綜合能源服務(wù)模式成效調(diào)查

文 | 封紅麗

作者供職于中電能源情報(bào)研究中心

為適應(yīng)能源發(fā)展新形勢(shì)，抓住新的商業(yè)機(jī)遇，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，各能源企業(yè)紛紛加快向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型的步伐。當(dāng)前，綜合能源服務(wù)已經(jīng)成為能源跨界競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)，既是其他能源企業(yè)涉足電網(wǎng)市場(chǎng)的入口，也是電網(wǎng)公司進(jìn)軍其他能源領(lǐng)域的出口。在政策、市場(chǎng)、技術(shù)等多重因素作用下，綜合能源服務(wù)正由概念導(dǎo)入、項(xiàng)目孵化邁向市場(chǎng)驗(yàn)證階段。

天津是最早開(kāi)展綜合能源服務(wù)的省份之一，特別是國(guó)網(wǎng)（天津）綜合能源服務(wù)有限公司早在2017年10月就在濱海中新生態(tài)城注冊(cè)成立，是國(guó)網(wǎng)公司系統(tǒng)內(nèi)首個(gè)綜合能源服務(wù)公司。

為此，筆者重點(diǎn)調(diào)研了位于天津的國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)、北辰商務(wù)中心辦公綜合能源示范工程等項(xiàng)目，以期了解其在綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的實(shí)踐情況、運(yùn)行成效及未來(lái)的規(guī)劃方面的做法，借鑒其在運(yùn)營(yíng)和商業(yè)模式上的經(jīng)驗(yàn)，為其他開(kāi)展綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)的企業(yè)提供參考。

綜合能源服務(wù)典型案例一：國(guó)網(wǎng)客服中心

國(guó)網(wǎng)客服中心位于天津市東麗區(qū)東麗湖邊，于2015年6月投運(yùn)，總建筑面積達(dá)14.28萬(wàn)平方米，包括運(yùn)行監(jiān)控中心、呼叫中心、生產(chǎn)區(qū)服務(wù)中心、生活區(qū)服務(wù)中心等10棟樓宇，日?？梢匀菁{2600余人辦公和生活。作為集生產(chǎn)、辦公、生活為一體的大型園區(qū)，北方園區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了綠色復(fù)合型能源網(wǎng)建設(shè)與智慧服務(wù)型創(chuàng)新園區(qū)建設(shè)，并取得綠色建筑標(biāo)識(shí)認(rèn)證。

園區(qū)以電能為唯一外部能源，通過(guò)建設(shè)光伏發(fā)電、地源熱泵、冰蓄冷等多種能源轉(zhuǎn)換裝置，并創(chuàng)新性地使用光伏發(fā)電樹(shù)、發(fā)電單車(chē)以及國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用于工程實(shí)踐的發(fā)電地磚等，規(guī)?；咝?yīng)用區(qū)域太陽(yáng)能、地?zé)崮?、空氣熱?類(lèi)可再生能源。依托綠色復(fù)合能源網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)冷、熱、電、熱水的綜合分析、統(tǒng)一調(diào)度和優(yōu)化管理。

綠色復(fù)合能源網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)主要包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、地源熱泵、冰蓄冷、太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水、儲(chǔ)能微網(wǎng)、蓄熱式電鍋爐七個(gè)子系統(tǒng)：

（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)∶總?cè)萘繛?13千瓦，其中在8棟樓的屋頂安裝裝機(jī)容量785千瓦的多晶硅光伏組件，屋頂及連廊南立面安裝了裝機(jī)容量28千瓦的薄膜光伏；

（2）儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)∶由50千瓦×4小時(shí)鉛酸電池儲(chǔ)能、48千瓦光伏發(fā)電以及40千瓦公共照明組成；

（3）太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)∶可以供冷、供暖以及提供生活熱水。屋頂鋪設(shè)630平方米槽式集熱器，夏季供冷時(shí)，由高溫導(dǎo)熱油驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式冷水機(jī)組制備冷凍水；冬季供熱時(shí)，通過(guò)油—水換熱器進(jìn)行熱交換產(chǎn)生空調(diào)熱水。配置兩臺(tái)總制冷量為1060千瓦的風(fēng)冷冷水機(jī)組及3臺(tái)總輸入功率57千瓦的空氣源熱泵作為后備冷熱源；

（4）太陽(yáng)能熱水：利用太陽(yáng)能集熱器制備生活熱水。在屋頂鋪設(shè)約1470平方米的承壓玻璃真空管（U形管）。蓄熱式電鍋爐的蓄熱水箱高溫水作為熱水補(bǔ)充；

（5）冰蓄冷系統(tǒng)：與地源熱泵和基載制冷機(jī)組配合夏季為園區(qū)供冷。兩臺(tái)雙工況機(jī)組，總制冷量6300千瓦，制冰量4284千瓦，放置在地下室集中能源站；采用蓄冰盤(pán)管形式，蓄冰總量10000冷噸/時(shí)，放置在地下；

（6）地源熱泵系統(tǒng)：與冰蓄冷和基載制冷機(jī)組配合為園區(qū)夏季供冷，與蓄熱式電鍋爐配合冬季為園區(qū)供暖。三臺(tái)地源熱泵機(jī)組，放置在集中能源站，總制冷量3585千瓦，制熱量3801千瓦；室外629口地源熱泵井，分布在八塊區(qū)域；

（7）蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)：與地源熱泵配合冬季為園區(qū)供暖，同時(shí)作為太陽(yáng)能熱水的補(bǔ)充熱源。四臺(tái)電鍋爐，總制熱量8280千瓦，放置在集中能源站，三組蓄熱水箱，總體積2025立方米，放置在地下。

據(jù)悉，該平臺(tái)每天零點(diǎn)對(duì)前一天園區(qū)的能源使用狀態(tài)進(jìn)行綜合分析，并且根據(jù)節(jié)能或經(jīng)濟(jì)等不同的需求模式，生成當(dāng)天園區(qū)各能源子系統(tǒng)的綜合運(yùn)行方案，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)多種能源的優(yōu)化協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。6月29日當(dāng)天顯示的整個(gè)北方園區(qū)能效比高達(dá)4.97，可再生能源占比達(dá)43.57%。其在智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)控、分布式電源接入、即時(shí)協(xié)同等方面開(kāi)展了大量創(chuàng)新技術(shù)的研究和應(yīng)用，取得了一定成果。

國(guó)網(wǎng)（天津）綜合能源服務(wù)公司技術(shù)負(fù)責(zé)人楊延春介紹，園區(qū)內(nèi)各種能源系統(tǒng)的布局原則，即能打地源熱泵的地方全部打井，屋頂能鋪光伏的全部鋪光伏，并輔以蓄冷蓄熱設(shè)備，整體經(jīng)濟(jì)性較好。由于天津風(fēng)資源并不是很好，利用天然氣的風(fēng)險(xiǎn)也較大（天然氣價(jià)格又不穩(wěn)定，難以保證經(jīng)濟(jì)性），因此在該系統(tǒng)中沒(méi)有體現(xiàn)。

就國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益而言，目前該區(qū)已投運(yùn)三年，運(yùn)行效果良好，經(jīng)濟(jì)效益也初顯成效。其中，北方園區(qū)冰蓄冷系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)、運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)七項(xiàng)的年效益總計(jì)達(dá)987.7萬(wàn)元。地源熱泵系統(tǒng)效益最為明顯，其次是光伏發(fā)電系統(tǒng)，具體見(jiàn)圖1。

圖1 國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益分析

從經(jīng)濟(jì)效益占比看，地源熱泵經(jīng)濟(jì)性最好，占比為53%；其次，光伏發(fā)電系統(tǒng)、運(yùn)行調(diào)控平臺(tái)、太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)節(jié)省費(fèi)用排在第二階梯，分別占16%、11%和9%；太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)和蓄熱式電鍋爐分別僅占5%、5%和1%。

從節(jié)約成本角度看，按目前國(guó)網(wǎng)客服中心北方園區(qū)能源系統(tǒng)試運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，北方園區(qū)每年累計(jì)節(jié)約電量約1100.2萬(wàn)千瓦時(shí)，年節(jié)約電費(fèi)共計(jì)987.7萬(wàn)元，預(yù)計(jì)到2020年將節(jié)約5056.2萬(wàn)元，2022年節(jié)約7078.6萬(wàn)元，具體見(jiàn)圖2。

從環(huán)境效益看，按目前北方園區(qū)能源系統(tǒng)運(yùn)行一年節(jié)約能源數(shù)據(jù)，折算標(biāo)煤3531噸左右，減排二氧化碳約1萬(wàn)噸，二氧化硫約73噸，氮氧化物約40噸。

值得注意的是，國(guó)網(wǎng)客服中心還采用了“7+1”綜合能源托管服務(wù)模式，是國(guó)內(nèi)率先以電為中心、靈活接納多種能源形式的綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)，創(chuàng)新屋頂光伏、光儲(chǔ)微網(wǎng)、太陽(yáng)能空調(diào)、太陽(yáng)能熱水、冰蓄冷空調(diào)、地源熱泵、蓄熱式電鍋爐等七個(gè)能源子系統(tǒng)集成應(yīng)用，并依托能源調(diào)控平臺(tái)提供能源優(yōu)化和托管服務(wù)。這種以電為中心、多方共贏的能源托管模式成為天津乃至全國(guó)重點(diǎn)園區(qū)模仿的標(biāo)桿，并正在寶坻中關(guān)村科技城等6個(gè)新建重點(diǎn)園區(qū)全面復(fù)制應(yīng)用。

圖2 2016-2022年北方園區(qū)年節(jié)約成本趨勢(shì)

綜合能源服務(wù)典型案例二：北辰商務(wù)中心綠色辦公綜合能源示范工程

北辰商務(wù)中心辦公大樓綜合能源示范工程是天津唯一的國(guó)家級(jí)產(chǎn)城融合示范區(qū)。作為這一示范工程的主要建筑北辰商務(wù)中心大樓，是北辰經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)所在地，同時(shí)也有部分園區(qū)企業(yè)進(jìn)駐。它利用產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)融合發(fā)展帶來(lái)的負(fù)荷多樣性，即居民負(fù)荷和工商業(yè)負(fù)荷的互補(bǔ)性，為綜合能源供應(yīng)和靈活調(diào)配提供了便利。該示范工程由國(guó)網(wǎng)天津城東公司負(fù)責(zé)規(guī)劃、設(shè)計(jì)，利用商務(wù)中心屋頂、停車(chē)場(chǎng)及相鄰湖岸等場(chǎng)地資源，建設(shè)了太陽(yáng)能光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)、地源熱泵、電動(dòng)汽車(chē)充電樁五個(gè)系統(tǒng)，及一個(gè)綜合能源智慧管控平臺(tái)。

北辰商務(wù)中心大樓綜合能源示范工程于2016年11月動(dòng)工，2017年5月投入運(yùn)行，目前運(yùn)行良好，示范作用顯著。該示范工程主要包括6部分內(nèi)容：(1)利用商務(wù)中心屋頂、車(chē)棚建設(shè)總?cè)萘繛?86.2千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)；（2）利用湖岸建設(shè)7臺(tái)5千瓦風(fēng)機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；（3）利用一套容量為50AH的磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能單元，打造風(fēng)光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)；（4）利用3臺(tái)地源熱泵機(jī)組建設(shè)供冷供熱系統(tǒng)；（5）在大樓兩側(cè)構(gòu)建電動(dòng)汽車(chē)充電樁系統(tǒng)，并同步開(kāi)展“津e行”電動(dòng)汽車(chē)分時(shí)租賃業(yè)務(wù)；（6）在以上五大系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，搭建綜合能源智慧管控平臺(tái)。它能夠統(tǒng)籌商務(wù)中心能源生產(chǎn)、儲(chǔ)存、配置及利用四個(gè)環(huán)節(jié)的能源監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)度和分析功能，同時(shí)提供發(fā)電、供熱、制冷、熱水等多種服務(wù)，促進(jìn)清潔能源即插即用、友好接入，實(shí)現(xiàn)多種能源互聯(lián)互補(bǔ)、協(xié)同調(diào)控、優(yōu)化運(yùn)行，保障商務(wù)中心能源綠色高效利用。

利用綜合能源智慧管控平臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制各產(chǎn)能系統(tǒng)的出力，可實(shí)現(xiàn)三種形式的能源互動(dòng)：第一種是儲(chǔ)能系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)互動(dòng)，利用儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)平滑光伏出力；第二種是儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，利用夜間低谷電蓄能，在白天用電高峰時(shí)為商務(wù)中心供能，不僅可以轉(zhuǎn)移用電高峰負(fù)荷，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還能通過(guò)峰谷電價(jià)差為用戶(hù)節(jié)省一筆電費(fèi)支出；第三種是商務(wù)中心溫度趨優(yōu)控制。利用綜合能源智慧管控平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大樓房間的溫度變化，調(diào)節(jié)地源熱泵冷熱出力，實(shí)現(xiàn)辦公環(huán)境舒適度和節(jié)能降耗的最優(yōu)平衡。

北辰商務(wù)中心大樓綜合能源服務(wù)實(shí)現(xiàn)了多種能源互聯(lián)互補(bǔ)、管控平臺(tái)優(yōu)化調(diào)控，能效比達(dá)到2.38，綜合能源利用效率提升19%，新能源自發(fā)自用、儲(chǔ)能系統(tǒng)、地源熱泵以及綜合能源管控平臺(tái)的智能控制成效明顯。6月28日當(dāng)天，可再生能源占比為37%（其中地?zé)崮苷?9%、太陽(yáng)能8%、風(fēng)能0%）、市電63%。單從用電量角度看，截至2018年6月底，該系統(tǒng)中總的用電量為429.74萬(wàn)千瓦時(shí)，其中使用新能源發(fā)電30.5萬(wàn)千瓦時(shí)，剩下的全部來(lái)自市電，新能源電量占比已達(dá)7%。

從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，該示范工程共投資約1000萬(wàn)元，扣除天津市政府240多萬(wàn)元的項(xiàng)目補(bǔ)貼，預(yù)計(jì)不到7年能收回全部投資成本，好于預(yù)期。其中，（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)∶自2017年5月8日投運(yùn)，截至2018年6月底，光伏總發(fā)電量282869kWh，其中上網(wǎng)電量3360kWh、自發(fā)自用電量279509kWh，總節(jié)約費(fèi)用約37.16萬(wàn)元；（2）風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)∶自2017年9月30日正式投運(yùn)，截至目前，發(fā)電量約69156kWh，節(jié)能費(fèi)用約6.08萬(wàn)元；（3）儲(chǔ)能系統(tǒng)∶2017年5月8日投運(yùn)，截至目前，節(jié)能費(fèi)用約1.53萬(wàn)元；（4）地源熱泵供熱（冷）系統(tǒng)自2017年5月8日投運(yùn)，截至目前，地源熱泵利用地?zé)崮転樯虅?wù)中心供冷供熱，較傳統(tǒng)的供冷、供熱運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約54.56萬(wàn)元。綜上，該示范工程自2017年5月8日投運(yùn)，截至2018年6月底，節(jié)能量為208萬(wàn)kWh，節(jié)能費(fèi)用為141.06萬(wàn)元，減少溫室氣體CO2排放量2073.1噸。

目前，國(guó)網(wǎng)天津城東公司正在積極推進(jìn)產(chǎn)城融合示范區(qū)5.9平方公里核心區(qū)城市能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃工作。除光伏、風(fēng)電、地源熱泵，未來(lái)城東公司還計(jì)劃在該區(qū)域引入綜合能源站等新型供能方式，優(yōu)化能源綜合供應(yīng)策略，進(jìn)一步提升能源供應(yīng)效率。國(guó)網(wǎng)天津城東公司營(yíng)銷(xiāo)部綜合能源專(zhuān)責(zé)楊國(guó)朝表示，今后在該示范區(qū)還將加入智能家居的理念，建設(shè)成生態(tài)、綠色的智慧園區(qū)。

未來(lái)規(guī)劃

在推進(jìn)綜合能源服務(wù)實(shí)踐中，國(guó)網(wǎng)天津公司也談了一些他們的體會(huì)。他們認(rèn)為提供整體解決方案是方向，互利、共贏、開(kāi)放的平臺(tái)化運(yùn)作是潮流，標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)是競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)，客戶(hù)、技術(shù)、渠道等獨(dú)特資源是硬實(shí)力，國(guó)家電網(wǎng)品牌效應(yīng)是軟實(shí)力。同時(shí)，機(jī)制調(diào)整能力是提升效率效益的關(guān)鍵，需要解放思想，補(bǔ)短揚(yáng)長(zhǎng)，加快提升。

對(duì)于未來(lái)的市場(chǎng)布局，他們提出三點(diǎn)原則：一是堅(jiān)持“先搶點(diǎn)再抓面”，開(kāi)展近期布局。集中優(yōu)勢(shì)資源，搶先布局園區(qū)等優(yōu)質(zhì)市場(chǎng)，與“互聯(lián)網(wǎng)+智慧園區(qū)”深度融合，以示范工程帶動(dòng)品牌提升，逐步向大型公建、工業(yè)企業(yè)等市場(chǎng)延伸。二是堅(jiān)持“先縱向后橫向”，開(kāi)展遠(yuǎn)期布局。圍繞能源生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)縱向布局，適時(shí)向其他能源領(lǐng)域橫向拓展，構(gòu)建以電為中心的綜合能源生態(tài)系統(tǒng)，最終以合資、并購(gòu)等方式推動(dòng)市場(chǎng)整合。三是堅(jiān)持“強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)集數(shù)據(jù)”，開(kāi)展重點(diǎn)布局。以標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)為主線(xiàn)，把標(biāo)準(zhǔn)作為掌握市場(chǎng)主導(dǎo)權(quán)的關(guān)鍵，把數(shù)據(jù)作為核心資源，打造核心競(jìng)爭(zhēng)力。