源网荷储一体化虚拟电厂 在高耗能工业领域的智慧能源应用 连接 + 洞察 + 优化 助力智慧能源数字化转型 【以数据智能为核心的工业互联网平台服务智慧能源】 寄云科技 娄勇刚 2024.04 1- 寄云工业互联网平台的能源数字化行动路径 2- 能源和工业深度融合的综合能源服务应用案 例 ( 煤化工 石化 化工 ) 目 录 数字化 姓 " 工 " 不姓 " 互 "

武汉大学电气与自动化学院 廖思阳 副教授、博士生导师 2024年7月11日 高耗能工业参与电网供需互动符合国家战略 国家政府 电网公司 工业企业 六部门发布《工业能效提 升行动计划》，推进重点 行业绿色低碳发展 南方电网发布《新型电力系 统建设行动(2021-2030年) 白皮书》 云南钢铁企业正在实 现从传统生产向低碳 绿色智慧制造转型 ◼ 中央深改委2023年7月强调：清洁低碳、供需协同是 充电 放电 可再生能源 常规机组出力 网负荷 电 功功率 有 时间t 负荷侧控制 ⚫高耗能负荷发挥与储能类似的调节作用 ⚫很多负荷通过改造可以具备负荷侧响应能力 可再生能源 常规机组出力 网负荷 电 功功率 有 时间t 高耗能负荷 负荷降 出力 可再生能源波动控制——工业高耗能负荷 大容量工业负荷参与电网互动调节，是国家重大战略需求 2017年 六部委 《电力需求侧管理办法》（2017年） Wind:7% Wind:4% （a）我国电解铝产量分布 (b)我国主要省市弃风弃光率统计 全国电解铝产量分布与主要省市弃风弃光率 ◼电解铝分布在风电消纳问题突出的三北、云南地区 ，从地理条件上，高耗能负 荷平抑集中式新能源功率波动具备可行性 工业负荷调控可行性——区位契合 ➢ 电解负荷、电弧炉负荷的用电占全社会用电量的比例约18%，如果参与调节能够大幅提升电网灵活性 工艺类型 小行业 年产量

......................12 ◎ 第三章 鄂尔多斯低碳转型转型路径 ........................................ 13 （一） 传统高耗能行业 .........................................................13 （二） 可再生能源行业 ....................... 碳”目标和高质量发展的新形势下，鄂尔多斯低碳转型，不仅是优化经济结构、培育新 动能的必然选择，更是资源型城市探索绿色发展模式、助力国家实现可持续发展战略的 重要示范。 鄂尔多斯的低碳转型需要统筹推进、多措并举。一方面，要加强传统高耗能产业低 碳化改造，促进煤炭资源与清洁能源的深度耦合；另一方面，应加快可再生能源项目建 设，强化外输电网通道和本地消纳能力。此外，应充分发挥数字技术的赋能作用，推动 煤炭开采、煤化工生产及可再生 鄂尔多斯低碳转型及案例研究 第二章 鄂尔多斯低碳转型的定 位及目标 （一） 战略定位 鄂尔多斯低碳转型的战略定位，即是以碳达峰、碳中和战略目标为导向，积极探索 生态优先、绿色发展的高质量发展新路子，推动煤炭等高耗能行业转型升级，以大型风 电光伏基地建设为支撑，以数字产业为突破，全面赋能传统产业提质增效降碳，全面构 建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，成为内蒙古绿色发展的排头兵、国家能源安全 供应的压舱石

12%、5%。 3. 重点部门 传统耗能产业占比大。江西省能源消费主要集中于传统高耗能部门和行业。其中，高耗能部门主要包括能源 生产及加工转换、工业和建筑业等，合计约占全省能源消费总量的 63%。从行业维度来看，能源消耗高度集中于 电力、热力生产和供应业，黑色金属冶炼及压延加工业，以及非金属矿物制品业等三个高耗能行业。 3.1 电力部门 2020 年江西省电力生产领域产生的能源相关二氧化碳排放占全省排放总量的 注：不包含原料用煤 来源：江西 EPS 模型结果 位居江西省工业部门碳排放首位的水泥行业，其排放总量超过其他所有行业的总和，钢铁、化工、焦化及有 色金属等高耗能行业依次构成主要排放源。模型预测表明，在政策情景和双碳情景下，高耗能行业均于 2025 年 前达到峰值，其中双碳情景下的排放下降趋势更为显著。 江西作为全国重要的水泥生产基地，其水泥行业二氧化碳排放已达峰。峰值后的快速下降对推动江西省工 万吨 CO2。 20 江西低碳转型中长期展望——基于 EPS 模型构建“双碳”路径 图 21 三个情景下江西省重点高耗能行业碳排放 注：仅包括二氧化碳直接排放 来源：江西 EPS 模型结果 图 22 三个情景下江西省有色金属行业碳排放 来源：江西 EPS 模型结果 高耗能行业电气化是江西省实现碳中和的重要抓手，尤其体现在利用电力和氢能替代化石燃料，为工业生 产提供中高温热需求。在双

战略性新兴产业集群，提前布局六大未来产业（图 1）；大力发展绿色低碳产业，着眼先进核能、海上风电装备等 优势产业打造沿海新能源产业带和新能源产业集聚区，积极谋划氢能、储能、智慧能源、二氧化碳捕集利用与封 存等产业发展；遏制高耗能高排放行业低水平项目盲目发展，压减饱和产能，提高准入门槛，淘汰落后产能，提 升行业整体能效水平。绿色低碳产业将成为广东省经济增长新动能和可持续增长极。 图 1 广东省产业布局 3 2025 年 年规模以上工业增加值 4.13 万亿元，先进制造业和高技术制造 业发展迅猛，占规上工业增加值比重分别约 55% 和 30% 1。广东省工业能源消费结构相对清洁低碳，能效水平在国 内处于领先水平。传统高耗能行业中，广东省钢铁、化工、有色金属行业的占比低于全国平均水平，但非金属矿 物制品业 ( 水泥、玻璃等）高于全国平均水平，广东水泥行业碳排放在全国占比约为 6%，仅次于安徽和山东 ，是 工业部门减 广东中长期低碳转型路径研究——基于 EPS 模型 10 优化产业结构、提高能效标准和推动能源结构转型是广东省工业部门低碳转型的重要途径。为进一步调整产 业结构，《广东“双碳”实施意见》指出要坚决遏制高耗能高排放项目盲目发展，新建、扩建钢铁、水泥、平板玻璃、 电解铝等“两高”项目严格落实产能等量或减量替代，新上“两高”项目能效水平要达到国内先进水平。在提升能效方 面，《广东省制造业高质量发展“十四

部分高能耗企业电价上浮政策 2021 年 10 月 国家发改委 《关于进一步深化燃煤发电上网电价市关于进 一步深化燃煤发电上网电价市场化改革的通知》 高耗能企业市场交易电价不受上浮 20% 限制。 2022 年 9 月 广东 《广东省“十四五”节能减排实施方案》 落实高耗能等企业的电价上浮政策。 2022 年 6 月 内蒙古 《关于明确 2022 年差别电价和阶梯电价加价 标 准的函》 2022 年继续对 策，每千瓦时加价 0.13 元 -0.65 元。 2022 年 6 月 湖南 《湖南省高耗能企业迎峰度夏市场交易方案》 超出合同部分的用电，每度电或加价 10 元。 2022 年 5 月 浙江 《省发展改革委省能源局关于调整高耗能企业 电价的通知（征求意见稿）》 2022 年对 634 家高耗能企业电价加价 1.72 毛 / 千瓦时。 2022 年 5 月 江苏 《关于对能耗超限企业和使用淘汰设备企业实 能耗和碳排放比 2020 年分别降低 13.5% 、 18% 。国务院将全国“双控”目标分解到了各地区，对“双控”工作进行了全面部署。 2021 年 10 月，发改委 1439 号文规定高耗能企业市场交易电价不受上浮 20% 限制； 2022 年夏天，多省密集发文调整高能耗企业电价。 0.68 0.66

减污降碳工作领导小组，统筹规划全园区减污降碳工作，明确部门职责与考核机 制。建立跨部门联席会商制度，打通政策落实堵点，制定科学路线图和时间表， 分阶段推进零碳示范园区建设。实施企业分类指导，针对高耗能、高排放企业制 定“一企一策”，推动工艺升级与循环经济。同步建立定期评估与激励约束机 制，将减污降碳成效纳入考核，严控“两高”项目准入，推广优秀案例经验。 构建清洁能源体系，优化资源利用。加速园区能源绿色转型，推进分布式光 明确技术实施路径，夯实数据基础。全面摸清园区污染物与碳排放底数， 建立融合清单与监测体系，开展重点产品碳足迹核算。推动物质流、能量流智能 化管理，构建企业间资源循环网络（如晋中产业园共生体系）。实施差异化技术 帮扶，对涉VOCs、高耗能企业开展环保绩效提级与协同减排改造。加快绿色基 础设施建设，推进集中供热、中水回用全覆盖，建设表面处理中心等低碳化公共 设施。 创新保障机制，强化资金与能力支撑。加大绿色金融支持，探索地热开发

目标影响巨大。 近年来，全省上下按照“生态优先，绿色发展”要求，大力推动工业园区绿色低碳 发展，在取得了显著成效的同时，依然存在一些问题，诸如总体绿色低碳水平和国内先 进地区还存在一定差距，高耗能行业能耗占规上工业能耗比重偏高、能源结构偏煤的问 题始终存在等，亟需探索全省工业园区在“双碳”背景下绿色低碳发展路径。 本研究瞄准减煤降碳核心目标，基于江苏省工业行业和工业园区能源消耗数据，研 究，最终围绕绿色低碳发展经验、主要问题以及路径形成研究结论和政策建议。 2 江苏省减煤控碳重点园 区识别 4 江苏省工业园区绿色低碳发展路径研究报告 根据江苏省工业行业煤炭消耗及二氧化碳排放数据分析结果，筛选出全省高耗能、 高排放重点行业，再结合江苏省省级以上工业园区主导产业和主要耗煤排碳产业，初步 识别出江苏省减煤控碳重点园区；此外，全省工业园区的能源基础设施，特别是以能源 电力为主导产业的园区都是减煤控碳的重点。 园区 7 ＜ 100 电力、热力生产和供应业； 对于碳排放量前 10 园区，能源基础设施仍然是耗煤的最主要来源，9 家园区主要耗 煤行业都包括电力、热力生产和供应业；化工、钢铁、造纸、纺织等高耗能行业的自备 电厂同时也是主要的耗煤来源。 16 江苏省工业园区绿色低碳发展路径研究报告 3.3 绿色低碳发展成效 江苏省进入后工业化时期较早，实现经济发展方式从规模速度型增长转向质量效率

48% ） 苏晋能源机组 (140 亿 ) 其它省内机组 (200 亿 ) 交易总规模 1840 亿千瓦时 三、蒙西区域交易情况（交易形式） 发电侧 火电企业 新能源企业 用户侧 高耗能行业 一般行业 煤炭行业 售电公司 一般工商业用户 （电网代购） 交易品种 协商交易 挂牌交易 竞价交易 年度交易 协商交易 月度交易 挂牌交易 竞价交易 挂牌交易 月内交易（增量交易、合同转让） 协商交易 三、蒙西区域交易情况（总体规模） 蒙西市场电量 2012 亿 年度交易 871.88 亿（占比 43.33% ） 高耗能行业 763.97 亿 电网代购 107.91 亿 月度交易 1140.11 亿（占比 56.66% ） 高耗能行业 216.15 亿 电网代购 252.09 亿 一般行业 631.64 亿 煤炭用户 40.24 亿 月内交易 0.1 亿（占比

| 1 研究背景和意义 1.1 研究背景 当前，我国已进入实现碳达峰目标、加紧经济社会发展全面绿色转型的关键期，虽 然过去五年“双碳”工作取得显著成效，但也面临着新能源消纳压力增大、高耗能行业 深度降碳困难、低碳零碳负碳技术推广应用受限等挑战，亟待通过政策创新、技术创新、 模式创新实现“破局”。园区是区域经济发展、产业转型升级的空间承载，是能源活动 和碳排放的重要来源。江苏现有 数据来源：江苏省商务厅网站 | 3 | 新型电力系统助力零碳园区建设 区不仅是工业领域碳排放的关键源头，也是碳排放的重点领域，因此零碳园区建设是实现 “双碳”目标的关键，通过系统化减碳路径，集中破解高耗能、高排放难题，以规模化减 排推动碳达峰碳中和进程提速。 构建现代化产业体系的重要支撑。在全球资源环境问题日益突出、应对气候变化共识 不断增强的背景下，推进产业低碳化是经济社会高质量发展的内在要求，也是积极构建现 绿色发展理念、创新实践和成功案例等 图 4-2 外向型经济集中区域打造零碳园区路线图 4.3 传统产业集聚区域；打造生产方式绿色转型零碳园区 江苏是工业大省，部分园区长期以纺织、造纸、钢铁、纺织等高耗能制造业为主导， 主要体现为传统产业的高碳排放工艺与能源刚性依赖关联较深，在当前发展环境下面临高 碳生产工艺改造难、传统能源消耗大、余能利用率低等问题。但这类园区在能源结构、循 新型电力系统助力零碳园区建设