■张罗平 王国灿
“十四五”以来,我国能源供给规模增长近20%,新型能源体系建设取得积极进展,“一次能源生产总量累计增长35%”,“非化石能源发电装机历史性超过火电”,“成为全球能耗强度下降最快的国家之一”……
2024年6月20日,国家能源局介绍了推动能源高质量发展的有关情况。我国新型能源体系建设取得积极进展,主要体现在四个方面:能源结构更绿、供应韧性更强、产业体系更新、治理基础更实。
能源结构更绿。非化石能源供给提速,“十四五”前3年的年均增量是“十三五”的1.4倍,推动非化石能源消费比重年均提高0.7个百分点,非化石能源发电装机历史性超过火电。
供应韧性更强。2023年煤炭、油气等一次能源生产总量达48.3亿吨标准煤。全国发电装机容量目前超过30亿千瓦。近年来原油产量稳定在2亿吨水平,天然气产量连续7年每年增长超100亿立方米。
产业体系更新。新能源发电技术保持世界领先。新模式新业态持续涌现,智能微电网推动“源网荷储”融合发展,虚拟电厂引导电力用户高效、主动参与需求响应。
治理基础更实。多层次统一电力市场体系稳步建设,能源领域自然垄断环节监管制度更加健全,绿色电力证书、可再生能源消纳责任权重等政策机制深入实施。
一、清华大学能源互联网发展趋势
光储充一体化与数字化管理。通过光伏发电、储能和充电设施的结合,实现能源的高效利用和智能化管理,实现城乡光储充一体化、数字化的必然趋势。
清华大学在能源互联网领域开展了多个具有影响力的项目,以下是几个典型的案例:
——能源互联网产业领军计划
能源互联网产业领军计划是由清华大学电机工程与应用电子技术系与清华大学经济管理学院共同发起的高管教育项目。该项目旨在培养深度理解能源产业、开拓行业创新的领军人才。自2018年启动以来,已经成功举办了多期,其中第三期项目于2021年12月开学,2023年10月顺利结业。该项目凭借前沿的课程设计和杰出的教学成效,荣获2023年度清华大学继续教育优秀项目一等奖1。
——虚拟电厂资源管控平台
江行智能虚拟电厂资源管控平台是一个成功的能源互联网项目案例。该平台能够对下接入分布式光伏、分布式储能、电采暖、中央空调、充电桩等可调节资源,对上与需求侧响应系统、调度系统、电力交易系统虚拟电厂负荷聚合商主体进行数据交互,实现负荷数据的采集、分析、上传以及控制策略的接收与下达。这个平台有助于大电网功率调节和安全稳定运行能力提升,提高聚合商能源运营工作效率和收益水平。该平台在江苏铁塔的应用中,一次响应经济效益超过50万元。
——共享数智电源充电方案
清华大学能源互联网创新研究院推出的共享智数电源充电方案,是一种针对新能源汽车充电难题的解决方案。该方案基于5G、物联网、大数据技术,适合布局在老旧小区停车位和办公场所停车位,用户就近停车就近充电,只需微信扫描即可充电,无需下载任何APP。此外,其硬件投入成本极低,仅为其他方案的一个零头。该方案已经获得了5项国家发明专利,并被《中国电力报》列为2020年输配电设备十大新闻之首。经过在北京、株洲、韶关、南昌等地的试运营,设备性能稳定,简单易用,适合进行大规模生产和推广应用。
——国家能源安全新战略与电力高质量发展年度报告
在2024年6月20-21日,以“AI赋能能源互联网,创新发展新质生产力”为主题的2024国家能源互联网大会上,清华大学能源互联网创新研究院发布了《2024国家能源互联网发展年度报告》。为能源互联网领域提供了重要的研究成果和行业洞察。
以上案例展示了清华大学在能源互联网领域的多元化探索和创新成果,涵盖了人才培养、技术创新、资源共享等多个方面。这些项目不仅在国内产生了积极影响,也为全球能源互联网的发展提供了宝贵的经验和启示。
二、清华能源互联网项目最新进展
截至当前时间(2024年11月9日),关于清华大学能源互联网项目的最新进展:
(一)2024年8月14日,成都
2024年8月14日,清华大学电机系教授、清华四川能源互联网研究院常务副院长鲁宗相在“2024四川网信'数智领航'第十三期·川网联'走进新质生产力前沿'系列活动能源互联网专场”上表示,能源转型已成为共识,近期国家出台多项相关政策,意味着转型正在不断推进落地,而数字化技术是其中的关键。
(二)2024年11月16日-17日,成都天府国际会议中心
2024年11月16日至17日,清华大学能源互联网项目将在成都天府国际会议中心举办“2024第六届能源互联网国际创新峰会”。此次峰会由清华大学、中欧能源技术创新合作办公室指导,中国电工技术学会、清华大学国内合作处、四川天府新区新经济局、清华大学电机系、清华四川能源互联网研究院主办。峰会的主题是“发展能源新质生产力助力全球能源碳中和”,旨在探讨能源领域的前沿趋势、技术创新、应用实践以及面临的挑战与对策。
以上就是清华大学能源互联网项目的最新进展。这些进展展示了清华大学在能源互联网领域的持续投入和研究成果,以及对未来能源发展趋势的深刻洞察。
三、清华大学能源互联网创新研究院简介
1、基本情况
在国家能源局的大力支持下,于2015年4月在北京正式挂牌成立。其学术委员会院士高达15人。
2、成果转化与市场运营合作
2021年3月9日授权北京万博知好乐科技有限公司成为能源互联网共享数智电源成果转化及市场运营合作方,知好乐将依托相关专利技术,联合政府及高职院校建立创业孵化基地,助力高职学生二次技术开发和逆向创业。新产品发明人清华大学张罗平老师的共享数智电源充电技术具有不需要下载APP,微信扫描就能充电、硬件投入成本极低等优势,已获得5项国家发明专利,并被《中国电力报》列为2020年输配电设备十大新闻之首,经过多地试运营,设备性能稳定,适合大规模生产和推广应用。
3、研究院职能
全方位参与国家能源互联网战略、模式、技术、装备和标准的前沿研究和产业与人才培育,牵头发起了国家能源互联网产业及技术创新联盟,推出了多个能源互联网新技术成果。
四、清华大学光储充技术的政策支持
清华大学在光储充技术领域有着深厚的研究积累和技术优势,特别是在欧阳明高院士团队的带领下,已经取得了一系列重要的研究成果和示范项目。这些成果得到了国家和地方政府的高度重视和支持。
1、国家层面的支持
国家层面,光储充一体化技术被视为推动绿色能源革命的关键因素,受到了多项政策的支持。例如,2020年以来,一系列光储充一体化鼓励政策的加速出台,推动行业进入规模化发展阶段。此外,2023年国家及地方出台储能直接相关政策600余项,主要集中在发展规划、市场机制、技术研发以及安全规范等领域。这些政策为光储充技术的发展提供了良好的政策环境。
2、地方层面的支持
地方层面,深圳市作为清华大学光储充技术的重要应用地,也给予了大力支持。深圳市首个住宅类“光储充放”一体化项目在龙华落地,该项目由清华大学欧阳明高院士团队技术指导,融入光伏发电、新型储能等先进技术,打造光储直柔保障房项目标杆。此外,深圳市还出台了多项政策,鼓励充电基础设施场站租期采用10年及以上期限,降低运营企业用地风险,引导企业长期持续经营。
3、项目层面的支持
在项目层面,清华大学光储充技术的应用项目也得到了具体的政策支持。例如,华章新筑“光储充放”一体化示范项目已经获得了深圳市首批13个“光储直柔”试点项目之一的称号,并且创造了深圳市首个住宅类“光储充放”示范项目和深圳市首个住宅类车网互动(V2G)示范项目的记录。这些试点项目的成功实施,不仅为光储充技术的应用提供了宝贵的实践经验,也为后续类似项目的推广奠定了坚实的基础。
综上所述,清华大学光储充技术在国家、地方和项目等多个层面上都得到了广泛的政策支持。这些政策的支持为光储充技术的进一步研究和应用提供了有力的保障,也为推动绿色能源革命和实现碳中和目标做出了积极的贡献。
五、光储充一体化充电桩运营策略解密
光储充一体化充电桩是一种集成了光伏发电、储能系统和充电桩的新型充电设施,它不仅能够提供稳定的电力供应,还能通过峰谷电价差套利等方式实现更高的经济效益,尤其是乡村民宿采用共享数智电源技术实现民宿的V2G应用,白天光伏发电给电动汽车充电,光伏发电晚上停止后自动转为电动汽车给民宿供电,这种V2G简单易行,效果显著。以下是基于搜索结果的光储充一体化充电桩运营策略研究。
——收益性分析
光储充一体化充电桩的收益性是运营策略研究的核心。根据搜索结果,一个3万平米光伏板的光储充一体化电站,日均收益可以达到1.25万元,显示出较高的经济效益。这种模式通过利用峰谷电价差,可以在夜间低价时段储存电能,然后在白天高价时段释放电能,从而实现套利。此外,随着技术的进步,成本将会下降,效益也会更大。
——社会效益
光储充一体化充电桩的社会效益同样不可忽视。作为新基建项目,它可以作为经济转型时期的重要抓手提振经济,有助于实现绿色低碳可持续发展,推动电动汽车产业发展和智慧电网建设,解决新能源汽车充电难题,提高能源利用效率。通过这种方式,光储充一体化充电桩不仅能够满足市场需求,还能够促进环境保护和能源结构的优化。
——技术创新
技术创新是光储充一体化充电桩运营策略的重要组成部分。通过EMS智能控制系统,可以形成智能电网,并且通过储能电池系统的接入,根据用电情况实时控制储能系统充放电,有效缓解充电桩对电网的冲击,有助于电网维稳。此外,光储充一体化充电桩还可以与其他平台和设备无缝连接,实现跨平台的一体化应用。
——多元化盈利模式
在长期运营中,光储充一体化充电桩可以采取更多元化的盈利模式。除了基本的充电服务费,还可以通过峰谷差价套利、参与电力市场交易等方式增加收入。这些多元化的盈利模式不仅可以提高光储充一体化充电桩的整体收益,还能增强其市场竞争力。
——政策支持
政策支持对于光储充一体化充电桩的运营策略也至关重要。政府可以通过补贴、税收优惠等方式鼓励企业和个人投资光储充一体化充电桩,从而促进其快速发展。例如,深圳、厦门、石家庄、长春、银川、鄂尔多斯6市已经开展了光储充放一体化试点,鼓励探索形成一批可复制可推广的经验和模式。
综上所述,“光储充放”一体化充电桩前景较为广阔,但目前也面临着在全国范围内推广不足等挑战,需要在国家政策持续支持、市场不断开拓等多方面因素的共同作用下,在合理运营和管理下,光储充一体化充电桩的运营策略应包括关注收益性分析、发挥社会效益、推动技术创新、探索多元化盈利模式以及利用政策支持等方面。通过这些策略的实施,光储充一体化充电桩不仅能够在市场上取得成功,还能够为环境保护和能源转型做出积极贡献。
(作者:张罗平系清华大学副教授、清华大学能源互联网创新研究院研究员、中国投资协会新基建投资专业委员会智库专家;王国灿系中国法学会会员、中国城市政府工作报告编委会城市高级研究员、中国数字乡村协同创新平台副理事长、专家委委员。)
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