楊錦成 駱建波 康麗惠 沈中華 盛 晏
上海市能源研究會(huì) 上海普天中科能源技術(shù)有限公司
區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架下的綜合能源服務(wù)
楊錦成 駱建波 康麗惠 沈中華 盛 晏
上海市能源研究會(huì) 上海普天中科能源技術(shù)有限公司
在分析能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性和類型的基礎(chǔ)上,著重闡述了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)契機(jī)、核心競(jìng)爭(zhēng)力和盈利模式,并就綜合能源服務(wù)的核心能力、發(fā)展路線和業(yè)務(wù)全景做了前瞻性的描述,以期有助于產(chǎn)業(yè)發(fā)展和試點(diǎn)落地。
從2015年7月國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)指導(dǎo)意見(jiàn)》提出“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源行動(dòng),到2016年2月國(guó)家發(fā)改委等聯(lián)合印發(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(jiàn)》,2016年6月份國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議了國(guó)家能源局《關(guān)于實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源行動(dòng)的工作情況匯報(bào)》,以及7月4日國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局進(jìn)一步發(fā)布了《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(jiàn)》。
能源是人類生存和發(fā)展的重要基石。近年來(lái),隨著化石能源枯竭以及環(huán)境危機(jī)加重,人類社會(huì)發(fā)展與傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)的矛盾日益突出,世界范圍內(nèi)對(duì)能源供給與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的需求愈發(fā)高漲,能源產(chǎn)業(yè)催生眾多發(fā)展方向,出現(xiàn)了能源互聯(lián)網(wǎng)、分布式能源、低碳、可再生能源、綠色和智慧等熱詞。這些詞匯內(nèi)在存在一些共性:互聯(lián)、高效、服務(wù)和友好?;ヂ?lián)是指同類能源互聯(lián)(區(qū)域電網(wǎng)、氣網(wǎng)等)、不同能源互聯(lián)(如燃?xì)廪D(zhuǎn)換為電、電轉(zhuǎn)換為熱等)以及信息互聯(lián)(如大數(shù)據(jù)與智慧城市、不同行業(yè)和部門間的信息溝通等);高效是指通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)能源高效利用;服務(wù)是指從傳統(tǒng)工程模式轉(zhuǎn)化為用戶直接提供服務(wù)的模式;友好是指不同供能方式之間、能源供應(yīng)與用戶之間友好互動(dòng)。
1.1 能源互聯(lián)網(wǎng)的必然性
能源互聯(lián)網(wǎng)是能源與信息深度融合的產(chǎn)物,是推動(dòng)能源改革的必然之路:
(1)技術(shù)層面
目前能源供應(yīng)模式已從集中式逐漸向集中式、分布式、微電網(wǎng)、戶用式等多元供應(yīng)發(fā)展。新能源發(fā)電技術(shù)、清潔能源發(fā)電技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)以及信息技術(shù)的發(fā)展,使能源互聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)上成為必然。另外,信息技術(shù)包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù),支撐著能源高效互聯(lián)以及用戶側(cè)的友好交互。
(2)機(jī)制方面
新電改以及PPP政策在制度方面為能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)提供了支撐。由于能源的優(yōu)化配置涉及到各個(gè)行業(yè)間、各個(gè)地區(qū)間的利益博弈,傳統(tǒng)能源企業(yè)從一開始的抗拒,到國(guó)家電網(wǎng)和中石油與BAT的跨行業(yè)合作,充分體現(xiàn)了傳統(tǒng)能源企業(yè)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)大趨勢(shì)從抗拒到順應(yīng)的轉(zhuǎn)變。隨著能源和環(huán)境問(wèn)題的加重倒逼著能源體制改革,以及經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展使得能源互聯(lián)網(wǎng)成為必然。
(3)政策方面
在新電改之前,輸配售環(huán)節(jié)幾乎完全由電力公司負(fù)責(zé),售電模式基本為發(fā)電企業(yè)售電給電網(wǎng)企業(yè),再由電網(wǎng)企業(yè)售電給用戶。在這種模式下,分布式發(fā)電只能間接地與用戶的交互。但是,通過(guò)電力體制改革,將輸配售各個(gè)環(huán)節(jié)解開,輸配售各個(gè)環(huán)節(jié)的電價(jià)由政府核定,實(shí)施宗旨為“放開兩頭,管住中間,大力支持分布式發(fā)展”。新電改增加了用戶對(duì)中間環(huán)節(jié)的可選擇性,推動(dòng)著新能源以及能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
能源互聯(lián)網(wǎng)的重點(diǎn)包括分布式發(fā)電、智能配電、智能用電以及用戶側(cè)的服務(wù),其體現(xiàn)了3個(gè)密集特點(diǎn):技術(shù)密集、資金密集和資源密集。在能源互聯(lián)網(wǎng)的背景下,需求側(cè)響應(yīng)以及綜合能源服務(wù)快速發(fā)展(如圖1所示)。
1.2 能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形
目前國(guó)內(nèi)對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的定義還不完全清晰,以下將舉例說(shuō)明能源互聯(lián)網(wǎng)的幾種模式。
(1)上海世博園智能電網(wǎng)綜合示范工程
智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)示范工程中,包括智能變電站、配網(wǎng)自動(dòng)化、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車、分布式能源接入。用電信息采集、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)為能源互聯(lián)網(wǎng)中大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”業(yè)務(wù)的發(fā)展提供支撐,但是目前數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量、使用效率、數(shù)據(jù)開放性還有待提高。
圖1 能源互聯(lián)網(wǎng)的必然
(2)海島微電網(wǎng)
以浙江電力為代表的海島微電網(wǎng),包括南麂島、東澳島等島嶼上形成孤島型的微電網(wǎng),包括風(fēng)機(jī)、光伏、柴油發(fā)電機(jī)(備用及調(diào)峰)以及儲(chǔ)能,表現(xiàn)為離網(wǎng)型,這是能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形,主要以電為主要能源。由于分布式能源的接入,滲透率較高,對(duì)電網(wǎng)的影響較大,在電網(wǎng)穩(wěn)定性方面亟待解決。
(3)上海虹橋商務(wù)核心區(qū)(一期)區(qū)域供能系統(tǒng)
它是以冷熱能源供應(yīng)為主的區(qū)供能形式,其南北有兩個(gè)能源站,每個(gè)能源站包含燃?xì)夥植际较到y(tǒng)、水蓄冷系統(tǒng),結(jié)合常規(guī)電制冷、鍋爐等,滿足區(qū)域內(nèi)200萬(wàn)平米建筑的所有冷熱需求、生活用水及部分電力需求。在條件允許的情況下,此類項(xiàng)目還可采用分布式光伏、儲(chǔ)能、地源(水源、空氣源)熱泵等技術(shù),在能源供應(yīng)環(huán)節(jié)做進(jìn)一步整合。
(4)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)
新奧的泛能網(wǎng)以及協(xié)鑫的分布式微能源網(wǎng)都是屬于區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)形式。新奧的泛能網(wǎng)將冷熱、燃?xì)饴?lián)系起來(lái),開發(fā)冷熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目,將燃?xì)?、冷、熱、電一起銷售給用戶。協(xié)鑫的分布式微能源網(wǎng)按照“六位一體”模式實(shí)施:將天然氣熱電冷系統(tǒng)、光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電、儲(chǔ)能技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、低位熱能結(jié)合為一體,提供多種能源服務(wù)。但是受前一階段燃?xì)鈨r(jià)格高企、電力并網(wǎng)(售電)制約等因素影響,此類項(xiàng)目推進(jìn)較為緩慢。
(5)以新能源為主導(dǎo)的能源互聯(lián)網(wǎng)
新能源以光伏或者風(fēng)電為主,以遠(yuǎn)景能源為例。它對(duì)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的信息化系統(tǒng)進(jìn)行深度開發(fā),通過(guò)對(duì)新能源發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并與天氣、地理數(shù)據(jù)整合形成大數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電預(yù)測(cè)和運(yùn)行控制,打通并優(yōu)化能源生產(chǎn)和消費(fèi)端的運(yùn)行效率。同時(shí)為用戶提供風(fēng)力發(fā)電站選址、風(fēng)機(jī)安裝、風(fēng)力發(fā)電站優(yōu)化運(yùn)行等一攬子服務(wù)。
(6)全球能源互聯(lián)網(wǎng)
它的實(shí)質(zhì)是特高壓電網(wǎng)+智能電網(wǎng)+清潔能源,實(shí)施清潔替代和電能替代,契合國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略。
在天然氣網(wǎng)絡(luò)、熱力網(wǎng)絡(luò)方面,能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用尚處在起步階段,主要體現(xiàn)在智能氣網(wǎng)和區(qū)域能源綜合供應(yīng)領(lǐng)域。而互聯(lián)互濟(jì)的重要樞紐;同時(shí),電能在能源傳輸與轉(zhuǎn)換等方面具有無(wú)法比擬的綜合優(yōu)勢(shì),其基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)也最為完備,具備互聯(lián)互通的條件。在能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)上,將以電網(wǎng)為核心實(shí)現(xiàn)不同能源之間的互相物理連接。未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)將以電網(wǎng)為核心,實(shí)現(xiàn)不同能源間互相物理連接,是一張基于信息通信技術(shù)的無(wú)形網(wǎng),涉及能源生產(chǎn)、利用的每個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)能源數(shù)據(jù)的采集、分析、共享和處理,并由此帶來(lái)商業(yè)模式的顛覆。
1.3 能源互聯(lián)網(wǎng)的類型
針對(duì)既有的各類能源互聯(lián)網(wǎng)雛形、概念及發(fā)展趨勢(shì),本文暫將能源互聯(lián)網(wǎng)分為3類:包括全球能源互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+能源以及區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)(如圖2示意)。
圖2 . 能源互聯(lián)網(wǎng)的類型
(1)全球能源互聯(lián)網(wǎng)主要體現(xiàn)
以特高壓為骨干,包括大規(guī)??稍偕茉吹妮斔?,以及全球互聯(lián)堅(jiān)強(qiáng)智能等特性,這是國(guó)家電網(wǎng)的能源互聯(lián)網(wǎng)的概念。
(2)互聯(lián)網(wǎng)+能源分為兩種模式。
一種是互聯(lián)網(wǎng)+新能源發(fā)電,如遠(yuǎn)景與華為、木聯(lián)能等合作形式,以信息化技術(shù)包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘等信息化形式,通過(guò)信息化的手段達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化、資源優(yōu)化配置、高效運(yùn)行的目的;另一種是互聯(lián)網(wǎng)+能源,如國(guó)家電網(wǎng)、中石油與BAT的合作形式,主要是利用國(guó)網(wǎng)或中石油渠道和數(shù)據(jù)入口獲取用戶信息,進(jìn)行深度的商業(yè)模式的創(chuàng)新與拓展。
(3)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)
其實(shí)質(zhì)是多能互補(bǔ)基礎(chǔ)上的綜合能源服務(wù),其發(fā)展路徑可分為兩類:一類是產(chǎn)業(yè)鏈延伸模式,如新奧、協(xié)鑫和華電的發(fā)展模式:新奧是以燃?xì)鉃橹鲗?dǎo),同時(shí)往燃?xì)獾纳疃燃庸?發(fā)電、冷熱供應(yīng)方向發(fā)展;協(xié)鑫以熱電聯(lián)產(chǎn)、光伏為主導(dǎo),同時(shí)向天然氣領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局;另一類是售電+綜合服務(wù)模式,是將節(jié)能服務(wù)或能效服務(wù)等增值業(yè)務(wù)整合在一起的能源服務(wù),相比于前一種模式對(duì)其產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)要求較低。
1.4 能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)和理念
綜合能源服務(wù)作為在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)下實(shí)質(zhì)性開展的業(yè)務(wù)內(nèi)容,在PPP和新電改條件下,出現(xiàn)了新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)。綜合能源服務(wù)核心是分布式能源以及圍繞它進(jìn)行的區(qū)域能源供應(yīng),同時(shí)可以將公共熱冷、電力、燃?xì)馍踔了畡?wù)整合在一起的一種綜合能源服務(wù)形式。但是PPP在推進(jìn)過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題,所以在這種類型業(yè)務(wù)開展的過(guò)程中,需充分關(guān)注其風(fēng)險(xiǎn)控制。
(1)產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)的核心在于區(qū)域的用能需求
主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面,一是熱電負(fù)荷的剛性需求,即用戶本身的用能需求。對(duì)于企業(yè)尤其是生產(chǎn)型企業(yè),電的來(lái)源存在多樣性,包括火電、燃?xì)夥植际桨l(fā)電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等,但是熱的來(lái)源具有局限性。由于環(huán)保問(wèn)題,很多地區(qū)都在禁煤,故對(duì)于熱負(fù)荷的供應(yīng),清潔能源替代的趨勢(shì)明顯。二是潛在的需求,即用戶希望能夠降低能源成本。在環(huán)境約束、環(huán)境友好和能源安全約束條件下,以區(qū)域能源供應(yīng),特別是冷熱負(fù)荷同時(shí)滿足的模式下,區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的契機(jī)就出現(xiàn)了。
(2)能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的外部約束
首先是經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,其實(shí)質(zhì)上是涅槃重生的過(guò)程,過(guò)程較為艱難;其次是要素的存量盤活需優(yōu)化配置;最后,較為有利的是制度方面,在制度方面,電改、油氣改革及PPP模式,為能源互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供了政策支撐。
(3)在能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)契機(jī)下的機(jī)制
從技術(shù)層面,主要考慮一是互聯(lián),即接入條件,二是互通,即轉(zhuǎn)換;從政策層面,主要考慮一是互動(dòng),即交易平臺(tái),二是互信,即約束機(jī)制,包括契約。以上條件相對(duì)成熟后,產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的契機(jī)才會(huì)真正到來(lái)。
對(duì)于產(chǎn)業(yè)參與者而言,需存有3個(gè)理念:一是經(jīng)營(yíng)理念,不再是傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目,而是一個(gè)長(zhǎng)期的經(jīng)營(yíng)活動(dòng);二是因地制宜,結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r,根據(jù)用戶的需求進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì);三是綜合評(píng)估,考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境、政策等邊界條件,以及用戶的產(chǎn)業(yè)情況,進(jìn)行綜合評(píng)估。
電力服務(wù)是區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)下,綜合能源服務(wù)的主要內(nèi)容之一,同時(shí),電力并網(wǎng)銷售也對(duì)區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)運(yùn)行形成直接的影響.
售電的模式分為競(jìng)爭(zhēng)性售電和保底性售電。對(duì)競(jìng)爭(zhēng)性售電模式而言,現(xiàn)階段開展的是售電代理和負(fù)荷集成,關(guān)注兩個(gè)方面即競(jìng)價(jià)機(jī)制和用戶資源的圈定??稍谑垭娀A(chǔ)上附加節(jié)能服務(wù)和增值服務(wù),同時(shí)風(fēng)險(xiǎn)控制(負(fù)荷預(yù)測(cè)和調(diào)控)和需求響應(yīng)均可包含在售電模式中。但是單純的售電存在幾方面問(wèn)題,如用戶的粘性、市場(chǎng)容量、持續(xù)性和增長(zhǎng)性等。
考慮到上述幾個(gè)問(wèn)題以及結(jié)合用戶的實(shí)際需求,可提出綜合能源服務(wù)的模式。綜合能源服務(wù)有兩個(gè)含義:一是綜合能源,涵蓋多種能源,包括電力、燃?xì)夂屠錈?;二是綜合服務(wù),包括工程服務(wù)、投資服務(wù)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)。綜合能源服務(wù)包含3要素:資金、資源和技術(shù)。
傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè),包括:電力企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、燃?xì)馄髽I(yè)、設(shè)備商、ESCO(節(jié)能服務(wù)公司)、系統(tǒng)集成商以及專業(yè)設(shè)計(jì)院都在策劃綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型,導(dǎo)致綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。
2.1 核心競(jìng)爭(zhēng)力
綜合能源服務(wù)公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力,筆者認(rèn)為主要有兩方面:一是在收益來(lái)源方面。收益來(lái)源體現(xiàn)在3個(gè)要素:電源、配網(wǎng)和大用戶。二是獲利能力方面。獲利能力體現(xiàn)在3個(gè)要素:技術(shù)、資金和資源。首先技術(shù)層面需突破,包括負(fù)荷預(yù)測(cè)、運(yùn)行優(yōu)化等技術(shù)能力;其次資金方面需穩(wěn)定的融資平臺(tái)和融資渠道;最后資源方面需掌握?qǐng)@區(qū)等用戶,或與上下游的電力、燃?xì)饣驘崃ο嗷ヂ?lián)系。開展上述業(yè)務(wù)關(guān)鍵是資源整合。
2.2 主體驅(qū)動(dòng)力
綜合能源服務(wù)的實(shí)施過(guò)程中,要考慮主體驅(qū)動(dòng)力。在整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中會(huì)涉及政府、園區(qū)、電力、燃?xì)?、發(fā)電和用戶等主體,其中政府、園區(qū)和電力是被動(dòng)方,而燃?xì)?、發(fā)電和用戶是主動(dòng)方。政府在節(jié)能環(huán)保指標(biāo)考核和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的壓力下,園區(qū)在生產(chǎn)業(yè)環(huán)境的形勢(shì)下,電網(wǎng)在電力消納和電網(wǎng)安全的背景下,未來(lái)將化被動(dòng)為主動(dòng),積極開展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)。而燃?xì)夤究紤]燃?xì)庀{和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,發(fā)電企業(yè)考慮增產(chǎn)增效,用戶考慮節(jié)能降本,將積極參與綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),但是后續(xù)主體角色定位可能會(huì)存在相互轉(zhuǎn)換。
2.3 綜合能源服務(wù)盈利模式
綜合能源服務(wù)的基本業(yè)務(wù)模式可從供能側(cè)和用能側(cè)出發(fā),通過(guò)能源輸送網(wǎng)絡(luò)、信息物理系統(tǒng)、綜合能源管理平臺(tái)以及信息和增值服務(wù),實(shí)現(xiàn)能源流、信息流、價(jià)值流的交換與互動(dòng)(見(jiàn)圖3示意)。
進(jìn)一步梳理綜合能源業(yè)務(wù)模式后構(gòu)建的綜合能源服務(wù)的理想盈利模式中,除了產(chǎn)業(yè)鏈和業(yè)務(wù)鏈的構(gòu)建之外,其盈利主要來(lái)源于以下四個(gè)方面:一是潛在的收益來(lái)源,包括土地增值和能源采購(gòu),這種模式主要應(yīng)用于園區(qū),土地增值方面,主要體現(xiàn)在入駐率上升、開工率上升和環(huán)境改善,而能源采購(gòu)方面,主要體現(xiàn)在園區(qū)用能增加,電力、燃?xì)庖约癓NG的議價(jià)能力提高;二是核心服務(wù),包括能源服務(wù)和套餐設(shè)計(jì),能源服務(wù)方面,主要體現(xiàn)在集中售電、熱、水、氣等能源,節(jié)約成本,而套餐設(shè)計(jì)方面主要體現(xiàn)在綜合包、單項(xiàng)包、應(yīng)急包和響應(yīng)包;三是基礎(chǔ)服務(wù),即能源生產(chǎn),包括發(fā)電和虛擬電廠,發(fā)電方面主要體現(xiàn)在清潔能源發(fā)電和可再生能源發(fā)電,若自用電比例越高,收益越好,而虛擬電廠方面主要體現(xiàn)在儲(chǔ)能、節(jié)能、跨用戶交易和需求側(cè)響應(yīng);四是增值服務(wù),包括工程服務(wù)和資產(chǎn)服務(wù),工程服務(wù)方面主要體現(xiàn)在實(shí)施平臺(tái)化和運(yùn)營(yíng)本地化,而資產(chǎn)服務(wù)體現(xiàn)在設(shè)備租賃、EMC(合同能源管理)和碳資產(chǎn)。整個(gè)綜合能源服務(wù)可看作是一種能源托管模式。
圖3 綜合能源服務(wù)的理想盈利模式
需要提醒的是,理想盈利模式中,需要結(jié)合各區(qū)域具體條件、各階段政策經(jīng)濟(jì)條件、各能源服務(wù)公司自身能力等因素,分階段、有選擇、有分工的開展和實(shí)施,能源服務(wù)公司除自身能力建設(shè)之外,還需要作為一個(gè)資源整合平臺(tái),構(gòu)建有競(jìng)爭(zhēng)力的業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)生態(tài)。
從售電業(yè)務(wù)延伸到綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),考慮到后續(xù)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展對(duì)核心能力建設(shè)的要求,建議在技術(shù)體系構(gòu)建、業(yè)務(wù)路徑設(shè)計(jì)、項(xiàng)目系統(tǒng)集成和關(guān)鍵技術(shù)掌握等方面,階段性的逐步進(jìn)行完善。
3.1 業(yè)務(wù)階段
綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)可分為3個(gè)階段:第一階段主要以市場(chǎng)拓展和風(fēng)險(xiǎn)控制為主,市場(chǎng)拓展主要是業(yè)務(wù)規(guī)模擴(kuò)大,風(fēng)險(xiǎn)控制主要是政策把握和價(jià)格策略;第二階段主要以綜合能源和綜合服務(wù)為主,綜合能源主要是發(fā)展能源技術(shù),滿足用戶剛性需求,而綜合服務(wù)主要是發(fā)展信息技術(shù),挖掘用戶潛在需求;第三階段主要以智慧能源和“互聯(lián)網(wǎng)+”為主,智慧能源主要是商業(yè)模式要?jiǎng)?chuàng)新,盈利空間要放大,而“互聯(lián)網(wǎng)+”主要是規(guī)模復(fù)制,快速拓展。在這三個(gè)階段中,第一個(gè)階段體現(xiàn)了價(jià)值流,第二個(gè)階段是能源流,第三個(gè)階段是信息流,但整個(gè)過(guò)程中,業(yè)務(wù)整合是關(guān)鍵。
綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)架構(gòu)可大致分為四個(gè)部分:用戶服務(wù)、市場(chǎng)交易、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和業(yè)務(wù)支撐。用戶服務(wù)包括營(yíng)銷結(jié)算和咨詢培訓(xùn);市場(chǎng)交易包括能夠購(gòu)入和能源銷售;生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)包括運(yùn)行調(diào)度和經(jīng)營(yíng)管理;業(yè)務(wù)支撐包括信息平臺(tái)和能源系統(tǒng)。
3.2 技術(shù)體系
技術(shù)體系包括能源技術(shù)體系和信息技術(shù)體系。
能源技術(shù)體系包括分布式發(fā)儲(chǔ)(供能)系統(tǒng)、分布式用能系統(tǒng)以及智能電網(wǎng)、智能氣網(wǎng)和智能熱網(wǎng),以及綜合能源服務(wù)平臺(tái)。不同能源及網(wǎng)絡(luò)之間,供、配、用三個(gè)環(huán)節(jié)存在耦合關(guān)系;同時(shí),分布式發(fā)儲(chǔ)系統(tǒng)和分布式用能系統(tǒng)存在逐步融合的趨勢(shì)。
在信息技術(shù)體系中,通過(guò)感知層、通信層、數(shù)據(jù)層和決策層的相關(guān)聯(lián)系,支撐著數(shù)據(jù)獲取、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和業(yè)務(wù)支持三個(gè)環(huán)節(jié)。將獲取的供能、用能等數(shù)據(jù),結(jié)合政策、價(jià)格等數(shù)據(jù),利用數(shù)據(jù)整合形成大數(shù)據(jù)庫(kù),采用數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測(cè)分析等手段開展商業(yè)拓展。目前數(shù)據(jù)挖掘仍存在以下問(wèn)題:包括數(shù)據(jù)可靠性、多樣性、一致性等問(wèn)題,通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)增值的業(yè)務(wù)模式還多在探索階段。
3.3 業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)
在綜合能源服務(wù)實(shí)施過(guò)程中,需考慮以下幾個(gè)因素:首先是地區(qū),優(yōu)選政策環(huán)境、能源和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)較好的地區(qū);其次是用戶主體,優(yōu)選規(guī)模和需求較大、產(chǎn)業(yè)有前景的用戶,如園區(qū)大用戶,包括工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)和CBD。
整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑是從單項(xiàng)能源技術(shù)到綜合能源集成技術(shù),從信息化技術(shù)到“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù),形成一個(gè)區(qū)域級(jí)的能源互聯(lián)網(wǎng),最后再整合到智慧城市的業(yè)務(wù)體系中。
3.4 方案設(shè)計(jì)
對(duì)于單個(gè)具體項(xiàng)目,需要進(jìn)行業(yè)務(wù)場(chǎng)景設(shè)計(jì),從規(guī)劃設(shè)計(jì)即充分考慮政府規(guī)劃、用戶需求、能源政策、財(cái)稅政策、產(chǎn)業(yè)政策等因素,進(jìn)行系統(tǒng)配置及能源產(chǎn)品價(jià)格體系設(shè)計(jì),結(jié)合商業(yè)模式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析,并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)技術(shù)路線、配置和運(yùn)行模式等優(yōu)化調(diào)整。同時(shí),進(jìn)一步確定燃?xì)?、電力、土地等外部?shí)施條件。
區(qū)域綜合能源服務(wù)的技術(shù)路線可以分為弱耦合和強(qiáng)耦合兩種模式。傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn),以煤為能源,能源網(wǎng)絡(luò)中燃?xì)?、電、熱是?dú)立的,這種模式屬于弱耦合;而通過(guò)將燃?xì)夥植际侥茉?、光伏、熱泵、?chǔ)能、蓄熱等供能整合,用戶的能源需求與各種能源系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度增強(qiáng),這種模式屬于強(qiáng)耦合。
在環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的約束條件越來(lái)越強(qiáng)的情況下,可行的技術(shù)路線逐漸趨向于強(qiáng)耦合模式,此種模式能源效率較高,但由于存在各種能源系統(tǒng)、供能與用能之間的強(qiáng)耦合,系統(tǒng)較為復(fù)雜,需要在充分考慮用戶的負(fù)荷特性和各類技術(shù)的應(yīng)用條件,在全壽命周期范圍內(nèi)因地制宜進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
區(qū)域綜合能源服務(wù)的技術(shù)因素主要有規(guī)劃設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)場(chǎng)景構(gòu)建、業(yè)務(wù)規(guī)則重構(gòu)以及運(yùn)營(yíng)管理。規(guī)劃設(shè)計(jì)包括靜態(tài)負(fù)荷測(cè)算、能源站和用戶選址、配置與接入、能量流模型、可靠性模型和經(jīng)濟(jì)性模型;業(yè)務(wù)場(chǎng)景構(gòu)建包括能源網(wǎng)絡(luò)建模、大數(shù)據(jù)分析、邊界條件界定、用戶交互;業(yè)務(wù)規(guī)則重構(gòu)包括交易政策和規(guī)則、期現(xiàn)貨能源購(gòu)入、用戶能源供應(yīng)機(jī)制;運(yùn)營(yíng)管理包括實(shí)施負(fù)荷預(yù)測(cè)、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、調(diào)度響應(yīng)?,F(xiàn)階段業(yè)務(wù)規(guī)則重構(gòu)和及運(yùn)營(yíng)管理是關(guān)鍵。
3.5 關(guān)鍵技術(shù)
(1)售電服務(wù)模式
現(xiàn)階段企業(yè)開展售電往往會(huì)產(chǎn)生著配網(wǎng)沖動(dòng),主要處于下面幾個(gè)方面的因素考慮:一是增量業(yè)務(wù),擁有配網(wǎng)可以開展發(fā)配售一體或配售一體業(yè)務(wù);二是增值業(yè)務(wù),擁有配網(wǎng)可以開展多元化業(yè)務(wù),包括新能源汽車、儲(chǔ)能及其套餐業(yè)務(wù)等,同時(shí)增強(qiáng)用戶粘性;三是創(chuàng)新業(yè)務(wù),由于擁有數(shù)據(jù)入口,可以開展基于大數(shù)據(jù)的商業(yè)模式創(chuàng)新。
(2)燃?xì)夥植际侥茉?/p>
燃?xì)夥植际侥茉词嵌喾N能源高效轉(zhuǎn)化的紐帶,可作為綜合能源供應(yīng)的結(jié)合點(diǎn)和樞紐。燃?xì)夥植际侥茉丛趯?shí)施過(guò)程中,需要考慮以熱定電、并網(wǎng)上網(wǎng)、運(yùn)行時(shí)間、優(yōu)化匹配、燃?xì)鈨r(jià)格以及投資界面等因素。在實(shí)際項(xiàng)目中,同樣配置條件下,發(fā)電效率、氣價(jià)、余熱利用、電價(jià)和運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)營(yíng)年限等因素對(duì)能源價(jià)格的影響較大。
(3)光伏能源
光伏發(fā)電應(yīng)考慮園區(qū)內(nèi)部整體消納,實(shí)現(xiàn)用戶之間的相互協(xié)調(diào)。在實(shí)際光伏項(xiàng)目中,相同條件下,完全消納和不完全消納對(duì)項(xiàng)目的靜態(tài)投資回收期影響較大。
(4)儲(chǔ)能模式
儲(chǔ)能包括利舊模式和新建模式兩種,其中,利舊模式主要利用電動(dòng)汽車、通信基站、數(shù)據(jù)中心和建筑儲(chǔ)能的既有儲(chǔ)能能力,其關(guān)鍵在于能量云管理系統(tǒng)以及用戶對(duì)主供能影響的評(píng)估。新建模式中,可用的主流儲(chǔ)能技術(shù)主要有鉛碳電池、鋰電池和液流電池,其中鉛碳電池逐步開始了其商業(yè)化應(yīng)用,但仍以產(chǎn)品供應(yīng)商投資的模式為主。儲(chǔ)能應(yīng)用推廣的關(guān)鍵在電價(jià)體系,在發(fā)電側(cè),儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在平滑出力、以及調(diào)峰調(diào)頻;在用戶側(cè),儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在實(shí)時(shí)性和峰谷差。由于現(xiàn)階段電價(jià)的激勵(lì)機(jī)制還不充分,導(dǎo)致儲(chǔ)能的效益體現(xiàn)不明顯。
(5)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域
節(jié)能技術(shù)包括工業(yè)節(jié)能和建筑節(jié)能。
工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域,在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)和供給側(cè)改革條件下主體風(fēng)險(xiǎn)增加;而建筑節(jié)能領(lǐng)域,分散、小型項(xiàng)目的時(shí)間和人工等占比較大,其發(fā)展具有局限性。因此,將節(jié)能業(yè)務(wù)整合到綜合能源服務(wù)中,可以有效規(guī)避上述局限。
(6)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)入口等條件以及形成,通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)生應(yīng)用效果。大數(shù)據(jù)的價(jià)值體現(xiàn)分3種形式:一是內(nèi)涵式發(fā)展,運(yùn)營(yíng)管理得到改善;二是跨界式發(fā)展,可開展增值服務(wù)拓展;三是共享經(jīng)濟(jì),即商業(yè)模式創(chuàng)新。
3.6 綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)進(jìn)入策略
綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)進(jìn)入策略可以從項(xiàng)目層面和業(yè)務(wù)層面進(jìn)行分析。
(1)項(xiàng)目層面
從3個(gè)方面闡述:一是盈利模式設(shè)計(jì),除項(xiàng)目本身經(jīng)營(yíng)收入外,應(yīng)盡可能控制投資,降低運(yùn)營(yíng)成本,并通過(guò)補(bǔ)貼或上市融資等方式強(qiáng)化盈利能力;二是利益關(guān)聯(lián)機(jī)制,考慮園區(qū)、用戶、燃?xì)? 、電力等相關(guān)方的利益訴求,獲得主要支撐,建立共贏機(jī)制;三是用戶選擇,選擇政策、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)屬性和經(jīng)營(yíng)狀況良好的用戶(群),有較好負(fù)荷特性。
(2)業(yè)務(wù)層面
從3個(gè)方面闡述:首先是業(yè)務(wù)拓展路徑,根據(jù)產(chǎn)業(yè)環(huán)境和資源情況確定自身定位,建立可持續(xù)的業(yè)務(wù)模式;其次是核心能力建設(shè),逐步建立以產(chǎn)品、集成能力、商業(yè)模式等為核心的競(jìng)爭(zhēng)力;最后是產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè),開展業(yè)務(wù)鏈整合和產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建,打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng),提升競(jìng)爭(zhēng)力、拓展能力和盈利能力。
產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展最關(guān)鍵是市場(chǎng)交易機(jī)制要相對(duì)完善,其中要考慮行業(yè)許可、價(jià)格與市場(chǎng)接軌、主要用戶支撐、基本能源保障、完善調(diào)價(jià)機(jī)制和行業(yè)監(jiān)管等因素。
在嚴(yán)格的環(huán)境約束下,越來(lái)越多的國(guó)家級(jí)和省級(jí)開發(fā)區(qū)、CBD將不允許使用燃煤,而區(qū)域內(nèi)用戶往往存在較大的用熱(冷)需求,因此,以燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)為樞紐,整合分布式光伏、空氣源熱泵、儲(chǔ)能等供能形式的區(qū)域供能項(xiàng)目,是現(xiàn)階段實(shí)施較多的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)雛形。
4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線圖
(1)能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有兩個(gè)特性
一是以能源為基礎(chǔ),有重資產(chǎn)屬性和商業(yè)模式創(chuàng)新的新型生產(chǎn)服務(wù)型能源產(chǎn)業(yè);二是能源互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值體現(xiàn)首先通過(guò)能源生產(chǎn)交易產(chǎn)生直接價(jià)值,同時(shí)通過(guò)涵蓋能源信息在內(nèi)的信息交換產(chǎn)生間接價(jià)值。因此,能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,將經(jīng)歷從以能源為主的初級(jí)階段到以信息為主的中級(jí)階段的過(guò)程。
(2)能源互聯(lián)網(wǎng)初級(jí)階段
初級(jí)階段以電力改革為觸發(fā)點(diǎn),從大用戶直購(gòu)試點(diǎn)到開展日前交易,實(shí)現(xiàn)配售分離,同時(shí)構(gòu)建與微電網(wǎng)、新能源發(fā)電相結(jié)合的主動(dòng)配電網(wǎng)及配套設(shè)施,最后形成分布式發(fā)電全面參與電力交易的格局。初級(jí)階段前期以電為主,通過(guò)電力的靈活交易,使得電價(jià)能夠直接反應(yīng)供需關(guān)系,引導(dǎo)資源進(jìn)行優(yōu)化配置;后期結(jié)合用戶氣、冷、熱、電等多種用能需求,將各類高效能源技術(shù)根據(jù)需求和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化組合,結(jié)合各類能源交易和增值服務(wù),形成綜合能源服務(wù)模式。但初級(jí)階段的前期、后期并不是截然分開的,主要依賴于項(xiàng)目實(shí)施的具體條件,包括環(huán)境約束、能源價(jià)格體系、市場(chǎng)化程度和用戶需求等。
(3)能源互聯(lián)網(wǎng)中級(jí)階段
中級(jí)階段以能源為主導(dǎo)過(guò)渡到以信息為主導(dǎo),以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)充分應(yīng)用為基礎(chǔ),具有人工智能特點(diǎn)的中級(jí)能源互聯(lián)網(wǎng)。中級(jí)階段除信息技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用之外,有賴于全社會(huì)開放的電力、燃?xì)獾饶茉唇灰资袌?chǎng)和碳排放、節(jié)能量等約束類指標(biāo)交易市場(chǎng)的建設(shè),結(jié)合各類用戶需求的標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化服務(wù)模式將普遍興起。
技術(shù)的進(jìn)步也會(huì)起到非常大的作用,當(dāng)分布式能源的經(jīng)濟(jì)性達(dá)到一定程度,政策性的約束也會(huì)下降。需要強(qiáng)調(diào)的是,實(shí)時(shí)電力交易市場(chǎng)的形成和制度的改革是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展落地的一個(gè)必要條件。
圖4為能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線示意圖。
4.2 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)全景
區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)需要建設(shè)的內(nèi)容非常多,涉及到眾多利益相關(guān)方,很少有企業(yè)進(jìn)行全面布局,需要行業(yè)內(nèi)多家企業(yè)的協(xié)作。圖5給出了區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)全景圖,主要包含工程平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)、金融平臺(tái)與交互平臺(tái)。
工程平臺(tái)主要是建設(shè)一個(gè)多能互補(bǔ)能源優(yōu)化集成系統(tǒng),目前還沒(méi)有整合用戶側(cè)的內(nèi)容。業(yè)務(wù)方面涵蓋了咨詢、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、工程、運(yùn)維等,如果集團(tuán)公司有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),就可以在區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)形成整體協(xié)同優(yōu)勢(shì),拉動(dòng)集團(tuán)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
服務(wù)平臺(tái)是指智慧能源管控系統(tǒng),包含底層的SCADA、需求側(cè)響應(yīng)、能源管理、能效管理、調(diào)度系統(tǒng)、負(fù)荷模擬、系統(tǒng)仿真以及上層的大數(shù)據(jù)、云計(jì)算平臺(tái)等,建議企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)、用戶的需求以及政策的條件限制逐步的展開建設(shè)。
圖4 . 能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路線圖
圖5 .區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)全景圖
金融平臺(tái)主要是解決項(xiàng)目投資與產(chǎn)業(yè)孵化的融資問(wèn)題。能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是重資產(chǎn)行業(yè),目前很多熱衷能源互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)是轉(zhuǎn)型過(guò)來(lái)的,以前的主要模式是做產(chǎn)品、做工程,在大項(xiàng)目系統(tǒng)集成、運(yùn)行的能力上稍有欠缺,隨著逐步向系統(tǒng)集成方向發(fā)展,就需要一些產(chǎn)業(yè)基金來(lái)幫助孵化。
交互平臺(tái)主要圍繞用戶,在與其他平臺(tái)產(chǎn)生的工程實(shí)施、運(yùn)營(yíng)管理和投融資產(chǎn)生交互的基礎(chǔ)上,與電力、燃?xì)獾冉灰灼脚_(tái)產(chǎn)生交易。
4.3 區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展階段
近期,區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可以分成3個(gè)階段來(lái)實(shí)施。
第一個(gè)階段著重在負(fù)荷側(cè)建設(shè),側(cè)重為用戶側(cè)提供能源應(yīng)用,包括分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等等,通過(guò)荷端(尤其是高耗能用戶)能源綜合管理、需求響應(yīng)、市場(chǎng)交易等,可以顯著提高能源使用效率,降低成本,提升需求端效益和企業(yè)盈利,促進(jìn)可再生能源的利用。
第二階段著重配網(wǎng)建設(shè),形成一個(gè)區(qū)域的閉環(huán)系統(tǒng),提高系統(tǒng)的可控性、可靠性和自平衡能力,并降低外部的依賴性,提高系統(tǒng)投資效率。
第三個(gè)階段將源端與供給側(cè)連接,通過(guò)源—荷端多能互補(bǔ)(源端集中電源供輸,荷端分布式太陽(yáng)能、熱泵、儲(chǔ)能等)和源—荷互動(dòng)(能源管控、優(yōu)化能效、需求響應(yīng)、市場(chǎng)交易等),進(jìn)一步優(yōu)化提升可再生能源利用效率。能力都是逐步建立的。
能源互聯(lián)網(wǎng)是新能源技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)高度發(fā)展并融合,同時(shí)建立在市場(chǎng)化能源體制基礎(chǔ)上的高效、新型能源生產(chǎn)利用形式。
建議能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)根據(jù)自身的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),不同階段和不同地域的政策環(huán)境,以及產(chǎn)品、技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景,務(wù)實(shí)的規(guī)劃設(shè)計(jì)自身的能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略和發(fā)展路徑,使其在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)拉動(dòng)的同時(shí)逐步完成業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型,構(gòu)建自身的產(chǎn)業(yè)生態(tài)和業(yè)務(wù)拓展空間。
Comprehensive Energy Service
under Regional Energy Internet Structure
Yang Jincheng, Luo Jianbo, Kang Lihui, Shen Zhonghua, Sheng Yan
Shanghai Energy Research lnstitute Shanghai Potevio Energy Science and Technology Co.,Ltd
Based on analyzing necessity and types of energy internet development, the author introduces industry opportunity, core competitive and profit model of regional energy internet development. The article also describes core competencies, development roadmap and business perspectives of comprehensive energy service in prospective view to be helpful to industry development and trial field implementation.
10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2017.03.005
楊錦成:(1974-),男,上海交通大學(xué)博士,高級(jí)工程師,現(xiàn)任上海普天中科能源技術(shù)有限公司總工程師。