周辛南 ，孫志杰 ，謝 楓 ，孫貝貝 ，葉鈺童

（1.華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，北京 100045；2.國網(wǎng)冀北電力有限公司冀北電力科學(xué)研究院，北京 100045；3.國網(wǎng)冀北電力有限公司，北京 100032；4.華北電力大學(xué)，北京 102206）

0 引言

21世紀(jì)以來，隨著我國人口與經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，能源作為現(xiàn)代化發(fā)展的重要推動(dòng)力，在我們的生活中占據(jù)越來越重要的位置。近年來，能源發(fā)展的國際形勢發(fā)生深刻變化，能源結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的化石能源短缺以及化石能源開發(fā)利用引起的全球氣候變化等問題日益突出。目前嚴(yán)重的霧霾問題與煤炭、石油等能源的開發(fā)利用有很大關(guān)系。在此形勢下，未來全球能源不能再走高能耗、高碳排放的發(fā)展道路，必須大力推廣清潔能源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、資源的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

國家電網(wǎng)公司積極響應(yīng)國家號(hào)召，于2013年提出電能替代實(shí)施方案，即在能源消費(fèi)上，以電能替代煤炭、石油、天然氣等化石能源的直接消費(fèi)，提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重，從而推進(jìn)節(jié)能減排。實(shí)施電能替代將全方位調(diào)整能源消費(fèi)格局，重點(diǎn)任務(wù)是推進(jìn)“以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來、來的是清潔電”的電能替代戰(zhàn)略。電能替代是能源發(fā)展方式的重大轉(zhuǎn)變，在能源消費(fèi)、能源供給、能源技術(shù)和能源體制方面，都將帶來巨大變革，成為推動(dòng)世界能源可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。

1 研究現(xiàn)狀

電能替代作為一種新的能源消費(fèi)理念，已經(jīng)得到了社會(huì)的廣泛認(rèn)同，近年來相關(guān)工作已全面開啟，文獻(xiàn)[1]指出全球能源互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)施電能替代的關(guān)鍵，而實(shí)施以清潔替代和電能替代為主要內(nèi)容的“兩個(gè)替代”是世界能源可持續(xù)發(fā)展的重要方向。文獻(xiàn)[2]通過建立DEA模型和灰色預(yù)測模型，對農(nóng)村電能替代進(jìn)行潛力分析，并從CO2減排量和能源利用率兩個(gè)方面進(jìn)行研究，構(gòu)建了環(huán)境效益計(jì)量模型，得出中國農(nóng)村在近期和遠(yuǎn)期兩個(gè)時(shí)間狀態(tài)下都具有較大潛力的結(jié)論。文獻(xiàn)[3]基于多維度數(shù)據(jù)定義電能替代發(fā)展的主要影響因素，通過支持向量機(jī)實(shí)現(xiàn)影響因素與累計(jì)電能替代量的擬合分析，并對于支持向量機(jī)參數(shù)選擇進(jìn)行粒子群優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對累計(jì)電能替代量的有效預(yù)測。文獻(xiàn)[4]提出了售電側(cè)改革背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”電能替代發(fā)展路線，并對多主體的運(yùn)營模式及其收益進(jìn)行剖析，提出下一步發(fā)展方向主要在技術(shù)研究及經(jīng)濟(jì)模式環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)[5]以電鍋爐為例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，在此基礎(chǔ)上研究出針對政策、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)利益等一系列問題的電能替代推廣措施。目前，國內(nèi)現(xiàn)有的針對電能替代的研究多集中在潛力分析、電能替代量預(yù)測等技術(shù)領(lǐng)域，對電能替代的推進(jìn)機(jī)理和發(fā)展模式的研究并不深入。而在中國市場經(jīng)濟(jì)的條件下，電能替代項(xiàng)目實(shí)施中的一個(gè)核心問題就是商業(yè)模式的選擇，為誰創(chuàng)造價(jià)值，如何創(chuàng)造并獲取價(jià)值。因此，需要對電能替代的參與主體進(jìn)行分析研究，并在此基礎(chǔ)上研究項(xiàng)目的投資模式，為開展實(shí)際工作提供理論指導(dǎo)。

2 電能替代參與主體分析

電能替代是一個(gè)政府主導(dǎo)、電網(wǎng)推動(dòng)、社會(huì)參與的項(xiàng)目。在實(shí)施電能替代的過程中主要涉及政府、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)公司、第三方投資商、設(shè)備商、用戶6大主體。電能替代參與主體之間的關(guān)系如圖1所示。

2.1 政府

政府在電能替代項(xiàng)目中處于主導(dǎo)地位，其主要職能為出臺(tái)相關(guān)支持政策，對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督與監(jiān)管，保障交易、投資等過程規(guī)范與合法，并要協(xié)調(diào)好各個(gè)主體在促進(jìn)電能替代過程中的關(guān)系，宣傳、鼓勵(lì)各方積極主動(dòng)參與到電能替代中去，并根據(jù)不同主體的需求與貢獻(xiàn)，制定合理的電價(jià)政策、補(bǔ)貼政策以及稅收政策。從政府的職能角度，承擔(dān)起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任及環(huán)保責(zé)任，推動(dòng)電能替代的發(fā)展。

圖1 電能替代參與主體分析

2.2 電網(wǎng)公司

電網(wǎng)公司是電能替代項(xiàng)目的重要主體，其作用主要是將用戶和發(fā)電企業(yè)聯(lián)系起來，對電能替代項(xiàng)目起到整體協(xié)調(diào)的作用。在發(fā)電側(cè)，電網(wǎng)公司要與發(fā)電企業(yè)協(xié)調(diào)合作，在進(jìn)行電能替代模式的設(shè)計(jì)時(shí)從電力市場的角度，制定合理的電價(jià)機(jī)制、市場機(jī)制，降低電價(jià)，緩解用戶運(yùn)營成本過高的問題。在售電側(cè)，進(jìn)行市場調(diào)研，確定電能替代方向和目標(biāo)，了解用戶電能替代改造需求，達(dá)成合作意向。同時(shí)，電網(wǎng)公司要加強(qiáng)現(xiàn)有政策研究，積極與政府聯(lián)系，爭取相關(guān)扶持、補(bǔ)貼政策。還要積極與第三方投資商、設(shè)備商聯(lián)系合作，制定好關(guān)于電能替代引進(jìn)第三方投資的計(jì)劃，以便投資商了解電能替代目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)，實(shí)行公開招標(biāo)制，通過市場競爭擇優(yōu)選擇電能替代項(xiàng)目投資運(yùn)營主體。從電網(wǎng)的職能角度，承擔(dān)起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任，同時(shí)關(guān)注項(xiàng)目本身的經(jīng)濟(jì)性。

2.3 發(fā)電企業(yè)

發(fā)電企業(yè)作為能源流始端，主要是在發(fā)電側(cè)以清潔能源替代化石能源，并通過特高壓、超高壓、高壓等輸電線路輸送；從電能流向來說，發(fā)電企業(yè)既可以向電網(wǎng)公司提供電能，又可以通過大用戶直供與符合要求的用戶直接進(jìn)行交易。

2.4 第三方投資商

第三方投資商是項(xiàng)目資金流中的重要主體，第三方投資企業(yè)的引進(jìn)，可以發(fā)揮市場在資源配置中的作用，同時(shí)可以減輕某些具有電能替代改造欲望的用戶企業(yè)資金不足的壓力，以合作求共贏。第三方投資商更多關(guān)注的是項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性以及自身利益最大化。

2.5 設(shè)備商

設(shè)備供應(yīng)商向電能替代用戶提供電能設(shè)備的具體信息，幫助其了解設(shè)備概況，從而更好地制定節(jié)能改造計(jì)劃。從設(shè)備供給角度來說，設(shè)備供應(yīng)商既可以直接與用戶進(jìn)行交易，提供設(shè)備或技術(shù)，也可以與電網(wǎng)公司搭建合作平臺(tái)向用戶提供設(shè)備支持，提高電能替代市場各方的利益。主要關(guān)注自身利益最大化。

2.6 用戶

用戶是能源流的末端，電能替代用戶的種類包括工廠企業(yè)、學(xué)校、商場、小區(qū)、普通居民等多種。不同用戶的電能替代潛力及目的也不同，比如工廠企業(yè)更多關(guān)注自身利益最大化，而普通居民更多關(guān)注電力服務(wù)質(zhì)量和方便性。在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及國家支持節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景下，許多企事業(yè)單位及個(gè)人都成了電能替代項(xiàng)目的潛在用戶，如建筑單位、鋼鐵企業(yè)、商場、機(jī)場等。

3 電能替代投資模式研究

在電能替代項(xiàng)目的實(shí)施過程中，首先要進(jìn)行需求分析，針對不同主體的具體需求制定出相應(yīng)的電能替代實(shí)施方案，包括項(xiàng)目可行性研究、技術(shù)實(shí)施方案、項(xiàng)目的商業(yè)模式、項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃等。涉及的核心問題就是如何選擇投資模式，怎樣實(shí)現(xiàn)各方利益最大化。

3.1 自主全資

3.1.1 用戶自籌資金

用戶自籌資金即為用戶自行承擔(dān)除政府補(bǔ)貼部分外的所有電能替代項(xiàng)目資金，包括方案設(shè)計(jì)、設(shè)備購買、安裝與運(yùn)維等。用戶自籌資金的來源有銀行貸款、發(fā)行企業(yè)債券、上市融資等多種模式，用戶可根據(jù)自身需求靈活選擇適用的方式。由于資金投入是用戶自主承擔(dān)的，故項(xiàng)目帶來的收益也歸用戶企業(yè)所有。用戶自主全資模式的資金來源及投資計(jì)劃如圖2所示。

圖2 用戶自籌資金模式

以河北建筑工程學(xué)院風(fēng)電供熱項(xiàng)目為例，其可再生清潔能源供暖項(xiàng)目于2017年建成并投入使用，除去政府補(bǔ)貼的部分外網(wǎng)改造資金外，其余所有投資由學(xué)校全資，資金來源單一，最終收益由學(xué)校享有。

3.1.2 政府投資

政府投資項(xiàng)目指的是為推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，滿足社會(huì)公眾需要，提高人民生活水平，改善生態(tài)環(huán)境，政府承擔(dān)起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任，利用財(cái)政預(yù)算內(nèi)資金全部或部分出資的固定資產(chǎn)項(xiàng)目[6]。政府投資項(xiàng)目主要為公共基礎(chǔ)設(shè)施等非營利性項(xiàng)目，政府在投資立項(xiàng)中具有決策權(quán)，在項(xiàng)目運(yùn)行和管理過程中起到主導(dǎo)作用。如圖3所示，在電能替代中，政府作為投資方，可利用一系列節(jié)能基金的設(shè)立及相關(guān)補(bǔ)貼、獎(jiǎng)勵(lì)、稅收政策，對項(xiàng)目進(jìn)行投資，也可直接對項(xiàng)目進(jìn)行投資。

圖3 政府投資模式

以河北省張家口市義合堡村煤改電項(xiàng)目為例，為響應(yīng)國家電網(wǎng)公司“兩個(gè)替代”戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)清潔能源供暖，由政府出資，采用屋頂分布式光伏、地下淺層地能方式進(jìn)行電供暖改造，實(shí)現(xiàn)了家家戶戶都使用光伏發(fā)電，除去供暖制冷用電，所余電量還可以作為農(nóng)戶的一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)收入。

3.1.3 自主全資模式特點(diǎn)

從資金投入及效益分配的角度分析，自主全資模式的投資費(fèi)用由用戶企業(yè)或政府自主承擔(dān)，用戶自籌資金模式下的項(xiàng)目收益歸用戶企業(yè)所有，政府投資項(xiàng)目所帶來的各項(xiàng)收益如環(huán)保收益和經(jīng)濟(jì)收益等歸政府和用戶企業(yè)共同擁有。

從風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)的角度分析，自主全資模式下，資金風(fēng)險(xiǎn)和項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)都由用戶企業(yè)或政府自行承擔(dān)。

從適用范圍的角度分析，用戶自籌資金模式適用于本身具有一定規(guī)模、能夠承擔(dān)項(xiàng)目所需費(fèi)用的一些大型企事業(yè)單位，如鋼鐵工廠、商場等；政府投資模式適用于能夠滿足人們的需要，有較大環(huán)保效益的非營利性項(xiàng)目，如農(nóng)村煤改電、電動(dòng)汽車充電樁的建設(shè)等項(xiàng)目。

3.2 第三方投資

3.2.1 合作經(jīng)營模式

在電能替代投資過程中可以引進(jìn)一個(gè)或多個(gè)第三方企業(yè)，與用戶企業(yè)、電網(wǎng)公司或政府基于合同合作，共同進(jìn)行電能替代項(xiàng)目的改造。第三方企業(yè)依據(jù)合同規(guī)定的比例投入資金、技術(shù)、設(shè)備以及勞務(wù)，同時(shí)按照合同中的要求，共享項(xiàng)目收益和共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。這種投資模式發(fā)揮了市場在資源配置中的作用，減輕了各方投資壓力，有利于推動(dòng)電能替代的發(fā)展。

3.2.2 合同能源管理

1）能源費(fèi)用托管模式。

通過與節(jié)能服務(wù)公司簽訂合同進(jìn)行合作，由節(jié)能服務(wù)公司承擔(dān)能源費(fèi)用并負(fù)責(zé)統(tǒng)籌整個(gè)能源系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作，包括前期的設(shè)備購買、方案設(shè)計(jì)以及后期的項(xiàng)目實(shí)施、售后服務(wù)，如圖4所示。在規(guī)定的合同期內(nèi)，用戶企業(yè)按合同規(guī)定支付給節(jié)能服務(wù)公司費(fèi)用。若節(jié)能服務(wù)公司無法達(dá)到能源服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按合同給予用戶補(bǔ)償。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是用戶能源系統(tǒng)的運(yùn)行管理和節(jié)能改造全部外包給節(jié)能服務(wù)公司，節(jié)能服務(wù)公司提供資金、技術(shù)和運(yùn)營管理服務(wù)，既能提高終端電能利用效率，減少資源消耗和環(huán)境污染，又能減少用戶在能源方面的支出[7]。

圖4 能源費(fèi)用托管模式

2）節(jié)能效益分享模式。

節(jié)能效益分享模式指的是由節(jié)能服務(wù)公司與用戶簽訂能源改造合同，負(fù)責(zé)用戶能源改造的全過程，且工程投資由節(jié)能服務(wù)公司投入，用戶無需投入資金，項(xiàng)目完成后，在合同期內(nèi)從用戶進(jìn)行節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中按一定比例收回投資和取得利潤的一種商業(yè)投資模式。根據(jù)具體節(jié)能項(xiàng)目的投資額確定其節(jié)能效益分配比例和合同年限，如圖5所示。由于節(jié)能服務(wù)公司前期投入資金較大，往往在經(jīng)濟(jì)效益上也能分有較高的比例。在合同能源項(xiàng)目完成后，節(jié)能設(shè)備歸用戶所有。這種模式的特點(diǎn)在于節(jié)能公司承擔(dān)了全部的風(fēng)險(xiǎn)，對一些缺乏資金而能源改造欲望強(qiáng)烈的用能企業(yè)來說具有很大的吸引力，在一定程度上推動(dòng)了能源市場的發(fā)展[7]。

圖5 節(jié)能效益分享模式

3.2.3 第三方投資模式特點(diǎn)

從資金投入及效益分配的角度分析，合作經(jīng)營模式的項(xiàng)目投資要根據(jù)合同中規(guī)定的比例，由雙方或多方共同出資，項(xiàng)目收益也按合同約定，依比例分配；能源費(fèi)用托管模式中由用戶承擔(dān)能源支出費(fèi)用，項(xiàng)目產(chǎn)生的效益歸用戶所有，節(jié)能服務(wù)公司的效益主要來源于用戶所支付的預(yù)期費(fèi)用與實(shí)際費(fèi)用的差額；節(jié)能效益分享模式中由節(jié)能服務(wù)公司承擔(dān)全部投資，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益也由節(jié)能服務(wù)公司和用戶按比例共享。

從風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)的角度分析，合作經(jīng)營的模式下，由簽訂協(xié)議的雙方或多方共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，或是一方對另一方進(jìn)行問責(zé)；在能源費(fèi)用托管的模式下，節(jié)能服務(wù)公司全權(quán)負(fù)責(zé)用戶企業(yè)的設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)，只要節(jié)能服務(wù)公司達(dá)到了最終的節(jié)能改造目標(biāo)，就無需對用戶進(jìn)行補(bǔ)償，故風(fēng)險(xiǎn)較低，而在節(jié)能效益分享模式下，用戶無需投入資金同時(shí)還能共享項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)收益，而節(jié)能服務(wù)公司承擔(dān)了全部資金投入，即承擔(dān)了全部風(fēng)險(xiǎn)。

從適用范圍的角度分析，合作經(jīng)營模式適用于項(xiàng)目投資較大且涉及多方利益，單個(gè)企業(yè)無法自主承擔(dān)，需要幾個(gè)企業(yè)共同合作的項(xiàng)目，如學(xué)校的清潔能源供暖等；能源費(fèi)用托管模式適用于具有一定規(guī)模的醫(yī)院、賓館、商場等商業(yè)領(lǐng)域；節(jié)能效益分享模式適用于一些誠信度較高、資金不足但能源改造欲望強(qiáng)烈的企業(yè)，主要為建筑領(lǐng)域的一些項(xiàng)目。

4 結(jié)語

從電能替代的參與主體分析出發(fā)，闡述了各主體的角色定位、職能劃分及利益訴求，進(jìn)而研究了電能替代的兩大類投資模式，自主全資模式和第三方投資模式。在參與主體分析的基礎(chǔ)上，對這兩大類研究模式進(jìn)行細(xì)分為用戶自籌資金、政府投資、合作經(jīng)營、能源費(fèi)用托管及節(jié)能效益分享5種小模式，并進(jìn)行研究。

電能替代戰(zhàn)略的推進(jìn)，是能源轉(zhuǎn)型的重要途徑，也是目前嚴(yán)重環(huán)境污染問題的解決方法之一。

從電能流向來說，發(fā)電企業(yè)既可以向電網(wǎng)公司提供電能，又可以通過大用戶直供與符合要求的用戶直接進(jìn)行交易；從資金來源角度來說，用戶可以從第三方企業(yè)獲得資金投資，也可以在自身經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下自主全資；從設(shè)備供給角度來說，設(shè)備供應(yīng)商既可以直接與用戶進(jìn)行交易，提供設(shè)備或技術(shù)，也可以與電網(wǎng)公司搭建合作平臺(tái)向用戶提供設(shè)備支持，提高電能替代市場各方的利益。政府對整個(gè)交易、投資過程進(jìn)行監(jiān)管，以保障電能替代工作的順利進(jìn)行。

通過研究每種投資模式的特點(diǎn)及適用范圍，明確了不同投資模式創(chuàng)造和收獲價(jià)值的方式。將不同的投資模式應(yīng)用于合適的領(lǐng)域，將有效降低用戶的初期投入，同時(shí)促進(jìn)了電網(wǎng)公司的降損節(jié)能和增供擴(kuò)銷，對推進(jìn)電能替代、節(jié)能減排工作有很大幫助。