技術文章
Technical articles淺談“雙控"政策下的企業(yè)能源管理
背景
2021年是碳中和元年,為了穩(wěn)步推進雙碳目標,“十四五"規(guī)劃進一步提出完善能源消費強度和消費總量的“雙控"制度,重點控制化石能源消費,2025年單位GDP能耗和碳排放比2020年分別降低13.5%、18%。將全國“雙控"目標分解到了各地區(qū),對“雙控"工作進行了全面部署。2021年8月12日,國家發(fā)展改革委印發(fā)了《2021年上半年各地區(qū)能耗雙控目標完成情況晴雨表》,表中顯示目前不及半數。▍^(qū))能耗強度降低進展總體順利。在能源消費總量控制方面,仍有8個。▍^(qū))為一級預警(形勢十分嚴峻),5個省(區(qū))為二級預警(形勢比較嚴峻)。
能耗雙控政策導致不少地區(qū)拉閘限電,江蘇是經濟強省,但是雙控指標均為一級預警,商超提前閉店、政府單位電梯低層禁停、化工園區(qū)大面積限產停產……江蘇“能耗雙控"升級的消息近期刷爆朋友圈,很多單位都受到了影響?赡芙窈蠛荛L一段時間內,能耗雙控政策都將持續(xù)存在,限電也可能會成為常態(tài),那企業(yè)該如何應對能耗雙控以保障正常生產?
1. 開源降耗,削峰填谷
安科瑞能源管理平臺利用數據為企業(yè)提供節(jié)能分析和新能源使用策略,為企業(yè)微電網開源降耗提供改造方案。系統(tǒng)根據企業(yè)用電負荷特點,配置包括分布式光伏、儲能等方式擴展用電容量,削峰填谷優(yōu)化用能策略,把企業(yè)市電需求、新能源發(fā)電、生產負載、充電樁等組成的企業(yè)微電網通過數字化形式展現出來,降低對電網需求和電費支出,使之適應能耗雙控政策,保障企業(yè)正常生產。
以下是由安科瑞能源管理平臺提供的某江蘇企業(yè)對電網的的日負荷需求曲線,7:30~19:30之間負荷相對平穩(wěn),峰值約為1120kW。
根據負荷特點,配置500kW,5MWh鋰電池儲能系統(tǒng),300kWp分布式光伏,總投資約720萬。
光伏發(fā)電按照年均峰值日照時間1250小時計算(以江蘇地區(qū)計算,西北、華北地區(qū)光照條件更好),年發(fā)電約36萬千瓦時,使用壽命25年(發(fā)電效率逐年衰減);
鋰電池儲能系統(tǒng)每天一個充放電流程(全年按照300天),根據放電深度90%、充放電效率86%、峰谷電價差等因素計算,每年約可產生收益80萬元(鋰電池壽命按照充放循環(huán)7000次,70% SOH 計算,逐年衰減);
最大需量降低約350kW(考慮天氣因素,光伏不計算),基礎電費每年降低約為17萬元;
綜合計算每年電費減少約125萬元,對市政電網需求降低約10%,另外通過削峰填谷、電力需求響應申報等根據各地政策還可以獲得補貼,綜合計算5年多收回投資成本,同時也降低了企業(yè)碳排放。
以上的改造的依據是基于能源管理系統(tǒng)提供的數據,通過能源管理系統(tǒng)可以更加了解自身的能源需求特性,從而配置合理的措施來匹配能耗雙控要求,否則事倍功半。
2. 合理利用能源數字化管控平臺
對于高耗能企業(yè),要實現節(jié)能降耗目標,一是優(yōu)化產業(yè)布局和流程結構,淘汰落后工藝。二是按照開源、降耗、節(jié)能、增效的原則,利用好新能源和技術創(chuàng)新,以智慧能源管理平臺等輔助管理手段提高能源利用效率,實現節(jié)能減排。其中智慧能源管理平臺無疑是投入最少,實現能源數字化和節(jié)能管控的數據基礎。
① 掌握能耗數據
系統(tǒng)采集建筑電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、儲能等新能源數據,對用能數據進行分析,按照區(qū)域、部門、用電設備類型進行細分和折標計算,提供同比、環(huán)比分析比較和用能數據追溯,同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表,幫助用戶梳理能源賬單明細,及時發(fā)現跑冒滴漏等能源浪費。
② 改善或淘汰落后產能
能源管控平臺通過采集企業(yè)能源數據,并進行多維度統(tǒng)計、分析和展示,輔助企業(yè)進行能源采購貯存、分配轉化、使用放散等各環(huán)節(jié)的綜合監(jiān)測、調度和平衡優(yōu)化,幫助企業(yè)了解各類能源消耗量,進而細化分析到車間、產線、班組、工序工藝能耗以及產品單耗,幫助企業(yè)找出高出行業(yè)標準能耗的環(huán)節(jié),從而對癥下藥,改善或淘汰落后產能。
③ 了解節(jié)能潛力
系統(tǒng)對企業(yè)各類能耗進行折標計算、能源成本分析、碳排放趨勢、分項能耗占比、區(qū)域能源消耗對比等統(tǒng)計,并三維展示企業(yè)重要工藝或設備的能源消耗動態(tài),讓管理者實時掌握企業(yè),車間,產線,工序,設備的電、水、燃氣、壓縮空氣、流量、壓力、溫度等狀態(tài)。按照能源計劃或制定的績效指標進行KPI考核,預測企業(yè)能源消耗趨勢,幫助企業(yè)了解內部能效水平和節(jié)能潛力。
④ 負荷預測和控制
系統(tǒng)可以根據企業(yè)排產計劃結合能耗雙控指標對企業(yè)能耗進行預測和合理分配,在企業(yè)能耗逼近警戒值時及時發(fā)出告警信號,也可以按照預先設置的優(yōu)先順序自動切除負荷,比如空調、充電樁等,保障企業(yè)正常生產。
3. 重點用能單位能耗數據上傳
2021年2月國家發(fā)改委第四次發(fā)布了《關于進一步推動重點能用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)建設的通知》的紅頭文件,要求按照《NHJC-2018 重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)》系列標準要求完成重點用能單位能耗數據的上傳,加強能源消費總量和強度“雙控"形式分析和預測預警,推動完成“雙控"目標任務。這個對企業(yè)是強制性要求,也有利于企業(yè)監(jiān)管能耗數據。
安科瑞重點用能企業(yè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)可為企業(yè)接入端系統(tǒng)提供解決方案。系統(tǒng)從現場傳感器或生產過程控制系統(tǒng)中采集能耗相關數據,考慮到企業(yè)生產網絡與辦公網絡(互聯(lián)網) 之間并不互通的實際情況,企業(yè)接入端系統(tǒng)將通過具備2+1架構的物理隔離裝置--能耗在線監(jiān)測端設備,在數據傳遞過程中確保從生產網絡(內網)獲取的能耗數據以單向傳遞、隔離加密、文件擺渡的形式安全傳遞到辦公網絡(外網),再通過外網主機側的CA數字認證證書進行身份認證識別后上傳至省(市)級平臺。