近日，在2023年智慧能源新技术论坛期间接受21世纪经济报道记者专访时， 同方股份副总裁、同方智慧能源有限责任公司（以下简称“同方”）党委书记、董事长秦绪忠表示：“‘双碳’目标的提出和新能源的兴起对传统的能源结构正在发生深刻的影响，像城镇供热所依赖的燃煤燃气锅炉、热电厂等传统的能量来源现在都处在转变的过程中，整个系统正在面临重构，全行业都在积极转型，适应新变化。”
能源结构正发生深刻改变
从我国的电力结构变化趋势来看，火电的装机容量在2022年为13.3亿KW，到2050年这一体量预计将减少一半。同时，火电将变成调峰电源，整体发电量将会进一步下降，这一缺口需要包括风、光、水、核等绿电去填补支撑。
结合上述电力生产背景，中国未来对中低品位热量的供给结构也将随之发生重大变革。目前北方城镇建筑冬季供热需要约48亿GJ的热量，热量的主要来源中45%为热电联产，40%为燃煤和燃气锅炉，15%为热泵和分散的燃气锅炉。随着火电在整体电力生产中的角色变化，以及燃煤燃气锅炉的撤出，北方供热所需要的中低品位热量的来源将出现巨大缺口。另外，目前全国轻工业生产用热全年需求约为80亿GJ，生活热水、用蒸汽等全年需求为15亿GJ，这些用户对中低品位热量的需求也需要一并考虑。
北方供热是同方最重视的领域之一。“因为整个城市的供热对能源的需求量很大，这样的体量之下简单地依靠消费侧的电气化解决是不现实的。”秦绪忠认为。
如何填补这一巨大的缺口，秦绪忠概括为“三步走”。一是贯彻节能优先的方针，在目前的基础上利用各种节能技术进一步将供热的单体能耗降低，目标是30%；二是因地制宜，开发城市周边的各种余热资源，包括核电余热、燃煤燃气生物质等的火电余热、冶金建材化工等高耗能工业生产过程的余热、数据中心的余热等，变废为宝，这一形式大约能够完成北方城镇供热70%至80%的能量需求；三是利用高效热泵取暖作为补充，通过消费侧的直接电气化解决最后20%至30%的供热需求。
负荷柔性化技术攻克错配难题
秦绪忠认为，我国北方城市普遍建有完整的集中供热网，这是我们国家独特的资源，未来如何利用城市供热网这一独特的优势资源，对接、盘活城市周边的各项余热资源和可再生能源，形成具有中国特色的城镇供热新型能源体系是摆在我们面前的一项重要任务。
目前大量的余热资源因为技术和体制机制的原因只能白白浪费掉。在技术方面，秦绪忠认为，余热供热的推广首先要解决供给侧和需求侧错配的难题，这主要包括时间错配、空间错配、品质错配和结构错配。
时间错配体现在所开发的余热量和热网的需热量时间上不同步，这在以前的热电联产机组通常采用诸如“以热定电”的策略来满足热网的负荷要求，但这也牺牲了发电侧整体的经济性，使得开发余热资源时矛盾更加突出；空间错配是因为大量余热资源离城市中心距离较远，远远超出了业界过去普遍认为的所谓“经济供热半径”；由于余热的温度通常较低，无法直接满足供热供水温度的要求，从而存在品质错配的问题；另外，同一个网上，各个用户需求的供热参数参差不齐，与系统提供的参数并不匹配，存在结构性的矛盾，构成了结构错配。解决“四个错配”是当下余热资源开发和集中供热对接的核心问题。
最近这些年，同方智慧能源产业瞄准了余热供暖的这些核心痛点问题，基于自身在供热领域的深厚行业积累和核心技术能力，与清华大学等科研机构密切合作，发挥产学研用一体化融合创新的优势，在解决以上资源错配问题上取得了重大突破，并在太原等城市取得示范应用，为大规模推进余热利用奠定了重要基础。
当前，同方也在关注新能源浪潮给供热行业带来的革命性变化。热泵取暖将会成为北方城镇供热的一个重要补充，这其中热泵取暖如何与新能源消纳有效匹配是一个核心问题。如果还是简单地要求热力必须稳定供应，就会与风光电的不确定、不稳定性成为一个巨大的矛盾，单纯通过电力储能等手段又会严重影响供热的经济性。
面对这一技术瓶颈，秦绪忠告诉21世纪经济报道记者，建筑供热具有体量大、热惯性大、精确性要求低的特点，如果利用好这一特点，就可以变不利为有利，城市建筑就可以成为新能源发电的蓄能体和消纳体，同方的技术可以帮助用户侧负荷柔性化，把智慧供热的技术、虚拟电厂的技术，再结合一部分储能技术的应用，就可以实现热泵取暖与新能源发电的友好对接，从而为新能源的消纳带来新的突破。
秦绪忠指出，“建筑用能产业链现在做得还不够。其实，建筑用能的电气化用能量比电动汽车要大得多，如果将新能源发电与建筑用能对接好，加快其中关键技术、产品和解决方案的培育，将会形成新型能源体系下又一个重要的产业发展机会。”
事实上，现在北方很多县城和中小城市的冬季清洁供热问题已经变成当地政府的一个沉重负担。如果将当地新能源的开发与热泵取暖相结合，配合以上虚拟电厂、智慧供热和综合智慧能源的技术，加上一些体制机制的改变，就能帮助当地政府彻底解决冬季清洁供热的问题，也能解决新能源发电企业就地消纳的问题，对新能源发电有促进作用，这种模式是可以实现共赢的。
AI浪潮将引领城市供热节能管理
AI热潮的兴起加速了人工智能等技术在智慧能源领域的渗透。AI在城市供热系统中发挥着重要作用。城市供热体量极大，从热源厂、一次管网、热力站、庭院管网一直到最终用户，埋在地底下的管道不计其数，构成了一个非常复杂的系统。
在这种背景下，单纯依靠人工或简单的自动化系统都不足以支撑供热系统的平稳可靠运转。而同方正在发展的智慧供热系统基于城市级的物联网操作系统，能够把数据的挖掘和人工智能技术相结合，通过人工智能的算法和软件实现了智慧控制和调度，让各个用户的用热量和需热量之间得到很好的适配，从而实现节能和高质量供热的目的。太原市早在2018年就在覆盖近2亿平米建筑的供热网上运用同方启慧AI+城市智慧供热平台软件，实现了全网精准调控，满足了节能减排和民生需求。
新一代信息技术将成为行业创新发展的先导力量。秦绪忠指出，AI在城市供热等生产性重大场景的应用是可以取得切实成效的，因而也应该是走在前面的。通过数智化技术的应用和AI算法支持供热系统，通常可以取得10%到30%的节能效果，具备非常好的节能收益。并且，在提高系统可靠性的同时，实现各热力站点的无人值守或少人值守，达致生产效率的倍增。另外，在具备良好的节能效果的同时，智慧供热系统也进一步提升了老百姓的供热质量，具有很好的经济效益和社会效益。目前，同方的智慧供热整体解决方案已经服务了130多个城市近20亿平米的供热面积，每年节约标煤1000多万吨。
2020年，同方股份正式加入中核集团。融入中核集团后，同方正在与集团的核、风、光、水等清洁电力生产产业链充分协同。当前，同方已经形成了贯穿源网荷储综合智慧能源服务的全链条能力，希望在国家构建新型能源体系的过程中能够发挥新的作用。
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