区域能源互联网商业模式研究

2021-01-09李元浩

上海电气技术 2021年1期

关键词：临港商业模式分布式

李元浩

上海电气分布式能源科技有限公司上海 201199

1 研究背景

上海临港地区致力于打造低碳发展实践区,在分布式能源冷热电联供、可再生能源利用等方面进行探索和实践。

临港地区太阳能资源和风能资源丰富,交通运输便利,施工条件良好,接入系统条件较好,具有智慧能源互联网实践的良好基础。

笔者基于临港地区入选互联网+智慧能源示范项目的背景与特点,结合上海能源转型、升级、创新发展和浦东双自联动发展的要求,对标国际,对接互联网+国家战略和互联网+智慧能源战略部署,对区域能源互联网商业模式进行研究,分析借鉴国外区域能源互联网商业运营案例,总结我国区域能源互联网示范项目经验,结合临港地区能源互联网应用场景和各类商业模式特点,从高效、便利、易操作、多赢等方面构建具有临港地区特色的能源互联网创新商业运营模式[1-3]。

2 国外区域能源互联网商业运营案例

不同国家和地区对区域能源互联网商业模式进行了探索与实践,积累了不少经验[4-6]。

美国Opower公司结合行为科学、云数据平台、大数据分析,为用户免费提供能耗分析和节能方案,帮助售电公司建立稳定的客户关系,并实施需求侧响应。这一区域能源互联网商业模式的核心功能是用户不需要安装任何智能设备,便可以得到家中制冷、制热设备的电能消耗情况,并能够得到邻居的用电账单,从而形成对比,促进节能行为。

德国在能源互联网的探索中,以政府示范项目的方式落地,并以点带面,推动能源系统的优化和信息通信技术的升级,鼓励企业进行能源互联网尝试。由于德国政府坚定推进电力体制改革和能源转型,售电领域主体活跃,绿能消费、需求侧响应、邻里买卖电等已经成为现实。

自2016年4月起,日本全面放开电力零售市场,允许所有用户自由选择售电商,取消批发市场的价格管制,鼓励发电商、区域电力公司和售电商一起进入交易市场。为了保证电力市场的稳定,新售电商的售电价格不得高于区域电力公司以往的监管售电价格。当新售电商由于各种原因不能履行售电业务时,区域电力公司必须提供保底供电服务。

3 我国区域能源互联网商业运营分析

业内相关机构调研了国内综合能源服务发展现状及商业模式,涉及天津、江苏、广东等地开展综合能源服务的五家企业,共有近十个综合能源服务项目[7-9]。从调研结果看,国网天津公司综合能源服务推广初显成效,国网江苏公司综合能源服务进展迅速,南网广东公司正积极探索园区级示范项目,协鑫全面布局“源网售用云”,天合光能着力打造“发储配用云”。

国网天津北辰商务中心绿色办公综合能源示范工程包括屋顶和车棚光伏、风电、风光储一体化、地源热泵、电动车分时租赁五大系统,并设置综合能源智慧管控平台。这一项目各组成部分于2017年5月至9月间陆续投运。

国网江苏公司苏州同里综合能源服务中心项目包括光伏发电、高温相变光热发电、风电、地源热泵、冰蓄冷、微网路由器、交直流配电网、高温相变储热、压缩空气储能、预制舱式储能、充换电站、电子公路、源网荷储协调控制系统等,并设置综合能源服务平台。这一项目Ⅰ期于2018年10月基本投运,Ⅱ期于2020年投运。

江苏扬中新型城镇能源互联网示范项目包括天然气三联供能源站、分布式风电、分布式光伏发电、电动汽车充电设施、微电网等,并设置能源互联网综合管控与服务中心。这一项目的建设周期为2018年至2021年。

南网东莞松山湖综合能源示范区项目包括分布式光伏、天然气三联供、电动汽车充电桩、光储充示范应用、集中式和分布式储能示范应用,设置能源互联网信息共享平台。这一项目的建设周期为2018年至2020年。

国网江苏公司作为国网系统内规模最大的省级公司,借助建设苏州同里新能源小镇和扬中绿色能源岛的契机,分别开展同里综合能源服务中心项目和扬中新型城镇能源互联网示范项目,加速综合能源服务业务落地。通过对国内区域能源互联网商业运营项目进行对比分析,所采用的商业投资和运营模式主要有建设-运营-转让、合同能源管理、建设-拥有-运营、配售一体化、综合能源服务等[10-11]。由大企业负责投资建设的示范项目,因为具有更多的资源、资金和技术积累方面的优势,能更有力推进综合化能源服务,进展更为顺利。

国网的业务定位为由电能供应商向综合能源服务商转变,业务包括布局能源生产、消费、储备、交易等四大板块,涵盖能源规划设计、分布式能源供应、储能、能效监测与分析、变配电设备运维、能效提升、电能替代、售电、充电桩、能源大数据、需求侧响应、能源配送建设与运营、能源交易、能源信息化、用能金融等多元化服务,商业模式包括设计-采购-施工总承包、建设-运营-转让、合同能源管理、能源托管、产品销售、融资租赁、收取代理费和运维费等。

南网的业务定位为由传统能源提供者向综合能源服务企业转变,南网广东公司增加综合能源、增量配网建设与投资、分布式能源、电动汽车投资与运营、市场化售电、能效服务等六个新兴经营模块,南网综合能源服务公司涉及节能服务、分布式能源及能源综合利用、新能源与可再生能源开发、互联网+能源服务等四大业务领域。南网采用的商业模式包括设计-采购-施工总承包、建设-运营-转让、建设-拥有-运营、合同能源管理、能源托管、公共私营合作、建设-移交等。

协鑫的业务定位为打造国际化能源综合服务商,在新能源和清洁能源领域,业务涉及天然气、光伏、风电、生物质能等的开发、建设、运营,以及设备销售、设备运维等,在创新型能源方面,业务涉及售电、微网能源服务、多能互补、多能需求侧管理、云平台、增量配电网建设等。协鑫采用的商业模式包括设计-采购-施工总承包、产品销售、收取代理费和运维费等。

天合光能的业务定位为综合能源解决方案及核心产品提供商,传统业务包括产品及解决方案、电站投资与开发等,能源物联网业务包括储能、智能微电网、天能云平台、增量配电网、电力电子变流器等,采用的商业模式包括设计-采购-施工总承包、建设-移交、能源托管、合同管理、能源管家、公共私营合作等。

4 区域能源互联网商业模式分类

区域能源互联网商业模式包括投资模式、运营模式、衍生服务模式等,根据临港地区不同功能区的特点,研究各功能区符合能源互联网应用场景的商业模式,形成灵活、高效的临港地区创新机制。

4.1 投资模式

从分布式能源利用到智慧能源互联网,前期由谁来投资建设,建设后是拥有运营权还是移交转卖,针对不同场景,有不同模式,具体包括建设-拥有-运行-移交、建设-运营-转让、建设-拥有-运营、建设-租赁-移交、修复-运行-移交、移交-经营-移交、合同能源管理七种。

4.2 运营模式

综合能源服务的基本业务模式可以从供能侧和用能侧出发,通过能源输送网络、信息物理系统、综合能源管理平台、信息和增值服务,实现能源流、信息流、价值流的交换与互动。理想盈利模式中,除了构建产业链和业务链外,盈利主要来源于四个方面。一是潜在的收益来源,主要应用于园区,包括土地增值和能源采购,土地增值主要体现为入驻率提高、开工率提高和环境改善,能源采购主要体现为园区用能增加,电力、燃气、液化天然气议价能力提高。二是核心服务,包括能源服务和套餐设计,能源服务主要体现为集中售电、热、水、气等能源,节约成本,套餐设计主要体现为综合包、单项包、应急包、响应包。三是基础服务,即能源生产,包括发电和虚拟电厂,发电主要体现为清洁能源发电和可再生能源发电,自用电比例越高,收益越好,虚拟电厂主要体现为储能、节能、跨用户交易、需求侧响应。四是增值服务,包括工程服务和资产服务,工程服务主要体现为实施平台化和运营本地化,资产服务主要体现为设备租赁、合同能源管理和碳资产。整个综合能源服务可以看作是一种能源托管模式。在电力市场放开后,未来相关电力企业比拼的不仅仅是发配售输电,还包括全方位、综合性能源服务,具体运营模式包括配售一体化模式、供销合作社模式、综合能源服务模式、售电折扣模式、虚拟电厂包月售电模式、配售一体化+综合能源服务模式、互联网售电服务模式。

5 临港地区区域能源互联网商业模式

根据临港地区的发展建设规划,基于突破体制机制瓶颈约束,释放市场经济活力,构建区域能源互联网的临港地区模式,将互联网+智慧能源发展在临港地区先行先试,结合临港地区不同功能区的用能场景,采用相适应的商业模式,促进电力、燃气、清洁能源、供水等资源的综合利用,打破不同能源品种间的行业壁垒,建设多元化、多层级的临港地区区域能源互联网系统。

5.1 工业园区

工业园区采用自主投资、自主运营模式。工业园区厂房多,重大装备多,可以上海电气打造的综合智慧能源互联网平台为标杆,引进具有一定基础的企业进行研究突破,开展技术转型。结合云数据平台、大数据分析,为园区用户免费提供能耗分析和节能方案,建立更稳定的客户关系,并实施需求侧响应。允许园区内各发用电主体进行能源互联,同时电网公司打破配售电壁垒,建立良好的电能交易平台。完善输配电定价监审政策,补充针对以清洁能源为主体的输配电定价核定机制,开展分布式发电市场交易试点,在保障电网安全运行、电力可靠供应的前提下,放开对分布式能源优先调度的束缚。对能源互联网及新能源微电网的设计审查、并网接入、区域互联工作予以支持,并明确相应的归口管理部门,给出有针对性的设计审查及并网、互联验收流程,列出相关资质要求,鼓励能源互联网示范项目作为整体进行一体化报批。

5.2 校区

校区采用按需定制的服务模式。以上海电力大学临港校区能源互联网综合示范项目为范本,结合临港地区风能、太阳能相比上海市区具有优势的特点,综合利用多种能源,将校园建设成风光储一体化、电热冷多能供应的智慧微能源系统。对接住房和城乡建设部建设绿色节能校园的要求,以及临港地区作为上海首个国家级海绵城市建设试点地区的环保新要求,采用规划、设计、投资、建设、运营全过程的综合能源服务模式。具体而言,采用学校基建资金与专业节能公司投入资金相结合的模式,使能源系统的规划建设与校方新校区的规划建设同步实施。推进国网节能公司等专业公司和学校合作,由专业节能公司进行绿色高效节能策划设计,由学校负责建设实施。专业节能公司为学校提供能耗在线监测分析、学生公寓电能表预付费管理等服务,学校负责相关能源基础设施施工。通过模式创新,实现合作共赢,符合投资经济指标要求。工程投运后,专业节能公司可依托智慧能源管控平台继续为学校提供专业化、高水平的运营管理服务,持续优化新校区能源供应系统运行,降低学校能源成本。同时提供配套的综合节能增值服务,大大提高新校区的能源保障水平和后勤管理水平。

5.3 商务区

商务区采用共同投资、独立运营模式。临港商务区借鉴上海前滩经验,实行共同投资、独立运营模式。能源服务公司与用户共同投资,能源服务公司负责建设期项目管理及建成后运行管理,向用户提供能源服务。在合同期内,用户可支付相对优惠的能源使用费。能源服务公司也可以根据用户的特点,提供综合性的节能化配套服务,融合电网、热能网、信息网,以开放性、可延伸性、可操作性为特点,在办公楼采用分布式冷热电联产系统,并引入天然气分布式供能、停车场分布式光伏、充放换电动汽车充电桩,梯次利用电池储能、风电、光伏、智慧照明等综合智慧能源。通过补贴激励等机制,在需求侧实现积极响应,达到多能互补能量管理优化。从供应侧到需求侧构建全新生态系统,推动可再生能源使用比例的大幅提高。

5.4 物流园区

物流园区采用自行投资、专业化运营模式。推广虹桥商务区区域集中式供能方式,鼓励物流园区自行投资建设光伏发电、热电联供等能源设施。进一步促进清洁能源应用,加强对电动汽车的服务,将普通路灯改装为电动汽车充电桩,有效解决电动汽车的充电问题。同时销售风力照明灯、屋顶发电等分布式电源设备,提供相应的使用培训及维修,帮助用户利用新能源技术解决部分用电、用热等日常需求。构建区域智慧能源管理平台,以用电数据为基础,为用户提供能效监控、运维托管、抢修检修、节能改造等综合用电服务,有效提高用户的用电质量。开展配售电业务,直接基于市场化协议购电,然后输送给用户。利用各类清洁能源发电,加强储能电池等的研发和利用,实现能源自产自用。开展增量配电网试点,以适当便宜的价格售电给其它客户,达到能量消纳的目的。

5.5 居住社区

居住社区采用综合智慧能源服务模式。基于临港地区居民社区能耗水平、用能方式、管理水平的特点,由能源服务公司提供综合管理和服务。借鉴德国城市的商业模式,为周边地区的居民和工商业用户提供供电和供气服务,同时通过签订合同为居民提供可选择的各类综合能源套餐。能源服务公司在开展售电业务的同时,可以根据公众需求和自身服务优势,提供供热、供水、公共交通、车辆租赁等服务,使客户享受多方位能源服务。还可以推出客户免费使用电动车充电桩等服务,通过捆绑销售吸引更多客户,提高客户忠诚度,实现利润来源多样化。对于多元化运营公司,建议政府给予更多政策扶持,并提供一定的公共补贴。