加快建设工业绿色微电网
助推工业领域碳达峰
——《关于组织开展工业绿色微电网典型应用场景与案例征集工作的通知》解读
凯发旗舰厅咨询有限公司首席规划师 郭建斌
当前，我国工业已经从高速增长进入高质量发展阶段，围绕实现“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标，工业领域需要着力构建清洁低碳、安全高效的工业能源消费体系，积极提高我国工业领域应对气候变化能力，推动工业领域绿色低碳转型发展。加快推进工业绿色微电网的建设，对解决当前我国工业领域可再生能源消纳比例较低、工业终端用能系统调节能力不足、各类电源统筹协调不够等问题，发挥其在提高工业用能效率和保障工业用能安全等方面具有重要作用。
2023年8月9日，工业和信息化部发布《关于组织开展工业绿色微电网典型应用场景与案例征集工作的通知》《工信厅节函〔2023〕224号》，聚焦钢铁、有色、石化、化工、建材、机械、轻工、纺织、电子以及数据中心、5G基站等重点行业领域，征集一批集成应用分布式光伏、分散式风电、高效热泵、新型储能、氢能、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统的工业绿色微电网，为广大工业企业和工业园区提供典型示范场景和实践案例。
一、推动工业绿色微电网建设的重要意义
我国工业能源消费量占全社会能源消费总量的65%左右，工业领域电力消费占全社会用电量的66%以上，优化工业用能结构、提升工业用能效率，是减少化石能源使用、从源头减少二氧化碳排放的最有效途径。工业领域通过绿色微电网的建设，积极打造多能高效互补的工业用能结构，着力构建清洁低碳、安全高效的工业能源消费体系，对提高我国工业领域应对气候变化能力，推动工业领域绿色低碳转型发展具有十分重要的意义。
工业绿色微电网是提高能效、保障工业稳增长合理用能需求的重要途径。建设工业绿色微电网可以更好地匹配电力负荷特征，提供差异化用电需求，提高工业园区、工业企业能源利用效率和可再生能源利用比例。同时利用工业大规模的用能需求，为大电网提供备用、调峰、调频等服务，提升电力系统的整体韧性。通过本地分布式资源的接入，可降低电力远距离传输的损耗，减少输电线路和配电站扩容的建设成本。
工业绿色微电网是培育绿色增长新动能、锻造产业竞争新优势的重要方向。现阶段“碳足迹”逐渐成为产品国际竞争比较优势的主要指标，为工业生产提供充足的、可核证的低碳零碳能源将是未来工业能源基础设施需要具备的能力。工业绿色微电网是统筹好工业用电可靠性、经济性和低碳性三个目标，提升工业领域能源基础设施绿色化水平的重要内容。在工业领域加快绿色微电网的规模化示范应用和商业化推广，有助于增强我国工业产品绿色竞争力。
工业绿色微电网是促进高比例利用可再生能源、推动落实“双碳”目标的重要路径。工业生产设备必须长时间持续可靠运行、整体耗能量大、能源管理强度大，依靠传统的能源供给和管理模式无法满足企业节能提效的需求。建设工业绿色微电网有利于促进可再生能源大规模发展和就地消纳，实现多能高效互补利用，提高综合能效水平，同时加强运用技术节能和管理节能等手段实现高效的能源管理，助力工业领域实现碳达峰、碳中和目标。
二、工业绿色微电网的发展基础与典型特征
（一）工业绿色微电网的发展基础
“十三五”以来，国家相继出台了一系列支持可再生能源、分布式电源及其电力市场改革的政策措施，从供给侧（发电端、配电端）开展了增量配电、多能互补、智慧能源等相关示范试点工作，政策环境日趋成熟，具备了大规模向用户侧（工业企业、园区）应用推进的基本条件。
工业企业、园区主动转型，寻求安全稳定低碳能源解决方案。在“双碳”目标的引领下，面对节能降碳协同增效的新形势新要求，工业企业、园区纷纷行动，谋求主动转型路径，亟需通过绿色微电网的统筹建设，实现分布式可再生能源、储能和智慧能源管控系统集成应用，探索工业领域多能互补新模式和智慧能源管理新业态，形成安全稳定低碳的工业用能解决方案，保障工业用能安全和产业链供应链安全。
设备设施供应商源头发力，微电网技术取得突破。微电网设备设施供应商持续源头发力，一直困扰发展的微电网控制和优化技术、并离网无缝切换模式，交直流混合微电网和多微网协同优化的运行技术等领域纷纷取得突破。
综合能源服务商积极实践，服务工业企业、园区节能提效。国网、南网等综合能源服务企业已积极部署拓展工业企业、园区绿色微电网建设服务，探索多能互补、分布式能源集成优化综合供能等关键技术以及商业化运营模式。
未来在“双碳”目标的引领下，面对严控煤炭等化石能源消费增长、有序减量替代，加快推进光伏、风电等可再生能源发展、鼓励就地就近开发利用等能源绿色低碳转型的新形势，工业绿色微电网呈现出十分广阔的发展前景。
（二）工业绿色微电网的典型特征
工业绿色微电网，是一种以智慧能源管控为基础，集成应用光伏、风电、高效热泵、工业余热余压、新型储能、氢能等多种能源，以期实现工业企业、园区内电、热、冷、气等多种形式能源高效互补利用的工业用能新载体。工业绿色微电网具有以下典型特征：
从需求侧出发，主动适配以新能源为主体的新型电力系统。在工业负荷大、新能源条件好的地区开展工业绿色微电网建设，加快厂房光伏、分布式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控系统等一体化系统开发运行，增强工业能源供给可靠性，提升用电灵活性和韧性，提高电力需求侧调节响应能力。开展工业绿色微电网建设，是灵活适配可再生能源大规模发展、促进清洁能源接入和就地消纳的重要内容。
从全过程入手，系统提升工业园区和企业用能效率和水平。为满足工业绿色微电网多能协同供应、多元储能设施和智能管控系统的建设要求，工业园区和企业要系统推进现有用能终端设施改造升级，应用智能用电设备，提升能源消费智能化和电气化水平，提高工业能源利用效率，促进工业生产过程绿色高质量发展。开展工业绿色微电网建设，是满足工业生产需求、提供经济安全可靠供电、提高综合能源利用效率的重要途径。
从产业链着眼，着力完善工业绿色微电网技术设备服务供应。围绕绿色微电网建设需求，支持企业加大绿色微电网相关技术创新和产业化应用力度，自主研发绿色微电网核心电力电子产品，补齐产业链短板、锻造产业链长板，搭建微电网综合服务平台，为工业绿色微电网建设提供整体解决方案。开展工业绿色微电网建设，对于培育微电网建设运营新机制新模式，促进产业快速健康发展具有重要作用。
三、工业绿色微电网的应用场景
工业绿色微电网一般包括以下建设内容：一是建设绿色多元化能源供应系统，包括电、热、冷、气等多种能源形态，光伏、风电等分布式能源，或氢能、生物质能、热泵、工业余热余压等；二是充分发挥工业企业和工业园区负荷侧调节能力，通过多能互补和能源梯级利用，实现工业能效提升；三是建设新型储能系统，包括电化学、物理等多元化智能储能单元；四是建设智慧能源管控系统，推动工业数字化智能化绿色化融合发展；五是通过工业绿色微电网相关技术装备创新和产业化应用，研发推广微电网核心电力电子产品。
工业绿色微电网典型应用场景在上述建设内容的基础上，进一步突出关键环节、应用重点、示范亮点，具体可从以下七个方向选择申报：
（一）可再生能源就近高比例消纳。工业企业和工业园区利用自有设施、场地建设分布式光伏、分散式风电、风光互补发电、生物质发电、热泵，以及储热、储电等设施，实现可再生能源供给、储存、传输、利用的智慧管理。
（二）工业领域大规模储能应用。根据工业企业和工业园区终端用能需求，建设多元化用户侧储能设施，创新储能系统集成与智能控制技术，建设智慧能源管控系统，在峰谷价差大的地区实现大规模储能应用，并具备较好的盈利能力。
（三）重点行业电气化灵活性改造提升。结合钢铁、有色、化工、建材、机械、纺织、电子等行业用能特征，对终端用能设备和工艺流程进行灵活性改造，提高终端用能设备电气化占比，实现生产效率和用能效率协同优化。
（四）工业领域多能高效互补利用。通过多种清洁能源协同开发利用，实现工业企业、工业园区一体化电冷热气供应、多能高效互补，推动能源生产和消费的智能化匹配协同运行。
（五）工业余热余压利用。工业园区或工业企业推动现有热电联产机组实施节能降碳改造、供热改造、灵活性改造“三改联动”，开展能源梯级利用和余热余压综合利用，提高能源利用效率。
（六）工业领域氢能多元化应用。在工业副产氢丰富和可再生能源制氢就近利用的区域，实现氢能“制储输用”一体化，推动氢能在工业领域的多元化应用，扩大氢能替代化石能源应用规模。
（七）智慧能源管控系统支撑调节。运用“云大物移智链”等技术，构建智慧能源管控系统，加强源网荷储多向互动，增强负荷响应能力和调节支撑能力，推动工业数字化智能化绿色化融合发展。
