工業園區具有經濟基礎好、能源消耗大、產業集聚等特點,是構建靈活多樣、低碳高效的綜合能源服務體系的 “理想試驗田”。
本文從促進清潔能源消納、能源需求優化、能源效率提升以及市場效益挖掘4個方面探討了適合園區開展的綜合能源服務商業模式,并從推動市場公平競爭、開放共享發展的角度提出了相關政策建議, 為探索建立園區綜合能源服務商業模式提供參考。

工業園區按其主導產業類型可分為綜合類、行業類和靜脈產業類園區。綜合類工業園區產業集群程度較高,行業類別較多,資源消耗種類也繁多復雜;行業類工業園區一般以某一類行業及其衍生行業為核心,資源消耗種類相對簡單,靜脈產業類園區主要從事再生資源回收、加工和利用,其用能類型也相對簡單,以電等二次能源為主。
除生產用能以外,工業園區內的商業、居民建筑、園區交通等,也是園區用能的重要組成。
目前工業園區能源消費面臨著諸多問題,如:
能源消耗總量大,溫室氣體排放量大;
園區內電、水、熱等能源的耦合利用不足,各類企業資源回收、余能利用不足,能源綜合利用率不高;
因本地資源稟賦、能源網絡調度技術等因素的限制,導致清潔能源應用比重不高等。
隨著習近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源戰略思想,能源生產和消費轉型成為我國可持續發展的重要命題。工業園區能源系統的低碳、高效、多能、智能發展已成為必然的發展方向。
園區綜合能源系統架構包含物理層、信息層和服務層。
物理層是物質基礎,實現能源生產、傳輸、供應等功能;
信息層是數據與控制中心,利用能源數據與信息通信技術,進行數據的交互與共享、智慧用能控制、數據價值挖掘等;
服務層是管理樞紐,基于綜合能源系統物理架構及數據、信息技術的支撐,在清潔能源消納、能源效率提升、能源智慧管理等方面提供綜合能源的整體解決方案。
園區綜合能源服務的商業模式是基于上述3個層次進行規劃、設計與實施。
2.1物理層
以石油、電力、天然氣等多種能源資源為供應側,構建分布式和集中式能源協調互補的供應方式,促進電網、石油管網、天然氣網、供熱網等多種資源管網耦合集成,運用多種倉儲設施及儲備方法滿足電力負荷、熱負荷、冷負荷等消費側能源需求,實現終端用戶的用能優化。
2.2信息層
針對各能源子系統建立動態數據中心,實現用戶側的能源生產、傳輸、存儲、共享等各環節的數據監測、分析、挖掘,提供能源智慧管理策略;基于能源數據與信息通信技術實現對能源樞紐站、源網荷儲協調、虛擬電廠、負荷側虛擬同步等的控制;構建微功率無線通信、電力線通信、泛在智能無線專網等通信網絡;在數據、控制、通信耦合集成基礎上開發云平臺技術服務模塊、綜合能源服務互動平臺。
2.3服務層
提供多元化的綜合能源服務,實現清潔能源有效利用,提升能源利用整體效率,如:分布式能源、儲能及電動汽車充電站的建設與運營;構建區域能源市場,形成公平、開放的準入機制,開展能源零售與能源交易;針對用戶側海量能源數據進行分類與挖掘,分析用戶個性化需求,開展綜合能源套餐定制等增值服務。
在國家發布的“能源十三五規劃”及“互聯網智慧能源”發展指導意見的推動下,園區綜合能源系統建設及綜合能源服務業態發展得到了有力的推動,改變了傳統能源系統互相獨立的產供消方式,構建“電、熱、冷、氣”橫向多能耦合、“源-網-荷-儲”縱向多能協同、以及能源生產、傳輸、存儲、消費都靈活高效的綜合能源系統。
這也改變了傳統能源系統“條塊分割”的情況,有利于培育新的市場主體。
下面將從促進清潔能源消納、能源需求優化、能源效率提升以及能源市場交易4個方面展開對綜合能源服務商業模式的探討。
3.1促進清潔能源消納
充分了解園區產業結構、用能需求特征和綜合能源服務資源稟賦,建設分布式與集中式供應相結合的綜合能源系統,開展針對傳統能源利用方面的項目規劃建設與投資運營。通過降低能源消費成本、提升能源利用效率獲得收益,同時對優化能源需求、降低終端能耗、減少氣體排放有積極影響。
3.1.1分布式能源系統建設
分布式能源具有靈活性高、排放低、就地利用等優勢,是園區能源利用的主要方式。分布式能源系統建設的業務方向包括:
①基礎設施服務,即能源基礎設施的建設、運行和維護,微能網的規劃、建設及運營,以及存量配電網向智能電網發展的改造等;
②區域性分布式發電廠的建設運營,如:園區大規模屋頂光伏和立面光伏系統的建設;
③虛擬電廠的建設,如:利用先進的通信及控制技術,整合不同類型分布式能源,有機結合儲能側和需求側的可用負荷,實現對發售電側的協調運行;
④發電與其他行業的耦合,如:參與制氫、制甲烷等能源轉換過程。
3.1.2能源社區運營
綜合能源系統中,終端用戶除了是能源消費者外,也可以通過建設分布式能源系統成為能源供應者,但光伏、風電系統的建設對一般用戶來說存在技術壁壘、供應安全、能源管理、投資風險等諸多方面的困難,能源社區的運營模式則可以解決上述問題。
能源社區是由運營商、工業用戶、商業用戶及個人用戶等組成的集合體,社區中的風、光、儲等設備可以由用戶自建或由社區運營商提供,用戶在滿足自身用能需求的基礎上,可以選擇存儲多余的能源或供給社區網絡。運營商擁有社區能源網絡及相應公共設施資產,可為社區用戶供能,或在需要時有償供應給外部公共網絡。
能源社區中所有的能源交換均通過數字化的智能系統準確記錄和計算,運營商及用戶均可通過能源供應等活動獲得收益。
能源社區在國外已有一些實踐案例,澳大利亞維多利亞州推出了家庭屋頂光伏與儲能系統項目,在降低初始投入成本的基礎上,提供每月固定價格的用電套餐,可為每個家庭節省上千澳元的電費支出。
項目運營商一方面通過用能系統的銷售與運維獲取收益,另一方面對這些系統進行統一管理,可在需要時為電網提供相應服務。
3.2能源需求優化
通過政策約束、價格激勵等方式引導客戶參與到園區的負荷調控,推動分布式和集中式能源供應的共同發展,優化能源消費結構,增強系統運行的靈活性,提高能源利用率,實現園區內能源網絡的經濟、高效和穩定運行。
3.2.1需求響應
需求響應主要是指通過政策或經濟手段挖掘用戶的響應潛力,促進各方互動以達到削峰填谷、緩解電力缺額等調控目標。
企業可根據可再生能源的資源情況調整生產計劃,當可再生能源資源充足時,實時電價相對較低,在資源欠缺時則相反,企業可據此調節其生產計劃,以降低用能成本,提高其生產經濟效益。
3.2.2供熱、供冷項目的建設與運營
項目為客戶提供供熱、供冷項目的規劃設計、建設、運營等服務,并提供專家服務以實現客戶項目實施過程中的成本控制,在此過程中,客戶能夠專注于其專業領域內,而將能源相關的技術問題交給專業人員處理,為其實現降低用能成本、能源高效利用的目的。
服務內容包括但不限于:
①能源傳輸、基礎設施分析、需求優化等方面的咨詢和規劃;
②供熱、供冷設備設施的建設及后續運營、維護和故障處理;
③冷、熱管網的建設與運維管理;
④能源審計服務等。其主要的服務模式包括2種:合同能源管理與集中式供能。
合同能源管理的重點是高效用能,承包商需利用最先進的技術為客戶提供高效用能服務;集中式供能的重點則是高效的能源分配和利用,以最大限度地減少能源消耗、降低成本,服務對象越多則分攤成本越低,提高整體運營效率。
3.3能源效率提升
針對園區內高能耗、粗放型的能源消費方式,有必要促進其能源精細管理和循環利用,提高資源配置效率,形成節約高效的能源消費體系。
3.3.1能源管理服務
能源管理服務主要是指在企業的能源采購、資源管理、生產計劃、設備維護等生產全周期內,提供能耗監測、能源消費分析、能源效率咨詢以及能源管理系統等服務,發現企業級、部門級以及特定環節中的能耗問題,發掘企業節能降耗的潛力,從而實現提高能源效率、降低用能成本的目的。
通常的實施步驟為:
①對能源供應、負荷曲線、能量平衡、投資收益等進行協同分析;
②針對具體的問題提出管理措施,制定解決方案;
③制定關鍵績效指標,管控能源管理方案的實施過程;
④分析能源系統整體運行情況,優化能源采購、系統運營等管理方式,不斷降低用戶整體成本。
3.3.2充電設施的建設與運營
在政府的大力推動以及各項優惠政策的扶持下,我國已逐漸發展成為全球最大的新能源汽車消費國。與我國新能源汽車的發展嚴重不匹配的是充電基礎設施的建設嚴重滯后,而針對充電設施的建設與運營模式的探索也將成為推動新能源汽車發展的動力之一。
充電站的建設服務包括:初期的規劃設計、土木工程和電網接入、硬件設施的安裝與調試、電量電費的計量核算等。
除了常規的建設運營服務之外,通過應用軟件提供附加服務也將成為一個重要的價值創造方向。針對充電站的運營商開發能源管理智能平臺軟件,提供運行監測、數據管理、需求分析與預測等服務;針對車主提供用戶版的智能充電管理軟件,提供附近站點忙閑信息、車輛充電數據、充電需求預判與站點推薦等服務。
在充電站建設與運營服務中,提供軟硬件結合的綜合服務,以硬件設施的規劃建設質量為基本,以軟件服務的智能性與靈活性為增值。
3.4能源市場交易
在當前能源市場蓬勃發展的形勢下,能源的生產、傳輸、轉化、存儲、消費等各個環節逐漸被打通,能源市場將變得更加公平、開放、透明,能源的商品屬性越發清晰,市場將催生新的商業模式,并挖掘出新的效益增長點。
3.4.1能源零售交易
在園區內,能源零售商可以根據不同用戶的用能特性和利益訴求,考慮其用能質量要求、用能時間段、用能需求量等,制定涵蓋不同價格機制的個性化綜合能源零售套餐。
在用能側,運營商為用戶提供靈活、經濟的用能套餐,根據實際需求調整能源配比、用能時間、價格機制等,滿足用戶多樣化的需求;同時通過對不同用戶的能源需求進行合理分配及預測,實現整體用能效率的優化。
在產能側,運營商可以與不同的能源供應商或上下游相關企業進行業務合作,通過聯合采購保障能源成本,通過提高能源利用率降低運營成本,通過聯合管理降低人力成本,提高管理效率。
小型的能源運營商可以通過這種業務合作產生的協同效應保障其能源零售服務的品質,利用其服務的靈活性和定制化,吸引對用能服務有更多需求的客戶,從而與傳統能源企業共同競爭。
3.4.2能源批發交易
園區的綜合能源服務商可以為區域內的分布式能源和終端用戶提供能源批發市場的代理服務:
①為各類服務對象建立標準化市場交易流程,提供能源產品評價、交易政策制定與市場分析等服務;
②針對能源交易需求較小的“小微用戶”,通過項目組合管理的方式集成多個用戶的用能負荷,使原本不滿足市場交易條件的用戶也能享受優惠的市場價格;
③對于自身能源需求較大的用戶,基于市場風險管控手段提供價格穩定、用能可靠的交易服務。
此外,未來能源交易平臺將朝著獨立、開放、多元的新型交易平臺發展,這也將催生以信息技術、數據服務以及安全服務為主的能源信息服務市場,使能源交易的開展更加輕松便捷。
園區的綜合能源服務商業模式的構建在于針對園區及行業用戶的實際情況和發展階段特征,研究推出高效率、低成本、具有清晰盈利模式和豐富社會價值的綜合能源服務解決方案。
一個成熟的商業模式需要在市場環境中接受檢驗并進行實踐,這既需要各類市場相關方不斷創新創造,也需要政府部門通過政策進行引導與約束,保障用戶及各市場主體的基本權益,培育新的利益相關方,促進綜合能源市場開放競爭、健康良好地發展。
(1)消除行政壁壘,能源配置由行政化轉向市場化。
推進能源資源領域的供給側結構性改革,加快油氣、熱力、電力等領域體制改革,破除行業壁壘,強化市場競爭;促進能源流、信息流的自由流動,完善制度體系保障各種能源實現橫向多能互補、縱向梯級利用。
(2)按照市場化改革方向,推行有利于提高系統效率的價格機制。
實施峰谷價格、季節價格兩部制價格等科學價格制度,推廣落實氣、電價格聯動等價格機制,引導電力、天然氣用戶主動參與需求側管理。
(3)鼓勵創立專業化信息和技術服務提供商,提供跨行業、跨領域的科技、政策、管理等專業信息,擴充市場參與者信息獲取渠道,提高市場信息公開透明度,消減信息不對稱,降低交易成本,推廣技術升級,提高智慧能源體系效率,降低生產成本。
(4)發揮市場在資源配置中的決定性作用,推動建立公平競爭、開放有序的能源市場交易體系。建立健全能源市場的準入制度,鼓勵第三方資本、小微型企業等新興市場主體參與市場,促進各類所有制企業的平等、協同發展。加快電力、油氣行業市場體系建設,建立市場化交易機制和價格形成機制,有效引導供需。允許市場主體自主協商或通過交易平臺集中競價等多種方式開展能源商品及靈活性資源等能源衍生品的服務交易,最大限度地激發市場活力。
(5)鼓勵互聯網企業和能源企業合作,實現能源大數據的集成、共享和交易,促進應用創新,加強安全監管。
工業園區在發展綜合能源服務方面具有天然的優勢,隨著我國能源變革進程的不斷推進,可以想見,未來園區的綜合能源服務市場將成為各類市場參與主體開展競爭的重要領域。
來源:《電力需求側管理》南度度
作者:朱君、孫強、馮蒙霜、蘇慧玲、朱嬋霞、孫志凰、蔡暉、韓超