关于智慧城市新能源技术发展的趋势分析

（文章来源：全国能源信息平台）

能源变革大势已定，能源技术的转型升级迫在眉睫。城市作为能源消费的终端与各能源系统集成点，既是创意诞生的源头，也是检验技术的标准。城市必然会根据自身发展目标，为能源技术的发展提需求，指方向，让能源变革真正落地。

“智能、绿色、集约、宜居”的建设目标，对智慧城市的电网技术创新提出了更高更紧迫的要求。同时，我国正处于社会经济快速发展时期，预计2020年中国装机容量和用电量都将在2010年的基础上翻一番。因此，电网发展必须坚持“坚强”与“智能”并重，二者缺一不可，需同步建设、同时推进。

智能电网关键技术涵盖电源、电网、用能、信息融合等多个领域，包括以清洁能源集中开发、分布式发电等为重点的电源技术，以特高压输电、柔性输电、直流电网、海底电缆、微电网、大电网运行控制技术等为重点的电网技术，以储能技术、电动汽车、定制电力技术、智能电器技术等为重点的用能技术，以物联网技术、大数据、云计算、信息通信技术等为重点的信息融合技术等。

这些技术的研究进展和应用前景，与智慧城市发展紧密相关，对智能电网支撑智慧城市发展具有重要意义。预计到2020年，分布式发电和用能技术逐渐成熟并规模化发展，储能也将在十年内迎来关键技术突破和示范应用。届时，塬先 “刚性”的系统变得“柔性”起来，电网运行安全性、经济性、灵活性也将大幅提高。

有别于现有智能电网，能源电力物联网可以通过多能协同，实现整个能源系统的互联、互通与互补。

能源转换技术的发展，为多能协同提供了物理基础。各种传感通信技术的发展，可以实现不同能源系统的信息共享，为能源的协同运行提供了技术支撑。小到社区能源电力设备故障诊断，大到建筑群能源电力综合管理乃至城市重要能源电力管线运行与安全监控，能源电力物联网可以为多种智慧能源电力应用场景提供基础数据连接，实现智慧能源系统市场化、高效化、清洁化开发应用。

能源电力物联网的发展将颠覆现有能源电力体系，同时催生新兴商业模式和机遇不断涌现。随着行业应用的逐渐成熟，能源电力物联网未来将会以泛在连接为基础，充分利用边缘计算、机器学习来发挥能源电力数据的价值，能够有效整合通信基础设施资源和电力系统、燃气、热等基础设施资源，使信息通信服务于多能源系统的运行，有效地为能源网络中的各个环节提供重要的技术支撑，提高多能源系统信息化水平，从而改善现有能源电力系统基础设施的利用效率，促进能源电力高效利用。

需求侧智慧用能管理是区域能源互联、互动的有效途径，也是综合能源系统中重要一步。

如何充分挖掘综合能源背景下多类负荷联合调控潜力，实现本地风光出力的精准消纳，实现灵活用电资源配置，是负荷管理与需求侧响应亟待解决的问题。传统意义上，区域调度中心作为区域电网的统筹者，负责采集电网的运行状态、新能源出力变化等信息，判断是否有需要进行负荷调控，按照区域电网优化目标制定区域调节信号，并给负载聚合商下达调整指令。

而在新的环境下，负载聚合商将作为一个新的角色参与到智能电网系统结构中来，利用专业化的负荷资源整合手段来提供需求响应资源。随着广域测量系统技术的跟进和通信技术的逐步发展，聚合商可充分获取负荷侧资源信息，将分散负荷资源聚合，实施集中化实时调度。一方面，聚合商可充分发挥聚合负荷群响应容量大、响应快的特点，对电网需求进行响应，达到稳定负荷曲线的作用，另一方面，聚合商通过对负荷群的优化控制，为电网多场景需求提供调控资源，完成区域供需平衡目标。

用户能源消费的实质是以电能为核心的多种能源类型的转换。

电能作为一种经济实用、清洁且容易控制的能源形态，已经深入到社会生产各个部门当中，同时，电网供电的可靠性对于用户很重要，电网停电可能给用户带来巨大经济损失，储能单元在电网架构中将承担越来越重要的角色。用户侧储能的特点与用户的用能需求密切相关。为了提高用电的可靠性，对电力供应的可靠性要求特别高的单位都有可能根据需要建设自己的储能系统。为了降低用能成本，也已经有用户侧储能项目应用于工商业企业，为了实现不间断供电，促进分布式可再生能源的消纳，微网用户也成为储能系统的受众。

在技术路线选择上，钠硫电池安全性缺乏保障，飞轮储能维护比较复杂困难，超导储能和超级电容器均受限于材料科学发展，而铅炭电池、小型压缩空气储能、锂离子电池等便于安装，维护简单，有较大应用前景。所以，目前适用于用户侧的储能技术主要为电化学储能，其他形式的储能技术尚不具备商业应用的前景。

作为清洁的二次能源，氢能具有可规模化储存的特性，其广泛应用可部分替代石油和天然气，成为能源消费的重要组成部分，对应对气候变化和保障能源供应安全等具有一定的支撑作用。氢能产业链主要包括氢的制取、储存、运输和应用等环节。氢既可广泛应用于传统领域，又可应用于新兴的氢能车辆以及氢能发电。

为加快发展我国的氢能产业，相关城市与企业应依据目前的资源条件和能源产业状况，在加强氢安全的基础上，积极推行氢源多元化及氢能多元化和规模化应用。除了利用富余风电、水电、光化学制氢，减少对清洁能源的浪费外，还可以充分利用中国丰富的煤炭资源。

煤化工产业经过多年的研究开发，已具备良好的规模和经济发展状态，若将煤制氢与煤制油、煤化工产品等生产环节紧密结合、综合利用，可获得经济、丰富的氢源。我国的炼油、化工产业以及工业含氢排放气，也是重要的氢气来源。当前氢能产业亟待解决的另一个关键环节是储氢。目前，高压及钢瓶压力储氢难以满足能源系统中氢能大规模应用的需求。相比之下，固态储氢凭借其安全稳定的储氢能力，是未来极具潜力的储氢方式。

（责任编辑：fqj）