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综合能源服务知多少?一文带你了解综合能源服务的前世今生

时间: 2024-06-06 来源: 和毅咨询 作者: 打印 字体

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能源可持续发展是经济社会可持续发展的重要组成部分,从世界范围来看,能源结构向绿色低碳转型已成为全球能源革命的必然趋势。而要实现能源可持续发展,顺应能源发展的潮流,一方面是大幅度提升传统能源的使用效率,另一方面则是快速提高新能源和可再生能源在能源总量中所占比重。


由于可再生能源普遍具有能量密度低、不稳定且受自然条件影响大等弱点,以及大规模消纳可再生能源还面临增量成本高、影响电力系统稳定性等经济和技术制约的问题,因而在传统能源和新能源之间就需要建立一种协调发展机制,以发挥“新旧”两大类能源各自的优点,取长补短,形成综合优势。因此,无论从供给侧角度还是从需求侧角度来看,综合能源服务就成为了一种时代发展必然选择的新业态。


近年来,综合能源服务业务在国内悄然兴起,发展迅速,大有取代合同能源管理的趋势。虽然人们对综合能源服务还没有一个相对统一的定义,但在内涵和外延的认识上基本可以达成一致,综合能源服务主要包括两个层面的含义,即综合能源供应+综合能源服务。简单来说,就是不仅销售能源商品,还销售能源服务,包括能源规划设计、工程投资建设、多能源运营服务以及投融资服务等方面,当然这种服务主要是附着于能源商品之上的。从合同能源管理到综合能源服务,不仅是服务范围的扩大(由一种能源扩大到两种或以上),而且是质量的提升(从单一的服务上升到一揽子完整的解决方案),综合能源服务在理论上具有成为现代能源服务新业态的优点和潜能。


综合能源服务商业模式及应用


(一)能源销售服务


1、相关商业模式


配售一体化模式:将配电与售电相结合,售电公司可获得配售电双重利益。在配电网的运营范围内,用电客户若直接与配售电公司签订用电合同,公司除需要向输电网运营商支付输电费,剩下的收入都归公司所有,去除购电成本与配网投资及运营成本,公司将同时获得配电及售电利润;若用电客户与其他售电公司签订用电合同,此时公司只能收取配电费,也就只能获得配电利润。


供销合作社模式:售电企业将发电与售电相结合,合作社社员拥有发电资源,以供销合作的方式将电力直接销售给其他社员,同时售电公司获得的部分售电收入将继续投入建设发电厂,达成发售双方共赢的局面。其优势在于可获得优质的发电资源,尤其针对分布式可再生发电站,通过集合分布式发电站,组建一个销售纯绿色电力的售电公司,一方面吸引有环保意识的人士或是碳排放限额的公司购电,另一方面由于售电公司取得的部分收益将投资或分配给发电站,发电站运营商因此更愿意加入供销合作社模式的售电公司,售电公司的购电成本能相对减少。


售电折扣模式:售电公司通过低价电获取市场份额后转为多样化的定价服务。许多新加入的工商业用户能够通过这类套餐在初期显著地降低用电成本,而居民用户更是通过返现和折扣有可能在第一年减少20%的电费支出,对于部分用户甚至可以采取预交电费提供更低折扣的方式。


虚拟电厂包月售电模式:虚拟电厂作为一个整体参与电力市场,通过合理管理和优化其各种资源,提供给终端用户包月售电服务。这种服务通常涉及虚拟电厂负责管理能源供应链,从多种能源来源中采购电力,并根据用户的需求和市场状况进行电力分配。用户可以通过签订包月合约来获得稳定的电力供应,同时虚拟电厂会根据市场情况调整电力分配以最大化效益。


2、虚拟电厂售电场景商业模式应用


实际场景:德国某公司推出的虚拟电厂包月售电业务,用户只需要每个月支付一定额度的电费就能在一个比较大的范围内自由用电。


现阶段商业模式:在与客户签订包月套餐后,售电公司会帮助客户安装屋顶光伏设备、家用储能设备和电力监控设备,通过将地区内分散的用户和集中式的电力生产设备相连,利用IT专业建模软件以及内建的智能软件优化算法调配各家屋顶光伏设备所发电力的消费、剩余发电量的购买和各个储能设备的充放策略,最终在最经济条件下实现电力生产和消费在一定范围内的平衡。


虚拟电厂包月售电相关利益者:一是售电公司,提供售电服务,通过电力设备销售取得盈利;二是用户,获得清洁电力并包月套餐节省电费。


已开展主要业务:电力销售、电力设备销售。


特点及优势:大范围虚拟电厂建立的基础在于拥有众多分布式可再生能源发电设备的控制权、分布式储能设备等一系列灵活性设备、可再生能源的市场化销售机制和一套精准的软件算法。基于此类虚拟电厂的电力共享池系统提供了更加新型的售电模式。在该模式下,加入电力共享池的终端用户能够便捷的互相交易电力,通过各自的分布式储能设备最大化地使用分布式可再生能源的电力,减少外购电,从而显著降低用电成本,得到更稳定和可预测的电力价格,同时也有助于提高电力市场的效率和资源利用率。

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图:虚拟电厂的典型结构(图片来源于网络)


(二)分布式能源服务


1、相关商业模式


扩展售气售热模式:在能源领域中,除了售电外,还包括售气和售热的模式。这种模式通常涉及利用各种能源资源(包括传统能源和可再生能源)来提供热能和燃气服务,满足用户的供热和供气需求。


可再生能源开发利用:相对于常规能源而言,不同于广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能等,是用新技术开发利用的可再生能源,包括光能、太阳能、核能、海洋能、风能、生物质能、氢能等,其资源丰富,普遍具备可再生特性,可供持续利用。


2、渔光互补场景商业模式应用


实际场景:中广核安徽当涂太白260MW渔光互补光伏电站,板上光伏发电,板下广阔的水面用于养殖鱼虾、种植水产农作物。


现阶段商业模式:光伏售电、水产品养殖销售。


渔光互补电站利益相关者:一是政府,提供国补和市补;二是新能源设备研发相关高新技术企业,提供技术支持;三是供电公司,开展全额上网业务;四是农贸市场商贩,进行鱼类销售。


已开展主要业务:光伏发电上网、渔业养殖和水产品销售。


特点及优势:作为华东地区单体容量最大的平价光伏项目,该项目创新采用板上光伏发电,板下渔业养殖的“光伏+”模式,将现代化工业与传统渔业生产有机融合,探索出一地多用、生态友好的绿色化发展道路。与传统火力发电相比,该项目每年可节约标准煤约10万吨,减少二氧化碳排放约30万吨,为区域生态环境保护、节能减排作出了重要贡献。


(三)节能减排服务及需求响应服务


1、相关商业模式


节能减排服务是指通过采取各种措施和技术来减少能源消耗和减少碳排放的服务。这些服务旨在提高能源利用效率、降低能源消耗、减少对传统高碳能源的依赖,从而减少对环境的影响,促进可持续发展。


节能减排服务的内涵包括但不限于以下几个方面:一是能源审计和管理,对企业、机构或个人的能源使用情况进行全面评估和分析,提出节能减排的建议和措施,制定合理的能源管理计划。二是节能技术和设备应用,推广和应用各种节能技术和设备,如LED照明、高效空调、节能建筑设计等,以降低能源消耗和减少碳排放。三是碳排放核算和管理,对企业或组织的碳排放情况进行核算和管理,制定减排目标和计划,实施碳减排措施,包括碳交易、碳中和等。


需求响应服务是指在电力市场中,通过调整电力需求来响应市场信号和供需情况,以提高电力系统的灵活性和稳定性,减少高峰负荷时段的电力需求,降低系统运行成本,促进清洁能源的整合和利用。


需求响应服务的内涵包括但不限于以下几个方面:一是弹性电力需求管理,通过智能技术和设备,调整电力需求的时间分布和用量,以适应市场价格波动,实现用电高峰期的削峰填谷。二是参与市场交易,将调整后的电力需求参与到电力市场交易中,根据市场信号和价格调整用电行为,实现经济性和环保性的双赢。三是响应能力提升,提高企业和用户响应市场需求的能力,包括制定合理的能源管理计划、培训人员技能、投资智能设备等。


2、多能互补场景商业模式应用


实际场景:广州明珠工业园区多元用户互动多能协同示范项目,利用工业园区多能流源网荷储一体化规划、互动机制设计、负荷灵活控制和综合能量管理等技术,构建了大型工业园区冷/热/电/气、源-网-荷-储协同的综合能源数字化系统示范工程。


现阶段商业模式:电/热/气供应服务、节能改造、余热回收、需求响应(虚拟电厂)。


工业园区服务商利益相关者:一是能源供应商,天然气、电能批发供应;二是入驻企业,优化用户能源需求;三是电网运营商,需求响应参与电网调峰。


已开展主要业务:能源零售、能效提升、虚拟电厂需求响应。


对标提升效果:


(1)经济效益方面,项目实现示范园区26MW光伏的完全消纳和示范区80%以上的用电自发自用。园区用户用能总费用降低27.8%,用电费用降低31.2%,用热费用降低24.1%,用电度电成本降低19.6%。通过用户直购电、分布式光伏、用户侧储能、空调节能、能源梯级利用等手段,园区年共节省电费支出670万元以上。通过上级电网、园区、企业、设备等多级联动需求响应实现,园区峰值负荷削减20%。


(2)环境效益方面,项目实现26MW以上可再生能源全额就地消纳,减少二氧化碳排放1.6万吨。用户用能总量减少14.5%,单位产值能耗降低6.4%,单位产量能耗降低5.3%,协助用户实现能耗“双控”,助力打造清洁低碳、安全高效的工业园区。园区用户用电特性对电网更加友好,峰时段用电占比降低52.3%,平时段用电占比降低5.3%,谷时段用电占比增加43.8%,促进了电网削峰填谷,助力新型电力系统建设。


(3)社会效益方面,项目建设过程中充分利用可再生能源开发、智能电网应用、用户先进用能模式等最新成果,对推动相关技术进步、拉动产业效益具有积极的作用。国内有各类产业园区15000多个,随着国家能源革命的不断推进,该项目相关技术成果拥有良好的推广意义和广阔的市场前景,将为碳达峰、碳中和目标的早日实现提供助力。


(四)大数据增值服务


1、相关商业模式


大数据联合套餐模式:利用大数据技术和分析,为客户提供个性化的能源套餐。通过分析客户的用电习惯、能源消耗情况等数据,制定最适合客户需求的套餐。这种套餐可能包括不同的能源价格、用电建议等,旨在提高客户的能源利用效率和降低能源成本。


智能用电管理:这是指利用智能技术(如物联网、人工智能等)对客户的能源使用进行管理和优化。通过智能设备、传感器等监测客户的能源使用情况,提供实时数据和建议,帮助客户合理安排能源使用,降低浪费,提高效率。


2、新能源大数据场景商业模式应用


实际场景:浙江省新能源大数据中心,汇聚涵盖电、煤、油、气、水、热等各类能源的生产、输送、存储、消费等数据,以及相关环境数据、政务数据资源,由国网浙江信通公司负责建设和运营。


现阶段商业模式:


(1)智能用电管理


数据中心通过对企业历史用能数据的分析和实时监测,可以为政府合理分配区域用能指标提供决策依据,并对能源双控指标提供预警。


(2)大数据服务套餐


通过行业内不同企业能耗强度的监测与对比,可以对企业进行能耗水平评级,为政府淘汰落后产能、推动产业升级提供依据,从而促进行业整体能效提升。


大数据中心利益相关者:一是政府,战略合作、政策支持;二是新能源场站,提供新能源大数据来源;三是负荷侧企业,负责企业上云上平台。


已开展主要业务:电源侧企业的电站“无人值守、少人值班”模式下的相关业务、电网侧支撑公司大数据相关业务、负荷侧企业云上平台工作。


特点及优势:在能源生产供应方面,以浙江电网为例,近年来随着特高压工程先后落地入浙,区外购电中清洁电比例明显提升,以风光为主的新能源以及储能迎来新的发展时机,实时监测能够有效助力政府相关部门动态掌握全省能源供应情况,从而提升清洁能源供应占比。在能源消费方面,电能替代成为趋势,港口岸电、电动汽车、用户侧储能、需求响应、微电网等多元化、互动式的新型用电模式将规模化发展,实时监测能够为企业社会实时掌握能耗,加速推动能源消费低碳化转型提供支撑。


综合能源服务发展前景研究


政策驱动下,2023年8月以来,国内多个综合能源服务项目纷纷落地。在浙江、河北等地,国网浙江综合能源公司与相关单位签署了绿色交通(地铁)示范项目合作协议,全面开展节能技术应用和能源管理系统建设等合作。同时,雄安新区容东能源综合供应站开业,填补了容东片区能源输送空白。此外,杭州滨江综合能源站充电项目、皖能与能链等合作打造的“油气电氢服”一体化综合能源港也相继开业,这是安徽省将新能源汽车作为“首位产业”后的新型交通能源基础设施布局。


据不完全统计,目前全国已有至少62座综合能源服务站投入运营,并有越来越多的项目在建或计划建设。这一趋势表明,综合能源服务正在成为推动能源转型和实现可持续发展的重要力量,随着政策的支持和市场的需求,未来综合能源服务市场将迎来更加广阔的发展空间。


表:全国各省市“综合能源服务站”一览

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(一)发展空间分析


低碳社会的发展、互联网的进一步普及、新能源和可再生能源比重的日益提高等因素将在很大程度上左右未来社会发展方向,因此,与此紧密相连的综合能源服务也将得到更加快速的发展,同时,开展综合能源服务,也是以市场化方式推动多能源系统协同降碳的重要途径。


在业务发展前景方面,一是将传统建设型短期业务转型为综合能源服务。我国能源产业中的设备、设计、工程、服务类企业在此前的能源基础设施建设大潮中积累了大量的产能,随着能源基础设施建设节奏的调整、传统火电和高等级电网等建设规模的调减,以及新能源应用场景的变化,其积累的产能和技术能力亟需寻找市场,以解决企业生存和发展问题。二是企业和园区级源网荷储一体化。随着可再生能源占比越来越大,加之其出力特性与用户用能特性的差异,使得可再生能源就地消纳和平衡的需求愈发迫切。以多能互补集成优化和源网荷储一体化为技术特征、以靠近用户采用综合能源服务为业务形态,通过供需互动有效解决能源消纳和高效利用,实现区域能源自平衡和稳定,这是问题倒逼之下的一种自然选择。三是存量能源设施改造提升。我国现有存量能源基础设施的规模巨大,且能源设备利用率、能源利用效率等方面相较国际先进水平仍存在较大的提升空间,其中,我国的能源利用效率为33%,比国际先进水平低10%左右,因此,以设备利用率、管理效率提升为目的能源设施改造有巨大业务空间。


综上所述,综合能源服务具有良好的发展前景。


(二)发展趋势预判


1、数字化管理


国务院于2022 年 1 月出台了《“十四五”数字经济发展规划》,重点聚焦能源产、运、储、销、用各环节设施的数字化升级,实施电厂、电网、终端用能等领域设备设施、工艺流程的数字化建设与改造,打造数字平台建设,提升能源体系智能化水平,以及微电网等智慧能源技术试点示范应用。在国家政策引导下,贵州将这一政策进行了深化落实,于 2022 年 10 月出台了《贵州省能源数字化“十四五”规划》,明确提出,“推动水光一体化、源网荷储一体化,构建能源多能互补体系,提升综合能源数字化水平,着力打造数字能源基地”,这为综合能源服务的数字化应用进一步打通了政策通道。


当前,越来越多的综合能源服务商,尤其是诸多发力智慧能源/综合能源服务的能源国企和头部民营企业,都非常重视平台的建设,并把平台作为综合能源服务运营的核心载体与工具,以及生态搭建的抓手。利用 APP、小程序等工具将用户的数据和指令上传到数字化平台,数字化平台进行实时或非实时的反馈,形成软件与硬件、线上与线下相结合的服务模式。数字化平台可以有效减少开发、运维、宣传、销售等环节成本,可以利用多种终端设备为用户提供个性化丰富的服务,从而增加用户满意度,满足用户需求和提升平台服务的黏性,在此基础上可以开拓新的领域,寻找新的价值增长点。


2、新技术应用


数字技术将为综合能源服务产业,提供越来越坚实的发展基础。“互联网+综合能源服务”是综合能源服务企业为用户服务的“窗口”,“窗口”里面运行着云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网等新技术,这些新技术为能源之间的协作(能源系统之间的耦合和互动)提供了信息交互的技术平台,它的出现迅速冲破了传统电、热(冷)、气、油等单一能源服务的行业壁垒,于是建立在区域微网技术基础之上的、融合了新能源与可再生能源的新型综合能源服务模式便由此诞生。能源供应向着分散生产和网络共享的方式转变,传统的电网公司需要逐步转型为综合能源服务运营企业,海量的能源数据,将成为综合能源服务产业越来越重要的生产要素。


通过这些新技术的应用,综合能源服务企业能够更好地挖掘电力需求响应资源,拓展服务的深度和广度,带来服务模式的创新,提升服务的商业价值。如对用户的能源消费习惯进行分析和预测,根据需求对用户进行建议或提醒,为用户提供满意度更高的能源消费体验,从而进一步增加与用户的互动,强化市场竞争力。节能、综合供能、能源系统、能源交易和金融服务,将增添越来越多的数字化基因。


3、多元化合作


综合能源服务涉及各类能源的生产、传输、分配、转换、储存和使用等环节,所以综合能源服务企业需要与能源设备生产企业、能源设备消费企业、信息服务企业、工程服务企业等进行多元化合作。与能源设备生产企业的合作可以确保综合能源服务企业能够获取最新的技术和设备,以提高能源生产和转换效率;与能源设备消费企业的合作有助于了解市场需求,定制解决方案,满足不同客户的需求;与信息服务企业合作可以提供数据支持、智能化解决方案,提高能源系统的效率和可靠性;与工程服务企业合作可以保证项目的顺利实施和运行,提供技术支持和售后服务。


通过与多元化合作伙伴的合作,综合能源服务企业能够整合各方资源,提供一站式解决方案,为用户提供更全面、高效的能源服务,推动能源产业的发展和转型。



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