推動工業用能低碳轉型，培育發展綠色新質生產力

 

　　我國工業綠色微電網建設已具備一定基礎，工業和信息化部發布的“2023年度工業綠色微電網典型應用場景與案例名單”，涵蓋了鋼鐵、有色、石化、電子等多個重點行業領域19個典型案例，對推動可再生能源就地消納和工業用能低碳轉型起到了重要示范和實證作用。但總體來講，目前我國工業綠色微電網建設仍處于發展初期，很多技術尚需要圍繞場景需求迭代升級，有利于工業綠色微電網發展的市場機制尚待建立。
 

　　面對新形勢新要求，《指南》緊扣工業用能低碳轉型核心目標，做出了系統性部署：以推動多能高效互補利用、促進可再生能源就近高比例消納、加強與電網友好互動、具備工業負荷調節能力、提高數智化系統運行管理水平為五大建設原則，確立發展根本遵循；以可再生能源發電、工業余能利用、清潔低碳氫制取與利用、新型儲能應用、電能變換與柔性互聯、數字化能碳管理等為六大核心設施體系，夯實技術支撐基礎；以自籌自建、第三方共建為兩大建設模式，激活市場主體活力；以高載能、靈活性、可調節、高可靠四大應用場景為靶向，提升實踐適配性；以標準規范、先進技術、安全可靠、經濟合理為四大建設要求，筑牢高質量發展底線。這一部署既體現了對工業綠色微電網發展規律的深刻把握，也展現了推動我國工業綠色低碳高質量發展的堅定決心。
 

　　一、聚焦六大核心設施體系，筑牢工業綠色微電網物理基石
 

　　(一)可再生能源發電：從“裝得上”到“消納好”的縱深推進
 

　　截至2024年底，我國分布式光伏發電累計裝機達到3.7億千瓦，分布式光伏發電已經成為能源轉型的重要力量。其中，工業廠房屋頂、邊坡等空間資源潛力巨大，具備良好的分布式光伏應用潛力。國務院《2024—2025年節能降碳行動方案》指出，到2025年底，城鎮新建公共機構建筑、新建廠房屋頂光伏覆蓋率力爭達到50%。伴隨著可再生能源裝機容量的逐步提升，區域電網面臨愈發嚴峻的消納和調節壓力。
 

　　《指南》對此作出精準部署：一是明確提出“就近就地自消納比例原則上不低于60%”的要求，并鼓勵分布式光伏采用自發自用余電上網模式參與現貨市場，上網電量占總可用發電量的比例不超過20%，這將有效引導項目規劃更緊密貼合實際負荷需求。二是強調“可觀、可測、可調、可控”能力建設，要求提升可再生能源發電設施接入電網承載力和調控能力，這是工業綠色微電網與主網實現良性互動的前提。
 

　　(二)工業余能利用：挖掘“被忽視的能源寶藏”
 

　　數據顯示，我國單位GDP能耗高于發達國家水平，余熱資源平均回收利用率僅為30%左右，工業生產過程中大量工業余熱、余壓、余氣未能充分加以利用。加大工業余能利用將是提高工業能效的重要抓手。
 

　　《指南》的部署極具針對性：一是“分級高效回收”，要求根據余能品位優先用于高價值工藝環節，剩余部分用于發電或供熱制冷，實現能源梯級利用。二是明確在石化、紡織、食品等中低溫用熱(<150℃)領域推廣工業熱泵技術。這些措施市場廣闊、節能效益顯著。
 

　　(三)清潔低碳氫制取與利用：打造氫能多元利用路徑
 

　　當前，我國氫能產業正處于示范應用轉向規模化發展的關鍵期，綠氫成本高、儲運難，在氫氣總產量中占比仍較小。
 

　　《指南》的部署體現了多元化氫能應用思路：一是明確在清潔能源富集地區有序建設“制氫+用氫”一體化項目，并推進工業副產氫提純，從源頭保障氫源的清潔與經濟性。二是鼓勵有條件的園區先行先試，打通“綠電—綠氫—綠氨/綠醇”產業鏈，探索小型化、分布式氫/氨制取和應用技術，這不僅為綠氫消納找到了出口，更為能源—化工產業集群和工業深度脫碳提供了路徑。三是推動電解槽、燃料電池等關鍵裝備的技術進步，為產業規模化發展奠定基礎。
 

　　(四)新型儲能應用：按需配置，擔當“穩定器”與“調節器”
 

　　新型儲能是工業綠色微電網實現能量時空轉移和功率支撐的關鍵。當前工商業儲能應用主要服務于峰谷套利。然而，不同應用場景對儲能的需求差異巨大。
 

　　《指南》提出了“按功能需求配置”的精準化思路，根據可再生能源消納、頻率/電壓支撐、熱/冷負荷調節等差異化需求，選擇適配的儲能形式，鼓勵鈉離子電池、熱儲能等新技術創新應用，為儲能多元化發展指明了方向。
 

　　(五)電能變換與柔性互聯：構建“智能能源路由器”
 

　　隨著分布式電源、儲能、多元負荷的接入，工業綠色微電網的潮流分布多向、電壓波動、阻塞等挑戰凸顯。特別是存在配變重過載的區域，制約了更多分布式資源的接入。柔性互聯裝置能夠動態調節潮流分布，是實現工業綠色微電網柔性化、智能化的核心裝備。
 

　　《指南》將電能變換與柔性互聯作為核心系統之一，特別指出在重過載區域配置中低壓柔性互聯裝置。這一部署旨在實現區域內潮流靈活調度、電能質量優化和功率互濟，不僅能解決重過載問題，還能在故障時實現負荷轉供，大幅提升供電可靠性和分布式資源承載能力，是工業綠色微電網“柔性”特質的重要體現。
 

　　(六)數字化能碳管理：從“系統大腦”到“價值中樞”
 

　　數字化是工業綠色微電網能碳管理系統的重要技術路徑。目前許多能源管理平臺功能單一，缺乏智能預測、優化調度和碳管理能力。
 

　　《指南》對數字化能碳管理中心提出了更高要求，明確其應用人工智能、大數據、工業互聯網等先進技術，實現對能源供給、傳輸、消費等精準化計量、精細化管控、智能化決策和可視化呈現，并強化其能效優化、碳管理和負荷管理等功能，為工業企業或園區實現零碳、提高環境收益提供平臺支撐。此外，要求與電網調度平臺建立統一接口，確保信息實時共享，為工業用戶深度參與電網互動奠定基礎。
 

　　二、創新兩類建設模式，激發多元主體投資活力
 

　　工業綠色微電網投資大、技術復雜，單一模式難以適應所有企業需求。《指南》明確“自籌自建型”和“第三方共建型”兩種模式，為不同主體投資建設工業綠色微電網提供了路徑選擇。“自籌自建型”適用于負荷穩定、用能集中、有專業運維能力的工業企業或園區，其核心目標是提升綠電比例、保障用電安全，鼓勵其探索“源網荷儲一體化”及“虛擬電廠”模式，深度參與電力市場。“第三方共建型”通過合同能源管理、融資租賃等模式引入專業能源服務公司，降低用戶初始投入與運維負擔，適用于資金緊張或缺乏能源技術團隊的中小企業，以及希望快速實現綠色轉型的出口外向型企業。兩種模式并行，拓寬了融資渠道，有望加快工業綠色微電網技術的普及速度。
 

　　三、錨定四大應用場景，推動精準落地與價值釋放
 

　　《指南》精準錨定四大場景，體現了分類指導、精準施策的原則。高載能場景(如鋼鐵、石化)負荷大、用能連續、余能資源豐富，建設重點在于大規模綠電供應與工業余能深度耦合，構建多能互補體系。靈活性場景(如機械、紡織)多以離散制造為主，需求側響應潛力較大，建設重點在于提升預測與負荷靈活調控能力，結合電價信號靈活排產。規模化可調節場景(如電解鋁、制氫)負荷功率調節能力強，是優質的電網調節資源，建設重點在于發揮快速響應特性，使其成為參與電力互動的“主力軍”。高可靠場景(如算力中心)負荷對電能質量和供電連續性要求極高，建設重點在于構建多級容錯供電架構，并具備強大電能質量治理能力。四大場景劃分明確了工業綠色微電網建設的側重點和預期價值，增強了指南的實踐指導性。
 

　　四、嚴守四項建設要求，保障系統高質量發展
 

　　為確保工業綠色微電網“建得好、用得穩、效益長”，《指南》從標準、技術、安全、經濟四個維度提出了要求。一是標準先行，明確與大電網的責任邊界，這是行業健康、有序、安全發展的基石。二是技術驅動，要求加快清潔高效發電、構網型技術、先進儲能、柔性負荷調控、經濟運行優化等關鍵技術應用，并推動新一代信息技術融合，以技術創新引領產業升級。三是安全為底，建立覆蓋全環節的安全管理體系，強化核心裝備質量核查，嚴格遵循儲能安全、電磁兼容等要求，并構建網絡安全防護體系，筑牢安全底線。四是經濟可行，強化成本效益分析，引導社會資本參與，并通過拓展輔助服務、綠電交易等多重收益渠道優化經濟性，杜絕低效重復建設。這四項要求構成了一個完整的閉環，確保工業綠色微電網發展兼顧技術先進、安全可靠和經濟合理，實現高質量可持續發展。
 

　　《指南》是我國工業綠色微電網領域一份系統性強、操作性強的指導文件，不僅是技術指南，更是引導投資、激發活力、培育新質生產力的產業政策，其落地將有助于加快我國工業綠色低碳轉型，提升綠色競爭力，支撐新型電力系統建設和“雙碳”目標實現。
 

　　(作者：王成山 中國工程院院士、天津大學電氣自動化與信息工程學院)

 

　　原標題：專家解讀之一：推動工業用能低碳轉型，培育發展綠色新質生產力