目前,我国仅国家和省级园区的碳排放量就占到全国1/3左右,迫切地需要推进园区的低碳排放,而配置综合能源系统是其中一条重要的实现路径。
零碳园区级综合能源系统(IES)具有源网荷储一体化、多能互补、供需协调等特点,能够在一定程度上促进可再次生产的能源消纳、减少区域内化石能源用量、降低碳排放强度,为零碳园区的实现提供了可能性。
本期为大家推荐来自清华大学的李治的PPT《碳视角下区域能源互联网规划思路》,这份PPT提出了一套完整的区域能源互联网规划思路园区综合能源系统构建方案以及零碳园区的数字化解决方案。
通过节能降耗、清洁替代、本地能源开发、能源供需匹配、区域协同发展、多网协同、风险管理等措施,可以大大降低区域碳排放,推动区域可持续发展。
可再次生产的能源:优先发展太阳能、风能、水能等可再次生产的能源,提高可再次生产的能源在能源消费中的比重。
开发本地可再生能源资源:重点针对电、冷、热终端能源消费需求,为最好能够降低能源碳排放;根据区域资源禀赋,重点开发风能、太阳能、地热能、生物质能等可再次生产的能源资源。
提高能源转化路径:以最大化利用可再次生产的能源为原则,选择最优转化路径,提高能源转化效率。参考过海现行资源量评估标准,测算本地清洁能源的最大供应潜力。
以碳排放总量、经济性为目标,构建多目标函数,确定碳排放最低的整体解决方案。
以电碳系数、氢碳系数、设备转换效率、投资及运行成本为边界条件,以碳排最低和经济最优为优化目标,以满足能源消费需求、各时间节点能源供需平衡为约束条件,构建混合整数线性规划模型,得到不一样能源转化路径的最优配置规模、全年8760运行策略、能源投入产出以及碳排、经济指标。
通过电网、氢能网、冷热网、气网等协同,打破各类能源之间的壁垒,实现能源高效配置。利用电-冷热、电-氢、气-电等网络协调,优化能源转化路径,提高能源利用效率。
零碳园区综合能源系统通过开展能源生产、消费、分配、调节等环节的零碳实践:
围绕园区能源生产侧、消费侧、分配侧、调节侧等各环节,应用太阳能、地热能等新能源技术,优化集成园区电、热、冷、气、氢”多能耦合综合能源系统,作为建设“安全、低碳、智慧、科技”园区的物理基础。
能源生产侧:优先发展可再次生产的能源,如太阳能、风能、地热能等。提高可再次生产的能源在能源消费中的比重,降低对化石能源的依赖。建设分布式能源系统,提高能源利用效率。
能源消费侧:推广节能技术应用,降低建筑、工业、交通等领域的能源消耗。推广电能替代,提高电气化水平。使用清洁能源交通工具,减少交通领域的碳排放。
能源分配侧:建设智能配电系统,提高配电效率,降低线路损耗。建设低压交直流配电系统,提高能源利用效率。
能源调节侧:合理配置储能系统,提高可再次生产的能源消纳能力。聚合园区柔性负荷,参与需求响应,提高电网运行效率。
建立综合能源仿真模型:搭建包含电-气-冷-热-氢等多种能源形式,及相应的设备和管网。
推动“源-网-荷-储”协同规划:优化能源系统的结构和运行方式,实现能源供需的精准匹配。
8760h运行优化:优化设备的运行策略,提高能源利用效率,降低运行成本。
光储充子系统:应用光储直柔技术,构建园区级智慧微网。将光伏、储能、充电桩通过直流母线连接,提高新能源利用效率。
以可再生能源为主的多能耦合冷热子系统:结合区域资源,构建多种供冷、供热的能源耦合场景。如地源热泵、空气源热泵、太阳能热水系统等。
围绕园区产、配、储、用所有的环节,核算园区碳排放和能耗现状,应用智能化、数字化、低碳化设备,以净零碳为目标,开展全景监测、优化运行、智能运维,实现对园区全链路碳排放管理和精细化分析,推动园区实现碳中和目标。
应用知识驱动+数据驱动的模型算法,对能源系统运行和运营来优化,具备园区总览、能源运行、碳排监测、运行优化及智慧运维等功能应用,通过数字化手段助力园区发展与碳排放脱钩。