零碳能源微网系统构建能源发展新范式

汇报人：胡文宇鄂尔多斯新能源研究院常务副院长日期：07-14 Contents目录 1零碳能源微网系统 2零碳能源微网设计 3零碳能源发展范式 4鄂尔多斯新能源研究院 PartOne 零碳能源微网系统鄂尔多斯亲鄂尔多斯 面未来的能源需求 电能：电动交通、算力、生活能源 自给自足能源系统 热能：工业热水、生活热水、居住供热 冷能：生活供冷 零碳能源系统关键 下图是典型光伏出力云图，光伏出力周期相对好预测，无光时段需要依靠储能来实现能源供应，并且可以预测多日无光时间段，提前储存更多的能量，因此，储能是零碳能源系统的核心技术 零碳能源系统架构（氢-氨-醇） 根据当地气候特性，考虑风光互补供能： 零碳能源系统核心技术 零碳能源系统核心技术 口能量预测+负荷管理 能量预测：气象数据+光伏数据+历史数据+人工智能大模型，实现提前规划，确保供需平衡 负荷管理：智能电表+通信模块+负荷管理系统实现“精确的监测“智能的分析“+“精确的控制 零碳能源微网技术核心 为了可以实现百分百零碳构建氧能作为长时储能的零碳孤岛微网需要零碳能源设计配置为了离网模式的稳定运行需要从微电网的拓扑构型和高中低频协同控制两个方面进行设计 交流微网直流微网、交直流微网经济性、稳定性与分包商协调功率等级与实际产品对应 聚焦风光氢储车一体化，构建零碳能源系统生态打造新能源苹命先行区 Part Two零碳能源微网设计鄂尔多斯鄂尔多斯亲 研究院零碳设计中心 口零碳设计逻辑 口零碳设计中心 零碳产业园简介 口项自地理位置（项目圣圆能源投资建设） 本项目位于项自氧能产业园位于伊金霍洛旗临港经济区内其四至范围为东至经四路、西至经三南路、北起纬十八路、南至纬十七路。 项目选址处于呼包鄂榆城市群蒙晋陕经济区及环渤海经济圈辐射范围内境内规划建设有铁路、货运集装站和快速通道距离鄂尔多斯机场、包西铁路、南部铁路、210国道和包茂高速均不超过40公里。项目设计安全间距内无重要公共建筑物，远离城市和人员密集区域，车流量大、交通便利。 零碳产业园简介 鄂尔多斯地处内蒙古高原是全国风光资源最富集的地区之一 口打造零碳氨能产业园 伊金翟洛旗作为全国第三大产煤县和重要能源基地是鄂尔多斯煤炭主力产区之但面临碳排放药策和产业升级压力氧能作为零碳二次能源，成为破解“资源谊咒推动能源结构由黑转绿的关键抓手。 临港经济区位于鄂尔多斯市核心交通枢纽鄂尔多斯机场火车站及包茂高速等干线环绕形成公铁空”多式联运体系 临港经济区依托综合保税区和国际航空口岸构建零碳产业园更有利发展出口业务 聚焦风光氧储车体化媒构建零碳能源系航生态打造新能源革命先行区 零碳产业园风光发电特征 零碳产业园就近可建设5MW风电站5.25MW（交流侧容量）光伏电站根据2022-2023年真实数据进行拟合可以发现风力发电受月份影响波动较大，光伏发电未造成明显影响。光伏与风力发电量较强的月份均集中在4~6月份 零碳产业园热负荷需求 产业园热负荷主要满足制氢过程中的热电联供以及冬季供暖鄂尔多斯供暖时间为10月~4月呈现冬季热负荷大，秋季和春季热负荷小的特征。（热负荷数据为园区2022-2023年的真实数据） 零碳产业园电负荷需求与生产运行方索 产业园由于白天电解槽装置运行的原因负荷特征尽夜相差很大为了实现零碳模式零碳产业园的生产运行根据风光发电和热电负荷需求发挥储能及其他备用电源特性，可以分为以下6种模式维持功率平衡。零碳产业园生产运行工况表 零碳产业园实施方案配置 零碳产业园实施方案配置 系统配置方案优化设计 系统配置方案优化设计 系统配置优化设计讨论 口从系统配置优化设计到实施方案 零碳产业园实施方案配置 口各组成部件配置 （1本风光配带请根据方案优化设计光伏+风电配置10MW为了适应寒碳商业阅的负荷需求，实施方索中根据地形，光伏+风电配置-10.25MW风机蛋小只有5MW因此光伏配起5.25MW （2储能电池配留：根据方案优化设计：储能电池配置6.24MWh为了适应发电设备启停时间以及极端主况响，将储能电池配置3倍亢余，故储能电池配置=20MWh：PCS额定功季是10MW智配置上是3倍穴余（即30MW）应对极端工况的香态支撑调节还按10MW来算： （3）电解博配置根据方率优化设计电解槽配置=1.81MW实施方案为了适配其他结能设备就闪此电解槽配置=2MW.图 [4意燃料电池考虑成本的影响，特方案优化设计中的1.55MW配为1MW （5）氧醇发电机：因为燃料电池配置的减少+超长时备电的因素以及现有成熟产品，氨发电机配置=1MW电牌发电机配置=400kw*2（6制制甲醇配置：考制氨和制甲厚的制备先进性和成本 的因素，这里制氨配置=1.26kg/h制甲醇配罩=20kg/h (8)空气源热泵配置：500kW 口LCOE度电成本最优 Part Three 零碳能源微网范式鄂尔多斯亲鄂尔多斯亲 零碳能源微网范式意义 推动“双碳”自标落地，助力全球气候治理 离网零碳微网特点 为了实现零碳能源供给，电力系统需要建成离网型模式即以“储能+构网型变流器”提供孤岛的电压和频率支撑，以避免行业对并网零碳的争议，以氢能及其氢衍生物作为长时储能形成示范作用零碳微网并网与离网的特点 零碳能源微网的优势 口低成本电价与绿色氢-电协同 聚焦风光氢储车一体化，构建零碳能源系统生态，打造新能源革命先行区 零碳产业园场景 基于绿色氢储能的零碳能源系统零碳工业园区，产品生产过程零碳化园区内运行的装备为零碳无人装备，园区内算力中心的算力为零碳算力 零碳产业园+火电掺烧场景 口零碳产业园售氢火电深调至10%降碳者互补收益更高 零碳高速公路服务区 粤高速公路服务区的低碳化是交通运输体系低碳化的关键环节 低碳化高速公路服务区：服务区自身健设通过采用可再生能源、节能技术，绿色建筑设计等措施，服务区能够减少自身的碳排放 多能高速公路服务区多种补能方式引导低破出行通过引导交通参与者采取低碳出行方式来进一步减少整个交通系统的碳足迹如重卡换电（降低重卡补能时间乘用车超充燃料电池车辆加氢等 零碳高速公路服务区自给自足零碳能源给：如果是彻底的零碳（以氢氧发动机作为备用电源）可以脱离电网，实现偏远地区布周强化交通运输体现的补给效果 童储车一体化构建零碳能源系统生态，合先行区 零碳高速公路服务区 零碳能源供给：光伏+储能+换电电池包+站内制氢储氢+燃料电池多种补能方式：换电+换氧+超充+加氢 零碳智慧矿山场景 矿山无人化电动化智能化：近年来国家政策导向收紧和矿企降本增效、安全管理需求的日益提升，促进了当地矿山的高速发展，越来越多矿企选择在矿区智慧化、无人化、绿色化加大投入量 已后启动点有沟和腾远煤矿的零碳化改造一期工程 零碳沙漠场景 沙漠机器人：“一脑多形”极大缩短开发周期快速适应场景需求 沙地聚能：一套综合能源管理系统，会侧和端侧灵活耦合 零碳算力场景 对全球电力影响：根据华为GIV发布的《智能世界2030》预测预计2030年全球AI算力将超过105ZFLOPS（1ZFLOPS=1百万P算力）对应每年638.82TWh（1TWh=10亿kWh）用电量 智算中心电力预测：根据预测，随者人工智能在全行业的普及和应用，中国数据中心和智算中心的电力需求将在2022年到2030年间增长200%（保守估计） 智算中心电力需求：根据预测预计到2030年：全国数据中心和智算中心对电力的需求量将占到全国总电力需求的8% 智算中心脱碳需求随者智算中心规模的不断扩大，其能源消耗和碳排放也随之增加，随着能效的提升，中国数据中心和智算中心的二氧化碳排放也可能在2022年到2030年间增加一倍以上 聚焦风光氢储车一体化，构建零碳能源系统生态，打造新能源革 通过大面积的屋顶光伏+储能+氢能实现算力中心全年直分首零碳运行 能源发展新范式 口微网场景-氢电热耦合-用电用氢用热 PartFour鄂尔多斯新能源研究院鄂尔多斯亲鄂尔多斯 研究院介绍 2024年1月13日，清华大学欧阳明高院士团队与鄂尔多斯政府共同筹建粤尔多斯新能源研究院， 总投资8亿元一期投资4.5亿打造集科研、创新、成果转化于体的综合性新能源研究平台，推动弯尔多斯地区新能源产业高质量发展助力鄂尔多斯产业转型升级。 在鄂尔多斯市政府、伊金霍洛旗政府、市科技局和鄂尔多斯空港物流园区管委会的支持下2024年7月25-27日，鄂尔多斯新能源研究院正式启动运营。 聚焦风光氢储车体化，构建零碳能源系统生态，打造新能源革命先行区 科研和产业化模式 力 构建零碳能源系统生态打造新能源革命先行区 谢谢您的观看 THANKS