國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局2016年7月4日曾聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見》(發(fā)改能源〔2016〕1430號(hào))文件(以下簡(jiǎn)稱1430號(hào)文件)，旨在“提高能源系統(tǒng)效率，增加有效供給，滿足合理需求，帶動(dòng)有效投資，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長(zhǎng)。”

推進(jìn)多能互補(bǔ)的目的是要通過多種能源技術(shù)相互彌補(bǔ)彼此的缺陷，實(shí)現(xiàn)“集成優(yōu)化”，充分兼容和利用間歇性的可再生能源，降低終端能耗。這就形成了以下幾種優(yōu)化模式：一是供給側(cè)優(yōu)化;二是近需求側(cè)優(yōu)化;三是需求側(cè)優(yōu)化;四是供需協(xié)同優(yōu)化。而從維度看，存在同步優(yōu)化與異步優(yōu)化;集成優(yōu)化與協(xié)同優(yōu)化;單一維度優(yōu)化與跨界優(yōu)化等。

供給側(cè)優(yōu)化模式

根據(jù)1430號(hào)文件，供給側(cè)優(yōu)化模式就是“利用大型綜合能源基地風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源組合優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)風(fēng)光水火儲(chǔ)多能互補(bǔ)系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行。”這是在能源的供給側(cè)進(jìn)行大系統(tǒng)優(yōu)化。這樣的項(xiàng)目不少，例如前些年，國(guó)家能源局推進(jìn)了千萬千瓦級(jí)的“風(fēng)電三峽”和“光伏三峽”，國(guó)家電網(wǎng)為了將這些超大規(guī)模的可再生能源電力輸送到東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，建設(shè)了特高壓輸電線路，但是接踵而來的是不穩(wěn)定的可再生電力時(shí)有時(shí)無，難以維持特高壓輸電線路的電壓穩(wěn)定。為了解決這一矛盾，要在新疆及西北煤炭豐富地區(qū)大規(guī)模建設(shè)燃煤火電集群，以發(fā)展“風(fēng)火打捆”或“風(fēng)光火打捆”模式，這是典型的供給側(cè)多能互補(bǔ)。國(guó)電投蒙東能源公司是一個(gè)既擁有燃煤火電和熱電，也擁有大型風(fēng)電的企業(yè)，早在1430號(hào)文件發(fā)布之前許多年，就將風(fēng)電和火電實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，集成優(yōu)化配置資源，是一個(gè)比較成功的實(shí)例。

近需求側(cè)多能互補(bǔ)模式

1430號(hào)文件對(duì)于“近需求側(cè)多能互補(bǔ)”模式是這樣界定的：“面向終端用戶電、熱、冷、氣等多種用能需求，因地制宜、統(tǒng)籌開發(fā)、互補(bǔ)利用傳統(tǒng)能源和新能源，優(yōu)化布局建設(shè)一體化集成供能基礎(chǔ)設(shè)施，通過天然氣熱電冷三聯(lián)供、分布式可再生能源和能源智能微網(wǎng)等方式，實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級(jí)利用”。首先，它是一個(gè)傳統(tǒng)能源和新能源“一體化集成供能基礎(chǔ)設(shè)施”，不是用戶側(cè)用戶分布式能源系統(tǒng)與用戶側(cè)用能系統(tǒng)一體化的集成優(yōu)化;其次，它的側(cè)重點(diǎn)仍然是提升能源供給側(cè)一次能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率，而不是將幫助用戶“節(jié)能降耗省錢”作為出發(fā)點(diǎn)。它與前一種的區(qū)別是更加靠近需求，但沒有徹底融入需求側(cè)。協(xié)鑫智慧能源在蘇州開發(fā)區(qū)推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)，強(qiáng)調(diào)能源的“六位一體”，將分布式天然氣冷熱電三聯(lián)供、區(qū)內(nèi)的光伏電站和微風(fēng)發(fā)電、地?zé)岷凸I(yè)廢熱回收利用、儲(chǔ)能和節(jié)能服務(wù)等六個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)籌配置，構(gòu)筑新的清潔高效的區(qū)域能源供應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化，形成區(qū)域的能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，提升區(qū)域的能源綜合供給效率。

需求側(cè)多能互補(bǔ)模式

“需求側(cè)多能互補(bǔ)”是完全從需求側(cè)出發(fā)，其目的是為能源終端用戶直接參與“節(jié)能降耗省錢”。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要完全服務(wù)和融入用戶一側(cè)，用戶具有極高的參與度和自主性，在能源用戶一側(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)于節(jié)能減排的“人人參與、人人盡力、人人享有”。用戶側(cè)分布式能源和用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化，重點(diǎn)在用戶側(cè)實(shí)現(xiàn)多種二次能源的協(xié)同提效。在此方面，埃隆˙馬斯克為世界提供了一個(gè)極具想象力的模式。特斯拉將用戶分布式屋頂光伏、“電源墻”分布式戶用儲(chǔ)能電池和用戶的電動(dòng)汽車組成了一個(gè)“移動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)”，讓《第三次工業(yè)革命》作者杰米里˙里夫金夢(mèng)想的“可再生能源隨需求流動(dòng)”變?yōu)榭赡堋?/p>

美國(guó)居民用電占電力消費(fèi)總量的37.4%，是最大的電力消費(fèi)市場(chǎng)。居民電價(jià)為每千瓦時(shí)13.8～22.2美分，折合人民幣0.96～1.54元/千瓦時(shí)。居民用電由于分散，低壓輸送造成電損很大，且用電主要集中在用電高峰時(shí)段，故電價(jià)最高。高電價(jià)使安裝分布式屋頂光伏的居民可以節(jié)省一大筆電費(fèi)開銷，從參與中分享樂趣。購(gòu)置“電源墻”分布式儲(chǔ)能電池的用戶可將白天多余的光伏電力存儲(chǔ)起來，供夜間或陰天時(shí)的用電需求，若有更多的富裕電力還可充進(jìn)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池，解決交通能源需求。

這三件東西是三個(gè)分布式能源裝置，組合起來就是多能互補(bǔ)。它們完全是由用戶自主購(gòu)置的，與傳統(tǒng)能源供給側(cè)毫無關(guān)系。它們組合起來能滿足用戶各種用電需求，確保用戶供電可靠性;而且讓電能供應(yīng)完全脫離電網(wǎng)系統(tǒng)，隨需求流動(dòng)。依靠可再生能源在沒有任何污染排放的前提下，為用戶節(jié)約了能源開銷。馬斯克說，美國(guó)有4500萬個(gè)屋頂，全球是其20倍，未來每一個(gè)家庭都可實(shí)現(xiàn)能源自給自足。

國(guó)家電網(wǎng)公司也已經(jīng)開始嘗試中國(guó)版的“三位一體”的需求側(cè)多能互補(bǔ)模式。計(jì)劃為一些擁有屋頂分布式光伏的用戶配置儲(chǔ)能電池，并配置智能雙向充電樁。充電樁中的智能電表不僅可以記錄光伏電站的發(fā)電量、用戶自己的用電量、電動(dòng)汽車的充放電量、應(yīng)該獲得的可再生能源發(fā)展基金補(bǔ)貼以及相應(yīng)電費(fèi)，還能將光伏發(fā)電的綠色證書記錄下來，為未來的綠證交易提供依據(jù)。用戶不僅可以使用和銷售自己的綠色電力，為自己和鄰里的電動(dòng)汽車充電，還能夠出售自己的綠證進(jìn)行補(bǔ)償。雙向充電樁具有充電和向用戶或電網(wǎng)輸電的功能，讓電動(dòng)汽車成為可移動(dòng)的儲(chǔ)能電源，在必要時(shí)向電網(wǎng)反向供電，成為需求側(cè)多能互補(bǔ)系統(tǒng)中的重要組成部分。所有的數(shù)據(jù)都會(huì)通過互聯(lián)網(wǎng)上傳到云端，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)幫助電網(wǎng)和用戶實(shí)現(xiàn)大范圍的多能互補(bǔ)。