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广西燃气分布式能源项目向综合能源服务商转型的思考

2020-03-04罗鹏

广西电业 2020年10期
关键词:燃气分布式广西

●罗鹏

分布式能源项目兴起于21世纪初,主要是相对于传统的集中式发电模式,将电源点分散布置于用户侧,对用户实现近距离供电,并利用发电产生的余热对用户实现集中供热、供冷,从而实现能源高效梯级利用的一种能源供应方式。综合能源服务是基于多能联供和能源互联网技术发展前提下,对能源不同的供应种类、不同的需求进行智能化组合,以达到区域内能源的智能供应,实现能源的高效组合运用和用户需求的最优化组合分配的一种智慧能源供应模式。分布式能源项目是综合能源供应的一种形式,具有提供综合能源服务的部分硬件条件,但综合能源服务与分布式项目的产品、配套设施、政策环境、提供服务、管理模式又有很大区别。

随着国家能源行业转型升级,出台了一系列鼓励综合能源服务的政策,燃气分布式能源项目因其靠近用户侧,实现冷热电联供,具备实现综合能源服务的良好条件。2016 年2 月,国家发改委、能源局、工信部联合印发了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,明确了发展综合能源的总体思路,指出了我国综合能源系统关键技术的发展方向,强调了分布式可再生能源、天然气分布式能源、分布式储能设备等关键设施在综合能源系统建设中的重要地位。各大电力企业纷纷提出向综合能源服务型企业转型,打造以电能为核心、多能协同的现代能源体系。

基于以上背景,本文对广西电力行业的发展形势进行了展望,从广西分布式能源项目的生产经营现状、面临的问题、发展的需求等方面进行分析,结合综合能源的技术和发展趋势,提出广西电力发展形势下燃气分布式项目向综合能源服务商转型的有关思考,以利于此类项目健康发展。

一、广西燃气分布式能源项目基本情况分析

(一)广西电力发展形势

依据“两个百年”的奋斗目标,结合发展实际,广西预计在未来较长一段时间内,用电需求依然将保持中高速增长。2018 至2019 年,全 区 电 力 供应较为富裕,无电源建设缺口;2020 年由盈余转为基本平衡,存在阶段性偏紧;预计2020 年广西全社会用电量将达到2050亿千瓦时,最大负荷可能达到3520 万千瓦,全社会用电量较“十三五规划”增加约300 亿千瓦时,全社会最大负荷增加约310 万千瓦,“十三五”全社会用电量年均增速高达9.1%。“十四五”期间,预计全区全社会用电量年均增速为7.5%,至2025 年,全社会用电量将达3000 亿千瓦时,全社会最大负荷将达5150 万千瓦。目前,全区在建的大型电源有8×20 万千瓦的大藤峡水电站、红沙核电站二期2×118 万千瓦机组,重启的停建煤电项目有270 万千瓦,考虑在建的项目在“十四五”全部建成投产并增加受入区外电300 万千瓦。2025 年,预计全区电源建设缺口仍有约1000 万千瓦,或将出现供不应求的局面。

广西能源资源较为匮乏,煤电用煤均需外运,且易受国家总量控制及环境容量制约;水电达到深度开发程度,已经没有发展空间;气电因气源价格较高(广西区内天然气门站价格高居全国第五),而作为经济欠发达省份,对气电的补贴及电价承受能力均有限,难以大规模发展;风、光电等新能源本身资源并不丰富,且难以形成规模;接受云电等区外电力虽是广西电力供应的有效补充,但受到来水和省内保供应等因素影响,存在不稳定性。因此,为保障能源的稳定供应,需积极研究发展提高用能能效的综合能源供应系统。

(二)广西燃气分布式能源项目发展情况

1.发展现状

目前,广西建成投运的燃气分布式项目有华电南宁江南分布式项目、华能桂林燃气分布式能源项目和中马协鑫天然气分布式能源项目。

华电南宁江南分布式项目,由华电集团控股投资建设,位于南宁市江南工业园区沙井片区中心,紧邻华南城商贸物流区。项目一期2×60 兆瓦机组于2014 年9 月实现双投,利用天然气发电上网的同时,满足周边工业园区261 万平方米建筑物的冷热需求。项目规划年供热(冷)量118 万吉焦,每年节省标准煤8.6 万吨,减少二氧化碳排放量46.8 万吨,减少二氧化硫排放量4039.2 吨,项目综合能源利用效率可达到70%以上。

华能桂林燃气分布式能源项目,由华能集团投资建设,位于桂林市临桂区世界旅游城内。项目一期投资约14 亿元,建设总装机21 万千瓦的燃气-蒸汽联合循环冷、热、电三联供机组,设计年发电量11.55 亿千瓦时,年供热量224 万GJ,于2017 年12 月全部建成投产。

中马协鑫燃气分布式能源项目,由协鑫集团与中马园区管委共同投资建设,位于中马钦州产业园区。项目一期建设2×75 兆瓦级燃气-蒸汽联合循环机组,总投资10.2 亿元,设计年发电量8.25 亿千瓦时,年供热量175 万吉焦,首台机组于2020 年8 月31 日建成投产。

2.存在的问题

(1)天然气发电政策支持力度有限

近几年,我国在天然气利用、能源发展规划及环保政策文件中专门针对天然气发电的政策文件较少,政策的指导性不强,各省出台的政策参差不齐,较难形成作用明显的长效机制,由于天然气是化石能源,不能享受可再生能源的相关补助政策,我国燃气发电项目的运营成本中,燃气成本占到近70%,发电成本是传统燃煤发电项目的2~3 倍,按照近期的利用小时和气价水平测算,对热电联产项目来讲,上网电价需达到0.83 元/千瓦时才能实现盈亏平衡,调峰项目则要达到0.88 元/千瓦时,按照目前的电价政策来看,燃气发电项目的快速调峰、高效环保的社会价值仍未得到充分补偿。

(2)经济性不具备优势

当前我国天然气进口依存度高,在现有情况下,造成燃气发电企业气源成本难以下降。关键设备技术存在“瓶颈”,目前,国内制造企业还没有完全掌握燃气发电设备的核心技术,部分关键技术还掌握在少数国外制造企业手中,不仅导致设备造价水平高,而且投产后被国外供应商垄断核心部件的检修维护,致使项目的维护检修费用居高不下,发电企业生产成本难以有效降低,在政府现有电价补贴的政策下广西各燃气分布式能源项目仍面临每年数千万元亏损。

(3)配套冷热负荷与规划相差较大

目前,广西的燃气分布式项目冷热负荷普遍达产率偏低,拉低项目的能源利用效率,影响项目经济效益与社会综合效益的发挥,如南宁江南能源站项目是按照在发电上网的同时向华南城及江南工业园区的用户提供冷、热等负荷设计的,设计年发电量9.57 亿千瓦时,供能量118 万吉焦,2018 年供能量仅3万吉焦,发电量仅9708 万千瓦时,随着国家多轮降低工商业电价政策和广西进一步深化电改“1+2”方案的实施,江南工业园区用户工商业用电价格的大幅下调,用户电制冷、热成本降低,集中供能优势逐渐减小,迫使江南能源站对外供冷、热的价格也大幅降低,供冷市场拓展难度进一步加大。

(4)疏导资金缺口较大

按照《关于规范天然气发电上网电价管理有关问题的通知》(发改价格〔2014〕3009 号)规定,天然气发电上网电价不高于煤电标杆价0.35 元/千瓦时,最高价仍不能覆盖各项目运营成本,按保障最低供热负荷的利用小时测算,广西区内三个项目每年需要疏导资金约5.88 亿元,政府已经落实的疏导资金仅有2.1亿元,缺口较大。

二、燃气分布式能源项目转型的思考

广西各燃气分布式项目一直以来依赖政府补贴维持其基本运营,根据补贴资金分配发电量计划,不能充分利用燃气分布式能源项目多能源联供的特点,发挥其能源转化效率高的优势,需从能源的综合利用和附加服务中寻求利润增长点,实现转型升级,摆脱项目对政策资金补贴的依赖,起到能源综合利用的示范效应。燃气分布式项目本身就是一个简单的综合能源系统,如何实现区域的综合能源服务,开发符合所在工业园区实际情况的多种能源供应单元,形成一个相对成熟的区域综合能源服务系统,在提高能源利用效率的同时,形成可持续稳定发展的商业模式,解决燃气分布式项目当前经营中遇到的困难成为当务之急。通过实施综合能源服务,既能大幅提升园区供能智能化水平,增强用户的用能体验,又能减少园区能耗水平、实现循环优化、加强资源整合,从而实现燃气分布式能源项目的转型,摆脱对政府补贴的依赖,达到政府、企业和用户多方共赢的目的。

(一)转型的形势及条件

1.转型的形势

广西经济社会发展在国内相对发达地区滞后,“十三五”之前能源供应形式较为传统,对综合能源项目关注较少,随着近年来经济的快速发展,“一带一路”产业政策的推进,对接粤港澳大湾区、承接产业转移的深入,其能源需求愈发多元化,今后,广西还将积极构建“南向、北联、东融、西合”全方位开放发展新格局,大力推进数字产业化和产业数字化发展,地方政府也逐渐注重发展方式的转变,越来越注重能源发展的质量与综合效益,综合能源的发展理念也被各级政府广泛认可,能源行业发展也逐渐由保量向提质转变,为综合能源的发展提供了很好的外部条件,各类综合能源项目正逐渐兴起,除了五大发电集团这些传统的能源项目投资企业,其他非发电企业如协鑫、新奥能源、南网综合能源公司等企业也纷纷加入到综合能源研究开发的行列中来。由于综合能源服务业务在广西尚处于起步阶段,其发展潜力巨大。

综合能源服务对于提高园区能源供应的可靠性及能源的综合利用率有着重要意义和作用:一是合理的布局和配置,可充分利用土地和空间;二是对多种能源协调利用,可提高能源的综合利用率;三是可充分发挥各种能源优势,并克服自身不足;四是减少单一发电波动和间歇,降低储能或补偿要求;五是共用送变电人员和设施,减少重复配置,降低运营成本,提高利用效率。

2.转型的条件

综合能源系统利用先进的技术和管理模式,整合一定区域内多种能源资源的新型能源系统,实现各种能源子系统之间的统筹规划、协同运行、优化管理、互济互补和交互响应,同时满足各类用户多元化用能需求,并能有效地提升区域综合能源利用效率,达到促进能源高效合理利用的目的,多能互补、统筹优化是其核心内涵。综合能源系统的基本要素有源、网、荷、储、控。源,主要是就地的分布式发电供能系统;网,主要是智慧化的输配电网与各类管网系统;荷,主要是指各式各样的用能要求,如电力、蒸汽、冷热水、空调、燃气、直流充电等;储,主要是设置一系列电、热、冷等蓄能设施;控,主要是实现各种能源生产与调度的智能控制。

目前,广西的燃气分布式项目都位于工业园区内,工业园一般都同时存在电、热、冷、气多种能源供应需求,多以分散的燃气锅炉、燃煤锅炉、电制冷机组等方式进行供应。这类供应方法均存在能源转换效率低、环境污染较大、用能成本较高等弊端,同时,有的园区也有分散的风光储等其他能源供应来源,需要对各种能源进行综合利用、监控和调度,来实现能源的统一生产、调度和能效的管理,可由专业的供能企业来构建统一的能源供应系统,根据用户冷、热、电等各种用能负荷变化灵活调整系统供应方式,同时按照系统供能优化原则制定用户用能策略,在保证用户供能安全的前提下提高系统的综合能源利用效率,同时避免了供能分散、影响整体规划布局、综合效率较低的缺点。

(二)转型的路线和进程

综合能源服务是一种新型的商业模式,通过为用户提供多种能源和服务实现降本增效。综合能源服务可分为三个层面:第一层是用户侧和公共侧的能源互联网硬件投资建设;第二层是数据采集和数据分析管理;第三层是增值化服务,如能效管理、能源金融服务、虚拟电厂等。

要实现综合能源服务,必须先构建综合能源系统,综合能源系统内的分布式发电供能、输配电和管网设施、储能设施、智能用能及检测设施可由不同的投资主体投资建设,由运营主体统一运营,运营主体对内组织分布式能源生产商、储能提供商和用户之间的能源交易,通过统一协调、优化调度的手段实现园区内自平衡和用户侧管理,对外以整体形式开展电力交易,实现对电网的辅助服务。具体路线可分为近期、中期、远期三个实施阶段。

第一阶段近期主要是开展综合能源规划,根据规划推进用户侧和公共侧的硬件设施建设,如因地制宜开展屋顶分布式光伏、分散式风电建设,同步配套充电设施与储能系统,统一园区燃气、除盐水等综合供应,建设生物质耦合等设施,规划废水、废渣、垃圾等废弃物综合处理循环化改造等,初步建成实施综合能源服务的多能联供系统;第二阶段中期主要是建成智慧微网的物理联接,包括增量配网建设、数据采集系统建设、综合智慧能源控制平台建设,实现数据分析采集、分析和管理,并开展集中电力市场交易和为电网提供辅助市场服务;第三阶段远期是增值化服务,包括电能质量监控与设备能效管理、用户能源设备运维与能效服务、能源监测与节能服务等能效管理服务,以及能源金融服务、虚拟电厂等衍生服务,侧重于对综合能源系统的管理和统筹调用,实现能源流的最优配置和能源物联网的效率最大化。

(三)转型的关键和依靠

综合能源系统的核心在于其将多种类型能源的源、网、荷、储、控深度融合,通过多能互补协同及能量梯级利用,促进可再生能源的消纳,实现能源的清洁高效供给。综合能源服务不仅仅是多元化的能源供应,而是充分依托电力物联网技术,提供综合能源的规划建设、智能运营、节能环保、统筹调控等一揽子服务,满足客户差异化、个性化的服务需求。要实现综合能源服务,能源之间的联接网络必不可少,所以,配电网和管网是构建综合能源服务的重要基础,依托既有的燃气分布式能源,构建各主体连接与共享的电力物联网是综合能源服务的关键,同时要建设数据采集分析系统,构建智能网架,根据园区各企业供用能情况和价格变化的智能分配负荷,同时为大电网提供辅助服务,实现综合效益。

园区的能源供应形式由单纯的生产者生产和用户使用,转变为生产、使用、销售智能化管理和提供综合能效服务。作为综合能源服务重要参与主体的各能源供应商,存在以生产为导向的传统思维惯性,习惯于停留在优胜劣汰的传统竞争思维模式,必须解决好和电网企业、政府、用户之间的合作共赢关系,建立起符合各方利益的商业模式,明确各方权力和责任,激发动力共同推进区域的综合能源服务业务。

目前,综合能源服务尚处于起步阶段,各类支持政策还不明确,实现园区的能源综合供应还需要有得到园区的批准,但很多方面目前还没有成文的政策依据,增加了项目审批和实施的难度,需要加强沟通协调,先行先试,推动打破政策壁垒。此外,综合能源服务涉及能源种类多、参与链条长、覆盖范围广,对专业知识与技术要求较高。因此,要实现向综合能源服务转型就要充分符合能源革命、能源的绿色低碳转型的要求,要充分调动上下游产业链中的企业、科研机构及政府力量,汇聚各类客户和数据等资源,形成“共建、共享、共赢”的良好局面。

三、结语

面对广西燃气分布式项目运营中存在的一系列问题,政府和各项目开发企业需要发挥好自身作用,研究制定向综合能源服务商转型的可行方案,协调好能源生产供应不同环节的利益,充分利用燃气分布式能源项目多能源联供的优势,发挥其能源转化效率高的特点,从能源的综合利用和附加服务中寻求利润增长点,实现转型升级,摆脱一直以来对政府补贴的依赖,促进此类清洁能源项目健康、高效、可持续发展。

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