日前，在“新基建，新時代——電力數字化轉型”公益直播課上，華北電力大學教授張建華談及“綜合能源系統技術發展趨勢”時表示，綜合能源運營模式的創新，需要將多能互補的能源互聯網絡與信息物理系統相結合，以滿足能源電力系統轉型需求。同時，綜合能源系統建設和發展在政策支撐之外，需要技術上的持續突破創新。

綜合能源系統特征明顯

張建華表示，能源發展的總體目標，是加快能源消費轉型升級，實現能源消費與能源結構雙替代，構建清潔低碳、安全高效的現代能源體系。而正是由于我國正向新一代能源系統轉型，電力系統開始面臨靈活性、運行經濟性與安全性、分布式能源并網、能源市場建設運營等諸多挑戰。

據統計，我國可再生能源裝機到2019年6月已達7.5億千瓦，到2040年、2050年，可再生能源電量占比或分別達到50%、60%以上。同時，隨著城鎮化率逐年提升，負荷需求也將快速增長。“面對大規模可再生能源和大范圍分布式能源的接入，電網如何處理與各類可再生能源、間歇性能源和負荷大量接入后的協調運行，成為關鍵問題之一。”張建華說。

張建華指出，在商業特征上，綜合能源系統應具備如下特征：融合能源各領域，促進價值服務供需對接；建立共享互通網絡，實現資源優化配置；實現信息對等，促進各方平等參與，為“能源系統+市場”注入活力；提供創新平臺，催生各種新型服務業態。

針對目前許多綜合能源系統項目在驗收時存在效益不達標、投資不到位、建設不成形的問題，張建華解釋，這些問題往往都涉及綜合能源系統技術與經濟性的比較。推進綜合能源服務，目前最主要的手段還是政策支撐，例如參與電力輔助服務等。“為實現綜合能源服務‘多能協同’的運行模式與‘對等共享’的市場交易，需要繼續突破一系列關鍵應用。”

新技術促綜合能源變革

在助推綜合能源系統發展的前沿技術中，張建華對新一代人工智能技術的發展前景表現出極大信心。“人工智能可以解決新一代電力系統運行的許多難題，包括大量負荷與新能源接入后的應對等，它將成為新一代能源電力系統的重要技術支撐。”

同樣，在可再生能源消納方面，高效、高密度、低成本、長壽命的儲能應用也備受行業期待。“儲能技術的應用貫穿于能源電力系統發輸配用的各個環節，能夠改善電能質量；可以通過參與電網調峰等輔助服務，提升電力輸送的能量效率；可以支持可再生能源大規模接入和分布式能源的廣泛使用。”張建華認為，多元化儲能技術，有望打破電力系統發輸配用必須實時平衡的瓶頸，成為實現多能互聯共享和多網融合的支撐和紐帶，并有可能成為改變傳統電力系統架構和運營模式的顛覆性技術之一。

此外，一些新型高可靠性、低損耗的電力電子裝備和技術也陸續在電力系統中得到應用。張建華介紹，采用寬禁帶半導體技術的電力電子器件，可以適用于大型新能源變流裝置、中低壓配電網或微電網，將為綜合能源系統帶來革命性變化。

與環境治理協同創新

“2000年以來，我國各行業每年產生的工業固體廢棄物超過8億噸，而禽畜糞便產生量是工業固體廢棄物產生量的2.4倍，帶來了土地負荷壓力過大、土壤及水體污染、空氣惡臭和疾病傳播等一系列問題。”張建華表示，“我們曾向中科院建議，調研各省區生物質廢棄物的資源化、能源化情況，對于很多地方而言這些問題已經成了‘老大難’。”

對此，張建華提出，可以將綜合能源系統與環境治理工程綜合考慮。采用固廢清潔資源化處理技術解決本地污染源的無害化處理問題，將其產生的能源參與風光小水電等間歇性季節性發電的調節，輔以多種儲能手段，實現環境能源與可再生能源的互補運行和高效消納。

同時，通過能源物聯網平臺，實現煤氣、蒸汽、冷、熱、電之間的能量生產、消費、儲存和相互轉換，推進綜合能源需求響應和能源互聯網增值服務。對此，張建華肯定了分布式壓縮空氣儲能技術，稱其已在山西等地實現樓宇的綜合能源供給。“壓縮空氣還能驅動公交車、環衛車等，第一臺壓縮空氣動力公交車的啟動發動機已通過國家第三方檢測認證，壓縮空氣動力公交車目前正在交通運輸部公路交通運輸研究院的主導下開展測試。”

張建華表示，固廢資源化、分布式壓縮空氣儲能的綜合能源系統示范工作未來將陸續推進，通過示范工程實現能源、環境、交通的協同創新。