編者按：能源互聯(lián)網(wǎng)算法系統(tǒng)的核心是用戶的用電成本，而將能源互聯(lián)網(wǎng)與儲(chǔ)熱相結(jié)合，主要原因是儲(chǔ)熱的低成本，通過(guò)儲(chǔ)熱實(shí)現(xiàn)電、熱解耦，在滿足用戶取暖需求的同時(shí)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制加熱，相應(yīng)的電負(fù)荷可以在24小時(shí)區(qū)間內(nèi)靈活調(diào)整。
在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，蓄熱式電采暖技術(shù)如何借勢(shì)？在日前舉辦的2019首屆中國(guó)清潔供熱蓄熱技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展論壇上，清華能源互聯(lián)網(wǎng)研究院產(chǎn)業(yè)孵化總監(jiān)謝洹發(fā)表了題為“能源互聯(lián)網(wǎng)背景下蓄熱式電采暖技術(shù)與商業(yè)模式思考”的演講，提出了一種新的蓄熱電采暖商業(yè)模式。
1電采暖將給電網(wǎng)帶來(lái)尖峰負(fù)荷
謝洹表示，他因?yàn)楫a(chǎn)學(xué)研融合的關(guān)系派駐到國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司，來(lái)支持其創(chuàng)新業(yè)務(wù)的開(kāi)展，在接觸電動(dòng)汽車車網(wǎng)互動(dòng)（V2G）項(xiàng)目中，引發(fā)了他對(duì)電采暖領(lǐng)域的思考。他認(rèn)為，智能蓄熱可能會(huì)解決目前困擾電網(wǎng)的一些問(wèn)題。
謝洹表示，和電動(dòng)汽車相比，供熱能源需求更大，并且對(duì)人民群眾來(lái)說(shuō)是剛需，用剛需產(chǎn)品來(lái)與電網(wǎng)互動(dòng)，體量要比電動(dòng)汽車（V2G）更大，智能蓄熱電采暖技術(shù)更是將電負(fù)荷和熱負(fù)荷充分解耦，加熱負(fù)荷可參與電網(wǎng)互動(dòng)比例極大，并且調(diào)控靈活。
“電動(dòng)汽車保有量只有不到五百萬(wàn)臺(tái)，我們預(yù)測(cè)，即便到2030年電動(dòng)汽車保有量達(dá)到八千萬(wàn)臺(tái)，每年用電量占社會(huì)總用電量也僅占約7%，由于汽車是移動(dòng)的負(fù)載，其可靈活參與電網(wǎng)互動(dòng)比例更低。而如果全國(guó)10%的采暖能源采用電采暖，用電負(fù)荷就將超過(guò)8千萬(wàn)臺(tái)電動(dòng)汽車，不管是當(dāng)前還是到2030年，電動(dòng)汽車消費(fèi)的電力跟蓄熱采暖相比，都存在距離。而可以參與電網(wǎng)互動(dòng)的容量更可能有數(shù)量級(jí)差異”
謝洹在會(huì)上展示了一組數(shù)據(jù)。“目前，北京電網(wǎng)已呈現(xiàn)出每年雙峰的特性，夏季的供熱高峰已經(jīng)快速的被冬季三九天采暖帶來(lái)的高峰所追平，去年兩者更是相差無(wú)幾。”這意味著，電網(wǎng)不僅要面臨迎峰度夏的問(wèn)題，很快要面臨迎峰度冬的問(wèn)題，而冬季用電高峰時(shí)段的分布與夏季又有很大差異，傳統(tǒng)用電方式定義的峰谷電價(jià)模式面臨著挑戰(zhàn)。
目前采用的分戶蓄熱電暖技術(shù)，采用根據(jù)谷電時(shí)段設(shè)置固定加熱時(shí)間，海量供熱負(fù)荷在夜間谷電時(shí)段開(kāi)始時(shí)同時(shí)啟動(dòng)加熱。謝洹預(yù)測(cè)，目前應(yīng)用的電采暖會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)尖峰負(fù)荷沖擊。
同時(shí)，謝洹還指出，采用目前的電暖設(shè)備的廣泛應(yīng)用會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)三大痛點(diǎn)：一是電網(wǎng)調(diào)峰壓力；二是影響火電調(diào)峰；三是清潔能源的消納。
2能源互聯(lián)網(wǎng)下的電蓄熱商業(yè)模式創(chuàng)新
謝洹所在的研究院更關(guān)注用戶側(cè)的體驗(yàn)。他介紹道，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是希望通過(guò)信息化手段走進(jìn)用戶的身邊。目前，技術(shù)手段正在突破“表后”這個(gè)壁壘，“傳統(tǒng)的沒(méi)有通訊單元無(wú)法跟電網(wǎng)互動(dòng)的電暖器，我們認(rèn)為是這個(gè)行業(yè)的史前時(shí)代，未來(lái)這種設(shè)備占比會(huì)越來(lái)越小。”
當(dāng)能源互聯(lián)網(wǎng)使電網(wǎng)具有更強(qiáng)的資源匹配能力時(shí)，電網(wǎng)會(huì)越來(lái)越像電信運(yùn)營(yíng)商，把電變成各種各樣的能源服務(wù)交付給用戶。在這種情況下，電的計(jì)量單位不僅僅是狹義的千瓦時(shí)，可能也會(huì)跟電動(dòng)汽車的包月充電服務(wù)類似，按照采暖時(shí)長(zhǎng)、面積來(lái)向用戶收費(fèi)。“這會(huì)為用戶提供更加豐富的能源服務(wù)，在整個(gè)過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)、平臺(tái)大數(shù)據(jù)、人工智能不可或缺。”
“從關(guān)注用戶的行為中，我們發(fā)現(xiàn)，不同用戶對(duì)供熱的需求不盡相同，可以根據(jù)天氣、用戶行為等因素建立組態(tài)的矩陣，并且用數(shù)學(xué)算法做到最優(yōu)求解值。”謝洹表示，云平臺(tái)將每?jī)擅胂掳l(fā)一次指令到每一臺(tái)電暖氣，在這之中，天氣溫度、地域維度、用戶環(huán)境等包含在內(nèi)的每個(gè)項(xiàng)目邊界條件的輸入并不相同。
隨著控制技術(shù)的發(fā)展，電暖氣會(huì)變成由軟件定義的產(chǎn)品，同一臺(tái)型號(hào)的產(chǎn)品可以有著明顯不同的操作形式，并且可能會(huì)表現(xiàn)出不同的用戶體驗(yàn)。“電暖氣在同一個(gè)城市不同小區(qū)、同一個(gè)小區(qū)不同年齡層家中也會(huì)有不同的性能和表現(xiàn)，但是其中必定有個(gè)‘最大公約數(shù)’，那就是實(shí)時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)的指令。”
智能物聯(lián)網(wǎng)下的電采暖終端只有一個(gè)開(kāi)關(guān)的旋鈕，老百姓不用其他操作。在此過(guò)程中，所有靈活性的資源都將成為電網(wǎng)有效緩解電網(wǎng)峰谷差和增強(qiáng)靈活性的資源，并且都具有可調(diào)控性。另外，設(shè)備管理、電量與輔助服務(wù)計(jì)時(shí)交易也會(huì)同時(shí)發(fā)生。
能源互聯(lián)網(wǎng)與電蓄熱技術(shù)相結(jié)合的商業(yè)模式在國(guó)外已經(jīng)有成熟的案例應(yīng)用。瑞典電力公司就用這種模式實(shí)現(xiàn)了熱電聯(lián)產(chǎn)，北歐丹麥也有很多類似的實(shí)例，“在這之間，電網(wǎng)的調(diào)度空間正在做一個(gè)巨大的升級(jí)，之前電網(wǎng)調(diào)度是主網(wǎng)層面發(fā)生的，是大型電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在正在把能力下放，在配網(wǎng)區(qū)域內(nèi)，像電站一樣，一種無(wú)處不在虛擬電廠正在來(lái)到。”
而在電力市場(chǎng)發(fā)達(dá)的美國(guó)和英國(guó)，多種商業(yè)模式已逐漸浮出水面，“在美國(guó)的用戶側(cè)電熱水器，戶均七千瓦，美國(guó)也有很多公司在做這個(gè)負(fù)荷的控制，所謂負(fù)荷集成商，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把上萬(wàn)地理上分散的電熱水器控制起來(lái)，能夠占美國(guó)電網(wǎng)1%左右的能源消費(fèi)，可帶來(lái)36億美金的市場(chǎng)。”
謝洹介紹，能源互聯(lián)網(wǎng)算法系統(tǒng)的核心是用戶的用電成本，根據(jù)用戶的用電成本繼而生成用電計(jì)劃、調(diào)度區(qū)間和成本。至于將能源互聯(lián)網(wǎng)與儲(chǔ)熱相結(jié)合，是因?yàn)閮?chǔ)熱具有很低的成本，通過(guò)儲(chǔ)熱實(shí)現(xiàn)電、熱解耦，在滿足用戶取暖需求的同時(shí)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)控制加熱，相應(yīng)的電負(fù)荷可以在24小時(shí)區(qū)間內(nèi)靈活調(diào)整。
“電網(wǎng)為了靈活性，過(guò)去幾年買了大量的電化學(xué)電池，由于電池的特性均價(jià)接近三千元一度電，如果用儲(chǔ)熱的手段從熱的角度改變這件事，成本僅相當(dāng)于電化學(xué)儲(chǔ)能成本的十分之一。”如果說(shuō)當(dāng)前電化學(xué)儲(chǔ)能是行業(yè)熱點(diǎn)的話，電蓄熱與電網(wǎng)互動(dòng)的潛力同樣值得關(guān)注。
原標(biāo)題：能源互聯(lián)網(wǎng)下電蓄熱采暖的新模式
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