根据自身实际情况,开展了大量的有关综合能源管理系统的研究,其中英国比较关注智能电网框架下集中式能源系统和分布式能源系统的协同运行。

这是因为英国和欧洲其他国家只通过容量较小的高压直流线路和燃气管道相连,为了保证国家的能源安全,英国政府不仅投入资金和技术把国内的电力和燃气系统集成起来,而且支持多个社区层面的分布式综合能源系统的研究和应用,比较有代表性的项目有2015年创新英国在伯明翰成立“能源系统弹射器”。

英国政府主要强调不同能源系统间的集成和协同,而德国则更加重视能源系统与通讯系统间的集成。利用强大的网络技术,德国在智能发电、智能电网、智能消费和智能储能等方面进行了大量投入,通过建立高效能源系统和先进调控手段来满足日益增多的分布式电源与各种复杂的用户终端负荷,以提高国家能源供应安全。

德国的综合能源管理在可再生能源开发、能源效率提升、能源储存、多能源有机协调等方面取得了较好成效,比较典型的例子是2008年试点的E-energy项目。该项目通过智能区域供能管理系统和售电网络平台,结合智能家居和储能设备,使最大负荷和用电量减少了10%~20%。

美国拥有世界一流的高校,非常注重综合能源系统的相关理论研究,如提高太阳能电池的转化效率、废热高效利用、氢能源的储存等。在2001年美国就提出综合能源系统发展计划,重点是促进对分布式能源和冷热电联供技术的进步和推广应用。

智能电网在奥巴马时期被列入美国的国家战略,通过政府的引领作用,使美国的多个州在提高电力系统稳定性、灵活性和高效性等方面进行了较大投入并取得了很多成效,保证了美国未来在综合能源管理系统的技术储备方面处于领先地位。

日本是一个能源严重缺乏的国家,其综合能源管理系统着重强调了能源结构优化和能效提升,并致力于智能社区技术的研究与示范,利用多种手段帮助用户节能,注重技术研发,提高能源利用效率。日本以综合能源管理法制体系为主导,配之以先进的技术手段,构建了一套适合自身发展需要的综合能源管理模式。

日本出台了《新能源开发计划》《替代石油能源法》《新能源法》《新能源产业远景目标》《日本战略能源计划》等一系列综合能源管理的法律和计划。

经过十几年的发展,发达国家在综合能源管理方面有很多成功的经验,如有很多技术储备、有一系列的标准和法律支持等,但仍然有很多问题亟待解决,如很多技术不够成熟、很多标准缺乏系统性、系统接口不够完善、虚拟电厂等交易规则不够完善等。


国内综合能源标准化研究现状

▋中国综合能源管理标准体系的发展

中国标准化研究院在借助国家发改委和科技部两个课题研究、试点和相关经验积累的基础上,申请了国家标准立项并获得批准。国家标准正式立项后,标准提出单位和起草单位组成了工作组,制定了工作计划,通过深入研究并多次召开工作组讨论会议,形成了《能源管理体系-要求》草案,同时,标准制定单位通过各种渠道,收集到了大量的能源管理体系相关的标准和资料并组织消化和理解,并据此对标准草案内容进行了完善。在GB/T 23331的基础上,中国还制定了其他一些与能源管理有关的国家标准。

▲国内主要的能源管理体系标准

可以看出,我国不但在整体的能源管理体系上有完善的标准要求和实施指南(GB/T 27309-2014、GB/T 23331-2012、GB/T 29456-2012),针对一些重要的耗能行业如焦化、煤炭、玻璃、钢铁和水泥等,依据不同行业的耗能特点而制定了对应的行业能源管理实施指南标准。

▋国内综合能源服务标准现状

我国目前在综合能源服务方面的研究还处于起步阶段,近几年国务院和发改委提出了一系列政策,鼓励专业化能源服务公司与用户合作建设分布式电源、鼓励在工业园区或开发区推动绿色能源的灵活自主微平衡交易、鼓励开展分布式电源直供试点、鼓励地方政府和社会资本合作以特许经营方式开展微电网项目的建设和运营。

2016年国家发改委等联合提出的“互联网+智慧能源”形式,强调了综合能源服务的创新管理模式和商业模式。在国家政策引导下,国内的售电公司、技术公司和服务公司纷纷开展了综合能源服务的实践和探索。

国内在综合能源服务的标准化工作方面已制定了部分相关标准,GB/T 30260—2013规范了能源管理体系绩效评价的定义、总要求、能源管理绩效和能源绩效评价的相关内容,为综合能源服务评价标准提出了具体的技术要求。

GB/T 50801-2013对综合能源服务中太阳能热利用系统、太阳能光伏系统和地源热泵系统的定义及评价提出了相关技术要求。

GB/T 35331-198为综合能源服务的经济评价提供了技术参考依据。

目前,综合能源服务逐步由单独供应向多元供应、由单一能源向多种能源融合发展,传统供能方式和用电模式发生较大变化,原有技术标准仅反映单一领域技术需求,但在多系统集成方面标准严重欠缺。

以上海虹桥商务核心区域供能系统为例,它的能源站包含燃气分布式系统、水蓄冷系统,结合常规电制冷、锅炉等。在条件允许的情况下,该项目还可采用分布式光伏、储能、地源(水源、空气源)热泵等技术,使能源供应环节做进一步整合,满足区域内的电力需求和冷热需求。

目前已实施的针对综合能源服务业务需求的标准总体数量不足,同时零碎分布在电、热、冷、气等各种单一能源领域,而且由于不同能源领域标准分别挂靠在不同的标委会,难以统筹考虑。在综合能源服务领域,关于各个环节相应的评估、评价类标准均考虑不足,无法满足未来综合能源服务大规模开展的需要。

此外,综合能源领域的具体设备层面相关标准较为成熟,但是关于系统集成应用、平台方面的标准欠缺,学术界、工程界在相关概念、边界及应用方式方面尚未统一明确,亟需针对综合能源服务业务需求,形成实用化的企业标准体系,解决标准缺失、滞后、交叉重复等问题。

综合能源服务涉及众多专业技术领域,因此梳理已有技术脉络、明确标准类别,是制修订综合能源服务标准化的基础,我国已经定制了大量的综合能源服务方面的标准。如图1和图2所示,可以看出综合能源服务标准大致上可以分为基础标准、综合能源服务业务和支撑技术三大类,且其中大部分集中在支撑技术部分,总体标准团标和行标所占比例较大,国标和地标占比较小。

对基础设施、综合能源服务业务和支撑技术进行进一步的分析,基础标准的结果如图3、图4所示,综合能源服务业务的结果如图5、图6所示。可见在各类标准中的规范和标准分布也不均匀,且都以行标为主,亟需制定综合能源服务标准化工作技术路线图指导完善现有的综合能源服务标准体系。

目前,我国相关标准分布不均匀,甚至在某些领域还是空白,且在各个领域内国标所占比例普遍较小。亟需补充我国在相关领域的空白和不足,并制定相关内容的国家性标准,加强我国综合能源服务标准体系建设。


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