能源互联网下电蓄热采暖的新模式

摘要：谢洹介绍，能源互联网算法系统的核心是用户的用电成本，根据用户的用电成本继而生成用电计划、调度区间和成本。至于将能源互联网与储热相结合，是因为储热具有很低的成本，通过储热实现电、热解耦，在满足用户取暖需求的同时，应用物联网技术控制加热，相应的电负荷可以在24小时区间内灵活调整。

在能源互联网背景下，蓄热式电采暖技术如何借势？在日前举办的2019首届中国清洁供热蓄热技术应用和发展论坛上，清华能源互联网研究院产业孵化总监谢洹发表了题为“能源互联网背景下蓄热式电采暖技术与商业模式思考”的演讲，提出了一种新的蓄热电采暖商业模式。

1电采暖将给电网带来尖峰负荷

谢洹表示，他因为产学研融合的关系派驻到国网电动汽车服务有限公司，来支持其创新业务的开展，在接触电动汽车车网互动（V2G）项目中，引发了他对电采暖领域的思考。他认为，智能蓄热可能会解决目前困扰电网的一些问题。

谢洹表示，和电动汽车相比，供热能源需求更大，并且对人民群众来说是刚需，用刚需产品来与电网互动，体量要比电动汽车（V2G）更大，智能蓄热电采暖技术更是将电负荷和热负荷充分解耦，加热负荷可参与电网互动比例极大，并且调控灵活。

“电动汽车保有量只有不到五百万台，我们预测，即便到2030年电动汽车保有量达到八千万台，每年用电量占社会总用电量也仅占约7%，由于汽车是移动的负载，其可灵活参与电网互动比例更低。而如果全国10%的采暖能源采用电采暖，用电负荷就将超过8千万台电动汽车，不管是当前还是到2030年，电动汽车消费的电力跟蓄热采暖相比，都存在距离。而可以参与电网互动的容量更可能有数量级差异”

谢洹在会上展示了一组数据。“目前，北京电网已呈现出每年双峰的特性，夏季的供热高峰已经快速的被冬季三九天采暖带来的高峰所追平，去年两者更是相差无几。”这意味着，电网不仅要面临迎峰度夏的问题，很快要面临迎峰度冬的问题，而冬季用电高峰时段的分布与夏季又有很大差异，传统用电方式定义的峰谷电价模式面临着挑战。

目前采用的分户蓄热电暖技术，采用根据谷电时段设置固定加热时间，海量供热负荷在夜间谷电时段开始时同时启动加热。谢洹预测，目前应用的电采暖会给电网带来尖峰负荷冲击。

同时，谢洹还指出，采用目前的电暖设备的广泛应用会给电网带来三大痛点：一是电网调峰压力；二是影响火电调峰；三是清洁能源的消纳。

2能源互联网下的电蓄热商业模式创新

谢洹所在的研究院更关注用户侧的体验。他介绍道，泛在电力物联网是希望通过信息化手段走进用户的身边。目前，技术手段正在突破“表后”这个壁垒，“传统的没有通讯单元无法跟电网互动的电暖器，我们认为是这个行业的史前时代，未来这种设备占比会越来越小。”

当能源互联网使电网具有更强的资源匹配能力时，电网会越来越像电信运营商，把电变成各种各样的能源服务交付给用户。在这种情况下，电的计量单位不仅仅是狭义的千瓦时，可能也会跟电动汽车的包月充电服务类似，按照采暖时长、面积来向用户收费。“这会为用户提供更加丰富的能源服务，在整个过程中，物联网、平台大数据、人工智能不可或缺。”

“从关注用户的行为中，我们发现，不同用户对供热的需求不尽相同，可以根据天气、用户行为等因素建立组态的矩阵，并且用数学算法做到最优求解值。”谢洹表示，云平台将每两秒下发一次指令到每一台电暖气，在这之中，天气温度、地域维度、用户环境等包含在内的每个项目边界条件的输入并不相同。

随着控制技术的发展，电暖气会变成由软件定义的产品，同一台型号的产品可以有着明显不同的操作形式，并且可能会表现出不同的用户体验。“电暖气在同一个城市不同小区、同一个小区不同年龄层家中也会有不同的性能和表现，但是其中必定有个‘最大公约数’，那就是实时响应电网的指令。”

智能物联网下的电采暖终端只有一个开关的旋钮，老百姓不用其他操作。在此过程中，所有灵活性的资源都将成为电网有效缓解电网峰谷差和增强灵活性的资源，并且都具有可调控性。另外，设备管理、电量与辅助服务计时交易也会同时发生。

能源互联网与电蓄热技术相结合的商业模式在国外已经有成熟的案例应用。瑞典电力公司就用这种模式实现了热电联产，北欧丹麦也有很多类似的实例，“在这之间，电网的调度空间正在做一个巨大的升级，之前电网调度是主网层面发生的，是大型电网实现的，现在正在把能力下放，在配网区域内，像电站一样，一种无处不在虚拟电厂正在来到。”

而在电力市场发达的美国和英国，多种商业模式已逐渐浮出水面，“在美国的用户侧电热水器，户均七千瓦，美国也有很多公司在做这个负荷的控制，所谓负荷集成商，通过物联网技术把上万地理上分散的电热水器控制起来，能够占美国电网1%左右的能源消费，可带来36亿美金的市场。”

谢洹介绍，能源互联网算法系统的核心是用户的用电成本，根据用户的用电成本继而生成用电计划、调度区间和成本。至于将能源互联网与储热相结合，是因为储热具有很低的成本，通过储热实现电、热解耦，在满足用户取暖需求的同时，应用物联网技术控制加热，相应的电负荷可以在24小时区间内灵活调整。

“电网为了灵活性，过去几年买了大量的电化学电池，由于电池的特性均价接近三千元一度电，如果用储热的手段从热的角度改变这件事，成本仅相当于电化学储能成本的十分之一。”如果说当前电化学储能是行业热点的话，电蓄热与电网互动的潜力同样值得关注。