已投運的園區級綜合能源服務項目成效如何?
發布者:lzx | 來源:能源雜志 | 0評論 | 632查看 | 2020-02-14 17:09:17    

綜合能源服務概念的提出距今已兩年有余,在政策、市場、技術等多重因素作用下,綜合能源服務正由概念導入、項目孵化邁向市場驗證階段。在這期間,市場競爭主體逐漸增多,能源央企相關政策文件紛紛出臺,各種相關研究層出不窮,相關示范項目陸續推進。工業園區無疑是開展綜合能源服務的最佳載體,目前國內園區級綜合能源服務項目投運的寥寥無幾,無錫紅豆工業園綜合能源服務項目就是其中之一。


為此,筆者重點調研了負責該項目的國網無錫供電公司和項目業主方南國紅豆控股公司(簡稱“紅豆公司”),以期了解雙方如何推動園區級綜合能源服務項目落地,為其他企業開展相關業務提供參考。


紅豆工業園區用能需求及痛點分析


1.園區用能需求分析


紅豆工業園區分為新園區和老園區,總占地面積約6平方公里,其中園區內企業共100多家,涉及服裝、制藥、橡膠等行業,用能形式豐富(包括水電氣光熱儲),且需求量大。紅豆工業園平日用電負荷25MW,高峰負荷30MW,年耗電量近2億度;在加工生產過程中需要大量的工業用熱(蒸汽),年用熱量90多萬噸。


為了滿足自身的用能需求及利用政策紅利,紅豆公司在園區內自建了24MW的自備熱電廠、19MW的光伏發電(以屋頂光伏為主),擁有一所35KV的變電站,并與浙江南都電源合作投建了4MW/32MWh的儲能電站(鉛炭蓄電池),能源自給率達到90%以上。


2.園區痛點分析


紅豆工業園早期的能源供應結構雖然已經實現了“多能供應”,但各個能源子系統之間還達不到“優化互補”的效果,存在以下三個痛點:


(1)園區末端能源信息感知匱乏。園區能源信息采集系統覆蓋率低、自動化水平差,能源數據碎片化、分散化,難以支撐精細化管理。


(2)園區能源系統形成信息孤島。園區內分布式光伏、熱電廠、儲能等能源系統各自獨立運行,難以發揮多能源之間互補優勢。尤其是光伏電站投運之后,峰值發電功率約占總用電負荷的2/3,導致整體能源供應系統運行需根據波動的光伏發電頻繁調整,對熱電機組造成了較大負面影響。由于沒有實現統一管理和協同運行,各個子系統效率難以達到最優。


(3)園區能源協調優化機制缺失。園區能源調配方式粗放,源、荷互動缺乏,熱電廠每年有200萬千瓦時電量無償上網、儲能電站利用率不足40%。


市場機會及市場潛力分析


1.目標客戶


目標客戶以工業園區、大型企業為主,該類客戶能源需求量大、能源形式豐富、能源模式基本固定,有基于智能運行、多能互補、供需匹配的強烈需求。


2.市場潛力分析


在國家能源革命、信息技術與能源技術交融革新、客戶訴求轉型升級的驅動下,具備能源監測、能效分析、多能互補等功能的能源管控平臺需求旺盛,市場空間廣闊。以工業園區為例,據統計,江蘇地市級及以上工業園區576個,全國地市級及以上工業園區近6000個,市場潛力巨大。


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


鑒于在項目調研初期,紅豆工業園已經擁有相對集中和穩定的用能負荷,多種能源供給系統也陸續投建和運營,同時還形成自己相對比較獨立的能源網絡,具備實施多能互補、開展綜合能源服務的優質條件。為此,國網無錫供電公司針對紅豆工業園能源供應系統“多能”而不“互補”、效益發揮不充分等問題,提出給多能系統裝一套“表情包”和一個“智能大腦”的解決方案,從而實現橫向多能互補、縱向源網荷儲協同。具體解決方案包括以下三點:


1)建立基于泛在物聯的用能感知體系


為了安裝“表情包”,系統感知層共接入測點13563個。目前,35kV電網共接入17個測點,儲能共接入46個測點,光伏共接入178個測點,熱電廠共接入8147個測點,用戶側接入5175個測點,實現多能源設備實時監測和能源管理一體化,提高了能源生產與利用的透明度。


(2)搭建園區綜合能源管控系統


通過搭建園區綜合能源管控系統,開發系統的“智能大腦”,具體如圖。將園區內熱電廠、光伏、儲能、電網、用戶等數據實時接入,建立能源數據中臺,突破能源系統信息孤島壁壘,根據末端感知層上傳的數據和天氣、負荷等相關預測數據,基于數學模型優化“能源路徑”,建立從運行成本、綠色環保、能源效率等多維度出發的多能互補協調優化控制系統,給出運行方式優化和決策建議,實現各能源系統互聯互通、互補互濟,從而降低用能成本。


(3)探索園區內部售電市場化交易機制


在綜合能源管控系統中設置交易結算模塊,探索紅豆園區內部開展售電市場化交易機制,嘗試通過市場化用電交易的方式,通過價格調整用戶生產計劃,調動用戶調整生產用能,進而達到園區用能整體成本最優的目標。


2.運行效果分析


目前,園區能源構成包括熱電、光伏、儲能以及市電。相比傳統的新能源項目,紅豆工業園綜合能源服務項目采用“新能源+”模式,以光伏、熱電為主要開發電源,以儲能系統為調節電源,多種電力組合,解決用電高峰期和低谷期電力輸出不平衡的問題,同時也實現了多種能源數的實時采集,對光伏、熱能的新能源組合開展實時柔性控制,構建“互聯網+”智慧能源系統,實現智能調控,提升系統運行靈活性、降低出力波動性,提升整體效率。


就經濟效益而言,通過建設多能互補平臺實現區域能源科學調度、協同運行、智能管理,實現數據實時監測,提升客戶能源管理水平,降低企業用能成本。預計為客戶降低綜合用能成本約10%,保守估計每年減少用能成本支出300多萬元。


就社會效益而言,通過建設多能互補平臺,提升能源綜合利用效率,實現節能減排。預計每年可節約電能消耗2104萬千瓦時,折合標準煤7364噸,減少二氧化碳排放19146噸,具有顯著的環保效益。


實施主體及商業模式分析


盈利模式主要包括三種:一是通過合同能源管理的方式降低客戶前期投資,雙方共享節能收益;二是通過開展能源托管方式,為客戶建設能源管控平臺來提升客戶能效水平,并按照約定收取能源托管費用,以節省的能源費用作為盈利;三是通過產品銷售的模式,以銷售價格與成本之差作為盈利。目前,紅豆工業園綜合能源服務項目的經濟收益主要依靠峰谷電價差來實現,通過儲能與熱電的協同調整創造效益。


園區內熱電廠、光伏發電由紅豆公司投資建設運營,儲能電站由浙江南都電源公司投資建設運營,綜合能源管控平臺由國網無錫供電公司總承包建設開發,之后移交給紅豆公司運營。


紅豆公司在運營該綜合能源項目的過程中,依靠峰谷電價差,通過熱電廠、光伏發電、儲能電站、用戶的信息互通和協調運行降低供能成本,創造經濟效益。整體估算,該項目可降低綜合用能成本約10%,每年減少成本300多萬元,預計2年左右收回成本。


國網無錫供電公司通過搭建綜合能源管控平臺實施EPC工程獲取收益,其中平臺的技術支持部分分包給江蘇方天電力技術公司。整個平臺系統開發、建設和運營費用合同額為550萬元(不包含硬件設施的采購費用)。


浙江南都電源公司通過“投資+運營”模式開展儲能電站的租賃服務,與紅豆公司共享“峰谷套利”收益,另外儲能還可以平滑光伏發電出力,對負荷起到“削峰填谷”的作用。通過這三方面的價值體現,獲得其相應利潤。


風險防控


綜合能源供應的風險可以從技術、商務、政策三點進行分析。


1.技術風險


目前綜合能源供應的技術主要有地源(水源)熱泵、冷熱電三聯供、常規冷水機組、電(天然氣)鍋爐等,技術均較為成熟,但其中地源熱泵存在冬夏冷熱負荷不平衡導致設備效率、效果降低可能;冷熱電三聯供首先要考慮氣源穩定問題,一般會配置備用供電、冷、熱機組,其次因三聯供系統比價復雜,運維難度及成本都較高;天然氣鍋爐同樣受到氣源影響,缺氣時會影響供熱效果。


2.商務風險


綜合能源供應一般適用于園區、建筑群等,所以往往要面對多個用戶,存在一定的商務風險:一是新建園區用戶入住率不高,可能導致投資難以快速收回;二是多個用戶在收費時較一般項目回收難度大,產生壞賬幾率也大。


3.政策風險


綜合能源服務費一般采取初裝費+能源費方式收取,能源費用需要物價部門批準,政策上可能存在一定風險。


為控制風險,保障利潤,其中1風險可通過聘請資質等級較高的設計單位進行規劃設計予以防控,2、3風險可通過與政府建設投資公司共同投資組建項目公司方式規避。另外,對于已建成園區(建筑),需進行專門的能源審計,與用戶確定能源邊界后,才可確認能源托管費用或能源單價。


未來規劃及設想


1.收益從能源供應側向用戶側轉移


綜合能源平臺目前的收益還主要集中在能源的供應側,在今后平臺的運營中,還可以結合用戶側與配售電業務,綜合能源平臺將起到至關重要的作用,比如在協調售電偏差考核方面,在用戶側開展分布式光、儲發電綜合利用等等多個方面可以帶來巨大的收益。


2.提高負荷預測準確性


目前,由于數據量有限,還存在負荷預測不準和模型校驗不充分等問題,導致日前調度優化執行效果一般。未來隨著運營過程中不斷積累數據,將不斷完善和提高優化水平?!爸悄艽竽X”還能通過關鍵指標和數據分析,挖掘各個“表情”背后的原因,指導運維和檢修等工作的開展。另外,還可以自動生成各類報表和用能分析報告,有利于從中找到能效提升點,為應用多能互補策略提供數據支撐。


3.進一步探索交易機制的應用


針對園區用能自給率高、交易規則單一的特征,還將從供需兩側博弈的角度出發,創新探索園區內部分時能源價格、源網荷儲友好互動等市場機制,以“發紅包”的形式形成區域內的電力交易現貨市場,通過多方有效互動,進一步降低園區整體能源成本。未來,隨著園區內企業用能負荷的逐步增加,能源自給率將有所降低,園區內部與外部大電網進行實時互動和電力交易的需求也會增多,屆時包含市場化交易的平臺功能將愈發重要。

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