綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)概(gai)念的(de)(de)提出距今已兩年有余,在政(zheng)策(ce)、市(shi)場(chang)、技術(shu)等多重(zhong)因素作用下,綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)正(zheng)由概(gai)念導入、項目(mu)孵化邁向市(shi)場(chang)驗(yan)證階段。在這(zhe)期間,市(shi)場(chang)競爭主體逐漸增(zeng)多,能(neng)(neng)(neng)源(yuan)央企相關(guan)政(zheng)策(ce)文(wen)件(jian)紛紛出臺,各(ge)種相關(guan)研究(jiu)層出不窮,相關(guan)示范(fan)項目(mu)陸續推(tui)進(jin)。工業園(yuan)(yuan)區無(wu)疑是(shi)(shi)開展綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)最(zui)佳載體,目(mu)前國內園(yuan)(yuan)區級(ji)綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)項目(mu)投運的(de)(de)寥寥無(wu)幾,無(wu)錫紅豆工業園(yuan)(yuan)綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服(fu)務(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)項目(mu)就是(shi)(shi)其中之一。
為此(ci),筆(bi)者(zhe)重點調研了負責(ze)該項(xiang)(xiang)目的國(guo)網無錫供(gong)電公(gong)司和項(xiang)(xiang)目業主方南(nan)國(guo)紅(hong)豆控(kong)股公(gong)司(簡稱“紅(hong)豆公(gong)司”),以期了解雙方如(ru)何推動園區級綜合能源服務(wu)項(xiang)(xiang)目落地,為其他企業開展相關業務(wu)提供(gong)參考。
紅豆工業園區用能需求及痛點分析
1.園區用能需求分析
紅(hong)豆(dou)工(gong)業(ye)園區分為(wei)新園區和老(lao)園區,總占地面(mian)積約6平方公里(li),其(qi)中園區內企業(ye)共100多家,涉及服裝、制(zhi)藥、橡(xiang)膠等行業(ye),用能形(xing)式(shi)豐(feng)富(包括水電氣光熱(re)儲),且需(xu)求(qiu)量大(da)。紅(hong)豆(dou)工(gong)業(ye)園平日(ri)用電負荷25MW,高峰負荷30MW,年(nian)耗電量近2億(yi)度;在加工(gong)生產(chan)過程中需(xu)要大(da)量的工(gong)業(ye)用熱(re)(蒸(zheng)汽),年(nian)用熱(re)量90多萬噸。
為了(le)滿足(zu)自(zi)身的(de)(de)用能(neng)需求及利用政(zheng)策(ce)紅利,紅豆公司(si)在(zai)園(yuan)區內自(zi)建了(le)24MW的(de)(de)自(zi)備熱(re)電廠、19MW的(de)(de)光(guang)伏發電(以屋頂光(guang)伏為主),擁有一所35KV的(de)(de)變電站,并(bing)與浙江南(nan)都(dou)電源合作投建了(le)4MW/32MWh的(de)(de)儲能(neng)電站(鉛炭蓄(xu)電池),能(neng)源自(zi)給率達到90%以上。
2.園區痛點分析
紅豆(dou)工(gong)業園早期的(de)能(neng)源供(gong)應(ying)結構雖(sui)然(ran)已經實現(xian)了“多能(neng)供(gong)應(ying)”,但各個能(neng)源子系統之間(jian)還達不到“優化互補(bu)”的(de)效果,存(cun)在以下(xia)三(san)個痛點:
(1)園(yuan)區末端能(neng)源(yuan)信息感知匱乏(fa)。園(yuan)區能(neng)源(yuan)信息采集系統覆(fu)蓋率(lv)低、自動化水平差,能(neng)源(yuan)數(shu)據碎片化、分散化,難以支(zhi)撐精細化管理。
(2)園(yuan)區能源系統形成信息孤(gu)島。園(yuan)區內分(fen)布式(shi)光伏、熱電(dian)廠(chang)、儲能等能源系統各自獨立運(yun)行,難(nan)以發揮(hui)多能源之(zhi)間(jian)互補優勢。尤其是光伏電(dian)站投運(yun)之(zhi)后,峰值發電(dian)功率(lv)約占總用電(dian)負(fu)荷的(de)2/3,導致整體能源供應(ying)系統運(yun)行需(xu)根據波(bo)動的(de)光伏發電(dian)頻繁(fan)調整,對熱電(dian)機組造成了較大負(fu)面影響。由于沒有實現(xian)統一管理和(he)協同(tong)運(yun)行,各個子系統效率(lv)難(nan)以達到最優。
(3)園區能源(yuan)協調優化(hua)機制缺失。園區能源(yuan)調配方式(shi)粗放(fang),源(yuan)、荷互動(dong)缺乏,熱電廠每(mei)年有200萬千(qian)瓦(wa)時電量(liang)無償(chang)上網、儲能電站利用率不(bu)足(zu)40%。
市場機會及市場潛力分析
1.目標客戶
目標客戶以(yi)工業園區、大型企業為(wei)主,該類客戶能(neng)源(yuan)需(xu)求量(liang)大、能(neng)源(yuan)形(xing)式豐(feng)富、能(neng)源(yuan)模(mo)式基本固定(ding),有基于智能(neng)運行、多能(neng)互補、供(gong)需(xu)匹配的強(qiang)烈(lie)需(xu)求。
2.市場潛力分析
在國家能源革命、信息技術與能源技術交(jiao)融革新、客戶(hu)訴求轉型(xing)升級(ji)的驅(qu)動下,具備(bei)能源監測、能效分析、多能互補等功能的能源管控平臺(tai)需求旺(wang)盛,市(shi)場(chang)空間廣闊。以(yi)(yi)工(gong)業園(yuan)(yuan)區(qu)為(wei)例,據(ju)統計,江蘇地市(shi)級(ji)及以(yi)(yi)上(shang)工(gong)業園(yuan)(yuan)區(qu)576個,全(quan)國地市(shi)級(ji)及以(yi)(yi)上(shang)工(gong)業園(yuan)(yuan)區(qu)近6000個,市(shi)場(chang)潛力巨(ju)大。
綜合能源服務解決方案及運行效果分析
1.綜合能源服務解決方案
鑒于在(zai)項目(mu)調研(yan)初期,紅豆(dou)工(gong)業(ye)園(yuan)已(yi)經擁有(you)相對(dui)集中和穩定的用能(neng)負荷(he),多(duo)種能(neng)源(yuan)供給系(xi)(xi)統也陸續投建(jian)和運(yun)營,同時還形成自己相對(dui)比較獨立的能(neng)源(yuan)網絡,具備實施多(duo)能(neng)互補(bu)、開展綜合能(neng)源(yuan)服(fu)務的優質條件(jian)。為此,國網無錫供電公司針對(dui)紅豆(dou)工(gong)業(ye)園(yuan)能(neng)源(yuan)供應系(xi)(xi)統“多(duo)能(neng)”而(er)不“互補(bu)”、效益發(fa)揮不充分(fen)等問(wen)題,提出給多(duo)能(neng)系(xi)(xi)統裝一套“表情包(bao)”和一個“智能(neng)大腦(nao)”的解(jie)決方案(an),從(cong)而(er)實現(xian)橫向多(duo)能(neng)互補(bu)、縱向源(yuan)網荷(he)儲協同。具體解(jie)決方案(an)包(bao)括以(yi)下(xia)三點:
(1)建立基于泛在物聯的用能感知體系
為(wei)了(le)(le)安(an)裝(zhuang)“表(biao)情包”,系(xi)統(tong)感知層共(gong)接(jie)入(ru)測點13563個(ge)(ge)(ge)。目前(qian),35kV電網(wang)共(gong)接(jie)入(ru)17個(ge)(ge)(ge)測點,儲能(neng)共(gong)接(jie)入(ru)46個(ge)(ge)(ge)測點,光伏共(gong)接(jie)入(ru)178個(ge)(ge)(ge)測點,熱電廠(chang)共(gong)接(jie)入(ru)8147個(ge)(ge)(ge)測點,用(yong)戶側接(jie)入(ru)5175個(ge)(ge)(ge)測點,實(shi)現(xian)多(duo)能(neng)源設備實(shi)時監測和(he)能(neng)源管(guan)理一體化,提高了(le)(le)能(neng)源生產與利用(yong)的透明度(du)。
(2)搭建園區綜合能源管控系統
通(tong)過(guo)搭(da)建(jian)園區綜合能(neng)(neng)源(yuan)管控系統(tong),開發系統(tong)的“智能(neng)(neng)大腦”,具(ju)體如圖。將園區內熱電廠、光伏、儲能(neng)(neng)、電網、用戶等(deng)數(shu)據(ju)(ju)實時接入,建(jian)立(li)能(neng)(neng)源(yuan)數(shu)據(ju)(ju)中(zhong)臺,突破能(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)信息(xi)孤島(dao)壁(bi)壘(lei),根(gen)據(ju)(ju)末端感知層上傳的數(shu)據(ju)(ju)和(he)天氣(qi)、負荷等(deng)相關預測(ce)數(shu)據(ju)(ju),基(ji)于數(shu)學模型優(you)化“能(neng)(neng)源(yuan)路(lu)徑”,建(jian)立(li)從運行成本、綠色環保、能(neng)(neng)源(yuan)效率等(deng)多維度出(chu)發的多能(neng)(neng)互(hu)補(bu)(bu)協調(diao)優(you)化控制系統(tong),給(gei)出(chu)運行方式(shi)優(you)化和(he)決(jue)策建(jian)議,實現各能(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)互(hu)聯互(hu)通(tong)、互(hu)補(bu)(bu)互(hu)濟,從而降低用能(neng)(neng)成本。
(3)探索園區內部售電市場化交易機制
在綜合能源(yuan)管控系(xi)統中(zhong)設置交易結(jie)算模塊,探索紅豆園區內部開展售電市(shi)場化交易機制,嘗試通過市(shi)場化用電交易的(de)方式,通過價格調(diao)整(zheng)(zheng)用戶生產(chan)計劃,調(diao)動用戶調(diao)整(zheng)(zheng)生產(chan)用能,進(jin)而達到園區用能整(zheng)(zheng)體成本最優的(de)目(mu)標。
2.運行效果分析
目前(qian),園區能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)構成(cheng)包括熱(re)電(dian)、光伏、儲能(neng)以及市電(dian)。相比傳統(tong)的(de)新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)項(xiang)目,紅豆工業園綜合能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)服務(wu)項(xiang)目采用(yong)“新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)+”模(mo)式,以光伏、熱(re)電(dian)為主要開發電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),以儲能(neng)系統(tong)為調節電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan),多種電(dian)力組合,解決用(yong)電(dian)高(gao)峰期和低谷(gu)期電(dian)力輸(shu)出不平衡的(de)問題(ti),同時(shi)也實現了多種能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)數(shu)的(de)實時(shi)采集(ji),對光伏、熱(re)能(neng)的(de)新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)組合開展(zhan)實時(shi)柔性控(kong)制,構建(jian)“互聯網+”智慧能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系統(tong),實現智能(neng)調控(kong),提升系統(tong)運行靈活(huo)性、降低出力波動(dong)性,提升整體效(xiao)率。
就(jiu)經濟效益(yi)而言,通(tong)過建設多能(neng)互補平臺實(shi)現區(qu)域能(neng)源科學調度、協同運行、智能(neng)管理,實(shi)現數據實(shi)時(shi)監測,提升客(ke)戶能(neng)源管理水平,降(jiang)(jiang)低企業(ye)用(yong)能(neng)成(cheng)(cheng)本。預計為客(ke)戶降(jiang)(jiang)低綜合用(yong)能(neng)成(cheng)(cheng)本約10%,保守估計每年(nian)減(jian)少(shao)用(yong)能(neng)成(cheng)(cheng)本支出(chu)300多萬元。
就社會效益(yi)而言,通(tong)過(guo)建(jian)設多能(neng)互補平(ping)臺,提升能(neng)源綜合(he)利用效率,實現節能(neng)減(jian)排。預計每年可節約電(dian)能(neng)消耗2104萬千瓦時,折合(he)標準(zhun)煤7364噸(dun),減(jian)少二氧化碳(tan)排放19146噸(dun),具有顯著的環保效益(yi)。
實施主體及商業模式分析
盈利(li)模式主要包括三種:一是(shi)通(tong)過(guo)合(he)同能(neng)(neng)(neng)源(yuan)管理的(de)方式降低(di)客戶前期(qi)投資,雙方共享節能(neng)(neng)(neng)收(shou)益(yi);二是(shi)通(tong)過(guo)開(kai)展(zhan)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)托管方式,為客戶建設能(neng)(neng)(neng)源(yuan)管控平臺來提升客戶能(neng)(neng)(neng)效(xiao)水平,并(bing)按照約(yue)定收(shou)取能(neng)(neng)(neng)源(yuan)托管費(fei)用,以節省的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)費(fei)用作(zuo)為盈利(li);三是(shi)通(tong)過(guo)產品銷售的(de)模式,以銷售價格與(yu)成(cheng)本之差作(zuo)為盈利(li)。目前,紅豆(dou)工業園(yuan)綜合(he)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服務項目的(de)經(jing)濟收(shou)益(yi)主要依(yi)靠峰(feng)谷(gu)電價差來實現,通(tong)過(guo)儲能(neng)(neng)(neng)與(yu)熱電的(de)協同調整創(chuang)造效(xiao)益(yi)。
園區內熱(re)電(dian)(dian)(dian)廠、光伏發電(dian)(dian)(dian)由(you)紅豆(dou)公(gong)司(si)(si)(si)投資建(jian)設(she)運營(ying)(ying)(ying),儲能(neng)電(dian)(dian)(dian)站由(you)浙江南都電(dian)(dian)(dian)源(yuan)公(gong)司(si)(si)(si)投資建(jian)設(she)運營(ying)(ying)(ying),綜(zong)合(he)能(neng)源(yuan)管控平臺由(you)國(guo)網無錫供電(dian)(dian)(dian)公(gong)司(si)(si)(si)總承(cheng)包建(jian)設(she)開發,之后移交(jiao)給紅豆(dou)公(gong)司(si)(si)(si)運營(ying)(ying)(ying)。
紅(hong)豆公司在運營該綜合能(neng)源項(xiang)(xiang)目的(de)過(guo)程中(zhong),依(yi)靠(kao)峰谷電(dian)(dian)價差,通(tong)過(guo)熱電(dian)(dian)廠、光(guang)伏發電(dian)(dian)、儲能(neng)電(dian)(dian)站(zhan)、用(yong)戶的(de)信息互通(tong)和協調運行降(jiang)低供能(neng)成(cheng)(cheng)本,創造經濟(ji)效益。整體(ti)估算,該項(xiang)(xiang)目可降(jiang)低綜合用(yong)能(neng)成(cheng)(cheng)本約10%,每年(nian)減少成(cheng)(cheng)本300多萬元,預計2年(nian)左右收回(hui)成(cheng)(cheng)本。
國網(wang)無錫(xi)供電公司通過搭建綜合(he)能(neng)源管控(kong)平(ping)臺實施EPC工程獲取收益,其中平(ping)臺的技(ji)術(shu)支持部(bu)分分包給江蘇方天(tian)電力技(ji)術(shu)公司。整個平(ping)臺系(xi)統開發(fa)、建設和運(yun)營費用(yong)合(he)同額(e)為550萬(wan)元(yuan)(不包含硬件設施的采(cai)購費用(yong))。
浙(zhe)江南(nan)都(dou)電源公司(si)(si)通(tong)過(guo)“投資(zi)+運營”模式開(kai)展儲(chu)(chu)能電站(zhan)的租(zu)賃服務(wu),與紅豆公司(si)(si)共享“峰谷套利”收益,另外儲(chu)(chu)能還可以平滑光伏發電出力,對負荷起到“削峰填(tian)谷”的作(zuo)用。通(tong)過(guo)這(zhe)三(san)方面的價值(zhi)體現(xian),獲得其相應利潤。
風險防控
綜合能源(yuan)供應的風險(xian)可以從技術、商務、政策三點進(jin)行分(fen)析。
1.技術風險
目前綜合能(neng)源供(gong)應的技術(shu)主要有地源(水源)熱泵、冷(leng)熱電三(san)聯(lian)供(gong)、常規(gui)冷(leng)水機(ji)組、電(天然(ran)氣(qi))鍋(guo)爐等,技術(shu)均較(jiao)為成(cheng)熟,但其中地源熱泵存在(zai)冬夏冷(leng)熱負(fu)荷不平衡導致設備效(xiao)(xiao)率、效(xiao)(xiao)果降低可能(neng);冷(leng)熱電三(san)聯(lian)供(gong)首先要考慮氣(qi)源穩(wen)定(ding)問(wen)題,一(yi)般會配置備用(yong)供(gong)電、冷(leng)、熱機(ji)組,其次因三(san)聯(lian)供(gong)系統比價復雜,運維難度及(ji)成(cheng)本都較(jiao)高;天然(ran)氣(qi)鍋(guo)爐同樣受到(dao)氣(qi)源影(ying)響,缺氣(qi)時(shi)會影(ying)響供(gong)熱效(xiao)(xiao)果。
2.商務風險
綜合能源供應一(yi)般適用于園區(qu)、建(jian)(jian)筑群等,所以往往要面對多個(ge)用戶(hu),存(cun)在一(yi)定的商務風險:一(yi)是新(xin)建(jian)(jian)園區(qu)用戶(hu)入(ru)住率(lv)不高,可能導(dao)致投資難以快速(su)收(shou)(shou)回(hui)(hui);二是多個(ge)用戶(hu)在收(shou)(shou)費時較一(yi)般項目回(hui)(hui)收(shou)(shou)難度大,產(chan)生(sheng)壞賬幾率(lv)也大。
3.政策風險
綜合能源服務費一般采取初裝費+能源費方式(shi)收取,能源費用需要物價部門批準,政(zheng)策上可能存在一定風險。
為控制風(feng)險,保(bao)障利(li)潤,其中(zhong)1風(feng)險可(ke)通過聘請資(zi)質等級較高的設(she)計單位進行規(gui)(gui)劃設(she)計予以防(fang)控,2、3風(feng)險可(ke)通過與政府建(jian)設(she)投(tou)(tou)資(zi)公司共同投(tou)(tou)資(zi)組建(jian)項目(mu)公司方式規(gui)(gui)避。另外,對于已(yi)建(jian)成園區(建(jian)筑(zhu)),需進行專門的能(neng)(neng)源審計,與用(yong)戶確定能(neng)(neng)源邊界(jie)后,才可(ke)確認(ren)能(neng)(neng)源托(tuo)管費用(yong)或能(neng)(neng)源單價。
未來規劃及設想
1.收益從能源供應側向用戶側轉移
綜(zong)合(he)(he)(he)能(neng)(neng)源(yuan)平臺(tai)(tai)目前(qian)的(de)(de)收益還主要集中在能(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)供應側(ce),在今后(hou)平臺(tai)(tai)的(de)(de)運營中,還可(ke)以結合(he)(he)(he)用(yong)戶側(ce)與配售(shou)電業務,綜(zong)合(he)(he)(he)能(neng)(neng)源(yuan)平臺(tai)(tai)將起到(dao)至關重(zhong)要的(de)(de)作用(yong),比如在協調售(shou)電偏差(cha)考(kao)核(he)方(fang)(fang)面(mian),在用(yong)戶側(ce)開(kai)展(zhan)分布式光、儲發電綜(zong)合(he)(he)(he)利用(yong)等等多個方(fang)(fang)面(mian)可(ke)以帶來巨大(da)的(de)(de)收益。
2.提高負荷預測準確性
目前(qian),由于(yu)數(shu)(shu)據(ju)(ju)量有限,還(huan)存在負荷(he)預(yu)測(ce)不(bu)準和模型(xing)校驗不(bu)充分(fen)等問題,導致日前(qian)調度優化執行效果一般(ban)。未來隨著運營過程中(zhong)不(bu)斷積累數(shu)(shu)據(ju)(ju),將不(bu)斷完善和提(ti)(ti)高優化水平(ping)。“智能(neng)大腦”還(huan)能(neng)通(tong)過關鍵指標和數(shu)(shu)據(ju)(ju)分(fen)析,挖掘各(ge)(ge)個“表(biao)(biao)情(qing)”背后的原因(yin),指導運維和檢修等工(gong)作的開(kai)展。另(ling)外,還(huan)可(ke)以(yi)自動(dong)生(sheng)成各(ge)(ge)類(lei)報表(biao)(biao)和用能(neng)分(fen)析報告,有利于(yu)從中(zhong)找到能(neng)效提(ti)(ti)升點(dian),為應用多(duo)能(neng)互(hu)補策略提(ti)(ti)供數(shu)(shu)據(ju)(ju)支撐。
3.進一步探索交易機制的應用
針對園區(qu)(qu)用能(neng)(neng)自給率高、交(jiao)易規則單一的(de)特(te)征,還將(jiang)從供需兩側(ce)博弈的(de)角(jiao)度(du)出發,創新探索園區(qu)(qu)內部分(fen)時能(neng)(neng)源價格、源網荷儲友好互動等市(shi)(shi)場(chang)機制,以“發紅(hong)包(bao)”的(de)形式(shi)形成區(qu)(qu)域內的(de)電力(li)交(jiao)易現貨市(shi)(shi)場(chang),通過多(duo)(duo)方有(you)效互動,進一步降低(di)園區(qu)(qu)整體能(neng)(neng)源成本。未來,隨著園區(qu)(qu)內企(qi)業用能(neng)(neng)負荷的(de)逐步增加,能(neng)(neng)源自給率將(jiang)有(you)所降低(di),園區(qu)(qu)內部與外部大電網進行實時互動和電力(li)交(jiao)易的(de)需求也(ye)會增多(duo)(duo),屆(jie)時包(bao)含市(shi)(shi)場(chang)化交(jiao)易的(de)平臺(tai)功(gong)能(neng)(neng)將(jiang)愈發重要。