太原机场零碳园区的 跨季节储能方案 赵玺灵 清华大学建筑节能研究中心 2025.5 整个城市能源体系实现零碳的关 键就是电和热的零碳化 城市或园 区能源系 统 零碳城市或园区能源系统 电 热 能源消耗 2 如何实现电力零碳化 ? · 构建新型电力系统 · 在电力系统产能端一是风电、光伏等可再生能源 · 在电力系统使用端—园区有自己的用电特征 日内供需不平衡问题 日内供需不平衡问题 季节性供需不平衡问题 瞬时的供需不平衡是 需要解决的核心问题 3 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 0 电量成本 一 设备折旧成本 2.0 1.5 0.8 · 成本可接受 · 短周期储能的 问题不突出 0.0 风光电 短周期储能长周期储能 日内供需不平衡问题——短周期储能 靠储电池、双向充电汽车、日储电热泵等技 k W ) 调 峰 发 电 成 本 ( 元 / 350 200 100 K W h ) 400 450 250 300 500 50 150 0.5 0.3 1.0 4 季节性不平衡 长周期储能问题 冬 夏 冬 0 50 100

现在春秋季中午，安徽院根据本 风电场已有测风数据、风机参数 及布置等，计算风电场全年不同 季节不同时段的出力，算出本风 电场春秋季节中午时段平均出力 为8.9MW。根据安徽省电网公司 提供的数据，安徽省风电场春秋 季中午时段的平均出力约20%。 p容量选择 Ø根据安徽省新能源消纳分析模 型显示春秋季节中午调峰压力紧 张持续时间约1小时，因此最终 确 定 风 电 场 配 套 储 能 容

但是，当前面临的关键的挑战在于如何确保反映现货市场和电网稀缺性的价格信号能够有效的传 递给灵活性资源，以激励其采用有利于电力系统安全运行的运行模式。 3．绿氢将是实现气候中和能源系统的重要组成部分，既有助于实现跨季节储能，又能促进 工业和部分交通领域的脱碳。 A 本节主要参考来源：Mennel, Tim, et al., Decentralized Flexibility and Integration of 方式。 因此，该机制成为首次试点将配网利用状况引入终端电价的时变配网费制度，通过 经济信号激励用户将用电转移到目前，时段划分仍较静态，仅按年度确定“高价、标准 价、低价”三个区间，对应不同季节与时段。电网负荷较低的时段。然而，这一机制为 未来更动态、能反映实时电网利用率的配网电价体系奠定了基础，使电价激励更精准地 引导电网友好型用电行为。 A Bundesnetzagentur, 可再生能源发电不足时承担电力系统的剩余负荷，因此将在发电侧成为电力系统灵活性的重要来 源。由于这类电厂的用氢具有明显的季节性特征，其氢气供应只能通过大规模储氢系统实现，以 便在冬季等高需求时期提供充足的储氢能力。此外，氢气储存设施同样发挥着关键作用。这类设 施需要具备大规模储氢能力，其中一部分还需实现跨季节储存（从夏季延续至冬季）。通过储存 大量能量，氢气储存系统不仅能够在可再生能源发电长期不足或进口受阻等特殊情形下提供储备

1%，而山西、山东分别为是6.2%和9.7%。三省比较下，山 东的光伏渗透率最高，也导致深谷幅度最大，深谷均价系数（最低时段均价：年平均值）低至0.5，峰谷均价比（最高 时段均价：最低时段均价）高至2.7（分季节分时段均价与分时电价政策的相关性详见第2条）。伴随着光伏装机继 续保持高速增长，白天时段的现货价格将进一步下探。 山西 广东 山东 甘肃-河东 甘肃-河西 蒙西-呼包东 蒙西-呼包西 间接影 响中长期分时结算价格 rmi.org / 17 2024电力市场化改革与电价体系洞察：面向市场参与者的十大趋势 图表8 部分省份工商业分时电价时段划分及浮动比例 省份政策 文件 季节/月份 用户 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 org / 18 2024电力市场化改革与电价体系洞察：面向市场参与者的十大趋势 （b） 辽宁省发展 改革委关于 进一步完善 分时电价机 制有关事项 的通知 （2023年9 月起执行） 其余季节 100千伏安及以上的 工商业用户 0.5 1 1.5 1 0.5 1 1.5 1 0.5 夏季、冬季 （1，7，8，12 月） 0.5 1 1.5 1 0.5 1 1.5 1.875 1.5

随着传感器、智能移动设备、互联网等的发展， 数据呈现爆炸式增长。 2. 农业的新变化 数据无处不在 数据无时不有 数据无物不生 数据无人不感 农 业 特点 量大 实时 复杂 类杂 地域性 季节性 多样性 周期性  目前，中国每年产生并被存储的数据总量超过 800EB （ 1018 字 节），相当于全人类讲过的话 160 倍。 KB （ 103 字 节）  把致贫原因摸清楚  把帮扶措施落到位  把党的政策送到家 计生 国土 公安 工商 ……. 7. 国家农业宏观管理—科学决策  优化统计数据、实现产销精准匹配。针对农产品时常出现的区 域性、季节性、结构性“卖难”和“买贵”问题，加强农产品产销信息平台 建设，通过农产品产销数据的收集、分析实现产销的精准匹配，促进了 农产品供需平衡。  利用互联网大数据，辅助决策。国家统计局与 BAT(

泽平宏观研究报告 4 此，储能是构建新型电力系统的最后一块拼图，也是我们看好的万 亿级赛道。有五大原因： 1) 从电力供需平衡来看，储能的 “削峰填谷” 及季节性调节效能 显著，优化资源配置，提升利用效率，缓解生产与消费的时间 矛盾，减少能源浪费。 2) 储能对电网稳定性和可靠性的提升作用关键。可快速响应电网 波动与故障，维持稳定运行，为关键设施提供应急电源，增强 1）长时性：长时储能的关键要素在于能量载体的流动性以及容量 与功率的解耦。抽水蓄能和压缩空气储能虽然具有能量载体的流动性， 但它们的应用受到地理位置的限制。相比之下，氢储能更适合于 4 小时 以上的长时间充放电需求，能够实现季节性的能量转移，其平均连续放 电时间可达 500-1000 小时。氢储能的自放电率极低，几乎为零，这使得 它能够适应长达一年以上的储能周期，且不受地域限制。 2）大容量：液态氢的氢储能的能量密度可达

185.9 214.6 178.9 181.4 207.7 244.5 243.7 201.2 158.8 2436.5 3.2.2 日照百分率 xx 县日照百分率的季节变化特点是以夏季最少、春季次之、秋冬季最 多为主要 特征，其中，1、2 月份日照百分率偏高，接近 70%，7 月日照百分率偏少，不足 50%；多年平均日照百分率 60%左右，其中，1971～2009 64m/s~7.82m/s 之间，宜布 置风机的海拔高度在 225m~798m 之间。 2）平均空气密度较低，在 1.18~1.21kg/m3 之间 3）该地区风速、风功率密度年变化表现出明显的季节性特点，总体为冬季较大， 夏季最小。风速、风功率密度日变化规律总体为午后最大，夜晚较小。 4）该地区主导风向为 SSW，次主导风向为 N，主导风能为 N。 5）根据现有数据和平均风速大小，同时参考周边已建工程情况，本阶段暂按 xx 风光储氢一体化项目 初步可行性研究阶段 6.3.2.5 季节性冻土 依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 附录 F《中国季节性冻土标准 冻深线图》，该地区的标准冻结深度为 1.4~1.6m。 6.3.2.6 设计依据的规程及规范 1)《建筑工程抗震设防分类标准》

、风电出力不稳定，存在保供风险 [9]。 综合测算结果表明，2030 年，在风光新能源、负荷侧资源不参与电力平衡条件下， 江苏电力供应用电晚高峰期可能存在的 1750 万千瓦左右的供电缺口；春秋季节及节假日 等时段新能源消纳尤其困难，填谷需求预计将大于削峰需求。 2.3 面临的挑战与机遇 2.3.1 挑战 （1）资源潜力挖掘与聚合难度大。由于需求侧有着大量分散、规模小、个性化的资源， 工商业用户调峰填谷能力，降低了工商业用户用电成本，推动了电力市场建设进程。为更 好地引导需求侧资源发挥作用，亟需形成更大激励力度、更具针对性的分时电价体系。具 体包括以下几点： 优化分时电价时段。结合全省净负荷在季节、时段和区域上的分布特征等，针对工业 负荷、非工空调、电动汽车、数据中心等用电行为特性，优化分时电价时段设置。在现有 基础上，增加午间深谷时段和晚间尖峰时段，探索分区动态分时电价，提高电价信号的精

升效率和优化资源配置，也关注如何在保障电力系统低碳稳定运行的前提下进一步提高零碳电力渗透率。实际 上，随着各国可再生发电渗透率的持续提升，这一问题已经成为全球议题。特别是在2021到2022年间，在全球能 源危机和国内季节性缺电叠加的背景下，电力市场支撑高比例可再生电力系统的重要性和迫切性达到了前所未 有的高度。欧洲可再生电力渗透率水平领先全球，其电力市场也相对成熟，但在全球能源危机的冲击下也正在寻 求进一步的电 年迎峰度夏期间，国网省间交易最大功率达到1900万千瓦7，有效支援了缺电省份。同时，跨省交易也搭建了省间 电力价格流动的桥梁，真实反映了电能的时空价值，电价日内曲线呈现出明显的单峰单谷特性，而年内显示出明 显的季节性差异，为全网电力资源优化配置提供了全局价格信号。 rmi.org / 28 2023电力市场化改革洞察：面向市场参与者的20大趋势 09 储能迈出参与现货市场第一步，但其收益恐难达到理论 预期水平 例如，山东基于已有火电机组的固定成本，于2020年核定从用户侧收取的容量补偿电价标准为0.0991元/kWh（ 含税）。而从2023年起，山东引入基于峰荷责任法的容量补偿电价收取方式，将用户侧原有的固定容量费率细化 为分季节分时段容量费率（图表13）。16此举旨在引导电力用户削峰填谷、错峰用电，改善电网供需状况，而分时 峰谷价格系数及执行时段预计将根据省内现货市场价格信号以年度为单位进行调整。 图表13 山东基于峰

固废环境影响 项目营运期主要的固体废弃物为员工生活垃圾，营运期管理人员 15 人，按 1kg/人•d 计， 产生量为 15kg/d，生活垃圾成分比较复杂，垃圾中的有机物容易 腐烂，会发出恶臭，特别在高温季节，乱堆乱放的生活垃圾将为蚊子、苍蝇和鼠 类的孳生提供良好的场所。垃圾中有害物质也可能随水流渗入地下或随尘粒飘扬 空中，污染环境，传播疾病，影响人群健康。因 此，将生活垃圾用垃圾桶收集 后，定时送环卫部门统一收集处理。 项目施工挖方回填后剩余土方可用于场地平整，最终无弃土产生。主要固废 45 / 51 为电线、包装材料和施工人员生活垃圾。电线、包装材料等外售处理。 生活垃圾成分比较复杂，垃圾中的有机物容易腐烂，会发出恶臭，特别在高 温季节，乱堆乱放的生活垃圾将为蚊子、苍蝇和鼠类的孳生提供良好的场所。垃 圾中有害物质也可能随水流渗入地下或随尘粒飘扬空中，污染环境，传播疾病， 影响人群健康。因此，将生活垃集中收集后由环卫部门统一处理。