北京理工大学王永真等:“双碳”目标下中国综合能源服务的态势辨析与理论架构
发布时间:2023-08-11
北京理工大学王永真等:“双碳”目标下中国综合能源服务的态势辨析与理论架构
“双碳”目标下中国综合能源服务的态势辨析与理论架构
王永真1,2,潘崇超3,韩恺1,2*,杨旭东4,李娜4,戴璟5,李嘉宇5,朱晨光6
(1.北京理工大学能源与动力工程系;2.北京理工大学重庆创新中心;3.北京科技大学能源与动力工程系;4.国网综合能源服务集团有限公司;5.清华大学能源互联网创新研究院;6.平高集团有限公司)
原文发表在《全球能源互联网》2023年第4期“促进新型电力系统建设的市场机制创新”专题上,欢迎点击品读。本文受国家自然科学基金项目(分布式新能源聚合参与绿电交易机制设计、关键技术研究及应用)资助。
文章导读
近些年综合能源服务在理论、技术和业态上取得不断发展,而“双碳”目标对中国综合能源服务又提出新的要求和挑战。因此,“双碳”目标下综合能源服务的发展态势及理论体系需要进一步辨识。
文章亮点
1)梳理中国综合能源服务的发展态势及其业态特征,揭示了企业数量与国家碳排放强度及省域GDP呈现了较高的相关性;
2)从“物理、信息、价值”的维度,刻画了综合能源服务“三元驱动”的体系架构、理论框架及关键技术,以完善综合能源服务的概念模型;
3)针对一些综合能源服务项目经济效益差的问题,在宏观政策分析的同时,从产业生态、理论技术及增值服务方面对中国“双碳”目标下综合能源服务的发展提出建议。
主要内容
1. 随着“双碳”愿景的深入,中国综合能源服务也将面临“碳排放强度减速下降”的新格局。不同于“十四五”前期粗放型碳排放强度得以较易快速下降的情景,“十四五”后“双碳”发展格局下综合能源服务将面临精细化转型以及高比例新能源驱动转型的新挑战和新机遇。一是如按照发达国家碳排放强度做参考,中国碳达峰时单位碳排放强度的下降空间将不及2000年的20%,碳排放强度将在“双碳”目标下逐渐触底,进入发展的深水区,将对综合能源服务精细化节能的技术经济性提出更高要求;二是风、光等新能源发电技术和直接利用技术的规模化和分布式应用,将是综合能源服务在“能耗”双控转向“碳排”双控后重要的市场增长空间,高比例可再生能源的消纳将是综合能源服务的基本要求。

⬆ 图1 中国碳排放强度与综合能源服务企业数量
2. 当前中国各行各业竞相开展综合能源服务相关业务,综合能源企业数量与其所在地的省域GDP的呈现了较高的相关关系。以“综合能源”命名综合能源服务企业分布在以“电力、热力生产和供应业(国民经济代码:D44)、批发业(国民经济代码:F51)”为代表的国民经济的十余个行业。其中,电力、热力生产和供应业占据了企业总数的45.4%,几乎涵盖了本门类44~46大类,包括电力生产、电力供应、热力生产和供应、燃气生产和供应、水的生产和供应等小类;批发业的企业数量占比则为32.9%,源于综合能源服务企业的技术与业务类似涉及电气设备批发、冷热计量设备、计算机设备、软件及辅助设备、机械设备、五金产品及电子产品批发与销售。另一方面,全国各省(直辖市)均分布有综合能源服务的从业企业,且综合能源服务企业数量较多的省份主要集中在省域GDP较高省份,呈现出经济发展、碳排放与中国综合能源服务企业数量的正向关联关系。从全国企业分布来看,浙江省(占比21.8%),广东省(占比10.3%),山东省(占比10.0%)和江苏省(占比7.4%)是中国综合能源服务企业的主要聚集区,四者之和占到了全国企业总数的49.5%。不难发现,上述省份均是能源活动以及GDP规模均排名靠前的省份。对企业数量与省市GDP进行相关分析发现,企业数量与GDP的相关关系为0.63。

⬆ 图2 综合能源服务企业的分布特征
3. 综合能源服务可分为综合能源供应和能源综合服务。同时,综合能源服务也是不断发展中的综合能源服务,其业务边界具有开放性。从能源链条看,中国综合能源服务的业态已渗透到能源生产、输配和消费的各环节,诸多综合能源生态圈的参与者根据自身技术制定了综合能源服务发展业态。基于此,根据对能在数量品质、时空特性以及多行业的利用特征,基于能源利用的技术方法和能源消费的功能模式,其中,综合能源供应多指基于能的梯级利用、能的多能互补、能的源荷互动、能的互联互济等技术路径,设计与优化能源的供应。而综合能源供应多指基于能的因地制宜、能的综合利用、能的共享赋能、能的数据增值等技术路径,实现能源供应中的增值服务。

⬆ 图3 综合能源服务的业态分布
4. 物理驱动理论是综合能源服务的底座,数据驱动理论是综合能源服务的大脑,模式驱动理论是综合能源服务的触媒。狭义综合能源服务以综合能源供应为核心,在物理层侧重能的梯级利用、多能互补,实现温度对口、梯级利用,在信息层侧重能的源荷互动、互联互济,实现按需供应、动态协调。同时,能量流与信息流在价值层实现高度融合,实现系统熵增的最小化,驱动广义综合能源服务开放共享与协同流动,最终从能源服务系统全生命周期视角,实现能源系统能量、经济、环境多维度的最大效益。物理驱动理论作为综合能源服务的底座,数据驱动理论作为综合能源服务的大脑,模式驱动理论作为综合能源服务的触媒。

⬆ 图4 综合能源服务的体系架构示意
5. 优化综合能源服务的产业生态、夯实综合能源服务的理论技术、创新综合能源服务的增值服务。随着国家“双碳”战略的迈进,综合能源服务的新技术、新业态和新模式将层出不穷。同时,双碳目标的提出,给综合能源服务提出了新的要求和挑战。因此,在加快出台综合能源服务相关顶层规划意见的框架下,为挖掘以可再生能源为主的综合能源服务“1+1>2”的集成优化潜力,从产业生态、理论技术以及增值服务方面,提出“双碳”愿景下中国综合能源服务发展的几点建议,以培育综合能源服务产业协同体系。
本文引文信息
王永真,潘崇超,韩恺,等:“双碳”目标下中国综合能源服务的态势辨析与理论架构[J]. 全球能源互联网,2023,6(4):379-389.
WANG Yongzhen, PAN Chongchao, HAN Kai, et al. Situation identification and theory architecture of integrated energy services under dual carbon goal in China[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2023, 6(4): 379-389(in Chinese).
作者简介

王永真
▣ 博士,副教授,博士生导师,
▣ 主要研究方向:综合智慧能源、氢能动力系统、热力循环,
E-mail:wyz80hou@bit.edu.cn。
编辑:李 锡
审核:周 舟
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