工業(yè)園區(qū)綜合能源數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)方案
安科瑞 鮑靜君 崔麗潔
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)中能源綜合配置存在的問題
我國園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)建設(shè)已歷經(jīng)近40年的發(fā)展, 園區(qū)在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,、產(chǎn)業(yè)集聚方面發(fā)揮了重要的載體和平臺(tái)作用, 有力推動(dòng)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展,。園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)是國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的重要載體, 但同時(shí)也是集中的環(huán)境污染源。綠色,、低碳,、高效發(fā)展對(duì)園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)尤為重要,園區(qū)迫切需要構(gòu)建全新的清潔、低碳,、安全,、高效的能源體系。園區(qū)因其經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好,、能源消耗大,、產(chǎn)業(yè)集聚等特點(diǎn)成為了能源轉(zhuǎn)型與變革試點(diǎn)、示范的重要對(duì)象,,是綜合能源服務(wù)的“理想試驗(yàn)田",。
一直以來,我國園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)用戶用能方式多元化,、電力消耗量也大,。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國七成的工業(yè)用能都集中在園區(qū)工業(yè)地產(chǎn),。對(duì)于園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)而言,,開展綜合能源服務(wù)越來越有必要。綜合能源服務(wù)是適應(yīng)現(xiàn)代能源供應(yīng)體系和消費(fèi)方式多樣化變革的需要,,將供能側(cè)的多種供能方式和用能側(cè)的多種需求響應(yīng)進(jìn)行排列組合而形成的能源服務(wù)創(chuàng)新模式,。
發(fā)展至今,園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源系統(tǒng)依然存在一些問題急需解決,,而綜合能源服務(wù)的職責(zé)之一就是要將園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源生成、消耗,、輸配等,,通過系統(tǒng)充分利用可再生能源、降低化石能源的消耗,,提升用能效率和經(jīng)濟(jì)性,。
目前我國園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源系統(tǒng)主要存在以下幾點(diǎn)問題:
1、能源供應(yīng)安全保障不足,,很多園區(qū)由于供電,、供氣、供熱等能源供應(yīng)安全保障不足,,影響其經(jīng)濟(jì)發(fā)展,。
2,、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理,傳統(tǒng)能源的使用比例過高,,給園區(qū)節(jié)能減排帶來巨大壓力,。
3、管理方式粗放,,管理平臺(tái)覆蓋率低,,存在管控盲點(diǎn)。
4,、新能源應(yīng)用比例不高,,開發(fā)利用可再生能源的意識(shí)不足。
5,、管理方式粗放,,數(shù)據(jù)變量大、屬性雜,,對(duì)于能源的使用情況難以實(shí)時(shí)掌控和直觀呈現(xiàn),。
在園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)開展一體化電冷熱(暖)供應(yīng)、多能協(xié)同供應(yīng),、綜合梯級(jí)利用,,以及低品位余熱利用等綜合能源服務(wù),可以有效解決園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源利用問題,,越來越多的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為解決園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)用能問題,,已在這方面深耕多年。幫助園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)在用能方面:運(yùn)營精細(xì)化,、數(shù)據(jù)可視化,、管理多維化。多層次完善園區(qū)整體及各項(xiàng)管理流程,;運(yùn)用數(shù)字分析手段,,整合及協(xié)調(diào)園區(qū)資源,促進(jìn)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)推進(jìn),,創(chuàng)建園區(qū)科學(xué)管理體系,。
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)
工業(yè)園區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分,如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì),、環(huán)保,、高效的發(fā)展十分重要。綜合能源服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)多能綜合利用,,提高能源利用率,,增加可再生能源消納能力,成為節(jié)能減排的有效方式。園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)在發(fā)展綜合能源服務(wù)方面具有天然的優(yōu)勢(shì),隨著我國能源變革進(jìn)程的不斷推進(jìn),,可以想見,,未來園區(qū)的綜合能源服務(wù)市場將成為各類市場參與主體開展競爭的重要領(lǐng)域。
我國工業(yè)園區(qū)中的能量流通過程包括能源生產(chǎn),、能量轉(zhuǎn)換,、能量傳輸、能源儲(chǔ)存和能源消費(fèi)5個(gè)環(huán)節(jié),,包含風(fēng)力發(fā)電,、光伏發(fā)電、光熱電站,、燃?xì)獍l(fā)電,、燃?xì)庵茻帷㈦娭评?、吸收式制冷等多種用能形式,,用能種類多、數(shù)量大,,節(jié)能空間廣,。常見的供能系統(tǒng)有冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng),、風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng),、儲(chǔ)能系統(tǒng)等。工業(yè)園區(qū)內(nèi)普遍建設(shè)了用能監(jiān)控管理系統(tǒng),,用于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控,,但能源結(jié)構(gòu)不合理,缺乏聯(lián)動(dòng)方式及策略,,能源利用率偏低,;其次,部分工業(yè)園區(qū)正在使用的用能監(jiān)控管理系統(tǒng)只具備分析功能,,不能對(duì)各能源模塊實(shí)施控制,,無法實(shí)現(xiàn)能源設(shè)備出力的自動(dòng)調(diào)節(jié),使得工業(yè)園區(qū)整體能源效率偏低,,提升空間巨大,。
目前園區(qū)綜合能源業(yè)務(wù)推廣的技術(shù)研究和應(yīng)用方向,主要包括可再生能源利用,,區(qū)域集中供冷、供熱,,生產(chǎn)過程及工藝的節(jié)能改造,,余熱、余能、廢水,、廢渣回收利用,,電動(dòng)汽車,儲(chǔ)能及信息化系統(tǒng)等,,通過集成各種能量轉(zhuǎn)換裝置和節(jié)能優(yōu)化技術(shù),,將風(fēng)、光,、氣,、儲(chǔ)、地?zé)岬榷喾N分布式能源以信息網(wǎng)及電力網(wǎng)或熱力網(wǎng)的方式進(jìn)行高效互聯(lián),,實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ),、多供用能主體互聯(lián)互濟(jì)、資源設(shè)施共享,,滿足多種用能需求,,提高能源利用效率、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性,、可再生能源利用率,,有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本和環(huán)境壓力。今后工業(yè)園區(qū)的綜合能源業(yè)務(wù)將實(shí)現(xiàn)多元化,、多領(lǐng)域發(fā)展,,可以進(jìn)一步拓展能源交易、需求響應(yīng)和現(xiàn)貨交易等新型業(yè)態(tài),,成為支撐能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要領(lǐng)域,,也是綜合能源服務(wù)提升經(jīng)濟(jì)效益、擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍的主要陣地,。
園區(qū)綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)包含物理層,、信息層和服務(wù)層。物理層是物質(zhì)基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn),、傳輸,、供應(yīng)等功能;信息層是數(shù)據(jù)與控制中心,,利用能源數(shù)據(jù)與信息通信技術(shù), 進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互與共享,、智慧用能控制、數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘等,;服務(wù)層是管理樞紐, 基于綜合能源系統(tǒng)物理架構(gòu)及數(shù)據(jù),、信息技術(shù)的支撐, 在清潔能源消納、能源效率提升,、能源智慧管理等方面提供綜合能源的整體解決方案,。園區(qū)綜合能源服務(wù)的商業(yè)模式是基于上述3個(gè)層次進(jìn)行規(guī)劃,、設(shè)計(jì)與實(shí)施。
以石油,、電力,、天然氣等多種能源資源為供應(yīng)側(cè), 構(gòu)建分布式和集中式能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)的供應(yīng)方式, 促進(jìn)電網(wǎng)、石油管網(wǎng),、天然氣網(wǎng),、供熱網(wǎng)等多種資源管網(wǎng)耦合集成,運(yùn)用多種倉儲(chǔ)設(shè)施及儲(chǔ)備方法滿足電力負(fù)荷,、熱負(fù)荷,、冷負(fù)荷等消費(fèi)側(cè)能源需求, 實(shí)現(xiàn)終端用戶的用能優(yōu)化。
針對(duì)各能源子系統(tǒng)建立動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心,實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的能源生產(chǎn),、傳輸,、存儲(chǔ)、共享等各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),、分析,、挖掘,提供能源智慧管理策略,;基于能源數(shù)據(jù)與信息通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)能源樞紐站,、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)、虛擬電廠,、負(fù)荷側(cè)虛擬同步等的控制,;構(gòu)建微功率無線通信、電力線通信,、泛在智能無線專網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò),;在數(shù)據(jù)、控制,、通信耦合集成基礎(chǔ)上開發(fā)云平臺(tái)技術(shù)服務(wù)模塊,、綜合能源服務(wù)互動(dòng)平臺(tái)。
在工業(yè)區(qū)規(guī)劃“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化"能源體系,,其中“源"著重以熱電項(xiàng)目和外域可再生能源電量為基礎(chǔ),,并集成工業(yè)區(qū)內(nèi)分布式風(fēng)電和光伏等,形成多系統(tǒng)集成,、多能互補(bǔ)供能系統(tǒng);“網(wǎng)"著重搭建增量配電網(wǎng),、區(qū)域微電網(wǎng)、熱網(wǎng)及其他形式的能源網(wǎng)絡(luò),,成為聯(lián)系“源"與“荷"的重要紐帶,;“荷"著重廣義負(fù)荷供應(yīng)(能源托管,、節(jié)能服務(wù)和調(diào)頻調(diào)峰等),此外做好典型用戶供能外同時(shí)兼顧新型用戶供能,,同時(shí)規(guī)劃建設(shè)用戶端智能終端,,實(shí)現(xiàn)“源"與“荷"深度關(guān)聯(lián),;“儲(chǔ)"一方面注重常規(guī)的調(diào)頻,、調(diào)峰功能,另一方面更加注重一體化供能系統(tǒng)冷熱電供能可靠性和安全性功能,。
提供多元化的綜合能源服務(wù),實(shí)現(xiàn)清潔能源有效利用, 提升能源利用整體效率,如:分布式能源,、儲(chǔ)能及電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)與運(yùn)營;構(gòu)建區(qū)域能源市場,,形成公平,、開放的準(zhǔn)入機(jī)制,,開展能源零售與能源交易,;針對(duì)用戶側(cè)海量能源數(shù)據(jù)進(jìn)行分類與挖掘,分析用戶個(gè)性化需求,,開展綜合能源套餐定制等增值服務(wù)。
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的能源消費(fèi)情況
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)按其產(chǎn)業(yè)類型可分為綜合類、行業(yè)類和靜脈產(chǎn)業(yè)類園區(qū),。綜合類園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)產(chǎn)業(yè)集群程度較高, 行業(yè)類別較多,資源消耗種類也繁多復(fù)雜;行業(yè)類園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)一般以某一類行業(yè)及其衍生行業(yè)為核心, 資源消耗種類相對(duì)簡單,靜脈產(chǎn)業(yè)類園區(qū)主要從事再生資源回收,、加工和利用, 其用能類型也相對(duì)簡單, 以電等二次能源為主。
除生產(chǎn)用能以外, 園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)內(nèi)的商業(yè),、居民建筑、園區(qū)交通等, 也是園區(qū)用能的重要組成,。目前園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)能源消費(fèi)面臨著諸多問題, 如:能源消耗總量大, 溫室氣體排放量大;園區(qū)內(nèi)電,、水、熱等能源的耦合利用不足, 各類企業(yè)資源回收,、余能利用不足, 能源綜合利用率不高,;因本地資源稟賦、能源網(wǎng)絡(luò)調(diào)度技術(shù)等因素的限制, 導(dǎo)致清潔能源應(yīng)用比重不高等,。
隨著“四個(gè)革命,、一個(gè)合作"能源戰(zhàn)略思想, 能源生產(chǎn)和消費(fèi)轉(zhuǎn)型成為我國可持續(xù)發(fā)展的重要命題。園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)能源系統(tǒng)的低碳,、高效,、多能、智能發(fā)展已成為必然的發(fā)展方向,。工業(yè)園區(qū)綜合能效提升的五大挑戰(zhàn)面向雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)以及減污降碳協(xié)同增效總要求,,全面深化能效提升,工業(yè)園區(qū)仍面臨若干重要挑戰(zhàn),。
園區(qū)綜合能效提升分類指導(dǎo)亟待加強(qiáng)
園區(qū)地域分布廣,,資源稟賦差異大,,個(gè)性共性兼具,,園區(qū)間能耗總量和強(qiáng)度,、碳排放總量和強(qiáng)度差異大。按照能源消耗總量和強(qiáng)度雙控向碳排放總量和強(qiáng)度雙控轉(zhuǎn)變的要求,,不同地域不同園區(qū)差異很大,,控能控碳哪個(gè)優(yōu)先、如何來控,,缺乏分類指導(dǎo),。亟需加強(qiáng)園區(qū)綜合能效提升的分類指導(dǎo),推動(dòng)綠色低碳發(fā)展,。
園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模效率結(jié)構(gòu)性鎖定
園區(qū)廣泛推行基礎(chǔ)設(shè)施共享,,以熱定電為特征的集中式熱電聯(lián)產(chǎn)能源基礎(chǔ)設(shè)施普及推廣,但同時(shí)又呈現(xiàn)出“規(guī)?!?結(jié)構(gòu)性鎖定,,以及以化石能源為主的傳統(tǒng)能源與新能源供給結(jié)構(gòu)失衡,導(dǎo)致溫室氣體排放結(jié)構(gòu)性鎖定,。目前,大部分基礎(chǔ)設(shè)施服役未到設(shè)計(jì)壽命的一半,,園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)能降碳改造需要解決好成本收益的平衡,,能源加工轉(zhuǎn)化效率及系統(tǒng)優(yōu)化亟待提升。
終端電氣化面臨規(guī)模數(shù)量成本綜合制約
終端電氣化是園區(qū)深化節(jié)能降碳的關(guān)鍵舉措,。當(dāng)前,,園區(qū)大部分企業(yè)的裝備電氣化面臨單體規(guī)模小、數(shù)量多的問題,,節(jié)能提效技術(shù)創(chuàng)新及裝備推廣存在投入成本高等短板,。課題組對(duì)某典型精細(xì)化工園區(qū)進(jìn)行了專題研究,分析了其八大類5000臺(tái)存量電機(jī)設(shè)備,,總?cè)萘?00 MW,,單臺(tái)設(shè)備的平均容量約10kW,其中單機(jī)容量大于15kW以上的電機(jī)設(shè)備數(shù)量僅占設(shè)備總數(shù)的35%,,容量占81%,,小規(guī)模電機(jī)的能效提升面臨較大挑戰(zhàn),需要電機(jī)技術(shù)的整體提升,。
能效局部有效和系統(tǒng)整體有效需要平衡
“十一五"以來,,在節(jié)能減排約束性指標(biāo)的持續(xù)推動(dòng)下,重點(diǎn)用能行業(yè)節(jié)能挖潛難度日益加大,,亟待平衡好局部有效和系統(tǒng)整體有效,,并從局部過程節(jié)能向全過程、全鏈條、全系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能轉(zhuǎn)變,。以煉油行業(yè)為例,,全國2020年煉油企業(yè)能效水平優(yōu)于水平的產(chǎn)能約25%,同時(shí)有20%的產(chǎn)能其能效低于基準(zhǔn)水平,。我國火力發(fā)電,、鋼鐵、化工產(chǎn)業(yè)和垃圾焚燒熱電聯(lián)產(chǎn)自身的能效已較高,,但進(jìn)一步與周邊城市和社區(qū)協(xié)同挖掘余熱利用方面,,尚有較大潛力。研究顯示,,中國北方地區(qū)工業(yè)余熱供暖潛力約為區(qū)域熱需求的1.4 倍,。
園區(qū)物質(zhì)流能量流精細(xì)化管理短板明顯
《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》(國發(fā)〔2021〕23號(hào))要求“加強(qiáng)園區(qū)物質(zhì)流管理",這里物質(zhì)流是廣義的概念,,既包括生產(chǎn)原料也包括能源,。園區(qū)物質(zhì)流能量流管理是全過程節(jié)能減污*直接、*有效,、*經(jīng)濟(jì)的措施,,是推進(jìn)園區(qū)綜合能效提升的重要抓手。但實(shí)踐中,,物質(zhì)流能量流管理*基礎(chǔ)的工作——三級(jí)計(jì)量體系建設(shè)尚存在明顯短板,、弱項(xiàng),特別是中小規(guī)模企業(yè),。
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)綜合能源配置的商業(yè)模式
園區(qū)的綜合能源服務(wù)商業(yè)模式的構(gòu)建在于針對(duì)園區(qū)及行業(yè)用戶的實(shí)際情況和發(fā)展階段特征,研究推出高效率,、低成本,、具有清晰盈利模式和豐富社會(huì)價(jià)值的綜合能源服務(wù)解決方案,。一個(gè)成熟的商業(yè)模式需要在市場環(huán)境中接受檢驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)踐, 這既需要各類市場相關(guān)方不斷創(chuàng)新創(chuàng)造,也需要政府部門通過政策進(jìn)行引導(dǎo)與約束,,保障用戶及各市場主體的基本權(quán)益,培育新的利益相關(guān)方,促進(jìn)綜合能源市場開放競爭,、健康良好地發(fā)展。
消除行政壁壘,,能源配置由行政化轉(zhuǎn)向市場化。推進(jìn)能源資源領(lǐng)域的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,,加快油氣,、熱力,、電力等領(lǐng)域體制改革,破除行業(yè)壁壘,,強(qiáng)化市場競爭,,促進(jìn)能源流,、信息流的自由流動(dòng),完善制度體系保障各種能源實(shí)現(xiàn)橫向多能互補(bǔ),、縱向梯級(jí)利用。
按照市場化改革方向,,推行有利于提高系統(tǒng)效率的價(jià)格機(jī)制。實(shí)施峰谷價(jià)格,、季節(jié)價(jià)格兩部制價(jià)格等科學(xué)價(jià)格制度,推廣落實(shí)氣,、電價(jià)格聯(lián)動(dòng)等價(jià)格機(jī)制,,引導(dǎo)電力、天然氣用戶主動(dòng)參與需求側(cè)管理,。
鼓勵(lì)創(chuàng)立專業(yè)化信息和技術(shù)服務(wù)提供商, 提供跨行業(yè),、跨領(lǐng)域的科技、政策,、管理等專業(yè)信息,擴(kuò)充市場參與者信息獲取渠道,提高市場信息 公開透明度,消減信息不對(duì)稱,降低交易成本,推廣技術(shù)升級(jí),提高智慧能源體系效率,,降低生產(chǎn)成本。
發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用,,推動(dòng)建立公平競爭,、開放有序的能源市場交易體系,。建立健全能源市場的準(zhǔn)入制度,鼓勵(lì)第三方資本,、小微型企業(yè)等新興市場主體參與市場,促進(jìn)各類所有制企業(yè)的平等,、協(xié)同發(fā)展,。加快電力,、油氣行業(yè)市場體系建設(shè),建立市場化交易機(jī)制和價(jià)格形成機(jī)制,有效引導(dǎo)供需,。允許市場主體自主協(xié)商或通過交易平臺(tái)集中競價(jià)等多種方式開展能源商品及靈活性資源等能源衍生品的服務(wù)交易,*大限度地激發(fā)市場力,。
鼓勵(lì)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和能源企業(yè)合作,實(shí)現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的集成,、共享和交易,促進(jìn)應(yīng)用創(chuàng)新,,加強(qiáng)安全監(jiān)管。
在國家發(fā)布的能源發(fā)展指導(dǎo)意見的推動(dòng)下, 園區(qū)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)及綜合能源服務(wù)業(yè)態(tài)發(fā)展得到了有力的推動(dòng),改變了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)互相獨(dú)立的產(chǎn)供消方式,,構(gòu)建 “電、熱,、冷,、氣"橫向多能耦合,、“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)"縱向多能協(xié)同,、以及能源生產(chǎn),、傳輸,、存儲(chǔ)、消費(fèi)都靈活高效的綜合能源系統(tǒng),。這也改變了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)“條塊分割"的情況,有利于培育新的市場主體,。
充分了解園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、用能需求特征和綜合能源服務(wù)資源稟賦,,建設(shè)分布式與集中式供應(yīng)相結(jié)合的綜合能源系統(tǒng),,開展針對(duì)傳統(tǒng)能源利用方面的項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)與投資運(yùn)營。通過降低能源消費(fèi)成本,、提升能源利用效率獲得收益,同時(shí)對(duì)優(yōu)化能源需求,、降低終端能耗,、減少氣體排放有積極影響,。
分布式能源具有靈活性高,、排放低、就地利用等優(yōu)勢(shì),,是園區(qū)能源利用的主要方式。分布式能源系統(tǒng)建設(shè)的業(yè)務(wù)方向包括:
?、倩A(chǔ)設(shè)施服務(wù),即能源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),、運(yùn)行和維護(hù),微能網(wǎng)的規(guī)劃,、建設(shè)及運(yùn)營,以及存量配電網(wǎng)向智能電網(wǎng)發(fā)展的改造等,;
?、?區(qū)域性分布式發(fā)電廠的建設(shè)運(yùn)營,如:園區(qū)大規(guī)模屋頂光伏和立面光伏系統(tǒng)的建設(shè);
?、厶摂M電廠的建設(shè),利用通信及控制技術(shù),整合不同類型分布式能源,,有機(jī)結(jié)合儲(chǔ)能側(cè)和需求側(cè)的可用負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)售電側(cè)的協(xié)調(diào)運(yùn)行,;
?、馨l(fā)電與其他行業(yè)的耦合,如:參與制氫,、制甲烷等能源轉(zhuǎn)換過程,。
位于江蘇無錫的紅豆工業(yè)園內(nèi)有紡織服裝、橡膠輪胎,、生物醫(yī)藥等多個(gè)產(chǎn)業(yè),,園區(qū)于2001年建設(shè)了自備熱電廠,同時(shí)滿足園區(qū)內(nèi)客戶的用電及用熱需求,。2012年起,利用廠房屋頂建設(shè)分布式光伏系統(tǒng),,并投建儲(chǔ)能電站,,緩解園區(qū)電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力,,平滑整體用電負(fù)荷,起到了削峰填谷,,多能互補(bǔ)的作用,。預(yù)計(jì)到2020年,園區(qū)整體清潔能源占比將提升至15%,,單位產(chǎn)值能耗下降8%,,綜合用能成本降低10%。
綜合能源系統(tǒng)中,,終端用戶除了是能源消費(fèi)者外,,也可以通過建設(shè)分布式能源系統(tǒng)成為能源供應(yīng)者,但光伏、風(fēng)電系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)一般用戶來說存在技術(shù)壁壘,、供應(yīng)安全,、能源管理、投資風(fēng)險(xiǎn)等諸多方面的困難,,能源社區(qū)的運(yùn)營模式則可以解決上述問題,。能源社區(qū)是由運(yùn)營商,、工業(yè)用戶、商業(yè)用戶及個(gè)人用戶等組成的集合體,,社區(qū)中的風(fēng),、光、儲(chǔ)等設(shè)備可以由用戶自建或由社區(qū)運(yùn)營商提供,,用戶在滿足自身用能需求的基礎(chǔ)上,,可以選擇存儲(chǔ)多余的能源或供給社區(qū)網(wǎng)絡(luò);運(yùn)營商擁有社區(qū)能源網(wǎng)絡(luò)及相 應(yīng)公共設(shè)施資產(chǎn),可為社區(qū)用戶供能,或在需要時(shí)有償供應(yīng)給外部公共網(wǎng)絡(luò),。能源社區(qū)中所有的能源交換均通過數(shù)字化的智能系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄和計(jì)算,,運(yùn)營商及用戶均可通過能源供應(yīng)等活動(dòng)獲得收益。
通過政策約束,、價(jià)格激勵(lì)等方式引導(dǎo)客戶參與到園區(qū)的負(fù)荷調(diào)控,,推動(dòng)分布式和集中式能源供應(yīng)的共同發(fā)展,優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),,增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性,,提高能源利用率,實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì),、高效和穩(wěn)定運(yùn)行,。
需求響應(yīng)主要是指通過政策或經(jīng)濟(jì)手段挖掘用戶的響應(yīng)潛力,促進(jìn)各方互動(dòng)以達(dá)到削峰填谷,、緩解電力缺額等調(diào)控目標(biāo),。對(duì)于電網(wǎng)側(cè)來說,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可與客戶或負(fù)荷聚合商簽訂合作協(xié)議或形成標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)模式,,在電網(wǎng)有平衡需求時(shí)發(fā)出信號(hào),,由用戶側(cè)調(diào)節(jié)柔性負(fù)荷來增減產(chǎn)量及能源的消耗量,從而調(diào)節(jié)電網(wǎng)穩(wěn)定性,用戶則可獲得相應(yīng)的補(bǔ)償。對(duì)于用戶側(cè)來說,,需求響應(yīng)可提高用戶用電的經(jīng)濟(jì)性,。
在大力推動(dòng)以及各項(xiàng)優(yōu)惠政策的扶持下,我國已逐漸發(fā)展成為全球*大的新能源汽車消費(fèi)國,。與我國新能源汽車的發(fā)展嚴(yán)重不匹配的是充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)嚴(yán)重滯后,,而針對(duì)充電設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)營模式的探索也將成為推動(dòng)新能源汽車發(fā)展的動(dòng)力之一。
充電站的建設(shè)服務(wù)包括:初期的規(guī)劃設(shè)計(jì),、土木工程和電網(wǎng)接入,、硬件設(shè)施的安裝與調(diào)試、電量電費(fèi)的計(jì)量核算等,。除了常規(guī)的建設(shè)運(yùn)營服務(wù)之外,通過應(yīng)用軟件提供附加服務(wù)也將成為一個(gè)重要的價(jià)值創(chuàng)造方向,。針對(duì)充電站的運(yùn)營 商開發(fā)能源管理智能平臺(tái)軟件,提供運(yùn)行監(jiān)測(cè),、數(shù)據(jù)管理,、需求分析與預(yù)測(cè)等服務(wù);針對(duì)車主提供用戶版的智能充電管理軟件,提供附近站點(diǎn)忙閑信息,、車輛充電數(shù)據(jù)、充電需求預(yù)判與站點(diǎn)等服務(wù),。
在充電站建設(shè)與運(yùn)營服務(wù)中,,提供軟硬件結(jié)合的綜合服務(wù),以硬件設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量為基本, 以軟件服務(wù)的智能性與靈活性為增值,。蘇州園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)建設(shè)的區(qū)域級(jí)充電基礎(chǔ)設(shè)施公共服務(wù)平臺(tái)于2018年上線運(yùn)行,已基本實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)公共充電樁的覆蓋以及實(shí)時(shí)監(jiān)控,可為用戶實(shí)現(xiàn)充電地圖,、設(shè)備篩選、位置導(dǎo)航,、充電控制,、費(fèi)用支付等功能。
以德國能源市場為例說明,。企業(yè)可根據(jù)可再生能源的資源情況調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,,當(dāng)可再生能源資源充足時(shí),實(shí)時(shí)電價(jià)相對(duì)較低,,在資源欠缺時(shí)則相反,企業(yè)可據(jù)此調(diào)節(jié)其生產(chǎn)計(jì)劃,,以降低用能成本,提高其生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,。德國RegModHarz項(xiàng)目是德國“E-Energy"計(jì)劃支持的項(xiàng)目之一,,通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),將風(fēng)能、抽水蓄能,、太陽能,、生物質(zhì)能等能源系統(tǒng)連接起來,并為用能客戶安裝能源管理系統(tǒng),,對(duì)發(fā)電端和用電端實(shí)施雙向管理,,基于日前和日內(nèi)市場的價(jià)格調(diào)控用戶的用電時(shí)間和用電量。
項(xiàng)目為客戶提供供熱,、供冷項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì),、建設(shè)、運(yùn)營等服務(wù),,并提供專家服務(wù)以實(shí)現(xiàn)客戶項(xiàng)目實(shí)施過程中的成本控制,,在此過程中,客戶能夠?qū)W⒂谄鋵I(yè)領(lǐng)域內(nèi),,而將能源相關(guān)的技術(shù)問題交給專業(yè)人員處理,,為其實(shí)現(xiàn)降低用能成本、能源高效利用的目的,。服務(wù)內(nèi)容包括但不限于:
?、?能源傳輸、基礎(chǔ)設(shè)施分析,、需求優(yōu)化等方面的咨詢和規(guī)劃;
?、诠?、供冷設(shè)備設(shè)施的建設(shè)及后續(xù)運(yùn)營、維護(hù)和故障處理;
?、劾?、熱管網(wǎng)的建設(shè)與運(yùn)維管理;
?、苣茉磳徲?jì)服務(wù)等,。
其主要的服務(wù)模式包括2種: 合同能源管理與集中式供能。合同能源管理的重點(diǎn)是高效用能,,承包商需利用技術(shù)為客戶提供高效用能服務(wù);集中式供能的重點(diǎn)則是高效的能源分配和利用,,以*大限度地減少能源消耗、降低成本,服務(wù)對(duì)象越多則分?jǐn)偝杀驹降?,提高整體運(yùn)營效率,。
針對(duì)園區(qū)內(nèi)高能耗、粗放型的能源消費(fèi)方式,, 有必要促進(jìn)其能源精細(xì)管理和循環(huán)利用,,提高資源配置效率,形成節(jié)約高效的能源消費(fèi)體系,。
拓展園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的綜合能源增值服務(wù)
工業(yè)園區(qū)的人地關(guān)系調(diào)控是園區(qū)綠色發(fā)展的重要科學(xué)問題,。園區(qū)尺度上,“人"主要體現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)活動(dòng),,“地"即園區(qū)的資源環(huán)境基礎(chǔ),,主要表現(xiàn)為能源、水資源,、土地資源,、環(huán)境影響等。經(jīng)濟(jì),、能源,、水、土地,、環(huán)境構(gòu)成了工業(yè)園區(qū)人地系統(tǒng)中*重要的子系統(tǒng),,各子系統(tǒng)之間存在著許多聯(lián)系與作用。能源,、水,、土地資源開發(fā)利用既對(duì)園區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及其生態(tài)環(huán)境有直接作用,又對(duì)更大尺度的生態(tài)環(huán)境問題產(chǎn)生影響,。
工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系的內(nèi)涵就是系統(tǒng)認(rèn)識(shí)園區(qū)“人"“地"各子系統(tǒng)的發(fā)展演變及相互作用的機(jī)制規(guī)律,,實(shí)踐中需要深入理解工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系,進(jìn)而科學(xué)設(shè)計(jì)園區(qū)“人"“地"各子系統(tǒng)的協(xié)同關(guān)系,實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展,。工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系是園區(qū)綠色發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問題,,是園區(qū)綠色發(fā)展的核心,工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系研究的重點(diǎn)是識(shí)別各子系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系及人地關(guān)系協(xié)調(diào)發(fā)展的優(yōu)化調(diào)控,。針對(duì)工業(yè)園區(qū)這一類特殊的微區(qū)域人地系統(tǒng)開展綜合研究,,科學(xué)揭示能源—水—土地—環(huán)境等多要素協(xié)同的工業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展戰(zhàn)略取向,,對(duì)于進(jìn)入“不惑之年"的中國工業(yè)園區(qū)創(chuàng)新綠色發(fā)展,、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量跨越提供決策支撐,具有重要的意義,。
開展代理售電服務(wù),。鼓勵(lì)專業(yè)能源公司積極開展售電服務(wù),作為工業(yè)區(qū)企業(yè)售電代理商探索電力市場交易,、多能源交易品種和交易方式,,拓展電力市場交易業(yè)務(wù)范圍,統(tǒng)籌整合園區(qū)用電企業(yè),,參與當(dāng)?shù)仉娏κ袌鼋灰?。通過規(guī)模化效應(yīng)及專業(yè)化服務(wù)降低園區(qū)企業(yè)的用電成本,,為工業(yè)區(qū)企業(yè)提供更實(shí)惠,、安全、有保障的售電服務(wù),。
開展光儲(chǔ)充一體化建設(shè),。綜合考慮工業(yè)區(qū)周邊建設(shè)條件以及交通運(yùn)輸條件,規(guī)劃布局光儲(chǔ)充一體化項(xiàng)目,,作為“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化"的典型實(shí)施類型之一,。初期在工業(yè)區(qū)建設(shè)一個(gè)示范項(xiàng)目,積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),,并逐漸在工業(yè)區(qū)全面推廣,,助力工業(yè)區(qū)綠色交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
其他能源增值服務(wù),。在工業(yè)區(qū)積極開展能效提升,、節(jié)能改造和用能托管等服務(wù),對(duì)中小型用能企業(yè)的能源購進(jìn),、存儲(chǔ),、使用等環(huán)節(jié)優(yōu)化改良,對(duì)企業(yè)用能設(shè)備效率,、用能方式,、節(jié)能考核等方面進(jìn)行專業(yè)管理,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能和節(jié)約能源費(fèi)用的目的。同時(shí)提供設(shè)備檢修,、智慧運(yùn)維及集中供銷等增值服務(wù),,通過規(guī)模效應(yīng),減少企業(yè)在檢修,、維護(hù),、采購等環(huán)節(jié)中的成本。
能源管理服務(wù)主要是指在企業(yè)的能源采購,、資源管理,、生產(chǎn)計(jì)劃、設(shè)備維護(hù)等生產(chǎn)全周期內(nèi),,提供能耗監(jiān)測(cè),、能源消費(fèi)分析、能源效率咨詢以及能源管理系統(tǒng)等服務(wù),,發(fā)現(xiàn)企業(yè)級(jí),、部門級(jí)以及特定環(huán) 節(jié)中的能耗問題,發(fā)掘企業(yè)節(jié)能降耗的潛力,從而實(shí)現(xiàn)提高能源效率,、降低用能成本的目的,。通常的實(shí)施步驟為:
①對(duì)能源供應(yīng),、負(fù)荷曲線,、能量平衡、投資收益等進(jìn)行協(xié)同分析;
?、卺槍?duì)具體的問題提出管理措施,,制定解決方案;
③制定關(guān)鍵績效指標(biāo),,管控能源管理方案的實(shí)施過程;
?、芊治瞿茉聪到y(tǒng)整體運(yùn)行情況,優(yōu)化能源采購、系統(tǒng)運(yùn)營等管理方式,,不斷降低用戶整體成本,。
蘇州園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)獨(dú)墅湖科教創(chuàng)新區(qū)于2015年上線的區(qū)域性智慧能源管理平臺(tái),對(duì)區(qū)域內(nèi)各單位所有的用能情況進(jìn)行采集傳輸,、在線監(jiān)測(cè),、動(dòng)態(tài)分析及集中管理,開展能耗核算或效能評(píng)估,,并在此基礎(chǔ)上提出能效管理與提升建議,,平均每年為園區(qū)減少電力消耗約700萬kWh,減少二氧化碳排放約6979t ,。
在當(dāng)前能源市場蓬勃發(fā)展的形勢(shì)下,,能源的生產(chǎn),、傳輸、轉(zhuǎn)化,、存儲(chǔ),、消費(fèi)等各個(gè)環(huán)節(jié)逐漸被打通, 能源市場將變得更加公平、開放,、透明,,能源的商品屬性越發(fā)清晰,市場將催生新的商業(yè)模式,并挖掘出新的效益增長點(diǎn),。
在園區(qū)內(nèi),能源零售商可以根據(jù)不同用戶的用能特性和利益訴求,考慮其用能質(zhì)量要求,、用能時(shí)間段、用能需求量等,,制定涵蓋不同價(jià)格機(jī)制的個(gè)性化綜合能源零售套餐,。在用能側(cè),,運(yùn)營商為用戶提供靈活,、經(jīng)濟(jì)的用能套餐,根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整 能源配比,、用能時(shí)間,、價(jià)格機(jī)制等,滿足用戶多樣化 的需求;同時(shí)通過對(duì)不同用戶的能源需求進(jìn)行合理分配及預(yù)測(cè),,實(shí)現(xiàn)整體用能效率的優(yōu)化,。
在產(chǎn)能側(cè),運(yùn)營商可以與不同的能源供應(yīng)商或上下游相關(guān) 企業(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)合作,通過聯(lián)合采購保障能源成本, 通過提高能源利用率降低運(yùn)營成本,通過聯(lián)合管理 降低人力成本,,提高管理效率,。小型的能源運(yùn)營商 可以通過這種業(yè)務(wù)合作產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)保障其能 源零售服務(wù)的品質(zhì),利用其服務(wù)的靈活性和定制 化,吸引對(duì)用能服務(wù)有更多需求的客戶,,從而與傳 統(tǒng)能源企業(yè)共同競爭,。
Mainova AG是德國*大的能源零售公司之一, 為大約100萬人供應(yīng)電力、天然氣,、熱力和用水等, 也為德國各地的許多小型區(qū)域能源供應(yīng)商和工業(yè)客戶提供電力和天然氣,。此外,Mainova在其供應(yīng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)營能源運(yùn)輸管網(wǎng),并可為第三方提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù),,如:分布式光伏,、充電設(shè)施等,其收益來源除能源零售外,還包括各類能源相關(guān)的衍生產(chǎn)品及服務(wù),。
園區(qū)的綜合能源服務(wù)商可以為區(qū)域內(nèi)的分布式能源和終端用戶提供能源批發(fā)市場的代理服務(wù):
?、贋楦黝惙?wù)對(duì)象建立標(biāo)準(zhǔn)化市場交易流程,提供能源產(chǎn)品評(píng)價(jià),、交易政策制定與市場分析等服務(wù);
?、卺槍?duì)能源交易需求較小的“小微用戶",通過 項(xiàng)目組合管理的方式集成多個(gè)用戶的用能負(fù)荷,使原本不滿足市場交易條件的用戶也能享受優(yōu)惠的市場價(jià)格;
?、蹖?duì)于自身能源需求較大的用戶,,基于市場風(fēng)險(xiǎn)管控手段提供價(jià)格穩(wěn)定、用能可靠的交易服務(wù),。
此外,,未來能源交易平臺(tái)將朝著獨(dú)立、開放,、多元的新型交易平臺(tái)發(fā)展,,這也將催生以信息技術(shù)、數(shù)據(jù)服務(wù)以及安全服務(wù)為主的能源信息服務(wù)市 場,使能源交易的開展更加輕松便捷,。美國區(qū)塊鏈初創(chuàng)公司LO3Energy于2016年推出區(qū)塊鏈項(xiàng)目TransActive Grid,當(dāng)?shù)鼐用窨梢詫⑦^剩的電力通過一種區(qū)塊鏈原型進(jìn)行出售,。2017年該公司與歐洲電力交易所達(dá)成合作意向,利用區(qū)塊鏈技術(shù)來推動(dòng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的能源傳輸,實(shí)現(xiàn)本地分布式能源網(wǎng)絡(luò)與 能源批發(fā)市場的對(duì)接,,提供更為便利的電力銷售,。
園區(qū)綜合能源規(guī)劃的定量分析離不開經(jīng)濟(jì)性測(cè)算結(jié)果。常規(guī)的經(jīng)濟(jì)性測(cè)算工具主要針對(duì)單種能源系統(tǒng),,當(dāng)開展綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)將面臨不同的稅收優(yōu)惠政策,、不同的財(cái)政補(bǔ)貼方式、不同的項(xiàng)目評(píng)價(jià)周期及不同的可變成本系數(shù),。同時(shí),,園區(qū)綜合能源規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)結(jié)果需覆蓋系統(tǒng)全壽命階段,不僅考慮設(shè)備初始投資,,還包括運(yùn)行期內(nèi)的外購燃料成本及運(yùn)維檢修成本,。
園區(qū)綜合能源規(guī)劃的經(jīng)濟(jì)性測(cè)算也跟采用的商業(yè)模式息息相關(guān),采用常規(guī)銷售模式時(shí),,能源收入就是能源量乘以能源單價(jià),。采用節(jié)能量分成時(shí),能源收入就變成了節(jié)能收益的分成比例,。采用能源托管方式時(shí),,能源收入可能就變成了一個(gè)固定量。因此,,建議在開展園區(qū)綜合能源規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性測(cè)算時(shí)需要多種等效方式,,比如將不同周期的能源設(shè)備更替作為分階段規(guī)劃的一個(gè)節(jié)點(diǎn),或者將部分設(shè)備的更替費(fèi)用折算成更大的運(yùn)維費(fèi)用放入經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià),。同時(shí),,園區(qū)綜合能源規(guī)劃需要及時(shí)更新稅收優(yōu)惠、補(bǔ)貼政策,,確保園區(qū)綜合能源規(guī)劃經(jīng)濟(jì)性測(cè)算更加真實(shí)可信,。
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)綜合能源配置的投融資
通過調(diào)控工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系,,解決園區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源能源、環(huán)境系統(tǒng)的矛盾,,是支撐園區(qū)綠色發(fā)展的根本目的,。園區(qū)的人地關(guān)系內(nèi)涵、子系統(tǒng)相互作用定量關(guān)系及綠色發(fā)展目標(biāo)建立后,,如何實(shí)現(xiàn)基于經(jīng)濟(jì),、資源、能源,、環(huán)境等多要素協(xié)同的工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系調(diào)控綜合決策亟待開展研究,。
綜合能源服務(wù)作為一種新型的能源供應(yīng)、轉(zhuǎn)換和利用方式,,將成為工業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展的重要手段之一,。近年來,隨著分布式供能技術(shù),、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在國際國內(nèi)的發(fā)展,,以及我國新一輪電力體制改革的深入推進(jìn),新興能源業(yè)態(tài)層出不斷,,集大成者當(dāng)屬綜合能源系統(tǒng),,其融合能源互聯(lián)網(wǎng),、多能互補(bǔ),、分布式能源、智能電網(wǎng),、微電網(wǎng),、天然氣冷熱電三聯(lián)供等多種形式。
在能源“十三五"規(guī)劃及“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源"的指導(dǎo)下,,園區(qū)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)及綜合能源服務(wù)業(yè)態(tài)發(fā)展得到了有力的推動(dòng),,構(gòu)建起“電、熱,、冷,、氣"橫向多能耦合、“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)"縱向多能協(xié)同,、以及能源生產(chǎn),、傳輸、存儲(chǔ),、消費(fèi)都靈活高效的綜合能源系統(tǒng),。這也改變了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)“條塊分割"的情況,有利于工業(yè)園區(qū)內(nèi)能源的高效利用與宏觀整合,。
工業(yè)園區(qū)項(xiàng)目主要可分為設(shè)計(jì),、招標(biāo),、建設(shè)、運(yùn)營四個(gè)階段,,工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)的商業(yè)模式可分為建設(shè)前期工業(yè)園區(qū)的開發(fā)模式和運(yùn)營階段工業(yè)園區(qū)的盈利模式,。因此,對(duì)資金的大量需求一般發(fā)生在建設(shè)階段,,項(xiàng)目公司承接委托或招標(biāo)后對(duì)園區(qū)進(jìn)行綜合能源服務(wù)改造,。
在“碳中和"政策設(shè)計(jì)和框架路線下,綜合能源服務(wù)與碳減排具有很強(qiáng)的正相關(guān)性,,是園區(qū)實(shí)現(xiàn)碳排放盡早達(dá)到峰值的重要途徑,。在大量園區(qū)進(jìn)行綜合能源服務(wù)建設(shè)的同時(shí),必然需要強(qiáng)大的資金支持,預(yù)計(jì)2020-2025年綜合能源服務(wù)的市場潛力將從0.5-0.6萬億元增長到0.8-1.2萬億元,。
在綜合能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)下,,節(jié)能服務(wù)的投資需求仍將維持在較高水平。作為較為成熟的綜合能源服務(wù)細(xì)分市場,,節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)在“十三五"期間實(shí)現(xiàn)了快速增長,。
在“十四五"時(shí)期,預(yù)計(jì)全國需要完成的五年期定比節(jié)能量將超過8億tce,,全社會(huì)技術(shù)和管理節(jié)能投資需求估計(jì)超過1萬億元,;其中,節(jié)能服務(wù)投資占有相當(dāng)大的比重,,投資需求將主要來自工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域,。當(dāng)前我國70%的工業(yè)用能集中在工業(yè)園區(qū),因此工業(yè)園區(qū)的節(jié)能服務(wù)“碳達(dá)峰,、碳中和"宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)下,,工業(yè)園區(qū)減碳潛力巨大。
此外,,綜合供能服務(wù)市場投資需求將呈現(xiàn)高增長態(tài)勢(shì),。“十四五"能源發(fā)展初步規(guī)劃,、各類分布式供能技術(shù)進(jìn)步帶來的經(jīng)濟(jì)性和商業(yè)價(jià)值提升,,以及終端用能加速電氣化、清潔化,、低碳和零碳化等因素,,綜合供能服務(wù)市場投資需求可能超過同時(shí)期節(jié)能服務(wù)市場投資需求。熱源開發(fā)將更為多元,,工業(yè)余熱開發(fā)利用,、生物質(zhì)能供熱、核能供熱的市場規(guī)模有可能擴(kuò)大
另外,,智慧能源服務(wù)市場投資需求成長性,。具體來看,,全社會(huì)能源生產(chǎn)、加工轉(zhuǎn)換,、儲(chǔ)存,、流通、消費(fèi)等環(huán)節(jié)都有越來越大的智慧能源服務(wù)市場需求,,年均投資需求有可能在千億元級(jí)的水平,;智慧園區(qū)、智慧工廠,、智慧樓宇,、智慧能源基地等的建設(shè),將共同貢獻(xiàn)智慧能源服務(wù)市場的重大需求,。
總的來看,,“十四五"時(shí)期,綜合能源服務(wù)市場投資總需求有望達(dá)到數(shù)萬億元的水平,,產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊,。而隨著大量工業(yè)園區(qū)進(jìn)行綜合能源服務(wù)改造,,其對(duì)于市場投融資的需求越來越大,,所需要的金融支持急劇增加。
園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)能源配置的金融解決方案
以工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系為核心,,研究其綠色發(fā)展,,具有重大現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景,,并可進(jìn)一步豐富不同區(qū)域尺度的人地關(guān)系研究,豐富以人地關(guān)系為主線的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的理論體系和研究范式,。特別地,,對(duì)工業(yè)園區(qū)土地、能源,、水、環(huán)境這幾個(gè)關(guān)鍵發(fā)展要素及其相互關(guān)系科學(xué)認(rèn)識(shí),,是進(jìn)一步支撐綠色發(fā)展體制機(jī)制創(chuàng)新的重要基礎(chǔ),。
雖然綠色金融的支持范圍及力度不斷擴(kuò)大,但工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)領(lǐng)域仍存在大量資金缺口,。目前直接融資市場能夠給予綠色領(lǐng)域的支持力度明顯不夠,,綠色債券總體規(guī)模本身尚不足萬億元,綠色信貸仍是綠色金融的主力,。但按照工業(yè)節(jié)能占比5%的數(shù)據(jù)來算,,工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域獲得的綠色信貸規(guī)模僅為5500億元。綜合能源服務(wù)只是節(jié)能領(lǐng)域中的一種模式,,其市場規(guī)模卻已經(jīng)超出綠色信貸支持規(guī)模,。由此推斷,,工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)融資需要更多途徑來得到滿足,因此需要進(jìn)一步擴(kuò)大綠色債券的規(guī)模,,增加融資的可獲得性,,為工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)建設(shè)提供資金來源。
另外在工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)所包含的具體模式上,,因受制于資金,、技術(shù)等方面壓力,能源服務(wù)商對(duì)大幅提升能效的集成式業(yè)務(wù)投入熱情較低,。更傾向于發(fā)展分布式能源,、設(shè)備節(jié)能改造等技術(shù)要求相對(duì)較低、模式相對(duì)成熟的單體式綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù),。對(duì)于多能協(xié)同一體化供應(yīng),、綠色能源系統(tǒng)等技術(shù)要求高、模式尚不成熟,,但卻能夠大幅提升終端能源系統(tǒng)能效的集成式業(yè)務(wù)投入熱情較低,。因此,進(jìn)一步擴(kuò)大資金支持,,用金融力量去推動(dòng)技術(shù)發(fā)展,,是完善工業(yè)能源服務(wù)模式,推動(dòng)園區(qū)節(jié)能減排的重要途徑,。
工業(yè)園區(qū)的綜合能源服務(wù)是未來綠色金融支持的重要方向,。碳中和的實(shí)現(xiàn)在于棕色企業(yè)、棕色資產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型,。棕色資產(chǎn)是主要碳排放源,,只有實(shí)現(xiàn)棕色項(xiàng)目有序轉(zhuǎn)型,才能有效推動(dòng)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),。而工業(yè)園區(qū)的綜合能源服務(wù)正是推動(dòng)原有的棕色資產(chǎn)進(jìn)行綠色轉(zhuǎn)型的重要途徑,,能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)工業(yè)節(jié)能減排,降低能源消耗起到至關(guān)重要的作用,。
此外,,不同于大型綜合能源服務(wù)商有較強(qiáng)的客戶、技術(shù),、資金等優(yōu)勢(shì),,中小型能源服務(wù)商難以具備全技術(shù)、全環(huán)節(jié)服務(wù)能力,,導(dǎo)致行業(yè)壁壘難以打破,,制約綜合能源服務(wù)質(zhì)量進(jìn)一步提升。加上園區(qū)的能效提升項(xiàng)目一般屬于重資產(chǎn)投資,,具有初始投資大,、回收周期長等特點(diǎn),,更是對(duì)中小型服務(wù)商形成了制約作用。而在面臨申請(qǐng)或者發(fā)行債券時(shí),,因自身的規(guī)模和背景限制,,往往面臨更高的成本。所以,,在園區(qū)綜合能源服務(wù)領(lǐng)域,,對(duì)中小服務(wù)商提供多種金融途徑支持,例如針對(duì)中小型企業(yè)的數(shù)據(jù)+信貸業(yè)務(wù),,設(shè)備融資租賃業(yè)務(wù),,以及結(jié)合企業(yè)能效、排放數(shù)據(jù)的環(huán)責(zé)保險(xiǎn)業(yè)務(wù)等等,,能夠有效分散各方風(fēng)險(xiǎn),,推動(dòng)園區(qū)綜合能源服務(wù)的發(fā)展。
綠色金融可為園區(qū)綜合能源服務(wù)賦能,,拓寬其融資途徑,,為節(jié)能發(fā)展提供金融支持。綠色金融是指為支持環(huán)境改善,、應(yīng)對(duì)氣候變化,、生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和資源節(jié)約高效利用等經(jīng)濟(jì)活動(dòng),即對(duì)環(huán)保,、節(jié)能,、清潔能源、綠色交通,、綠色建筑等領(lǐng)域的項(xiàng)目投融資,、項(xiàng)目運(yùn)營、風(fēng)險(xiǎn)管理等所提供的金融服務(wù),。
綠色金融支持工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)建設(shè)可以在三個(gè)方面發(fā)揮作用:降低融資成本,,增加融資的可獲得性,創(chuàng)造新的交易市場,。其落實(shí)到具體形式上可以分為綠色債券,,融資租賃,以及碳交易市場等,。
為綠色項(xiàng)目提供優(yōu)惠性的低利率,降低融資成本,,是支持工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)投融資的重要途徑,。到2020年,中國的綠色信貸規(guī)模約為11萬億元,,占社會(huì)融資比重約為7%,。綠色債券規(guī)模約為1萬億元,。根據(jù)銀保監(jiān)會(huì)的數(shù)據(jù),綠色信貸所流向的領(lǐng)域包括綠色交通(37%),、新興產(chǎn)業(yè)(約21%),、可再生能源(約20%)和工業(yè)節(jié)能(約5%)。其中工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)可以獲得部分工業(yè)節(jié)能領(lǐng)域
綠色債券方面,,近年來我國綠色債券不斷發(fā)展,,相關(guān)政策逐漸加大支持力度,為節(jié)能建設(shè)提供動(dòng)力,?!躲y行業(yè)金融機(jī)構(gòu)綠色金融評(píng)價(jià)方案》正式實(shí)施后,將綠色信貸和綠色債券納入了銀行定性指標(biāo)考核范圍,。2016年以來發(fā)行的綠色債券中,,59%為多用途(覆蓋交通運(yùn)輸、能源生產(chǎn)和節(jié)能等),,13%則專門用于清潔能源項(xiàng)目,,另有11%用于清潔交通。數(shù)據(jù)顯示,,2021年前5個(gè)月,,中國綠色債券累計(jì)發(fā)行數(shù)量達(dá)到150只,累計(jì)募資金額1924.95億元,,同比分別大幅增長56.25%與82.72%,。綠色債券的子品種碳中和債更是異軍突起。
相比一般的綠色債券,,碳中和債募集資金專項(xiàng)用于具有碳減排效益的綠色項(xiàng)目,,主要用于清潔能源、清潔交通,、綠色建筑等具有碳減排效益的綠色項(xiàng)目,。從項(xiàng)目角度來看,高效節(jié)能裝備制造,,工業(yè)節(jié)能改造,,用電設(shè)施節(jié)能,工業(yè)園區(qū)污染治理,,工業(yè)園區(qū)資源綜合利用等都屬于綠色債券支持項(xiàng)目范疇,。
融資租賃是為中小型服務(wù)商在面對(duì)工業(yè)園區(qū)規(guī)模的綜合能源服務(wù)建設(shè)時(shí)提供的新的融資方式。在綜合能源服務(wù)領(lǐng)域具有融資能力的服務(wù)商只是少數(shù),,面對(duì)工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)的系統(tǒng)建設(shè)等重資產(chǎn)運(yùn)營類項(xiàng)目時(shí),,大部分中小型服務(wù)商仍需要融資租賃來提升交付能力。作為眾多商務(wù)模式中的一種,融資租賃模式應(yīng)用于綜合能源服務(wù)項(xiàng)目中,,相較于銀行發(fā)行企業(yè)債券等傳統(tǒng)融資模式,,提供了一種新的融資方式,通過專業(yè)化分工,,縮短決策流程,,降低決策風(fēng)險(xiǎn),是一種適合項(xiàng)目快速落地的商務(wù)模式,。
碳排放權(quán)交易市場為工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)建設(shè)提供了強(qiáng)大激勵(lì),。全國碳排放權(quán)交易市場已于2021年7月16日正式啟動(dòng)。在一定量的碳排放配額的激勵(lì)下,,碳排放量的市場化交易有望為工業(yè)園區(qū)進(jìn)行綜合能源服務(wù)建設(shè)提供強(qiáng)大動(dòng)力,。在工業(yè)園區(qū)進(jìn)行綜合能源服務(wù)改造后,園區(qū)企業(yè)通過減少碳排放量,,碳排放配額的剩余額度可在市場出售,,從而獲得額外的經(jīng)濟(jì)利益。碳排放交易是綠色金融支持工業(yè)園區(qū)綜合能源服務(wù)的新的重要方式,。
多數(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)都通過完善的基礎(chǔ)能源配套降低園區(qū)企業(yè)建設(shè)周期,,加快企業(yè)投產(chǎn),降低企業(yè)運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn),,因此終端能源價(jià)格就成為招商引資的談判關(guān)鍵點(diǎn)之一,。金屬冶煉、電子信息,、化工造紙,、食品加工等企業(yè)對(duì)能源單價(jià)敏感度高,多數(shù)投資方邀請(qǐng)筆者編制能源規(guī)劃的原因均離不開降低能源價(jià)格,。
通常園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)運(yùn)營以電能或燃?xì)庾鳛橹饕茉?,通過建設(shè)光伏發(fā)電、地源熱泵,、蓄冷等多種能源進(jìn)行輔助,。綜合能源規(guī)劃有利于園區(qū)基礎(chǔ)配套的一次成型,更有利于系統(tǒng)優(yōu)化,、提高用能效率,,降低能源設(shè)施建設(shè)運(yùn)營的總成本。同時(shí),,綜合能源規(guī)劃可以幫助園區(qū)和能源投資企業(yè)測(cè)算在合理收益邊界條件下的能源單價(jià),,設(shè)計(jì)更加合理的商業(yè)模式,不僅保障投資方的合理訴求,,也可以為園區(qū)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入中能源價(jià)格的談判提供依據(jù),。
推進(jìn)園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)節(jié)能降碳重點(diǎn)工程
從系統(tǒng)工程和全局視角,,推進(jìn)園區(qū)經(jīng)濟(jì)—能源—環(huán)境(“3E")系統(tǒng)整體優(yōu)化,,實(shí)施園區(qū)節(jié)能降碳增效工程,。鼓勵(lì)優(yōu)先利用可再生能源,實(shí)施能—水統(tǒng)籌,,強(qiáng)化節(jié)約,、提效、開源,,產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)雙優(yōu)化,、雙清潔化,優(yōu)化資源要素配置,;以園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施為重點(diǎn),,推動(dòng)能源、環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)優(yōu)化和循環(huán)共生,;構(gòu)建智慧管理平臺(tái),,推動(dòng)能源管理與園區(qū)安全、環(huán)保,、物流等一體化,、智慧化。為此,,園區(qū)節(jié)能降碳建議優(yōu)先抓好以下重點(diǎn)工程,。
園區(qū)節(jié)能降碳分類指導(dǎo)能力建設(shè)工程
“一園一策",研究制定園區(qū)分類管理方法,。從綠色發(fā)展水平,、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)特征,、能源結(jié)構(gòu),、能源效率、碳排放等維度,,對(duì)園區(qū)分級(jí)分類,;從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng),、能源系統(tǒng)優(yōu)化,、基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)等方面,明確各類園區(qū)能效提升重點(diǎn),。
總體來看,,園區(qū)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,未來隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長能耗總量和碳排放總量仍將繼續(xù)增長,。針對(duì)園區(qū)能源消耗及碳排放特點(diǎn),,課題組提出“以地定產(chǎn),、以產(chǎn)見能(碳)、以能(碳)優(yōu)產(chǎn)"的碳達(dá)峰方略,,將園區(qū)綜合能效提升作為關(guān)鍵,,系統(tǒng)有序推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能效提升,、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,、碳捕集等四大措施,深化工業(yè)園區(qū)節(jié)能降碳,。
研究顯示,,通過有序?qū)嵤┥鲜鏊念悳p排措施,2015-2035年和2035-2050年期間,,全生命周期碳排放量可分別減排28%和51%?,F(xiàn)階段園區(qū)應(yīng)優(yōu)先實(shí)施產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能效提升減碳工程,挖掘其*大減排潛力,;其次是提高園區(qū)非化石能源占比和增加CCUS應(yīng)用,。從時(shí)間維度分析,2035-2050年期間通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,、能效提升,、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的減排潛力基本釋放,進(jìn)一步深度減排則需要依靠工業(yè)生產(chǎn)的系統(tǒng)優(yōu)化,、產(chǎn)業(yè)空間布局優(yōu)化和必要的CCUS,。
推動(dòng)園區(qū)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化,可著力生活垃圾,、生物質(zhì)和污泥能源化,,并輔以工藝過程余熱高效回收,“一園一策"發(fā)展風(fēng),、光,、氫能等能源。已有研究顯示,,2035年后預(yù)期對(duì)園區(qū)碳減排貢獻(xiàn)較大的途徑主要為氫能,、風(fēng)電和光伏,到2050年其潛在減排貢獻(xiàn)率約為73%~81%,,其中氫能在2015-2035年期間有望減碳36%~37%,,預(yù)期2035-2050年達(dá)到46%~50%,將對(duì)園區(qū)深度減碳起到積極作用,。
園區(qū)三級(jí)計(jì)量精細(xì)化物質(zhì)流能量流管理提升工程
完善企業(yè)三級(jí)計(jì)量,,是“加強(qiáng)園區(qū)物質(zhì)流管理"的重要支撐。推動(dòng)園區(qū)深入開展精細(xì)化數(shù)字化計(jì)量工程,,配齊能,、水,、料三級(jí)計(jì)量監(jiān)測(cè)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理,;全面推行數(shù)字化智能化計(jì)量工作,,建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧化物質(zhì)流管理系統(tǒng)。
設(shè)立園區(qū)及企業(yè)能效專職崗位,,推動(dòng)用能,、用水量大的企業(yè)配全三級(jí)計(jì)量設(shè)備,并適當(dāng)超前配備數(shù)字化智能化儀表,,逐步實(shí)現(xiàn)園區(qū)全覆蓋,實(shí)時(shí)采集能量流,、物質(zhì)流信息并接入園區(qū)智慧化管理平臺(tái),,建立多源時(shí)間序列數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的園區(qū)智能分析和精細(xì)管理決策,做好園區(qū)能源和物質(zhì)平衡管理,,在此基礎(chǔ)上建立數(shù)字化碳管理系統(tǒng),。
通過完善園區(qū)企業(yè)用戶側(cè)分時(shí)三級(jí)計(jì)量表計(jì)的建設(shè)改造,自下而上厘清園區(qū)多產(chǎn)品,、多元素,、多層級(jí)的物質(zhì)能量代謝結(jié)構(gòu)、路徑,、過程等特征,,定量揭示全生命周期的環(huán)境影響,提出靶向減污降碳調(diào)控措施,,推動(dòng)企業(yè)內(nèi),、企業(yè)間、產(chǎn)業(yè)間物料閉路循環(huán),,并持續(xù)循環(huán)迭代優(yōu)化,。
園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施共生節(jié)能減污降碳提效工程
針對(duì)工業(yè)園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施的三大特點(diǎn),課題組建立了年份—存量減碳模型,,研究了五種主要技術(shù)措施的減碳潛力及成本效益,,主要包括:天然氣替代燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、垃圾焚燒熱電聯(lián)產(chǎn)替代燃煤,、抽凝/純凝式汽輪機(jī)升級(jí)為背壓式汽輪機(jī),、將小容量燃煤機(jī)組用大容量機(jī)組替代、發(fā)展天然氣聯(lián)合循環(huán)機(jī)組替代燃煤小機(jī)組,。研究發(fā)現(xiàn),,通過五種措施綜合應(yīng)用,溫室氣體可減排8%~16%,,同時(shí)能減排SO2 24%~31%,、減排NOx 10%~14%,,并有34%~39%的節(jié)水潛力。五種措施綜合作用情景下,,可獲得519元/噸CO2當(dāng)量收益(按2015年可比價(jià)),。
園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施之間建立余熱利用、污水深度處理資源化,、污泥能源化等為主的能—水耦合共生系統(tǒng),,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)水減污。課題組研究表明,,全國80%的園區(qū)有集中式能源環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施,,72%的園區(qū)有集中式污水處理廠,園區(qū)水環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施之間建立能--水耦合的共生關(guān)系是減污降碳的重要舉措,。
針對(duì)級(jí)經(jīng)開區(qū)的研究顯示,,210余家園區(qū)可建立518條共生關(guān)系,其中239條基于能源交換,,279條基于水資源交換,;通過共生,能源和水資源節(jié)約潛力分別為7%和73%,,可獲得的節(jié)水潛力,、節(jié)能潛力、降碳潛力分別為12.8億立方米/年,、90.9萬噸標(biāo)煤/年,、572萬噸CO2當(dāng)量/年。
園區(qū)數(shù)智強(qiáng)鏈數(shù)字化電氣化工程
推動(dòng)數(shù)字要素,、智能制造加快向園區(qū)集聚發(fā)展,,促進(jìn)企業(yè)層面和園區(qū)層面數(shù)字化、智能化,、綠色化融合發(fā)展,,強(qiáng)化電力管理智能化,提升產(chǎn)業(yè)鏈,、供應(yīng)鏈,、創(chuàng)新鏈協(xié)同配套能力,提高產(chǎn)業(yè)鏈韌性,,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈安全性,,催生“產(chǎn)業(yè)化+數(shù)字化+智能制造"新業(yè)態(tài);加強(qiáng)園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃,、工藝技術(shù),、物料配送、設(shè)備監(jiān)控維護(hù),、質(zhì)量管控以及能量流物質(zhì)流智能化跟蹤管理,。
搭建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的園區(qū)節(jié)能降碳決策支撐平臺(tái),,設(shè)計(jì)開發(fā)園區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,并定期動(dòng)態(tài)更新,,由專業(yè)機(jī)構(gòu)和科研單位聯(lián)合運(yùn)維并開展數(shù)據(jù)挖掘研究,,支撐管理決策。
加強(qiáng)園區(qū)電氣化建設(shè),。針對(duì)園區(qū)海量中低壓小容量電力用戶,,開發(fā)終端智控裝置和資源群控平臺(tái),建立碎片資源喚醒聚合互動(dòng)新模式,,以“小裝置"全面感知,、柔性調(diào)節(jié)、本地控制用戶多類型設(shè)備,,以“大平臺(tái)"聚合可調(diào)資源,,智能輔助決策,開展分層分級(jí)響應(yīng),;以“強(qiáng)服務(wù)"注重用戶無感體驗(yàn),拓展節(jié)能降費(fèi)增值服務(wù),,實(shí)現(xiàn)政府,、用戶、電網(wǎng)多方共贏,。
加強(qiáng)園區(qū)電力資源配置優(yōu)化,。通過能源系統(tǒng)綜合規(guī)劃、多用戶互動(dòng),、電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制及智能化改造,,實(shí)現(xiàn)冷熱電氣協(xié)同、源網(wǎng)荷儲(chǔ)集群聯(lián)控,;通過優(yōu)化負(fù)荷和儲(chǔ)能有功控制及電力電子設(shè)備無功調(diào)控對(duì)沖有功和無功沖擊,,提升園區(qū)電能質(zhì)量;通過智慧電務(wù),,基于設(shè)備級(jí)用能數(shù)據(jù),,開展精細(xì)化綜合能源服務(wù)。
園區(qū)綜合能效提升系統(tǒng)工程
立足園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和用能特點(diǎn),,加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)建設(shè),,突出系統(tǒng)優(yōu)化和全生命周期思想,著力三個(gè)轉(zhuǎn)變:一是橫向多能互補(bǔ),,從單一能源向綜合能源轉(zhuǎn)變,;二是縱向建立“源、網(wǎng),、荷,、儲(chǔ)"協(xié)調(diào),,形成多樣化能源的供給、需求及儲(chǔ)能調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)平衡,;三是集中與分布式相協(xié)調(diào),。
以化工園區(qū)為例,首先,,針對(duì)園區(qū)能源生產(chǎn)—能源供應(yīng)—化工生產(chǎn)等多系統(tǒng),,綜合運(yùn)用生產(chǎn)工藝綠色化、電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化,、電機(jī)設(shè)備升級(jí),、余熱回收等推進(jìn)園區(qū)系統(tǒng)性節(jié)能和效率提升。其次,,強(qiáng)化生產(chǎn)過程—產(chǎn)業(yè)鏈接—基礎(chǔ)設(shè)施—安全環(huán)境管理協(xié)同,,抓住綠色化學(xué)與綠色化工技術(shù)集成的關(guān)鍵,加強(qiáng)短流程原子經(jīng)濟(jì)合成技術(shù)開發(fā),,實(shí)現(xiàn)源頭減污和源頭節(jié)能,,通過多產(chǎn)品多過程共生耦合,實(shí)現(xiàn)園區(qū)整體性能效提升和減污降碳,。
當(dāng)前,,中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)仍在工業(yè),工業(yè)發(fā)展重在以工業(yè)地產(chǎn)為載體的產(chǎn)業(yè)園區(qū),。作為工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的載體,,工業(yè)園區(qū)和園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)的綠色發(fā)展是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重要組成。揭示工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系的內(nèi)涵,,協(xié)同優(yōu)化工業(yè)園區(qū)人地關(guān)系,,是化解園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)中園區(qū)與環(huán)境的矛盾、推進(jìn)園區(qū)綠色發(fā)展的必然選擇,。
--以上內(nèi)容轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào):PPP產(chǎn)業(yè)大講堂,,2023年5月23日《產(chǎn)業(yè)園區(qū)中工業(yè)廠房的能源綜合配置》。
文章解讀
文章指出當(dāng)前園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)能源配置存在的主要問題,,包括能源供應(yīng)保障不足,、傳統(tǒng)能源比例過高、能源管理方式粗放,、新能源利用比例偏低,、對(duì)多種能源的使用情況無法實(shí)時(shí)掌握等。通過園區(qū)綜合能源架構(gòu):物理層,、信息層,、服務(wù)層三個(gè)層次進(jìn)行園區(qū)綜合能源的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)施,推進(jìn)園區(qū)工業(yè)地產(chǎn)節(jié)能降碳重點(diǎn)工程包括五個(gè)方面:園區(qū)節(jié)能降碳分類指導(dǎo)能力建設(shè)工程,、園區(qū)三級(jí)計(jì)量精細(xì)化物質(zhì)流能量流管理提升工程,、園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施共生節(jié)能減污降碳提效工程、園區(qū)數(shù)智強(qiáng)鏈數(shù)字化電氣化工程和園區(qū)綜合能效提升系統(tǒng)工程,。
近三年來,,多部門發(fā)文均有提及針對(duì)工業(yè)園區(qū)節(jié)能減排工作指導(dǎo)意見,要求提升工業(yè)園區(qū)能源利用效率,,加快園區(qū)能源數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),,利用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建智慧能源體系,打造綠色低碳型工業(yè)園區(qū),。
工業(yè)園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)構(gòu)成
把一個(gè)工業(yè)園區(qū)的能源系統(tǒng)看成一個(gè)微網(wǎng),,這個(gè)能源微網(wǎng)可能由微電網(wǎng)、給/排水網(wǎng),、供冷/熱管網(wǎng),、燃?xì)夤芫W(wǎng)等等組成。要提高園區(qū)的能源利用效率,,管理者首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)各類能源的精細(xì)化管理,,實(shí)現(xiàn)多級(jí)能源計(jì)量和評(píng)估,這就需要建立一套園區(qū)能源的數(shù)字化系統(tǒng),,系統(tǒng)可以反饋整個(gè)園區(qū)能源的運(yùn)行情況,。能源數(shù)字化系統(tǒng)包括物理系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和信息系統(tǒng)三個(gè)維度,。
圖1 園區(qū)微電網(wǎng)數(shù)字化系統(tǒng)的三維構(gòu)成
物理系統(tǒng)是能源的物質(zhì)基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)、傳輸,、供應(yīng)等功能,,以微電網(wǎng)為例,包括市電,、新能源(光伏,、風(fēng)力發(fā)電等)、變壓器,、輸配電開關(guān)柜,、儲(chǔ)能系統(tǒng)、用電負(fù)荷(空調(diào),、照明,、電機(jī)等)、V2G充電樁等等,。
很多物理系統(tǒng)不具備數(shù)字化通訊能力,,需要配置感知設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)物理系統(tǒng)的數(shù)字化展現(xiàn),主要為二次設(shè)備,其中包括保護(hù)控制裝置,、監(jiān)測(cè)和計(jì)量儀表,、電量變送器、電能質(zhì)量分析治理設(shè)備等,,這些二次設(shè)備組成了園區(qū)能源數(shù)字化的感知系統(tǒng),。
*后還需要把感知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過簡單易懂的界面展示給管理人員,并提供分析建議和控制策路以達(dá)到園區(qū)能源管理和節(jié)能降耗的目的,。感知系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)通過邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)采集并初步處理后傳輸給人機(jī)界面--信息系統(tǒng),,提供能源數(shù)據(jù)服務(wù)和控制、運(yùn)維功能,,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見圖2,。
圖2 能源數(shù)字化建設(shè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
工業(yè)園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)功能
AcrelEMS工業(yè)園區(qū)能源管理系統(tǒng)幫助搭建工業(yè)園區(qū)的能源計(jì)量體系和能源管理,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng),、大數(shù)據(jù)技術(shù),,可實(shí)現(xiàn)園區(qū)電網(wǎng)電力監(jiān)控、能耗統(tǒng)計(jì),、負(fù)荷預(yù)測(cè),、照明控制、負(fù)荷監(jiān)控,、充電樁運(yùn)營管理、分布式光伏監(jiān)控,、儲(chǔ)能控制管理,、用水監(jiān)測(cè)、暖通管網(wǎng)監(jiān)測(cè),、環(huán)境監(jiān)測(cè),、能源計(jì)費(fèi)等功能,通過一套平臺(tái)實(shí)現(xiàn)園區(qū)能源數(shù)字化集中管理,,達(dá)到可靠,、安全、節(jié)約,、高效,、低碳用能的目的。
圖3 園區(qū)能源管理系統(tǒng)功能一覽圖
3.1 電力監(jiān)控,,提升園區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行安全
AcrelEMS對(duì)園區(qū)變電站,、高低壓變配電系統(tǒng)的變壓器、斷路器,、直流屏,、母排、無功補(bǔ)償柜及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài),、漏電電流,、接點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,監(jiān)測(cè)園區(qū)電網(wǎng)主要回路的電能質(zhì)量并進(jìn)行治理,,對(duì)故障及時(shí)處理并發(fā)出告警信息,,提高園區(qū)供電可靠性。
圖4 電力監(jiān)控和溫度監(jiān)測(cè)
3.2 新能源接入,,提升園區(qū)能源供應(yīng)安全
AcrelEMS接入園區(qū)分布式光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù),,包括逆變器、箱變,、計(jì)量儀表及電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置,,協(xié)助管理者進(jìn)行光伏發(fā)電效率分析、發(fā)電量及收益統(tǒng)計(jì),,擴(kuò)展園區(qū)供電容量,,降低用電成本,減少碳排放,。
圖5 光伏發(fā)電曲線對(duì)照分析
3.3儲(chǔ)能策略控制,,提升新能源消納
AcrelEMS接入儲(chǔ)能系統(tǒng)(EMS)、電池管理系統(tǒng)(BMS)和儲(chǔ)能變流器(PCS)數(shù)據(jù),,為管理者提供運(yùn)行模式監(jiān)視和控制策略選擇,,系統(tǒng)監(jiān)測(cè)電芯電流、溫度,、SOC,、SOH,檢測(cè)直流系統(tǒng)絕緣狀況,,并根據(jù)企業(yè)峰谷特點(diǎn)和電價(jià)波動(dòng)以及上級(jí)平臺(tái)指令設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略,,控制儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,,促進(jìn)新能源消納,降低園區(qū)用電成本,。
圖6 儲(chǔ)能系統(tǒng)PCS監(jiān)測(cè)和電池監(jiān)測(cè)
3.4能耗管理,,搭建計(jì)量體系
AcrelEMS采集園區(qū)電、水,、熱,、燃?xì)獾饶茉聪模罱ㄈ?jí)能源計(jì)量體系,,進(jìn)行分類分項(xiàng)能耗統(tǒng)計(jì),,計(jì)算單位面積或單位產(chǎn)品的能耗數(shù)據(jù)以及趨勢(shì),對(duì)標(biāo)主要用能設(shè)備能效進(jìn)行能效診斷,計(jì)算企業(yè)碳排放,,為園區(qū)實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理,,制定碳達(dá)峰、碳中和路線提供數(shù)據(jù)支持,。
圖7 能耗分析
3.5負(fù)荷控制及計(jì)費(fèi),,精細(xì)化管理降低能耗
AcrelEMS系統(tǒng)通過對(duì)園區(qū)建筑內(nèi)部和公共照明的集中控制、感應(yīng)控制,、定時(shí)控制等方式節(jié)約照明能源,,還可以幫助管理者更好地管理轉(zhuǎn)供電的能源收費(fèi),做到欠費(fèi)提前通知,、欠費(fèi)控制以及支付對(duì)接,,通過算法消納園區(qū)能耗公攤,避免不合理收費(fèi),,保障能源收支平衡,。
圖8 照明智能控制和能源預(yù)付費(fèi)管理
3.6負(fù)荷預(yù)測(cè),協(xié)調(diào)控制,,保障園區(qū)供用平衡
AcrelEMS系統(tǒng)基于歷史負(fù)荷數(shù)據(jù),,結(jié)合天氣因素、園區(qū)生產(chǎn)計(jì)劃等,,預(yù)測(cè)園區(qū)功率需求,、光伏發(fā)電功率、充電需求,,根據(jù)變壓器負(fù)載率和負(fù)荷變化,,對(duì)園區(qū)可調(diào)可控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制,引導(dǎo)有序充電,,調(diào)整儲(chǔ)能充放電計(jì)劃,,為園區(qū)制定能源計(jì)劃、優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)提供技術(shù)支持,。
圖9 充電樁控制和功率預(yù)測(cè)
能源數(shù)字化系統(tǒng)感知設(shè)備
園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)除了軟件外,,還離不開安裝于現(xiàn)場的各類感知設(shè)備,包括高低壓配電保護(hù)控制裝置,、監(jiān)測(cè)和計(jì)量儀表,、電量變送器、電能質(zhì)量分析治理設(shè)備,、照明控制器,、有線/無線溫度傳感器、水表,、燃?xì)獗?、能量表等各類產(chǎn)品,,安科瑞可以為園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)建設(shè)提供一站式服務(wù)。
工業(yè)園區(qū)能源數(shù)字化系統(tǒng)的建設(shè)意義
園區(qū)作為實(shí)體經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,,未來隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長能耗總量和碳排放總量仍將繼續(xù)增長,。要實(shí)現(xiàn)雙碳計(jì)劃,工業(yè)園區(qū)節(jié)能減排任務(wù)相當(dāng)緊迫,,碳排放評(píng)價(jià)試點(diǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)也開始實(shí)施,,如果我們還在依靠傳統(tǒng)的手段來管理園區(qū)的能源體系顯然是不可取的。主管部門陸續(xù)出臺(tái)政策推動(dòng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,,打造綠色低碳產(chǎn)業(yè)園區(qū),,因此園區(qū)的能源數(shù)字化管理系統(tǒng)也是勢(shì)在必行。
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