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张凤娜:“智慧+新能源”助力新型物流园发展

来源:中物联物流园区专委会 作者:未知 时间:2021-11-24
导读:到2035年,要成功转型为综合智慧能源服务供应商,为用户提供综合智慧能源整体解决方案。

张凤娜

国电南瑞吉电新能源(南京)有限公司技术总监兼系统集成部经理

在2021年国家物流枢纽建设联合推进会暨第19次全国物流园区工作年会智慧提升与绿色发展分论坛的演讲(摘要)

一、我们是谁

吉林电力股份有限公司(简称吉电股份)是国家电力投资集团有限公司(简称国家电投)控制的上市公司,国家电投是中国五大发电集团之一,而吉电股份是国家电投在东北区域的旗舰企业,主要业务涉及火电、供热、新能源及综合智慧能源、生物质能、氢能、储能、电站服务等领域。截止到2020年底,吉电股份的装机容量达到了1000万千瓦,其中新能源占比达到了64%。

吉电股份的战略目标是到2025年建成能源网、政府网、社区网“三网融合”平台试点。生物质能、电能替代得到广泛应用。清洁能源比重90%以上,新能源装机总量要达到2000万千瓦以上。到2035年,要成功转型为综合智慧能源服务供应商,为用户提供综合智慧能源整体解决方案。到2050年,提前10年实现国家的碳中和目标。

二、我们做什么

吉电股份以先进的能源技术开发商、清洁低碳能源供应商、能源生态系统集成商为战略定位,建设三大平台。一是优质清洁能源发展平台。创新运用多种开发方式,联合合作伙伴,全国范围开发风电、光伏发电等为主的可再生能源,为社会奉献高品质的绿色能源。吉电股份源于吉林长春,现在业务范围已经覆盖了全国29个省市。二是综合智慧能源创新平台。在全国范围内布局综合智慧能源产业,为用户提供高品质的供能服务。在北方区域多是以取暖需求为主,所以开展生物质能应用和清洁供暖,在其他区域可以因地制宜开展多种冷热电联供和区域分布能源建设。三是能源前沿技术开发应用平台。为国家电投及战略合作伙伴提供先进技术开发、应用和孵化平台,抢占能源革命的制高点,引领行业发展,做一个国企改革的先行者。

“碳中和”国家战略部署

2020年9月,习主席在第三十七届联合国大会上发表了重要讲话,提到二氧化碳排放量在2030年达到峰值,在2060年实现碳中和。2021年两会,“碳中和”“碳达峰”首次写入了政府工作报告。2021年7月,全国碳交易市场正式成立了,建设全国碳市场是利用市场机制来控制和减少温室气体排放,推进绿色低碳发展的一项重大制度创新,也是推进实现碳达峰目标和碳中和愿景的重要政策工具。

各行业碳达峰、碳中和的实施路径

在“双碳”目标背景下,从国家能源安全、大国博弈、全球气候变化趋势角度来讲,大力发展新能源产业或者综合能源业务,肯定是大势所趋。“双碳”目标将催生新能源行业发展的新机遇,大力推进风电、光伏、储能、氢能、充电桩、电动重卡、电动乘用车、电动工程机械、电动船舶等交通领域的电能替代,不仅符合能源消费的电能替代趋势,更成为当前阶段实现碳排放达峰的重要举措。

“综合能源“概念定义

吉电股份能为建设新型物流园区提供区域内的异质能源一体化解决方案,满足用户多元化用能需求,横向可以涵盖“电、热、冷、气、水”等多类能源,纵向可以覆盖“源、网、荷、储”能源全生命周期,实现异质能源供应各环节之间的协调规划、统筹管理和互补互济。同时应用大数据、云计算、物联网等先进技术,建立综合智慧物流管控平台。通过供给侧改革,实现物流业务与消费主体之间的良性互动。

新型物流园区主要有以下三个特征:一是新能源基础设施建设,新型物流园区要高效集成“光、储、充、氢”等多种能源基础设施,能够满足不同用户的多元化用能需求,在保障物流业务用能安全的前提下,实现节能减排最大化,打造绿色园区品牌。二是异质能源协同互补,根据不同能源之间的物理特性,明晰能源之间的互补性和可替代性,实现不同能源之间的联接和互动,提高能源的利用效率。三是能耗可视化追溯,依托综合能源管控平台,对能源数据及能源流转过程进行一体化的跟踪监控和全生命周期的追溯分析,提高能源智慧化和可视化的管理水平。

“综合能源“价值意义

我们打造清洁园区的意义在于把握“去碳化、数字化”能源发展趋势,打造清洁低碳能源供应体系,推动能源的“多元、融合”发展。同时助力能源多元化转型,助力能源清洁低碳转型、助力能源安全高效转型。

三、我们怎么做

为适应能源多元化需求,摒弃能源粗放式管理模式,打破原有供能系统之间的壁垒。结合物流园能源需求,建立智慧物流园区示范。我们主要做了以下六个方面工作:第一,利用园区太阳能和屋顶资源开发分布式光伏项目,解决园区部分用电需求,降低用电成本。第二,在园区附近的停车区域,结合充电桩技术,推进充电桩建设,解决新能源车辆充电需求。第三,应用储能技术在突发停电事故时保障关键设备不停机,确保园区用电安全。第四,在园区规划部署加氢站,通过在供给侧大力推广PEM电解制氢技术应用,推进消费侧氢能交通替代。第五,为园区配置换电重卡项目,重新定义新型物流运输。第六,针对用能丰富的物流园区,采取冷水机组和联供系统联合供冷或供热的模式,根据冷负荷实际需求,制定相应的供能策略,在满足各种供能的基础上,实现能源的梯级利用,从而提升能源的利用效率。

下面介绍一下我们各个方面的业务项目情况:

1.分布式光伏

大力推动分布式光伏发电项目的开发,一方面能解决园区部分用电需求,节约了用电成本;另一方面最大限度利用屋顶资源,提高了园区土地开发利用水平。

2.储能

储能作为能源时空转移的一把“金钥匙”,价值越发显现,应用范围越来越广泛。吉电股份在用户侧储能、电源侧储能和电网侧储能都布置了很多储能项目,基本上都是采用大容量集装箱式的储能设备。对于物流园区来讲更偏重的是用户侧储能,有以下四个盈利点,一是峰谷价差,可以减少电费支出;二是通过储能配置,和调度进行通讯,进行需求侧响应,可以从电网获取功率补贴;三是进行需量控制,降低园区基本电费支出;四是可以作为后备电源,提高关键设备供电可靠性,减少不必要的停电损失。

3.换电重卡

现在充电重卡车有很多,换电重卡主要解决充电重卡面临的几个问题。一是充电缓慢,充电时间较长,影响运营效率;二是里程焦虑,充电重卡受电池容量限制,无法避免里程焦虑;三是价格高昂,车辆初次采购成本是同级别燃油车的1.5-2倍左右;四是电池衰减,电动重卡车都是采用快充方式,对电池寿命损伤是很大的,加快了电池的衰减速率,增加了电重卡车用能成本和安全隐患。

我们的换电重卡车采用了车电分离模式,车身和电池可以分别采购,购车成本跟燃油车持平了,这样可以实现15%的油电经济比。可以实现5分钟快速换电,跟常规燃油车加油用时一样。300平方米的换电站占地可以满足50辆换电重卡车一天的运营需求,可以建设配置“7+1”套电池,这个面积是按照常规重卡车的转弯半径面积预算得出的。换电方式采用集中充电,延长了电池使用寿命。电池退役下来以后,可以用到储能和微网项目上,提升了电池梯次利用价值。

车电分离是指用户只需一次性支付不含电池的车体费用,电池采用租赁的方式。大幅减少初期投资,采取换电模式物理上实现了电池的全自动快速更换,保证了重卡车在高频短导的运输场景下不间断运营。充电采用度电计费的模式,可按照每一次能源补给结算电费和换电服务费用,为车辆补充电力,贴合用户使用感受,真正实现用多少电花多少钱。我们也可以提供整车租赁,用户仅需租赁整车,大幅减少初期投入,按月缴纳租金,提高回报率和便利性。我们也可以承担部分特殊用户运力服务的需求,承包客户的运输服务,使用换电重卡进行绿色运输,根据用户场景和客户需求的不同,为客户提供一篮子运力解决方案。

我们的换电重卡车主要应用在围绕热电厂周边100KM运距范围内的电煤、粉煤灰、煤渣、石膏运输场景;各类大型露天矿区内以及矿产品对外运输的短途接驳线路的场景;厂区内部原材料和产成品的封闭式转运场景以及厂区外运输短驳线路场景;港口内部短倒转运场景以及港口到堆场的港外短驳运输线路;城市建筑砂石及渣土运输、混凝土搅拌运输、城市环卫运输等城市内短倒场景;物流园中短途运输场景。我们拥有第六代换电站,可以移动换电,更加灵活便利。

7月26日,国家发展改革委印发《关于进一步完善分时电价机制的通知》(以下简称《通知》),完善了峰谷电价机制,科学划分峰谷时段。引导用户节约用电,错峰避峰,合理确定峰谷电价价差,原则上不低于3:1。《通知》的发布,一是有利于换电站发挥削峰填谷的作用,支持电网消纳新能源电力;二是大量新建的新能源电站配套储能设施,也为退役动力电池提供了更多的梯次利用场景。

4.氢能交通车

氢能是目前所有常见燃料中热值最高的能量载体,是汽油的3倍,是煤炭的5倍。氢燃料汽车被称为“终级环保车”,因为它的排放物是水,能有效解决汽车使用过程中的空气污染问题。吉电股份位于长春,汇聚了汽车产业及国家电投氢燃料电池技术优势,全产业链布局了制氢、储运、加氢、用氢等各个环节,示范引领“中国北方氢谷”建设,全力打造氢能产业集群。加氢站在北方区域、吉林区域已经有很多示范项目了。氢能燃料电池是一个发展方向,但是目前主要受限于氢本身不稳定,制氢、加氢、储运等难题还没有完全解决。所以目前还没有得到大范围的应用,现在运营的加氢站都是一些示范项目。

用能需求比较丰富的物流园区,需要大量的电、热、冷等不同品质的能源,可以采用余热电站,地源、水源、污水源热处理站、蒸汽负荷供应、电制冷以及冷热电三联供等供能方式,能够有效降低单一供能造成的能源损失,提升能源利用效率。在此基础上,由于靠近用户侧,借助产、用匹配模式,减少了能源传输过程中损失,实现了节省用能成本的目标。同时具备较好的环境效益。

5.智慧物流园管理平台

新型物流园区离不开智慧大脑,智慧物流园区综合能源管控平台是将园区电网中存在的分布式电源、储能、电动汽车、充电桩等各类可调可控的能源进行各个时空尺度下的协调优化控制,确保园区电网安全可靠运行及可再生能源利用最大化的前提下,整个优化周期内的电网运行成本最低,配合参与电网需求响应、避峰填谷。这样就可以为用户提供定制化、高品质的供能服务,打造全新的用能体验。

四、优势及成果

吉电股份是按照“效益优先,长远布局”的原则,与先进技术开发商及重点用能区域开展广泛合作,推动优质项目落地。目前吉电股份已投运综合智慧能源项目12个,在建项目13个,储备项目超过80个。将争取未来5年取得突破性进展,建设一批具有行业影响力的项目,形成规模效益。

下面简单介绍一下我们今年在综合能源领域做的一些项目。这些项目离不开国家电投、吉电股份在能源供给、能源数据、能源管理、政策与资源方面给予的支持。

天津滨海新区项目:这个项目建设了一套完整的“互联网+智慧能源管理系统”,在该平台下能够实现能源系统的接入和监控,园区运维管理功能,能源预测与供需分析功能,多形式展示及客户服务功能建设,横向及纵向信息对接服务。具备给政府和电力公司推送能源利用和用户需求数据;具备给用户推送能源信息的服务。

天津中新生态城项目:这个项目是天津滨海新区落实科学发展观的重要示范项目,也是作为推动“智能城市”建设的样板工程,融合了诸多创新技术。我们还做了12个子项目的建设,包括分布式电源接入、储能系统、智能电网设备综合状态监测系统、智能变电站、配电自动化、电能质量监测和控制、用电信息采集系统、智能用电小区/楼宇、电动汽车充电设施、通信信息网络、电网智能运行可视化平台、智能电力营业厅。

长春兴隆保税区园区示范项目:这个项目主要是为园区600万平米提供生物质集中供热,同时建设了分布式光伏、分散发电、充电桩及智慧路灯等“风光储充”一体化项目,通过综合能源站,实现区域能源的资源整合和综合利用。

长春莲花山国色天莲项目:这个项目是长春首个国际化、家庭式、全服务、度假康养社区,这个社区常年都有稳定的供暖和供冷需求。我们采用浅源热泵技术,利用一套系统实现了供暖、制冷模式切换,既满足了用户的需要,也提高了设备利用效率,由于同时收取冷、热费用,收益能力得到了提高。满足了园区的用能需求,提高了设备的利用率。我们的收益模式就是通过收取它的冷热电费,收益能力也得到了很大的提高。

延吉天桥岭“零碳小镇”示范项目:这个项目是通过水洗、耦合、焙干等技术,实现生物质能源的综合利用。通过高温过热蒸汽对水洗工艺后的生物质原料进行烘干,烘干过程中,高温蒸汽经换热后形成低温过热蒸汽,生物质燃料得到烘干,烘干过程产生的低温过热蒸汽用于乡镇供热,冷凝水用于水洗工艺补充水。获得供热收益的同时降低了燃料的烘干成本。

以上是我今天要分享的内容,希望以后有机会和物流园区有更多能源方面的合作。谢谢大家!

(根据速记整理,未经本人审阅,转载请注明作者和来源中物联物流园区专委会、国家物流枢纽联盟秘书处。)

 

责任编辑:李思远
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