日本分布式能源互联网应用现状及其对中国的启示

2018-02-05 11:20:18 分布式能源　点击量：评论 (0)

分布式能源互联网理念的提出是为了破解常规分布式能源系统供需失衡的困境，由点及面深度挖掘节能减排潜力。日本的分布式能源应用正从传统单

4.3 千住混合功能区域能源互联网

该项目是日本经济产业省的实证示范项目，于2011年开始运行。区域范围内主要有东京燃气公司的千住技术中心和荒川区立养老院，其中技术中心又由办公建筑A(26190m2)、办公建筑B(8881m2)、智能示范楼和能源中心(C楼)构成，如图6所示。

如图7所示，能源中心可利用多种热源，通过控制系统为其设置了优先顺序，太阳热优先、热电联产余热其次。同时，在技术中心和养老院间构建了双向热融通网络。实测结果表明，通过构建上述能源网络，区域全年节能13.6%，减排35.8%。

4.4东京丰洲码头区域智能能源网络

东京燃气集团以其2020愿景为导向，于2014年开始在新开发的丰洲码头地区构建智能能源网络。在设置兼具能源供应与防灾提升功能的智能能源中心的同时，利用ICT技术导入了可对设备进行实时最优控制的SENEMS系统，为区域内4个地块提供电、热等综合能源服务。

具体而言，能源中心配置有7MW级大型高效燃气内燃机组、利用燃气压差的压差发电机(560kW)、余热回收型吸收式制冷机(2000RT)、电动制冷机(4000RT)、蒸汽锅炉，同时还设置有电力自营线路、强抗灾性中压燃气管网(见图8)。

该燃气内燃机额定发电效率高达49%，与其他分布式能源协同，大约可提供区域电力峰值的45%;同时，发电余热亦在区域内融通。此外，热源系统还配置有BCP对应功能，即使在停电时亦可提供45%的峰值热需求。根据预测，导入上述智能能源网络，可以实现年二氧化碳减排3400t，减排率约40%。

5 日本实践对我国的启示

5.1我国分布式能源网络化发展趋势

在我国，2015年3月15日，中共中央国务院下发《关于进一步深化电力体制改革的若干意见(中发[2015]9号)》，明确了“三放开、一独立、一研究、三强化”的改革基本主线，明确要放开售电侧，多途径培育市场主体，允许拥有分布式电源的用户或微网系统参与电力交易。2016年2月24日，发改委发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见(发改能源[2016]392号)》，指出要加强多能协同综合能源网络建设，发展可接纳高比例可再生能源、促进灵活互动用能行为和支持分布式能源交易的综合能源微网。

同年7月4日，发改委发布《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见(发改能源[2016]1430号)》，要求通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式，实现多能协同供应和能源综合梯级利用;提出“十三五”期间，建成国家级终端一体化集成供能示范工程20项以上，到2020年，各省(区、市)新建产业园区采用终端一体化集成供能系统的比例达到50%左右，既有产业园区实施能源综合梯级利用改造的比例达到30%左右。首批23个多能互补集成优化示范工程于2016年12月26日对外发布。

同时，2016年7月26日，国家能源局发布《关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知(国能科技[2016]200号)》，提出要开展园区能源互联网试点示范，首批55个示范项目已于2017年6月28日对外发布。2017年5月5日，首批新能源微电网示范项目也对外公布。

此外，2017年2月7日，国家能源局发布《微电网管理办法》(征求意见稿)，对微电网的定义与范围、建设管理、并入电网管理、运行管理、试点示范、政策保障、监督管理等方面做了明确规定，从而进一步规范了微电网的建设运营管理。

5.2 值得借鉴的日本分布式能源互联网的实践经验

根据上述分析，我国分布式能源已经从传统单体应用模式逐步转变为网络化应用模式，并已进入先导示范阶段。在此历史性阶段，借鉴日本已有实践经验，可以为我国示范工程建设及后期可能的规模化应用提供有益参考。

具体而言，以下几方面值得关注：

①日本分布式能源互联网大多以燃气公司为主来推进，所配置的设备也大多是以天然气为燃料的燃气内燃机、直燃机等，而光伏、光热只作为补充。相反，我国首批能源互联网示范项目则大多由电力公司牵头申请，而且光伏等可再生能源占比均较大。这主要是由于我国的能源互联网理念是由国网公司最先提出，并以智能电网作为核心支撑。

电是典型的二次能源，而天然气是一次能源，以燃气公司为主体推进能源互联网建设，可以使互联网理念在能源领域的渗透更深入、更彻底。值得欣慰的是，新奥等传统燃气供应商已在积极行动，提出了“泛能网”等创新理念，并在逐步推进。

②日本分布式能源的网络化应用更关注区域内用户间的热融通，而电融通则相对较少。相反，我国无论是多能互补示范项目，还是能源互联网示范项目，以新能源、储能等为核心的区域内电力匹配与协调均是建设重点。

诚然，作为一种典型的分布式能源，以光伏为主体的可再生能源应用需要引入新的思路，而能源互联网理念为其提供了机遇。然而，综合考虑电和热的基本物理特性，热能的传输损失要远大于电，而且在终端能源需求中，热能占比也高于电。为此，在区域层面，构建热能局域网的迫切性要高于电能局域网。

③日本分布式能源互联网的规模均较小，即使相邻两栋建筑间也可建立能源融通网络，这与我国动辄数十兆瓦容量的区域分布式能源系统大相径庭。而既有实践表明，我国一些已建成的区域分布式能源系统，由于预估负荷不能到位，难以正常运行。为此，在今后区域层面的分布式能源系统规划设计过程中，不能贪大贪多，应立足于可确定负荷，分步、分期实施。

④日本分布式能源互联网大多是结合既有建筑节能改造进行推进。相反，我国区域层面的分布式能源应用则大多数是结合新区规划实施。可以想象，在今后若干年中，我国必然有大量既有建筑面临能源系统改造，而在此过程中，可以借鉴日本的实践经验，扩展思路，构建跨边界的一体化节能改造框架体系。

6 结语

作为分布式能源的先行者之一，日本的分布式能源应用正从传统单体模式走向互联网模式。

日本分布式能源互联网的推进大多以燃气公司为实施主体，以既有建筑为实施对象，以区域热融通为实施内容，侧重于互联网理念在能源物理层面的渗透。这与我国正在推进的能源互联网、多能互补等示范项目的实施理念存在一定的差异性。作为一种具有革命性的能源利用思路和模式，分布式能源互联网所呈现的不同技术路径各有优劣，在今后的实证示范过程中，可以借鉴日本经验，结合我国国情，确立最佳实现方案。

作者简介：任洪波，教授，2009 年获日本北九州市立大学能源与环境工程专业博士学位，现主要从事新能源与分布式能源系统研究工作，已在国内外学术期刊发表论文30 余篇。

(任洪波杨涛吴琼高伟俊

原标题:日本分布式能源互联网应用现状及其对中国的启示