綜合能源服務模式成效調查

　　為適應能源發(fā)展新形勢，抓住新的商業(yè)機遇，搶占新一輪產業(yè)發(fā)展制高點，各能源企業(yè)紛紛加快向綜合能源服務轉型的步伐。當前，綜合能源服務已經成為能源跨界競爭的主戰(zhàn)場，既是其他能源企業(yè)涉足電網市場的入口，也是電網公司進軍其他能源領域的出口。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。

　　天津是最早開展綜合能源服務的省份之一，特別是國網（天津）綜合能源服務有限公司早在2017年10月就在濱海中新生態(tài)城注冊成立，是國網公司系統(tǒng)內首個綜合能源服務公司。

　　為此，筆者重點調研了位于天津的國網客服中心北方園區(qū)、北辰商務中心辦公綜合能源示范工程等項目，以期了解其在綜合能源服務業(yè)務領域的實踐情況、運行成效及未來的規(guī)劃方面的做法，借鑒其在運營和商業(yè)模式上的經驗，為其他開展綜合能源服務業(yè)務的企業(yè)提供參考。

　　綜合能源服務典型案例一：國網客服中心

　　國網客服中心位于天津市東麗區(qū)東麗湖邊，于2015年6月投運，總建筑面積達14.28萬平方米，包括運行監(jiān)控中心、呼叫中心、生產區(qū)服務中心、生活區(qū)服務中心等10棟樓宇，日常可以容納2600余人辦公和生活。作為集生產、辦公、生活為一體的大型園區(qū)，北方園區(qū)已經實現(xiàn)了綠色復合型能源網建設與智慧服務型創(chuàng)新園區(qū)建設，并取得綠色建筑標識認證。

　　園區(qū)以電能為唯一外部能源，通過建設光伏發(fā)電、地源熱泵、冰蓄冷等多種能源轉換裝置，并創(chuàng)新性地使用光伏發(fā)電樹、發(fā)電單車以及國內首個應用于工程實踐的發(fā)電地磚等，規(guī)?；咝脜^(qū)域太陽能、地熱能、空氣熱能4類可再生能源。依托綠色復合能源網運行調控平臺，實現(xiàn)對園區(qū)冷、熱、電、熱水的綜合分析、統(tǒng)一調度和優(yōu)化管理。

　　綠色復合能源網運行調控平臺主要包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、地源熱泵、冰蓄冷、太陽能空調系統(tǒng)、太陽能熱水、儲能微網、蓄熱式電鍋爐七個子系統(tǒng)：

　　光伏發(fā)電系統(tǒng)：總容量為813千瓦，其中在8棟樓的屋頂安裝裝機容量785千瓦的多晶硅光伏組件，屋頂及連廊南立面安裝了裝機容量28千瓦的薄膜光伏；

　　儲能微網系統(tǒng)：由50千瓦×4小時鉛酸電池儲能、48千瓦光伏發(fā)電以及40千瓦公共照明組成；

　　太陽能空調系統(tǒng)：可以供冷、供暖以及提供生活熱水。屋頂鋪設630平方米槽式集熱器，夏季供冷時，由高溫導熱油驅動溴化鋰吸收式冷水機組制備冷凍水；冬季供熱時，通過油—水換熱器進行熱交換產生空調熱水。配置兩臺總制冷量為1060千瓦的風冷冷水機組及3臺總輸入功率57千瓦的空氣源熱泵作為后備冷熱源；

　　太陽能熱水：利用太陽能集熱器制備生活熱水。在屋頂鋪設約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充；

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

　　地源熱泵系統(tǒng)：與冰蓄冷和基載制冷機組配合為園區(qū)夏季供冷，與蓄熱式電鍋爐配合冬季為園區(qū)供暖。三臺地源熱泵機組，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；

　　蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)：與地源熱泵配合冬季為園區(qū)供暖，同時作為太陽能熱水的補充熱源。四臺電鍋爐，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，該平臺每天零點對前一天園區(qū)的能源使用狀態(tài)進行綜合分析，并且根據(jù)節(jié)能或經濟等不同的需求模式，生成當天園區(qū)各能源子系統(tǒng)的綜合運行方案，實現(xiàn)園區(qū)內多種能源的優(yōu)化協(xié)調、經濟運行。6月29日當天顯示的整個北方園區(qū)能效比高達4.97，可再生能源占比達43.57%。其在智能電網、微電網運行調控、分布式電源接入、即時協(xié)同等方面開展了大量創(chuàng)新技術的研究和應用，取得了一定成果。

　　國網（天津）綜合能源服務公司技術負責人楊延春介紹，園區(qū)內各種能源系統(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，并輔以蓄冷蓄熱設備，整體經濟性較好。由于天津風資源并不是很好，利用天然氣的風險也較大（天然氣價格又不穩(wěn)定，難以保證經濟性），因此在該系統(tǒng)中沒有體現(xiàn)。

　　就國網客服中心北方園區(qū)的經濟效益而言，目前該區(qū)已投運三年，運行效果良好，經濟效益也初顯成效。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)、太陽能熱水系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽能空調系統(tǒng)、運行調控平臺七項的年效益總計達987.7萬元。地源熱泵系統(tǒng)效益最為明顯，其次是光伏發(fā)電系統(tǒng)，具體見圖1。

　　從經濟效益占比看，地源熱泵經濟性最好，占比為53%；其次，光伏發(fā)電系統(tǒng)、運行調控平臺、太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)省費用排在第二階梯，分別占16%、11%和9%；太陽能空調系統(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，按目前國網客服中心北方園區(qū)能源系統(tǒng)試運行數(shù)據(jù)計算，北方園區(qū)每年累計節(jié)約電量約1100.2萬千瓦時，年節(jié)約電費共計987.7萬元，預計到2020年將節(jié)約5056.2萬元，2022年節(jié)約7078.6萬元，具體見圖2。

　　從環(huán)境效益看，按目前北方園區(qū)能源系統(tǒng)運行一年節(jié)約能源數(shù)據(jù)，折算標煤3531噸左右，減排二氧化碳約1萬噸，二氧化硫約73噸，氮氧化物約40噸。

　　值得注意的是，國網客服中心還采用了“7+1”綜合能源托管服務模式，是國內率先以電為中心、靈活接納多種能源形式的綜合能源供應系統(tǒng)，創(chuàng)新屋頂光伏、光儲微網、太陽能空調、太陽能熱水、冰蓄冷空調、地源熱泵、蓄熱式電鍋爐等七個能源子系統(tǒng)集成應用，并依托能源調控平臺提供能源優(yōu)化和托管服務。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重點園區(qū)模仿的標桿，并正在寶坻中關村科技城等6個新建重點園區(qū)全面復制應用。

　　綜合能源服務典型案例二：北辰商務中心綠色辦公綜合能源示范工程

　　北辰商務中心辦公大樓綜合能源示范工程是天津唯一的國家級產城融合示范區(qū)。作為這一示范工程的主要建筑北辰商務中心大樓，是北辰經濟技術開發(fā)區(qū)管委會所在地，同時也有部分園區(qū)企業(yè)進駐。它利用產業(yè)、城鎮(zhèn)融合發(fā)展帶來的負荷多樣性，即居民負荷和工商業(yè)負荷的互補性，為綜合能源供應和靈活調配提供了便利。該示范工程由國網天津城東公司負責規(guī)劃、設計，利用商務中心屋頂、停車場及相鄰湖岸等場地資源，建設了太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電、風光儲微網、地源熱泵、電動汽車充電樁五個系統(tǒng)，及一個綜合能源智慧管控平臺。

　　北辰商務中心大樓綜合能源示范工程于2016年11月動工，2017年5月投入運行，目前運行良好，示范作用顯著。該示范工程主要包括6部分內容：

　　利用商務中心屋頂、車棚建設總容量為286.2千瓦的光伏發(fā)電系統(tǒng)；

　　利用湖岸建設7臺5千瓦風機風力發(fā)電系統(tǒng)；

　　利用一套容量為50AH的磷酸鐵鋰電池儲能單元，打造風光儲一體化系統(tǒng)；

　　利用3臺地源熱泵機組建設供冷供熱系統(tǒng)；

　　在大樓兩側構建電動汽車充電樁系統(tǒng)，并同步開展“津e行”電動汽車分時租賃業(yè)務；

　　在以上五大系統(tǒng)的基礎上，搭建綜合能源智慧管控平臺。它能夠統(tǒng)籌商務中心能源生產、儲存、配置及利用四個環(huán)節(jié)的能源監(jiān)測、控制、調度和分析功能，同時提供發(fā)電、供熱、制冷、熱水等多種服務，促進清潔能源即插即用、友好接入，實現(xiàn)多種能源互聯(lián)互補、協(xié)同調控、優(yōu)化運行，保障商務中心能源綠色高效利用。

　　利用綜合能源智慧管控平臺可以實時監(jiān)測控制各產能系統(tǒng)的出力，可實現(xiàn)三種形式的能源互動：第一種是儲能系統(tǒng)與光伏發(fā)電系統(tǒng)互動，利用儲能系統(tǒng)來平滑光伏出力；第二種是儲能系統(tǒng)與電網互動，實現(xiàn)削峰填谷，利用夜間低谷電蓄能，在白天用電高峰時為商務中心供能，不僅可以轉移用電高峰負荷，提高電網運行的經濟性，還能通過峰谷電價差為用戶節(jié)省一筆電費支出；第三種是商務中心溫度趨優(yōu)控制。利用綜合能源智慧管控平臺實時監(jiān)測大樓房間的溫度變化，調節(jié)地源熱泵冷熱出力，實現(xiàn)辦公環(huán)境舒適度和節(jié)能降耗的最優(yōu)平衡。

　　北辰商務中心大樓綜合能源服務實現(xiàn)了多種能源互聯(lián)互補、管控平臺優(yōu)化調控，能效比達到2.38，綜合能源利用效率提升19%，新能源自發(fā)自用、儲能系統(tǒng)、地源熱泵以及綜合能源管控平臺的智能控制成效明顯。6月28日當天，可再生能源占比為37%（其中地熱能占29%、太陽能8%、風能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429.74萬千瓦時，其中使用新能源發(fā)電30.5萬千瓦時，剩下的全部來自市電，新能源電量占比已達7%。

　　從經濟效益來看，該示范工程共投資約1000萬元，扣除天津市政府240多萬元的項目補貼，預計不到7年能收回全部投資成本，好于預期。其中：

　　光伏發(fā)電系統(tǒng):自2017年5月8日投運，截至2018年6月底，光伏總發(fā)電量282869kWh，其中上網電量3360kWh、自發(fā)自用電量279509kWh，總節(jié)約費用約37.16萬元；

　　風力發(fā)電系統(tǒng):自2017年9月30日正式投運，截至目前，發(fā)電量約69156kWh，節(jié)能費用約6.08萬元；

　　儲能系統(tǒng):2017年5月8日投運，截至目前，節(jié)能費用約1.53萬元；

　　地源熱泵供熱（冷）系統(tǒng)自2017年5月8日投運，截至目前，地源熱泵利用地熱能為商務中心供冷供熱，較傳統(tǒng)的供冷、供熱運行費用，節(jié)約運行費用約54.56萬元。

　　綜上，該示范工程自2017年5月8日投運，截至2018年6月底，節(jié)能量為208萬kWh，節(jié)能費用為141.06萬元，減少溫室氣體CO2排放量2073.1噸。

　　目前，國網天津城東公司正在積極推進產城融合示范區(qū)5.9平方公里核心區(qū)城市能源互聯(lián)網規(guī)劃工作。除光伏、風電、地源熱泵，未來城東公司還計劃在該區(qū)域引入綜合能源站等新型供能方式，優(yōu)化能源綜合供應策略，進一步提升能源供應效率。國網天津城東公司營銷部綜合能源專責楊國朝表示，今后在該示范區(qū)還將加入智能家居的理念，建設成生態(tài)、綠色的智慧園區(qū)。

　　未來規(guī)劃

　　在推進綜合能源服務實踐中，國網天津公司也談了一些他們的體會。他們認為提供整體解決方案是方向，互利、共贏、開放的平臺化運作是潮流，標準、數(shù)據(jù)是競爭制高點，客戶、技術、渠道等獨特資源是硬實力，國家電網品牌效應是軟實力。同時，機制調整能力是提升效率效益的關鍵，需要解放思想，補短揚長，加快提升。

　　對于未來的市場布局，他們提出三點原則：一是堅持“先搶點再抓面”，開展近期布局。集中優(yōu)勢資源，搶先布局園區(qū)等優(yōu)質市場，與“互聯(lián)網+智慧園區(qū)”深度融合，以示范工程帶動品牌提升，逐步向大型公建、工業(yè)企業(yè)等市場延伸。二是堅持“先縱向后橫向”，開展遠期布局。圍繞能源生產和消費市場縱向布局，適時向其他能源領域橫向拓展，構建以電為中心的綜合能源生態(tài)系統(tǒng)，最終以合資、并購等方式推動市場整合。三是堅持“強標準集數(shù)據(jù)”，開展重點布局。以標準和數(shù)據(jù)為主線，把標準作為掌握市場主導權的關鍵，把數(shù)據(jù)作為核心資源，打造核心競爭力。（封紅麗）