综合能源服务视角下的电网企业转型发展——评《综合能源服务——能源互联网时代的战略选择》<br/>

综合能源服务视角下的电网企业转型发展——评《综合能源服务——能源互联网时代的战略选择》

2021-11-05母国辉

电池 2021年5期

吴军,母国辉

（1.宁波永耀电力投资集团有限公司,浙江宁波 315000; 2.宁波恒晨电力建设有限公司,浙江宁波 315500）

“综合能源服务”是由国网公司于2017年提出的一种服务模式,主要包括能源供应、配电运营、电网储能控制等,是能源企业的重要发展指导方向。代红才等著的《综合能源服务——能源互联网时代的战略选择》一书立足于能源互联网,以能源安全为契机,将能源、信息、储能和管理等多学科相互融合,对综合能源服务进行了详细解读。该书分为3部分:综合能源服务的相关概念,详述综合能源服务的发展历程、发展驱动等内容;综合能源服务的发展现状,列举具体的成功案例和应用场景;影响综合能源服务可持续发展的重要因素。

1 综合能源服务理论体系

综合能源服务是指通过能源组合、技术创新、系统集成等方式,将能源产品单独或搭配其他产品出售,最终提高相关主体的满意度或收益的行为。能源是基础,服务是核心,综合是关键。综合能源服务的发展可归纳为3种业务形态:①能源组合供应式服务,即同时提供多种能源产品供用户选择,如电力和天然气;②新技术/模式融合服务,即将分布式能源技术、节能技术等与传统的能源生产消费融合;③系统集成式服务,即以综合能源系统为基础,为消费者提供集成式服务。综合能源服务充分利用新技术为用户提供解决方案,以用户需求为中心,形式多样,如在发电系统中增加电池储能电站,以储存多余的电量,实现能源流的智能控制。综合能源服务将电池储能、物联网、大数据、信息化等技术与能源设备集成,提高服务效率。发展综合能源服务的优势有:①推动能源革命;②创造就业岗位;③带动相关产业链发展;④降低用户成本;⑤提高能源利用率;⑥健全市场机制。综合能源服务实际上是为终端（即能源分配、分布式能源生产和能源消费）提供能源解决方案,一般由能源企业、设计院、设备单位等提供,服务对象较广泛,如建筑物、工业园区、企业等,要根据对象制定不同的服务策略,选择恰当的商业模式。

综合能源服务的发展主要有4种驱动力:①需求驱动,包括需求主体（消费者）、需求客体（产品或服务）、需求主客体关系（需求满足方式）等因素;②供给驱动,包括人力、资本、资源等因素;③技术驱动,可对需求和供给产生重要影响,并促进业务更替;④政策驱动,新政策的出台通常会给市场带来短期的波动,优秀的政策会促进综合能源服务健康稳步发展。综合能源服务的业务发展有4个阶段:①导入期,为创新阶段,不稳定因素较多,门槛较低;②成长期,需求增长快,技术趋于稳定,壁垒逐渐提高,竞争激烈;③成熟期,需求增长率平稳,技术成熟,企业经营趋于稳定,新技术开发困难;④衰退期,需求和盈利下降,许多企业倒闭,竞争减弱。

2 综合能源服务发展现状及应用案例

国外的综合能源服务以欧盟、日本、美国为典型代表。欧盟主要聚焦于能源系统间的耦合、集成,如德国强调能源系统和通信系统的集成应用;日本侧重于能源结构优化,促进效率提升;美国则注重于将分布式能源和智能电网相结合,实现综合利用。受电价下降、利润降低、安全需求提升、客户流失等因素的影响,国外大型电力企业纷纷调整战略,拓展业务领域,增加能源供应渠道,以实现可持续发展。国外电力企业通常可实现电力的生产、输送、配置和交易等全套流程,同时开展天然气等能源业务,战略布局广阔。此外,国外电力市场建设和价格机制成熟,价格组合多样。该书介绍多个国外电力公司的综合能源服务实践案例。日本东京电力公司可实现发电、输电、配电的一体化操作,综合能源服务业务范围广泛,如商业节能管理、全电厨房、智慧能源解决方案等。该公司的核心业务有:搭建智能输配电网络,方便可再生能源接入;搭建物联网平台,为用户提供用电信息服务。2016-2017年,东京电力公司与日立、大和生活等企业合作,以非侵入式负荷监测与分解（NILMD）技术为基础,开发家庭用电监测系统,并尝试开展用电状态提醒、家电运行管理、用电安全管理等服务。2018年,东京电力公司成立下属公司Energy Gataway,利用物联网平台统计家庭用电信息,能够合理规划家庭能源管理系统。其他服务企业,如保险公司、医疗公司等,也能根据相关数据信息,为家庭制定更完善的服务计划。意大利国家电力公司（ENEL）开发了多个综合能源服务项目,联合农控公司建立智能农场,在5.5 km2的农场内搭建200 kW和500 kW的光伏电厂和若干电池储能电站,供电动汽车充电。ENEL分公司Demand Energy建立的公寓楼微网,包含光伏系统、电池储能系统、燃料电池系统和智能软件管理系统等,可实现公寓楼所需能量的自给自足。

我国的综合能源服务发展还处在初期阶段,各电力企业以主业为基准,利用技术创新、资源优势进行产业链延伸。根据业务特点,服务模式可分为3类:①以电切入,包括储能、虚拟电厂、电动汽车等,服务企业主要是电力设施、发电企业等;②以气切入,包括天然气供给、清洁能源发电等,服务企业主要是石化能源企业;③以信息平台切入,即利用互联网、大数据技术,开展车联网、能源管理系统等应用。现阶段我国的综合能源服务常将电池储能应用在电力系统中,优势在于:①随着用电负荷的增长,电网的升级增容改造需要消耗大量的资金,在电力系统中添加电池储能电站作为替代方案,可降低投资成本,提高输电容量,维持电网的平稳运行;②将电池储能电站接入电网,可增强接纳分布式电源的能力,有助于电网的调频、调峰;③当电网中的功率、电压发生波动时,电池储能电站能根据实际需求,调节功率和电压参数,维持整个电网的功率平衡,使电压保持稳定。该书介绍了我国各种类型的综合能源服务实践案例。华能集团综合能源服务业务范围包括售电、配电、可再生能源发展等;华能南方公司布局海上风电资源的发展,积极推动分布式能源、储能等项目的开发,并探索风、光、气、热互补的综合能源服务模式;阿里巴巴综合能源服务领域业务的核心是“阿里能源云”。“阿里能源云”的主要业务包括开发光伏云平台,为用户提供节能服务,开发电动车租赁系统、构建运营数据大屏等。

综合能源服务的应用场景在生活中随处可见。上海电力学院临港校区在国家电网的支持下,建设了微电网示范项目,包含风力发电系统（300 kW）、光伏发电系统（2 061 kW）、太阳能+空气源热水系统、混合储能系统和光电转换充电站等,可实现风能、电能、光能的综合能源服务。学校的教学楼、宿舍楼、实验楼等顶部均安装太阳能电池板,可将光能转换为热能、电能;学校车棚顶部安装光电转换设备,可满足日常的电车充电等需求;智能化的路灯系统可实现照明、监控、通信等功能。系统通过智慧化平台进行控制,微电网系统配置了2017个数据采集计量点,实现日常使用的水、电、气等数据分层分类采集,并及时发现异常。该系统于2018年正式投入运行,每年能提供2 452 MW·h的发电量,节省标准煤约900 t。在工业企业应用中,能耗巨大,约占我国终端能耗的70%。中天钢铁集团联合国网江苏公司建立了综合能源服务项目。针对余热回收问题,该项目对原有的烧结余热系统进行改造,将产生的低温废气和发电系统结合,每年可减少CO2排放量约44 001 t,为中天钢铁集团节约标准煤17 648 t。在园区应用中,可以根据园区的特点进行综合能源系统的设计。国网客服中心北方园区依托复合能源调控平台实现能源的综合利用。该平台由光伏发电系统（813 kW总容量）、电池储能微网系统（铅酸电池储能）、太阳能热水系统和地源热泵系统等组成。复合能源调控平台以电为中心,综合利用光能、电池储能、地热能等实现节能减排。基于该平台,北方园区每年可节约1 100万kW·h的电量。

3 综合能源服务的发展因素及建议

该书从多个方面分析了综合能源服务的发展趋势:①国家出台了一系列促进综合能源服务发展的政策:能源改革政策使得市场的作用愈加明显,充分肯定了市场的主体地位;规划政策可根据市场需求合理发展综合能源服务;财税和价格政策可加强相关领域企业的联系程度,增强企业投融资力度,创造更多的就业机会和利润。②能源服务的发展从重“总量扩张”到重“质效并存”转变,综合能源服务成为新时代下经济健康发展的重要组成部分。③人们的消费观念不断升级,更注重消费体验,城镇化的不断加速带来了对能源服务的旺盛需求,加上国家大力倡导发展“低碳经济”,社会需求对综合能源服务的要求越来越高。④综合能源服务涵盖多种技术,如能源生产、配置、储存、综合利用等技术,相关技术的创新使能源服务的需求量持续增加,促进了行业的发展。⑤综合能源服务项目应注重环境和生态的保护,在开展项目的过程中,适度利用可再生资源,并应用电池储能、智慧监测等技术,创造更加和谐的生态环境。

对于如何更好地促进综合能源服务的发展,该书从两个方面给出相关建议。从政府角度来看,首先,应从用户侧入手,破除不同能源间的管理体制壁垒,同时基于大数据互联网技术,实现信息共享;其次,推进能源的市场化改革,增强税收监管,让市场决定价格,促进企业竞争,优胜劣汰。从企业角度来看,应明确自身战略,合理布局产业链,注重人才培养,大力发展电池储能、电网储能、能源转换等关键技术,实现技术创新,在力所能及的范围内发展综合能源服务。

4 结语

《综合能源服务》一书将理论知识与真实案例相结合,对综合能源服务的概念、发展驱动等做了详细介绍;结合综合能源服务的国内外发展现状,对综合利用风、光、热等能源以及电池储能（铅酸电池+磷酸铁锂电池）、物联网等技术,实现节约能源、资源的案例进行介绍;最后对综合能源服务的发展因素做了剖析,并给出发展建议。该书内容具体、表述清晰,可供从事电力和能源研究的科研人员参考。