馮玉鋒

(中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司科技創(chuàng)新部,北京西城100033)

0 引言

綜合能源服務(wù)是為能源用戶供應(yīng)綜合能源產(chǎn)品或提供產(chǎn)、供、銷、用一系列相關(guān)服務(wù)。綜合能源服務(wù)按服務(wù)類型可分為:能源供應(yīng)服務(wù)(供電、供氣、供熱、供水、供氫等)、技術(shù)設(shè)備服務(wù)(智能微電網(wǎng)、儲(chǔ)能、物聯(lián)網(wǎng)等)、管理服務(wù)、工程服務(wù)、投融資服務(wù)、其他衍生服務(wù)等[1-5]。目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)綜合能源服務(wù)的發(fā)展仍然是以電力為核心,與傳統(tǒng)供能方式相比,綜合能源服務(wù)向用戶提供多種能源的同時(shí)供給(電、熱、氣、水等),并依托智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多種能源的協(xié)調(diào)分配和有效轉(zhuǎn)化。此外,在多能供應(yīng)的基礎(chǔ)上,綜合能源服務(wù)整合了可再生能源、氫能、儲(chǔ)能等新元素。目前,國(guó)內(nèi)能源企業(yè)綜合能源服務(wù)的實(shí)施途徑多為天然氣多聯(lián)供、分布式能源等方式,通過新技術(shù)(如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算)的開發(fā)和使用,實(shí)現(xiàn)了多種能源協(xié)同供應(yīng)和綜合梯級(jí)利用,并提高了能源系統(tǒng)效率,降低了客戶用能成本。

近年來(lái),國(guó)內(nèi)電網(wǎng)公司、發(fā)電公司等能源企業(yè)陸續(xù)布局綜合能源服務(wù)板塊,導(dǎo)致其競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。國(guó)家電網(wǎng)公司是最早開展綜合能源服務(wù)的企業(yè)之一,已針對(duì)綜合能源服務(wù)板塊投資開發(fā)了多個(gè)工業(yè)園區(qū)示范項(xiàng)目,如國(guó)網(wǎng)客服中心、同里綜合能源服務(wù)中心等,這些項(xiàng)目的投運(yùn)為國(guó)內(nèi)多個(gè)地區(qū)開展綜合能源服務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。

受國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速回落、清潔能源大規(guī)模并網(wǎng)等新形勢(shì)沖擊,競(jìng)價(jià)上網(wǎng)等因素影響,傳統(tǒng)發(fā)電利用小時(shí)難以達(dá)到設(shè)計(jì)水平,國(guó)內(nèi)多家發(fā)電企業(yè)也提前布局了綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),陸續(xù)開展了一系列綜合能源服務(wù)項(xiàng)目建設(shè)。近年來(lái)發(fā)電企業(yè)的綜合能源服務(wù)多數(shù)以分布式能源供應(yīng)為主,為區(qū)域提供多種能源供應(yīng)及其他服務(wù)。在綜合能源服務(wù)領(lǐng)域,發(fā)電企業(yè)具有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),如電力專業(yè)人才、供能的運(yùn)維、管理、技術(shù)等方面資源雄厚。綜合考慮政策環(huán)境、技術(shù)支撐等因素,發(fā)電企業(yè)綜合能源服務(wù)的市場(chǎng)需求巨大,發(fā)展前景廣闊。

本文基于目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)及發(fā)電公司發(fā)展綜合能源服務(wù)現(xiàn)狀,結(jié)合核心技術(shù)研究及國(guó)家政策,分析目前主要存在的問題,并提出解決方案。

1 國(guó)家和地方政策導(dǎo)向

1.1 國(guó)家相關(guān)政策

為提高環(huán)境質(zhì)量,促進(jìn)可再生能源消納,提高能源系統(tǒng)綜合效率,“十三五”期間國(guó)家出臺(tái)了一系列相關(guān)支持政策,如《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》《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》《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于開展分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易試點(diǎn)的通知》等。已出臺(tái)的最新政策基本包含了綜合能源服務(wù)中所涉及的相關(guān)要素,整體上已做好了政策支持框架布局[6]?！蛾P(guān)于開展分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易試點(diǎn)的通知》針對(duì)分布式電源面向用戶直接交易有了清晰政策依據(jù),其試點(diǎn)項(xiàng)目納入可再生能源發(fā)展基金補(bǔ)貼范圍。這些政策推動(dòng)了一批示范試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施和投運(yùn),主要類型包括多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目、能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目、新能源微網(wǎng)示范項(xiàng)目、生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目、增量配電網(wǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目、燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電試點(diǎn),以及微電網(wǎng)、并網(wǎng)型微電網(wǎng)項(xiàng)目等,這些國(guó)家層面政策的出臺(tái)與實(shí)施,為發(fā)電企業(yè)綜合能源服務(wù)新業(yè)務(wù)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1.2 地方相關(guān)政策

響應(yīng)國(guó)家的政策號(hào)召,各省市地區(qū)針對(duì)分布式能源、可再生能源、能源互聯(lián)網(wǎng)、微電網(wǎng)等綜合能源服務(wù)組成要素,結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況制定了地方相關(guān)政策,其中多個(gè)省市的相關(guān)政策明確了補(bǔ)貼范圍?！堕L(zhǎng)沙市促進(jìn)天然氣分布式能源發(fā)展辦法》下調(diào)天然氣補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),天然氣分布式能源專項(xiàng)資金支持標(biāo)準(zhǔn)為2 000元/(k W·h),單個(gè)樓宇天然氣分布式能源項(xiàng)目最高不超過5 000×104元的補(bǔ)貼金額。《江蘇省“十三五”能源發(fā)展規(guī)劃》鼓勵(lì)發(fā)展分布式能源,積極推進(jìn)天然氣、光伏、風(fēng)能等分布式能源,以實(shí)現(xiàn)能源的就近消納和梯級(jí)利用?！逗邶埥笆濉蹦茉窗l(fā)展規(guī)劃》明確指出,鼓勵(lì)利用大型公共建筑及公用設(shè)施、工業(yè)園區(qū)等屋頂建設(shè)分布式光伏發(fā)電;全面放開用戶側(cè)分布式電力市場(chǎng),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公平接入,促進(jìn)分布式能源發(fā)展,推進(jìn)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)[7]。目前,山東、江蘇、上海等地方政策均涉及到綜合能源服務(wù)的相關(guān)組成要素,特別是上海、青島、鄭州等地針對(duì)分布式能源項(xiàng)目明確了補(bǔ)貼額度及范圍,多數(shù)地方圍繞分布式能源項(xiàng)目建設(shè)出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)政策[8]。目前,國(guó)內(nèi)發(fā)電企業(yè)多數(shù)圍繞分布式能源,天然氣多聯(lián)供開展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),國(guó)家和地方政策有利于未來(lái)幾年發(fā)電企業(yè)綜合能源服務(wù)項(xiàng)目的落地和運(yùn)營(yíng)。

2 發(fā)電企業(yè)綜合能源服務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)電網(wǎng)公司和發(fā)電公司已陸續(xù)開展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),電網(wǎng)公司綜合能源業(yè)務(wù)主要集中在園區(qū)提供冷、熱、水、電多能互補(bǔ)的綜合能源服務(wù),而發(fā)電企業(yè)在建或以投運(yùn)綜合能源項(xiàng)目多數(shù)以天然氣為主要能源,構(gòu)建分布式能源站,提供區(qū)域內(nèi)電、冷、熱、水、氣等多聯(lián)供服務(wù)。與此同時(shí),民營(yíng)企業(yè)依托已有業(yè)務(wù)拓展了綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),如遠(yuǎn)景能源立足風(fēng)電業(yè)務(wù)開展了分布式風(fēng)電、分布式光伏和智慧能源等業(yè)務(wù);天合光能依托其太陽(yáng)能業(yè)務(wù)開展了“發(fā)儲(chǔ)配用云”能源物聯(lián)網(wǎng)一體化解決方案供應(yīng)業(yè)務(wù);新奧集團(tuán)開發(fā)冷熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目,將燃?xì)狻⒗?、熱、電一起銷售給用戶,并形成了多元化產(chǎn)業(yè)[9-10]。目前發(fā)電企業(yè)開展的部分綜合能源服務(wù)類項(xiàng)目如下。

中國(guó)華電集團(tuán)為較早開展分布式能源供應(yīng)的發(fā)電企業(yè),天然氣分布式項(xiàng)目成為發(fā)展的新興板塊之一。其華電福新能源最早開展的廣州大學(xué)城天然氣分布式能源項(xiàng)目,裝機(jī)容量為2×78 MW,采用高效的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,能源利用效率可達(dá)到70%～80%,為廣州大學(xué)城區(qū)域提供冷熱電三聯(lián)供。此外,上海閔行、南寧、九江共327 MW分布式能源項(xiàng)目也隨后順利投產(chǎn)運(yùn)營(yíng);深圳華電坪山分布式能源項(xiàng)目,以國(guó)家級(jí)生物產(chǎn)業(yè)基地核心區(qū)為依托,輻射周邊工業(yè)聚集區(qū)約60 km2,實(shí)施冷熱電三聯(lián)供,不僅可以滿足區(qū)域負(fù)荷中心電力安全可靠供應(yīng),還可替代城區(qū)中的分散供熱鍋爐和電制冷空調(diào)系統(tǒng),對(duì)周邊區(qū)域?qū)嵤┘泄岷凸├?。與燃煤機(jī)組相比,坪山分布式能源供應(yīng)每年可分別減少氮氧化物及二氧化硫排放量達(dá)1 000～2 000 t[1]。

國(guó)家能源集團(tuán)所投資建設(shè)的陜西富平區(qū)域綜合能源示范項(xiàng)目于2018年4月首期工程投運(yùn)。富平區(qū)域綜合能源示范項(xiàng)目獲批成為國(guó)家第一批增量配電業(yè)務(wù)改革試點(diǎn)項(xiàng)目。富平區(qū)域綜合能源示范項(xiàng)目依托富平熱電2×350 MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組開發(fā)區(qū)域電、氣、冷、熱、水一體化、智能化供給。主要建設(shè)內(nèi)容包含能源動(dòng)力源、智能化綜合管廊、智能化樓宇、智能充電樁、智能微電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等。該項(xiàng)目為富平區(qū)域提供多種能源解決方案、各類能源梯級(jí)利用、區(qū)域綜合能源智慧化管理等方式,使區(qū)域能源一次能源轉(zhuǎn)化效率達(dá)到70%以上。

中國(guó)華能集團(tuán)近幾年積極開展綜合能源供應(yīng)服務(wù),依托工業(yè)園區(qū)、城市社區(qū)開發(fā)建設(shè),積極探索開展風(fēng)、光、汽、熱互補(bǔ),電、熱、冷、水聯(lián)供,發(fā)、購(gòu)、配、售一體的綜合能源供應(yīng)商服務(wù)。華能集團(tuán)投運(yùn)的桂林天然氣分布式能源項(xiàng)目為廣西省最大的燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目,配置了3臺(tái)GE6F.01燃?xì)廨啓C(jī),采用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)冷熱電三聯(lián)供模式,發(fā)電總裝機(jī)為210 MW,最大供熱能力180 t/h,年發(fā)電量約10×108k W·h,燃料利用效率可達(dá)81.15%,不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)周邊區(qū)域的冷熱電汽多能源供應(yīng),而且大幅度降低了氮氧化物、二氧化碳等污染物的排放量。

此外,中國(guó)大唐集團(tuán)、國(guó)電投集團(tuán)在多個(gè)地區(qū)依托發(fā)電側(cè)技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)開展了多個(gè)分布式能源供應(yīng)項(xiàng)目,以此來(lái)建立和維持與戰(zhàn)略用戶的穩(wěn)定關(guān)系,力爭(zhēng)在未來(lái)?yè)屨季C合能源交易市場(chǎng)制高點(diǎn)。但國(guó)內(nèi)發(fā)電企業(yè)已開展業(yè)務(wù)多數(shù)只涉及綜合能源服務(wù)的部分相關(guān)要素,如區(qū)域內(nèi)電、熱、水供應(yīng),而在微電網(wǎng)、多能互補(bǔ)調(diào)控、儲(chǔ)能、充電樁等園區(qū)綜合能源服務(wù)要素涉足較少,特別是在多能耦合與梯級(jí)利用方面,尚未發(fā)揮其在發(fā)電側(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),未來(lái)在區(qū)域多能源供應(yīng)方面仍有較大的發(fā)展空間。

3 發(fā)展策略與建議

3.1 存在問題分析

(1)整體上,國(guó)內(nèi)綜合能源服務(wù)已投運(yùn)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。國(guó)內(nèi)多數(shù)能源企業(yè)相關(guān)項(xiàng)目的多能源供應(yīng)融合的有機(jī)性較差,其結(jié)果表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)性達(dá)不到預(yù)期目標(biāo),在一定程度上制約了發(fā)電企業(yè)發(fā)展多聯(lián)供以外的綜合能源相關(guān)要素。以某工業(yè)園區(qū)綜合能源設(shè)計(jì)為例[11],傳統(tǒng)的“以熱定電”配置方案與考慮多能源耦合的優(yōu)化配置方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如表1所示。

表1 工業(yè)園區(qū)綜合能源不同配置方法經(jīng)濟(jì)性對(duì)比Table 1 Economic comparison of different comprehensive energy allocation methods in industrial parks 元

如表1所示,耦合優(yōu)化方案基于園區(qū)冷熱電負(fù)荷規(guī)律,合理配置供能設(shè)備容量,優(yōu)化運(yùn)行控制策略,結(jié)合儲(chǔ)能設(shè)備,不同設(shè)備間互補(bǔ)運(yùn)行,有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用,提高園區(qū)綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。

現(xiàn)階段,仍需進(jìn)一步優(yōu)化多能供應(yīng)系統(tǒng),特別是發(fā)電企業(yè)在可再生能源接收和處理方面應(yīng)進(jìn)一步節(jié)省供能成本。

(2)發(fā)電企業(yè)亟需突破核心技術(shù)以降低綜合能源服務(wù)的運(yùn)營(yíng)成本。綜合能源服務(wù)項(xiàng)目普遍投資風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高,并且回報(bào)的不確定性較高。在技術(shù)方面,亟需研發(fā)新技術(shù)降低運(yùn)營(yíng)成本,實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ),提高整體經(jīng)濟(jì)性。如圖1所示,未來(lái)發(fā)電企業(yè)仍需要突破的新技術(shù)包括多能源調(diào)度與調(diào)控、可再生能源接入、儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)等[12-14]。

現(xiàn)階段,如儲(chǔ)能、可再生能源接入等技術(shù)的投資、運(yùn)營(yíng)和技術(shù)改造成本費(fèi)用仍然較大,通過核心技術(shù)研發(fā),降低整體成本來(lái)迎合用戶需求,是發(fā)電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)的巨大挑戰(zhàn)。

(3)在政策方面,針對(duì)發(fā)電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)的鼓勵(lì)性政策仍然不足。目前,國(guó)家層面尚未出臺(tái)綜合能源服務(wù)的電價(jià)補(bǔ)貼政策,僅長(zhǎng)沙、上海、青島等地出臺(tái)了綜合能源項(xiàng)目建設(shè)補(bǔ)貼政策。如1 m3的天然氣可以產(chǎn)生電力3～4 k W·h,燃料成本為0.57～0.76元/(k W·h),再考慮其他成本,電價(jià)接近1元/(k W·h)。目前,在沒有電價(jià)補(bǔ)貼的條件下,發(fā)電成本仍較高。發(fā)電企業(yè)在開展綜合能源服務(wù)的地域選擇上存在一定的限制因素。由于缺乏全面的政策引導(dǎo)與支持,特別是用戶對(duì)綜合能源服務(wù)的增值服務(wù)不了解,導(dǎo)致了整體盈利模式并不清晰,成為發(fā)電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)中面臨的一大難題。

圖1 發(fā)電企業(yè)綜合能源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)Fig.1 Key technologies of integrated energy services for power generation enterprises

3.2 對(duì)策與建議

目前,傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)陸續(xù)開始向綜合能源服務(wù)商的角色轉(zhuǎn)變,未來(lái)發(fā)電企業(yè)在該領(lǐng)域發(fā)展新業(yè)務(wù)建議分為兩個(gè)方向。一方面,發(fā)電企業(yè)綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展方向應(yīng)立足于主業(yè),依托自身發(fā)電側(cè)技術(shù)和人才優(yōu)勢(shì),進(jìn)一步擴(kuò)展企業(yè)價(jià)值鏈,因地制宜地開展市場(chǎng)側(cè)需求分析,為電廠所在區(qū)域構(gòu)建清潔低碳、安全高效的新型能源供給體系,同時(shí)結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)開發(fā)能源供應(yīng)與接收的新技術(shù)和產(chǎn)品。發(fā)電企業(yè)可依托現(xiàn)有的火電、水電、風(fēng)電、光伏等資源,實(shí)現(xiàn)所在區(qū)域的多能耦合協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級(jí)利用,提高能源系統(tǒng)效率,節(jié)省區(qū)域供能成本,同時(shí)滿足終端客戶多元化用能需求。

發(fā)電企業(yè)可依托電廠現(xiàn)有資源開展多種能源輸出業(yè)務(wù),將電廠產(chǎn)生的中間產(chǎn)品終端化,向周邊區(qū)域提供多能供應(yīng)服務(wù)。地方火電廠可以向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型,能源輸出種類包含電、熱、水、氣、冷等,還可因地制宜提供氫、石膏、結(jié)晶鹽、粉煤灰等副產(chǎn)品。此外,發(fā)電企業(yè)還可向周邊企業(yè)提供運(yùn)維檢修、技術(shù)改造、節(jié)能診斷等增值服務(wù)。多能源輸出與增值服務(wù)的商品化所帶來(lái)的利潤(rùn)要高于企業(yè)現(xiàn)有水平,向主業(yè)價(jià)值鏈延伸的綜合能源服務(wù)發(fā)展方向有助于提升中小發(fā)電企業(yè)的盈利水平。

另一方面,針對(duì)工業(yè)園區(qū),發(fā)電企業(yè)可通過開發(fā)構(gòu)建以電為基礎(chǔ)的區(qū)域多能綜合供應(yīng)系統(tǒng),以多能源綜合利用方式優(yōu)化能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),滿足區(qū)域客戶冷、熱、電、氣等多種能源需求的新型能源服務(wù)方式,并針對(duì)整體能源解決方案進(jìn)行能源服務(wù)。

未來(lái)幾年,國(guó)內(nèi)園區(qū)綜合能源服務(wù)仍有較大發(fā)展空間,但由于現(xiàn)階段電力產(chǎn)品已高度同質(zhì)化,未來(lái)電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的本質(zhì)是各企業(yè)間成本競(jìng)爭(zhēng),降低園區(qū)綜合能源服務(wù)成本主要由業(yè)務(wù)開展模式和技術(shù)創(chuàng)新兩個(gè)方面所決定。從業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新方面,發(fā)電企業(yè)應(yīng)創(chuàng)新拓展業(yè)務(wù)模式,如發(fā)展大用戶直供、能源技術(shù)服務(wù)、“發(fā)配售一體化+能源綜合服務(wù)”等,尋求符合發(fā)電企業(yè)特點(diǎn)的綜合能源服務(wù)運(yùn)營(yíng)方式。在技術(shù)創(chuàng)新方面,發(fā)電企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì),突破關(guān)鍵核心技術(shù),如引入更多的清潔能源,加速布局儲(chǔ)能、微網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù),增加售電業(yè)務(wù)及多種能源交易和服務(wù)平臺(tái)建設(shè),在以上新興領(lǐng)域建立差異化優(yōu)勢(shì)。此外,在能源管理服務(wù)方面,應(yīng)圍繞大數(shù)據(jù)、交易服務(wù)等開發(fā)新業(yè)務(wù),利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)開發(fā)能源管理控制平臺(tái)是未來(lái)的重要發(fā)展趨勢(shì)[12,15]。

綜上所述,未來(lái)發(fā)電企業(yè)開展園區(qū)綜合能源服務(wù),一方面應(yīng)因地制宜選擇業(yè)務(wù)開展方式,另一面要突破核心技術(shù),布局新興業(yè)務(wù)領(lǐng)域,把發(fā)電企業(yè)的管理優(yōu)勢(shì)、規(guī)模優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)論

(1)國(guó)內(nèi)發(fā)電企業(yè)在多能耦合與梯級(jí)利用方面,尚未發(fā)揮其在發(fā)電側(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),且在綜合能源服務(wù)核心技術(shù)方面研究不足,除了部分地方性政策,國(guó)家針對(duì)發(fā)電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)的鼓勵(lì)性政策仍然不足。

(2)國(guó)內(nèi)發(fā)電企業(yè)應(yīng)立足本業(yè),著力突破核心技術(shù),最大限度開發(fā)各能源體系耦合互補(bǔ)調(diào)節(jié)作用,提高綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性,并結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦,因地制宜的開展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)。