王明遠(yuǎn),張桂青,田崇翼,遲青青,呂 雯
(1.山東建筑大學(xué),山東 濟(jì)南 250101;2.國網(wǎng)山東綜合能源服務(wù)有限公司,山東 濟(jì)南 250021)
近年來,人們的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升,能源消耗不斷增加,能源儲(chǔ)備愈發(fā)不足,對(duì)環(huán)境的破壞也越來越嚴(yán)重[1]。隨著能源互聯(lián)網(wǎng)、分布式電源相關(guān)技術(shù)的不斷提升,電力市場交易體制不斷完善[2],與綜合能源相關(guān)的配套服務(wù)也在迅猛發(fā)展。綜合能源服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)多能綜合利用,提高能源利用率,增加可再生能源消納能力,成為節(jié)能減排的有效方式,也是各國在實(shí)現(xiàn)能源高效利用、降低環(huán)境污染方面的熱門研究問題。
工業(yè)園區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分,但也造成了不小的污染。因此,工業(yè)園區(qū)如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效的發(fā)展十分重要,需要構(gòu)建全新的清潔、低碳、安全、高效的能源體系。園區(qū)具有建設(shè)綜合能源系統(tǒng)相關(guān)的資源條件,不管是從自然條件、空間方位、與電網(wǎng)互動(dòng)和與客戶溝通的角度來講,都比較成熟和完備,有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好、能源消耗大、產(chǎn)業(yè)集聚等特點(diǎn)[3],成為能源轉(zhuǎn)型與變革試點(diǎn)、示范的重要對(duì)象,是綜合能源服務(wù)的“理想試驗(yàn)田”。
通過介紹工業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的研究背景和用能特點(diǎn),闡述工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)常見的開發(fā)模式、盈利模式和業(yè)務(wù)模式,并對(duì)相關(guān)政策進(jìn)行解讀;最后針對(duì)綜合能源服務(wù)現(xiàn)有不足,給出發(fā)展建議,為綜合能源公司提升能源效率、降低用能成本、促進(jìn)競爭與合作提供參考和借鑒。
我國工業(yè)園區(qū)中的能量流通過程包括能源生產(chǎn)、能量轉(zhuǎn)換、能量傳輸、能源儲(chǔ)存和能源消費(fèi)5 個(gè)環(huán)節(jié),包含風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、光熱電站、燃?xì)獍l(fā)電、燃?xì)庵茻?、電制冷、吸收式制冷等多種用能形式,用能種類多、數(shù)量大,節(jié)能空間廣。常見的供能系統(tǒng)有冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)、風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等。
工業(yè)園區(qū)內(nèi)普遍建設(shè)了用能監(jiān)控管理系統(tǒng)[3],用于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控,但能源結(jié)構(gòu)不合理,缺乏聯(lián)動(dòng)方式及策略,能源利用率偏低[4];其次,部分工業(yè)園區(qū)正在使用的用能監(jiān)控管理系統(tǒng)只具備分析功能,不能對(duì)各能源模塊實(shí)施控制,無法實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備出力的自動(dòng)調(diào)節(jié)[5],使得工業(yè)園區(qū)整體能源效率偏低,提升空間巨大。
目前園區(qū)綜合能源業(yè)務(wù)推廣的技術(shù)研究和應(yīng)用方向,主要包括可再生能源利用,區(qū)域集中供冷、供熱,生產(chǎn)過程及工藝的節(jié)能改造,余熱、余能、廢水、廢渣回收利用,電動(dòng)汽車,儲(chǔ)能及信息化系統(tǒng)等,通過集成各種能量轉(zhuǎn)換裝置和節(jié)能優(yōu)化技術(shù),將風(fēng)、光、氣、儲(chǔ)、地?zé)岬榷喾N分布式能源以信息網(wǎng)及電力網(wǎng)或熱力網(wǎng)的方式進(jìn)行高效互聯(lián),實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)、多供用能主體互聯(lián)互濟(jì)、資源設(shè)施共享,滿足多種用能需求,提高能源利用效率、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、可再生能源利用率,有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本和環(huán)境壓力。
今后工業(yè)園區(qū)的綜合能源業(yè)務(wù)將實(shí)現(xiàn)多元化、多領(lǐng)域發(fā)展[6],可以進(jìn)一步拓展能源交易、需求響應(yīng)和現(xiàn)貨交易等新型業(yè)態(tài),成為支撐能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要領(lǐng)域,也是綜合能源服務(wù)提升經(jīng)濟(jì)效益、擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍的主要陣地。
工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)的商務(wù)模式根據(jù)時(shí)間周期可分為建設(shè)前期的開發(fā)模式、運(yùn)營階段的盈利模式以及后期增值服務(wù)的業(yè)務(wù)模式,不同的商務(wù)模式影響了工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)的整體效果。因此,為提升園區(qū)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,創(chuàng)造更多的利潤,滿足用戶日常生活、企業(yè)正常生產(chǎn)和提升社會(huì)層次的能源服務(wù)需求,選擇合適恰當(dāng)?shù)纳虅?wù)模式至關(guān)重要[7]。
目前工業(yè)園區(qū)在投資建設(shè)階段的開發(fā)模式種類較多,下面主要介紹3 種主流的開發(fā)模式,即采購—設(shè)計(jì)—施工工程總承包(Engineering-Procurement-Construction,EPC)模式、建設(shè)—經(jīng)營—移交(Build-Operation-Transfer,BOT)模式、公私合作(Public-Private Partnership,PPP)模式。
2.1.1 EPC模式
EPC 模式是指建設(shè)公司受業(yè)主委托,與業(yè)主簽訂工程建設(shè)過程的相關(guān)項(xiàng)目合同,對(duì)項(xiàng)目建設(shè)過程中的設(shè)計(jì)過程、采購過程、施工過程、運(yùn)行過程等實(shí)行全部承包或者部分承包的一種模式[8],結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 EPC模式結(jié)構(gòu)
2.1.2 BOT模式
BOT 模式是政府和建設(shè)公司之間達(dá)成協(xié)議,合作投資、建成基礎(chǔ)設(shè)施,并對(duì)其運(yùn)行過程進(jìn)行管理的一種模式[9],結(jié)構(gòu)如圖2所示。政府和建設(shè)公司簽訂協(xié)議合同[10],允許建設(shè)公司在許可時(shí)間段內(nèi),自行籌措資金建設(shè)設(shè)施,建成后對(duì)其運(yùn)行過程進(jìn)行管理,并可運(yùn)營設(shè)施衍生的產(chǎn)品和相關(guān)增值項(xiàng)目。
圖2 BOT模式結(jié)構(gòu)
2.1.3 PPP模式
PPP 模式是指政府與建設(shè)公司之間建立特許權(quán)協(xié)議[11],讓私營部門提供資源,參與建設(shè)城市基礎(chǔ)項(xiàng)目或提供公共服務(wù),由金融公司支付費(fèi)用,給予建設(shè)項(xiàng)目公司長期的經(jīng)營權(quán),降低政府的財(cái)政壓力,達(dá)成雙方更有利結(jié)果的一種模式[12],結(jié)構(gòu)如圖3 所示。與BOT 模式相比,政府更多地參與項(xiàng)目在后期的運(yùn)行、管理過程,企業(yè)更多地參與項(xiàng)目在前期的研究過程[13]。
圖3 PPP模式結(jié)構(gòu)
在綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營階段,能源托管是園區(qū)內(nèi)的綜合能源服務(wù)一種典型的服務(wù)模式[14]。在未來放開電力現(xiàn)貨市場后,能源電力相關(guān)企業(yè)更應(yīng)該考慮如何根據(jù)用戶的實(shí)際情況和需要,提供有針對(duì)性的綜合能源服務(wù)方案。因此,重點(diǎn)分析綜合能源服務(wù)4種主要的盈利模式。
2.2.1 配售一體化模式
配售一體化模式中的售電企業(yè)與其他售電企業(yè)的不同點(diǎn)在于,其除了通過售電業(yè)務(wù)獲利以外,還通過參與配電網(wǎng)業(yè)務(wù)獲取收益[15]。在這種模式下,公司可以獲得保底利潤收入,并且直接與客戶接觸,拓展業(yè)務(wù)范圍,便于后期開展公司轉(zhuǎn)型,獲得多樣化的利潤收入。
2.2.2 供銷合作社模式
供銷合作社模式是指售電企業(yè)與其他發(fā)電公司聯(lián)合,整合發(fā)售電業(yè)務(wù)。售電企業(yè)直接和發(fā)電公司聯(lián)系,獲得一手的發(fā)電資源,尤其是聯(lián)合新能源發(fā)電企業(yè),以銷售清潔能源發(fā)電的名義,可以吸引更多的環(huán)保人士參與購電;由于售電公司的一部分收益反饋發(fā)電公司,與發(fā)電公司的合作會(huì)更加緊密,形成合作社內(nèi)互利共贏的局面。
2.2.3 綜合能源服務(wù)模式
綜合能源服務(wù)模式主要指配售電公司在進(jìn)行配售電業(yè)務(wù)外,還會(huì)根據(jù)客戶特點(diǎn),開展其他能源服務(wù)。這類公司除了提供電氣業(yè)務(wù)外,也會(huì)提供綜合能源套餐,向用戶提供多樣化的供電服務(wù),大幅提升用戶對(duì)公司的認(rèn)可度,推動(dòng)公司為用戶開展多樣化的綜合能源服務(wù)。
2.2.4 “配售一體化+綜合能源服務(wù)”模式
這種模式綜合了配售一體化和綜合能源服務(wù)的優(yōu)點(diǎn),配售電公司不僅可以從配售電業(yè)務(wù)中獲取發(fā)購電的差價(jià)利潤,還可獲取用戶的用電數(shù)據(jù),分析用戶的用電行為,為用戶提供更多的綜合用電方案,增加用戶對(duì)公司的黏性和認(rèn)可度,開展多樣化的綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),使公司的獲利空間更廣,并推動(dòng)公司更好更快地發(fā)展。
傳統(tǒng)供能方式中各供能系統(tǒng)之間沒有聯(lián)系,各自獨(dú)立運(yùn)行,而綜合能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“電、冷、熱、氣”多種能源的橫向耦合、源網(wǎng)荷儲(chǔ)縱向多能協(xié)同以及能源在流通過程中的靈活高效[16]。從4 個(gè)方面對(duì)綜合能源服務(wù)的業(yè)務(wù)模式展開探討如下。
2.3.1 能效提升業(yè)務(wù)
針對(duì)園區(qū)內(nèi)高能耗、粗放型的能源消費(fèi)方式,有必要在企業(yè)生產(chǎn)全周期內(nèi)提供能耗監(jiān)測、能源消費(fèi)分析、能源效率咨詢以及能源管理系統(tǒng)等服務(wù),發(fā)現(xiàn)企業(yè)用能過程中存在的能耗問題,挖掘企業(yè)降低能耗的潛力,推動(dòng)節(jié)能技術(shù)的提升,促進(jìn)能源高效利用,降低企業(yè)的用能成本。
2.3.2 能源消納業(yè)務(wù)
充分了解園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、用能需求特征和綜合能源服務(wù)資源稟賦,發(fā)揮園區(qū)地理位置優(yōu)勢(shì),建設(shè)分布式與集中式供應(yīng)相結(jié)合的綜合能源系統(tǒng),開展針對(duì)傳統(tǒng)能源利用方面的項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)與投資運(yùn)營,減少風(fēng)光發(fā)電的浪費(fèi)現(xiàn)象,增加可再生能源的利用程度[17-18],降低綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行花費(fèi),減少對(duì)環(huán)境的污染程度。
2.3.3 能源優(yōu)化業(yè)務(wù)
通過政策約束、價(jià)格激勵(lì)等方式引導(dǎo)客戶參與園區(qū)的負(fù)荷調(diào)控,增加用戶對(duì)于需求側(cè)響應(yīng)的參與程度,調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃,促進(jìn)各方互動(dòng)以實(shí)現(xiàn)削峰填谷、緩解電力缺額的目的。為客戶提供供熱、供冷項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等服務(wù),優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),控制園區(qū)用能系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)成本,促進(jìn)高效用能,增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。
2.3.4 能源交易業(yè)務(wù)
目前我國電力市場正處于快速發(fā)展時(shí)期,能源的交易過程會(huì)更加公平、開放、清晰,能源的可交易屬性也會(huì)越來越被人們所接受[19],根據(jù)不同用戶的實(shí)際情況和現(xiàn)場訴求,考慮用戶對(duì)能源質(zhì)量的要求、時(shí)間段、需求量等,制定涵蓋不同的綜合能源交易方式,同時(shí)對(duì)用戶側(cè)的能源需求進(jìn)行合理的預(yù)測分析和調(diào)配,降低園區(qū)整體用能消耗,提升能源利用效率,實(shí)現(xiàn)園區(qū)整體優(yōu)化。
目前,我國綜合能源相關(guān)服務(wù)正處于快速發(fā)展階段,國家發(fā)布了一系列方針政策,推動(dòng)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)及綜合能源服務(wù)業(yè)態(tài)發(fā)展[20],促進(jìn)綜合能源服務(wù)市場健康、可持續(xù)發(fā)展。
2016 年2 月24 日,國家發(fā)改委、能源局、工信部印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》,推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)和能源行業(yè)的進(jìn)一步融合[21]。2016 年7 月,國家能源局和國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)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》,加大對(duì)多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目的扶持力度,積極推動(dòng)推動(dòng)市場化體制改革[22]。2017 年1 月25 日,國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于公布首批多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程的通知》,通知中公布了首批示范工程共23 個(gè)項(xiàng)目。2017 年2 月7 日,國家能源局發(fā)布了《微電網(wǎng)管理辦法》的征求意見稿,加大對(duì)微電網(wǎng)項(xiàng)目的扶持力度[23]。2018 年2 月26 日,國家能源局印發(fā)了《2018 年能源工作指導(dǎo)意見》的通知,促進(jìn)能源體系的安全平穩(wěn)發(fā)展。2020 年3 月11 日,國家發(fā)展改革委司法部印發(fā)《關(guān)于加快建立綠色生產(chǎn)和消費(fèi)法規(guī)政策體系的意見》的通知,推動(dòng)可再生能源相關(guān)政策機(jī)制的完善。2020 年8 月27 日,國家發(fā)改委官網(wǎng)公開征求對(duì)《國家發(fā)展改革委國家能源局關(guān)于開展“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》的意見,明確要求按區(qū)域(省)級(jí)、市(縣)級(jí)、園區(qū)級(jí)開展“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”建設(shè)。
從政策層面來講,國家正在將綜合能源服務(wù)納入國家能源規(guī)劃,對(duì)能源行業(yè)加強(qiáng)規(guī)劃指導(dǎo)和引導(dǎo),完善相關(guān)政策舉措,推動(dòng)綜合能源服務(wù)積極有序發(fā)展。“十三五”以來,綜合能源服務(wù)取得了初步發(fā)展成效,下一步,國家將繼續(xù)深化能源體制改革,穩(wěn)步推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場建設(shè),破除用戶側(cè)市場交易壁壘,加快推動(dòng)綜合能源服務(wù)發(fā)展。
我國傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)現(xiàn)有的綜合能源服務(wù)模式仍然存在很多不足之處,具有極大的市場潛力,隨著國家政策的引導(dǎo)、各方企業(yè)對(duì)綜合能源服務(wù)的積極推進(jìn)及技術(shù)的迅猛發(fā)展,園區(qū)綜合能源服務(wù)的新業(yè)態(tài)、新模式、新實(shí)踐后續(xù)將不斷地變革發(fā)展。
理順政策,形成合力,集中解決業(yè)務(wù)目標(biāo)。綜合能源服務(wù)有技術(shù)目標(biāo)、業(yè)務(wù)目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)目標(biāo)等,全部介入的話會(huì)造成極重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),短期內(nèi)不如側(cè)重發(fā)展業(yè)務(wù)目標(biāo)。緊抓國家針對(duì)綜合能源服務(wù)發(fā)展的政策要求,立足于現(xiàn)有的技術(shù)水平,為用戶開展多能融合供應(yīng)、智能運(yùn)維檢修、平臺(tái)數(shù)據(jù)分析、負(fù)荷調(diào)控等業(yè)務(wù),定期向用戶開展服務(wù)滿意度調(diào)查,獲取用戶評(píng)價(jià),挖掘用戶用能需求,并根據(jù)自身優(yōu)勢(shì),向客戶推廣多樣化的服務(wù)業(yè)務(wù)。同時(shí)加強(qiáng)與外部單位合作,形成技術(shù)儲(chǔ)備,由點(diǎn)向面逐漸延伸,開拓服務(wù)領(lǐng)域,拓寬盈利空間。
保持開放共享、合作共贏的態(tài)度,加強(qiáng)與綜合能源市場各領(lǐng)域主體間的合作。綜合能源相關(guān)企業(yè)可以利用客戶資源和融資渠道,聚焦用戶數(shù)據(jù)收集與分析,引導(dǎo)供需對(duì)接,推動(dòng)傳統(tǒng)能源行業(yè)與綜合能源服務(wù)的深度融合,提升綜合能源服務(wù)的品質(zhì),探索多方共建、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享的模式,吸引更多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域主體參與到綜合能源服務(wù)市場中,廣泛參與各方合作,積極探索綜合能源服務(wù)在各領(lǐng)域主體間的合作方式,深化產(chǎn)業(yè)融合,拓寬業(yè)務(wù)范圍,創(chuàng)新商業(yè)模式,促進(jìn)綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)精準(zhǔn)連接、高效暢通,構(gòu)建綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。積極搶占綜合能源服務(wù)市場份額,使企業(yè)獲得收益逐步增長。
加強(qiáng)綜合能源相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新。研究分布式能源供應(yīng)、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)技術(shù),促進(jìn)可再生能源自主消納,降低綜合能源服務(wù)的投資花費(fèi);大力發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù),平抑設(shè)備出力和負(fù)荷波動(dòng),保障園區(qū)供能可靠性,提升與外部交換的靈活性;大力開展海上風(fēng)電及相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域技術(shù),深入研究電解氫制甲烷、甲醇等前沿技術(shù),促進(jìn)海上風(fēng)電消納。強(qiáng)化能源科技基礎(chǔ)研究,打造科技創(chuàng)新平臺(tái),提高綜合能源服務(wù)創(chuàng)新能力建設(shè),加強(qiáng)綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)與能源互聯(lián)網(wǎng)的深度融合,推進(jìn)能源數(shù)據(jù)開放共享,打通各領(lǐng)域主體之間的數(shù)據(jù)流通渠道,為綜合能源服務(wù)發(fā)展提供強(qiáng)勁的技術(shù)支撐。
我國傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)的能源系統(tǒng)依然存在能效偏低、精細(xì)化程度不高、新能源比例不高等問題,國內(nèi)綜合能源服務(wù)正處于發(fā)展階段,如何開展商業(yè)化業(yè)務(wù)和如何利用業(yè)務(wù)獲取利潤尚不明朗,電力市場交易各主體之間還未建立起競合關(guān)系,國家正在出臺(tái)一系列政策引導(dǎo)綜合能源市場的發(fā)展。綜合能源相關(guān)企業(yè)應(yīng)落實(shí)國家能源政策,推動(dòng)能源市場建設(shè),并不斷提升能源服務(wù)創(chuàng)新能力。
未來產(chǎn)城融合和復(fù)合經(jīng)營將是工業(yè)園區(qū)的發(fā)展趨勢(shì),只有通過合理的規(guī)劃,響應(yīng)國家對(duì)綜合能源的政策要求,靈活運(yùn)用戰(zhàn)略合作模式,促進(jìn)工業(yè)園區(qū)、傳統(tǒng)能源企業(yè)、新能源企業(yè)攜手合作,實(shí)現(xiàn)多方已有資源互相補(bǔ)充,才能實(shí)現(xiàn)園區(qū)綜合能源服務(wù)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新和效益增長。