李元浩

上海電氣分布式能源科技有限公司 上海 201199

1 研究背景

上海臨港地區(qū)致力于打造低碳發(fā)展實踐區(qū),在分布式能源冷熱電聯(lián)供、可再生能源利用等方面進行探索和實踐。

臨港地區(qū)太陽能資源和風能資源豐富,交通運輸便利,施工條件良好,接入系統(tǒng)條件較好,具有智慧能源互聯(lián)網實踐的良好基礎。

筆者基于臨港地區(qū)入選互聯(lián)網+智慧能源示范項目的背景與特點,結合上海能源轉型、升級、創(chuàng)新發(fā)展和浦東雙自聯(lián)動發(fā)展的要求,對標國際,對接互聯(lián)網+國家戰(zhàn)略和互聯(lián)網+智慧能源戰(zhàn)略部署,對區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式進行研究,分析借鑒國外區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)運營案例,總結我國區(qū)域能源互聯(lián)網示范項目經驗,結合臨港地區(qū)能源互聯(lián)網應用場景和各類商業(yè)模式特點,從高效、便利、易操作、多贏等方面構建具有臨港地區(qū)特色的能源互聯(lián)網創(chuàng)新商業(yè)運營模式[1-3]。

2 國外區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)運營案例

不同國家和地區(qū)對區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式進行了探索與實踐,積累了不少經驗[4-6]。

美國Opower公司結合行為科學、云數(shù)據平臺、大數(shù)據分析,為用戶免費提供能耗分析和節(jié)能方案,幫助售電公司建立穩(wěn)定的客戶關系,并實施需求側響應。這一區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式的核心功能是用戶不需要安裝任何智能設備,便可以得到家中制冷、制熱設備的電能消耗情況,并能夠得到鄰居的用電賬單,從而形成對比,促進節(jié)能行為。

德國在能源互聯(lián)網的探索中,以政府示范項目的方式落地,并以點帶面,推動能源系統(tǒng)的優(yōu)化和信息通信技術的升級,鼓勵企業(yè)進行能源互聯(lián)網嘗試。由于德國政府堅定推進電力體制改革和能源轉型,售電領域主體活躍,綠能消費、需求側響應、鄰里買賣電等已經成為現(xiàn)實。

自2016年4月起,日本全面放開電力零售市場,允許所有用戶自由選擇售電商,取消批發(fā)市場的價格管制,鼓勵發(fā)電商、區(qū)域電力公司和售電商一起進入交易市場。為了保證電力市場的穩(wěn)定,新售電商的售電價格不得高于區(qū)域電力公司以往的監(jiān)管售電價格。當新售電商由于各種原因不能履行售電業(yè)務時,區(qū)域電力公司必須提供保底供電服務。

3 我國區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)運營分析

業(yè)內相關機構調研了國內綜合能源服務發(fā)展現(xiàn)狀及商業(yè)模式,涉及天津、江蘇、廣東等地開展綜合能源服務的五家企業(yè),共有近十個綜合能源服務項目[7-9]。從調研結果看,國網天津公司綜合能源服務推廣初顯成效,國網江蘇公司綜合能源服務進展迅速,南網廣東公司正積極探索園區(qū)級示范項目,協(xié)鑫全面布局“源網售用云”,天合光能著力打造“發(fā)儲配用云”。

國網天津北辰商務中心綠色辦公綜合能源示范工程包括屋頂和車棚光伏、風電、風光儲一體化、地源熱泵、電動車分時租賃五大系統(tǒng),并設置綜合能源智慧管控平臺。這一項目各組成部分于2017年5月至9月間陸續(xù)投運。

國網江蘇公司蘇州同里綜合能源服務中心項目包括光伏發(fā)電、高溫相變光熱發(fā)電、風電、地源熱泵、冰蓄冷、微網路由器、交直流配電網、高溫相變儲熱、壓縮空氣儲能、預制艙式儲能、充換電站、電子公路、源網荷儲協(xié)調控制系統(tǒng)等,并設置綜合能源服務平臺。這一項目Ⅰ期于2018年10月基本投運,Ⅱ期于2020年投運。

江蘇揚中新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)網示范項目包括天然氣三聯(lián)供能源站、分布式風電、分布式光伏發(fā)電、電動汽車充電設施、微電網等,并設置能源互聯(lián)網綜合管控與服務中心。這一項目的建設周期為2018年至2021年。

南網東莞松山湖綜合能源示范區(qū)項目包括分布式光伏、天然氣三聯(lián)供、電動汽車充電樁、光儲充示范應用、集中式和分布式儲能示范應用,設置能源互聯(lián)網信息共享平臺。這一項目的建設周期為2018年至2020年。

國網江蘇公司作為國網系統(tǒng)內規(guī)模最大的省級公司,借助建設蘇州同里新能源小鎮(zhèn)和揚中綠色能源島的契機,分別開展同里綜合能源服務中心項目和揚中新型城鎮(zhèn)能源互聯(lián)網示范項目,加速綜合能源服務業(yè)務落地。通過對國內區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)運營項目進行對比分析,所采用的商業(yè)投資和運營模式主要有建設-運營-轉讓、合同能源管理、建設-擁有-運營、配售一體化、綜合能源服務等[10-11]。由大企業(yè)負責投資建設的示范項目,因為具有更多的資源、資金和技術積累方面的優(yōu)勢,能更有力推進綜合化能源服務,進展更為順利。

國網的業(yè)務定位為由電能供應商向綜合能源服務商轉變,業(yè)務包括布局能源生產、消費、儲備、交易等四大板塊,涵蓋能源規(guī)劃設計、分布式能源供應、儲能、能效監(jiān)測與分析、變配電設備運維、能效提升、電能替代、售電、充電樁、能源大數(shù)據、需求側響應、能源配送建設與運營、能源交易、能源信息化、用能金融等多元化服務,商業(yè)模式包括設計-采購-施工總承包、建設-運營-轉讓、合同能源管理、能源托管、產品銷售、融資租賃、收取代理費和運維費等。

南網的業(yè)務定位為由傳統(tǒng)能源提供者向綜合能源服務企業(yè)轉變,南網廣東公司增加綜合能源、增量配網建設與投資、分布式能源、電動汽車投資與運營、市場化售電、能效服務等六個新興經營模塊,南網綜合能源服務公司涉及節(jié)能服務、分布式能源及能源綜合利用、新能源與可再生能源開發(fā)、互聯(lián)網+能源服務等四大業(yè)務領域。南網采用的商業(yè)模式包括設計-采購-施工總承包、建設-運營-轉讓、建設-擁有-運營、合同能源管理、能源托管、公共私營合作、建設-移交等。

協(xié)鑫的業(yè)務定位為打造國際化能源綜合服務商,在新能源和清潔能源領域,業(yè)務涉及天然氣、光伏、風電、生物質能等的開發(fā)、建設、運營,以及設備銷售、設備運維等,在創(chuàng)新型能源方面,業(yè)務涉及售電、微網能源服務、多能互補、多能需求側管理、云平臺、增量配電網建設等。協(xié)鑫采用的商業(yè)模式包括設計-采購-施工總承包、產品銷售、收取代理費和運維費等。

天合光能的業(yè)務定位為綜合能源解決方案及核心產品提供商,傳統(tǒng)業(yè)務包括產品及解決方案、電站投資與開發(fā)等,能源物聯(lián)網業(yè)務包括儲能、智能微電網、天能云平臺、增量配電網、電力電子變流器等,采用的商業(yè)模式包括設計-采購-施工總承包、建設-移交、能源托管、合同管理、能源管家、公共私營合作等。

4 區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式分類

區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式包括投資模式、運營模式、衍生服務模式等,根據臨港地區(qū)不同功能區(qū)的特點,研究各功能區(qū)符合能源互聯(lián)網應用場景的商業(yè)模式,形成靈活、高效的臨港地區(qū)創(chuàng)新機制。

4.1 投資模式

從分布式能源利用到智慧能源互聯(lián)網,前期由誰來投資建設,建設后是擁有運營權還是移交轉賣,針對不同場景,有不同模式,具體包括建設-擁有-運行-移交、建設-運營-轉讓、建設-擁有-運營、建設-租賃-移交、修復-運行-移交、移交-經營-移交、合同能源管理七種。

4.2 運營模式

綜合能源服務的基本業(yè)務模式可以從供能側和用能側出發(fā),通過能源輸送網絡、信息物理系統(tǒng)、綜合能源管理平臺、信息和增值服務,實現(xiàn)能源流、信息流、價值流的交換與互動。理想盈利模式中,除了構建產業(yè)鏈和業(yè)務鏈外,盈利主要來源于四個方面。一是潛在的收益來源,主要應用于園區(qū),包括土地增值和能源采購,土地增值主要體現(xiàn)為入駐率提高、開工率提高和環(huán)境改善,能源采購主要體現(xiàn)為園區(qū)用能增加,電力、燃氣、液化天然氣議價能力提高。二是核心服務,包括能源服務和套餐設計,能源服務主要體現(xiàn)為集中售電、熱、水、氣等能源,節(jié)約成本,套餐設計主要體現(xiàn)為綜合包、單項包、應急包、響應包。三是基礎服務,即能源生產,包括發(fā)電和虛擬電廠,發(fā)電主要體現(xiàn)為清潔能源發(fā)電和可再生能源發(fā)電,自用電比例越高,收益越好,虛擬電廠主要體現(xiàn)為儲能、節(jié)能、跨用戶交易、需求側響應。四是增值服務,包括工程服務和資產服務,工程服務主要體現(xiàn)為實施平臺化和運營本地化,資產服務主要體現(xiàn)為設備租賃、合同能源管理和碳資產。整個綜合能源服務可以看作是一種能源托管模式。在電力市場放開后,未來相關電力企業(yè)比拼的不僅僅是發(fā)配售輸電,還包括全方位、綜合性能源服務,具體運營模式包括配售一體化模式、供銷合作社模式、綜合能源服務模式、售電折扣模式、虛擬電廠包月售電模式、配售一體化+綜合能源服務模式、互聯(lián)網售電服務模式。

5 臨港地區(qū)區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式

根據臨港地區(qū)的發(fā)展建設規(guī)劃,基于突破體制機制瓶頸約束,釋放市場經濟活力,構建區(qū)域能源互聯(lián)網的臨港地區(qū)模式,將互聯(lián)網+智慧能源發(fā)展在臨港地區(qū)先行先試,結合臨港地區(qū)不同功能區(qū)的用能場景,采用相適應的商業(yè)模式,促進電力、燃氣、清潔能源、供水等資源的綜合利用,打破不同能源品種間的行業(yè)壁壘,建設多元化、多層級的臨港地區(qū)區(qū)域能源互聯(lián)網系統(tǒng)。

5.1 工業(yè)園區(qū)

工業(yè)園區(qū)采用自主投資、自主運營模式。工業(yè)園區(qū)廠房多,重大裝備多,可以上海電氣打造的綜合智慧能源互聯(lián)網平臺為標桿,引進具有一定基礎的企業(yè)進行研究突破,開展技術轉型。結合云數(shù)據平臺、大數(shù)據分析,為園區(qū)用戶免費提供能耗分析和節(jié)能方案,建立更穩(wěn)定的客戶關系,并實施需求側響應。允許園區(qū)內各發(fā)用電主體進行能源互聯(lián),同時電網公司打破配售電壁壘,建立良好的電能交易平臺。完善輸配電定價監(jiān)審政策,補充針對以清潔能源為主體的輸配電定價核定機制,開展分布式發(fā)電市場交易試點,在保障電網安全運行、電力可靠供應的前提下,放開對分布式能源優(yōu)先調度的束縛。對能源互聯(lián)網及新能源微電網的設計審查、并網接入、區(qū)域互聯(lián)工作予以支持,并明確相應的歸口管理部門,給出有針對性的設計審查及并網、互聯(lián)驗收流程,列出相關資質要求,鼓勵能源互聯(lián)網示范項目作為整體進行一體化報批。

5.2 校區(qū)

校區(qū)采用按需定制的服務模式。以上海電力大學臨港校區(qū)能源互聯(lián)網綜合示范項目為范本,結合臨港地區(qū)風能、太陽能相比上海市區(qū)具有優(yōu)勢的特點,綜合利用多種能源,將校園建設成風光儲一體化、電熱冷多能供應的智慧微能源系統(tǒng)。對接住房和城鄉(xiāng)建設部建設綠色節(jié)能校園的要求,以及臨港地區(qū)作為上海首個國家級海綿城市建設試點地區(qū)的環(huán)保新要求,采用規(guī)劃、設計、投資、建設、運營全過程的綜合能源服務模式。具體而言,采用學?；ㄙY金與專業(yè)節(jié)能公司投入資金相結合的模式,使能源系統(tǒng)的規(guī)劃建設與校方新校區(qū)的規(guī)劃建設同步實施。推進國網節(jié)能公司等專業(yè)公司和學校合作,由專業(yè)節(jié)能公司進行綠色高效節(jié)能策劃設計,由學校負責建設實施。專業(yè)節(jié)能公司為學校提供能耗在線監(jiān)測分析、學生公寓電能表預付費管理等服務,學校負責相關能源基礎設施施工。通過模式創(chuàng)新,實現(xiàn)合作共贏,符合投資經濟指標要求。工程投運后,專業(yè)節(jié)能公司可依托智慧能源管控平臺繼續(xù)為學校提供專業(yè)化、高水平的運營管理服務,持續(xù)優(yōu)化新校區(qū)能源供應系統(tǒng)運行,降低學校能源成本。同時提供配套的綜合節(jié)能增值服務,大大提高新校區(qū)的能源保障水平和后勤管理水平。

5.3 商務區(qū)

商務區(qū)采用共同投資、獨立運營模式。臨港商務區(qū)借鑒上海前灘經驗,實行共同投資、獨立運營模式。能源服務公司與用戶共同投資,能源服務公司負責建設期項目管理及建成后運行管理,向用戶提供能源服務。在合同期內,用戶可支付相對優(yōu)惠的能源使用費。能源服務公司也可以根據用戶的特點,提供綜合性的節(jié)能化配套服務,融合電網、熱能網、信息網,以開放性、可延伸性、可操作性為特點,在辦公樓采用分布式冷熱電聯(lián)產系統(tǒng),并引入天然氣分布式供能、停車場分布式光伏、充放換電動汽車充電樁,梯次利用電池儲能、風電、光伏、智慧照明等綜合智慧能源。通過補貼激勵等機制,在需求側實現(xiàn)積極響應,達到多能互補能量管理優(yōu)化。從供應側到需求側構建全新生態(tài)系統(tǒng),推動可再生能源使用比例的大幅提高。

5.4 物流園區(qū)

物流園區(qū)采用自行投資、專業(yè)化運營模式。推廣虹橋商務區(qū)區(qū)域集中式供能方式,鼓勵物流園區(qū)自行投資建設光伏發(fā)電、熱電聯(lián)供等能源設施。進一步促進清潔能源應用,加強對電動汽車的服務,將普通路燈改裝為電動汽車充電樁,有效解決電動汽車的充電問題。同時銷售風力照明燈、屋頂發(fā)電等分布式電源設備,提供相應的使用培訓及維修,幫助用戶利用新能源技術解決部分用電、用熱等日常需求。構建區(qū)域智慧能源管理平臺,以用電數(shù)據為基礎,為用戶提供能效監(jiān)控、運維托管、搶修檢修、節(jié)能改造等綜合用電服務,有效提高用戶的用電質量。開展配售電業(yè)務,直接基于市場化協(xié)議購電,然后輸送給用戶。利用各類清潔能源發(fā)電,加強儲能電池等的研發(fā)和利用,實現(xiàn)能源自產自用。開展增量配電網試點,以適當便宜的價格售電給其它客戶,達到能量消納的目的。

5.5 居住社區(qū)

居住社區(qū)采用綜合智慧能源服務模式?；谂R港地區(qū)居民社區(qū)能耗水平、用能方式、管理水平的特點,由能源服務公司提供綜合管理和服務。借鑒德國城市的商業(yè)模式,為周邊地區(qū)的居民和工商業(yè)用戶提供供電和供氣服務,同時通過簽訂合同為居民提供可選擇的各類綜合能源套餐。能源服務公司在開展售電業(yè)務的同時,可以根據公眾需求和自身服務優(yōu)勢,提供供熱、供水、公共交通、車輛租賃等服務,使客戶享受多方位能源服務。還可以推出客戶免費使用電動車充電樁等服務,通過捆綁銷售吸引更多客戶,提高客戶忠誠度,實現(xiàn)利潤來源多樣化。對于多元化運營公司,建議政府給予更多政策扶持,并提供一定的公共補貼。

6 結束語

筆者以上海臨港地區(qū)為例,開展區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式研究,有利于探索不同功能區(qū)采用不同商業(yè)模式,支撐區(qū)域能源優(yōu)化配置和高效利用,實現(xiàn)智能電網新技術和新政策推廣。后續(xù)將深化課題研究成果,助推臨港地區(qū)智慧城市建設,探索臨港地區(qū)區(qū)域能源互聯(lián)網商業(yè)模式的推廣,服務長三角地區(qū)能源互聯(lián)網發(fā)展。