工業園區循環化改造過程中智慧能聯網的構建
——以孝感國家高新區能聯網框架為例

王宇波，蔣中航

（湖北工業大學經濟與政法學院，湖北 武漢430068）

我國工業園區循環化改造受制于能源壟斷、發展循環經濟成本難降等問題，企業生產效率不高，資源不能有效利用。這都要求工業園區遵循系統效益原則實行循環化改造，要把產業效益、環境效益、社會效益結合起來，綜合平衡，進行優化［1］，提高能源使用效率，減少碳排放，并積極探索產業鏈以及新型能源的利用方式。

能聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RTU（遠程終端裝置）、工業控制網絡、無線數據通信等技術，構造一個覆蓋全社會的能源共享、監測與管理的智能系統，是一種將不同種類能源的產生、利用、共享、管理連為一體的新的能源利用方式和節能技術，它使分散的新能源生產單位與傳統的電網、熱網和其它形式的能源網絡相互連接，為人類提供全面的能源服務，并將發展成為與互聯網、物聯網并列的第三大網絡。將智慧能聯網建設引入工業園區循環化改造過程中，實現全社會（政府、企業、公眾、個人）能源智能化管理的多功能平臺（eccp平臺）化，不僅可以解決能源的使用效率問題，而且通過一系列整合，以點帶面，有效改善園區整體規劃，提高土地使用效率，并形成新的產業帶。

1 能聯網在工業園區循環化改造過程中的作用

1.1 智能共享

通過在園區內建立信息技術與通信技術相融合而形成的ICT（formation Communication Technology）網絡，分配能源系統和中心能源供應，保證能源網絡的穩定和提供能源的質量。在供能的同時，實時向供需雙方傳送計量、控制與價格信號，使ICT網絡中的園區居民用戶和商業能源生產者都能進行高效交流。

1.2 智能監測

智能監測平臺可實時查看用能單位的能耗情況，依據園區內能耗情況發出預測預警，對用能單位的能耗使用情況提出針對性的調整意見；同時，還可對整個工業園區所屬監測單位能源數據的匯總和歷史比較進行宏觀分析，為政府節能監管部門提供決策依據，增強政府對能源的利用和節能的管控能力。

1.3 智能管理

通過對用能單位能耗分析和對標管理，掌握園區用能單位能源利用水平，以及行業對標完成情況的分析和管理。并對用能單位進行節能潛力分析，根據用能單位實際單耗和行業先進能耗水平（或者指定的行業能效標桿）的差異，結合用能單位相關經濟數據，分析其節能潛力。最后，匯總各用能單位節能潛力數據，宏觀分析整個工業園區的節能潛力，從而提高能源、資源的利用效率。

2 孝感國家高新技術產業開發區的能聯網構建

2.1 能聯網的基本構架

在園區建設包括電力、蒸汽、熱水、空氣、冷水、自來水和中水回用在內的能源供應網絡，通過智能計量、調度和定價系統，將分布式能源生產與骨干電網、熱電聯產企業網絡連接，實現能源梯級利用和可再生能源的生產共享；采用分布式基站網絡結構，通過載波智能功效、智能調整等手段降低設備能耗，開展合同能源管理；合理設計供電方案，推廣應用綠色電源（圖1）。

圖1 孝感國家高新技術產業開發區智慧能聯網共享平臺示意圖

2.2 構架的實現

2.2.1 技術支持 基于B/S結構即瀏覽器/服務器結構、C/S結構軟件（即客戶機/服務器模式）的客戶機和服務器兩層式系統［2］，采用分布式能源管理技術、儲能技術以及空間信息技術動態相結合，將使工業園區內部與外部的能源供給循環化。

分布式能源管理技術主要包括信息采集技術、智能化管理技術、分布式能源供熱技術、數據分析技術以及信息評估系統等。將開發區原有的集中供熱方式轉變為分布式能源供熱，是減少CO2排放的重要措施之一，分布式能源網絡有助于能量平衡，減少中心功能系統的擴展。分布式能源管理系統建立之后，把負荷、分布式發電以及每戶發電結合在一起，并根據一系列參數形成網絡，實現能耗優化。

新的儲能和傳輸技術包括新型儲能材料、儲能結構優化與設計技術、性能監控技術、狀態均衡技術和儲能系統規劃技術等。與傳統電網的用戶側節點不同，能聯網中的用戶側節點一般都具有發電能力，因此需要配備一定規模的分布式儲能系統。在傳輸方面，客戶機具有一定的數據處理和數據存儲能力，通過應用軟件的計算，將數據合理地分配在客戶機和服務器兩端，有效降低網絡通信量和服務器運算量。新的儲能和傳輸技術的應用，能更全面、系統地反應能源信息，提高園區各企業、各部門的能源梯級利用效率。

空間信息技術將全球定位技術（GPS）、地理信息系統（GIS）以及遙感技術（RS）與互聯網技術結合在一起，形成對政府、企業以及社會節能減排工作空間合理布局、能源管理分析以及構建節能系統的全面支持。

通過相關技術在改造過程中的應用，孝感國家高新技術產業開發區具備以下優勢:第一，節省資金，節約資源，循環利用；第二，解決園區能量梯級利用和高效利用問題，為分布式能源和太陽能等綠色能源發展提供了共享平臺；第三，配套公司自有生產設備迅速擴充，提升園區總體生產規模。

2.2.2 產業鏈 智慧能聯網是新興經濟的支柱［3］。新的能源管理技術不僅要加強能源的生產、傳輸和使用能源技術的基礎設施建設，還應考慮經濟的發展規劃與應用，以形成新的產業鏈。

孝感國家高新技術產業開發區的能源生產者解散了垂直管理的公用公司，其分布式能源生產將派生多種新的業務模式，形成一系列產業鏈，如園區能聯網新的通信功能會逐漸把能源運營商轉變為信息服務供應商，并向市場供應能源和銷售數據，從而產生新的業務，帶動周邊產業。

2.2.3 經濟生態系統 由能聯網形成信息流、能量流、物質流三大循環路線，將產業與產業、能源與能源、產業與能源之間相連，為園區內能量梯級利用提供共享平臺，形成園區新的循環生態系統（圖2）。

圖2 孝感國家高新技術產業開發區循環生態系統示意圖

2.2.4 綠色環保系統 能聯網以分布式可再生能源發電應用為基礎，以建立智能型綠色電網為目標，具有節能、低碳、環保的特點，有利于工業園區改善能源結構，也是構建資源節約型與環境友好型社會的基石。開展建筑節能，充分利用孝感市自然資源條件，在建筑工程中大力推廣利用太陽能光熱、光電技術，污水源、地源熱泵、生物質能等可再生能源應用技術，減少建筑對常規能源的依賴。重點推廣太陽能與建筑一體化應用、地熱能、風能等新能源，并通過能源供應網絡，提供給園區其他用能單位。積極引進專業化的節能服務公司，引進合同能源管理模式，推動居住建筑和大型公共建筑的節能改造。

2.3 實施效果

2.3.1 經濟效益方面 能源管理技術對能源進行合理分配，避免大規模生產條件下盲目競爭導致的產品過剩問題；由于采用新的儲能和信息技術，園區產業在循環化生產過程中，能源使用效率得以提高，最終降低了產品成本。循環化改造在提高能源效用的基礎上，通過產業鏈的延伸，使園區產業實現上下游密切關聯，形成園區內各種資源循環閉合系統，達到可持續發展的目標，步入循環經濟的軌道。

孝感市高新技術產業開發區2012年規模以上工業總產值為648.6億元，固定資產投資250.1億元，招商引資225億元，稅收收入3.08億元。通過智慧能聯網循環化改造，到2017年，預計年固定資產計劃總投資達到約1 500億元，將實施循環經濟發展項目28個，投資144.68億元，屆時園區工業總產值可達到1 600億元，實現國內生產總值620億元，利潤50億元，稅收40億元。

2.3.2 社會效益方面 通過實施各項節能、節水措施，孝感高新技術開發區在提高能源和水資源產出指標的同時，單位國內生產總值的能耗和取水量均會相應降低，到2017年，孝感高新技術開發區規模以上萬元工業增加值能耗下降到1.1t標煤以內，單位水耗低于90m3，工業水重復循環率大于95%，中水回用率達到90%以上，每噸燒堿（離子膜）綜合能耗降到310kg標準煤；造紙單位能耗下降20%，主要指標在國內領先，達到節能和環保的雙重效果。

3 結束語

智慧能聯網是第三次工業革命新經濟系統必不可少的支柱之一，在工業園區循環化改造過程中起到關鍵性的作用。它利用網絡通信科技把能源轉變為智能通用網絡，從而把周圍建筑產生的能源輸送到能源網絡中去，在開放的環境中實現與他人的資源共享，完全符合第三次工業革命分散式和合作式的性質。

［1］ 王宇波.生物質能利用方式對發展農村循環經濟的影響［J］.湖北農業科學，2008（12）:1529-1530.

［2］ 馬 雙.基于互聯網技術的新型能源監控管理平臺研究［J］.中國高新技術企業，2012，28:21-23.

［3］ 杰里米·里夫金.張體偉.第三次工業革命［M］.孫豫寧，譯.北京:中信出版社，2012:46-47.