综合能源服务：电网转型升级的突破口
发布日期：2019/6/12
津城五月，莺飞草长。在这个充满生机的初夏，第三届世界智能大会在天津梅江会展中心召开。大会主题为“智能新时代：进展、策略和机遇”。毫无疑问，世界已经进入全新的时代，智能技术、信息科技正在以一种前所未有的想象力重构人类社会生态，而能源，正是世界变革漩涡之中，最深层的那一片水流。策略与机遇，不仅是本届智能大会的主题，更是当今时代发展的最大特征，综合能源服务，便是属于能源领域的新策略和新机遇。在大会期间，天津综合能源服务中心对外开放，借此机会，本刊记者得以一窥天津智慧城市建设以及综合能源服务发展。
天津是典型的能源输入型工业城市，用能总量维持高位。2017年能源消费总量为8011.04万吨标准煤，其中电力占比8.67%，能源自给率以及电力在终端能源的消费占比均有待提高。作为北方沿海工业城市，天津太阳能资源较为富足，全市经营区内10个区县均属于我国二等太阳能辐照地区。因此，要合理改善天津市用能结构、提升能源利用效率和能源自给率，需要更清洁的资源开发和更优化的能源利用发展模式。
早在四年前，国网天津电力综合能源服务业务便开始酝酿和萌发。2015年，国网客服中心北方园区项目投运，是国网系统内投产运行较早的综合能源项目。2017年，北辰商务中心办公大楼综合能源示范工程项目投产，2017年10月，国网天津市电力公司旗下国网（天津）综合能源服务有限公司于滨海中新生态城注册成立，是国家电网公司系统内首个综合能源服务公司。2018年，天津市下发“关于推动天津市电能替代的实施意见”，鼓励电能替代的推广，为综合能源服务提供了发展的土壤。
产城融合起势综合能源服务
天津市北辰产城融合示范区位于天津市北辰区，是一座国家级产城融合示范区。“以产促城，以城兴产”，产城融合是我国转型升级背景下的城市发展思路，也是构建现代化产业体系，推进传统制造业转型升级、经济结构调整和区域整体发展的重要机遇。作为地区经济的重要驱动力，供能方式的转型成为实现产城融合这一定位的突破口。作为全国排名前三十强的经济开发区，北辰经济开发区招商引资需求很大，对能源电力需求迫切，用能要求较高。国网天津电力发展综合能源服务，拟将北辰产城融合示范区打造为全国综合能源发展示范基地。
北辰商务中心办公大楼综合能源示范工程服务于北辰商务中心大楼，是北辰经济技术开发区管委会所在地，综合能源示范工程包含太阳能光伏发电、风力发电、风光储微网、地源热泵、电动汽车充电桩五个系统以及综合能源智慧管控平台，该工程通过广泛感知、多种能源互联互补、管控平台优化调控实现节能提效。从效率来看，传统供能的能效比仅为2，综合能源方案利用多种能源互联互补、管控平台优化调控，能效比达到2.38，综合能源利用效率提升19%。该项目自2017年5月投运以来，为用户共计节约电能220万千瓦时，节省费用150万元。
“目前该大楼能源自给率能达到40%，市电占比60%，大楼的制冷和制热主要通过地源热泵系统。是一个以电为中心，多能互补的平台。光伏装机280千瓦，采取自发自用余电上网的模式，一年发电量是30多万千瓦时，由于大楼年用电量远远大于光伏系统的发电量，因此绝大部分是自发自用。”天津城东供电公司营销部专员杨朝国介绍道。
在该项目中，截至4月底，光伏系统总发电量47.36万千瓦时，总节约费用约45万元；风力发电系统发电量约1.86万千瓦时，节能费用约8.2万元；储能系统节能费用约2.1万元；地源热泵供热（冷）系统较传统的供冷、供热运行费用，节约运行费用约74万元。综合能源智慧管控平台通过系统整体多能互补、优化调控，节约用能成本22万元。（风电系统投运时间为2017年9月30日，其余部分均为2017年5月8日）。
从以上数据可看出，在该系统工程中，有三个部分节能效果显著。其一是地源热泵，当地地下水每年恒温12摄氏度，且不用远距离输送热量，能效比可达到4甚至6，具有明显的节能优势和经济优势；由于地源热泵利用的是地球表面浅层的地热资源，无需燃烧，环境效益也较为显著。
其二是光伏发电系统。北辰区有效年光照小时约为1100小时，夏季光照强度佳，光伏发电出力较大，同时光伏发电系统建成之后，除了一部分运维费用以外，发电几乎是零成本。
其三是综合能源智慧管控平台。系统管控平台具有广泛感知功能，可以对整个大楼的用能情况、房间温度进行优化调控。“在我国，空调能耗占比特别高，综合能源智慧管控平台可以实现对每个办公室的温度进行各自调控，比如冬天北侧温度低，南侧温度高，平台可以感知每个房间的温度然后自动调节，也能够记忆每个办公室的常态温度设定，可一键启动一键关停，不需要人为进行二次调控。通过管控平台对大楼用能进行实时自驱控制，从而有效降低能耗，”杨朝国说，“工程投运两年来，大楼用电量逐年下降，而启用的办公室数量和办公人数不断增加，从这里也能看出该平台的节能效果和发挥的经济效益。”
由于北辰商务中心办公大楼综合能源示范工程投运时间较早，在两年的运行过程中，在管理节能和技术节能方面还有进一步的提升空间，如提高用能管理平台的人机识别成功率和人机友好互动界面，让所有在商务中心办公的人员亲身体会到智慧能源的技术优势；地源热泵的冷热源供应效率逐渐下降，需结合新一代的能效提升技术，针对性诊断和识别原因，提升地源热泵的新能源节能效率。
但从北辰项目的节能数据中也可看出，储能在其中发挥的作用较为有限。在供电“变绿变智”的过程中，价格机制对于综合能源的经济性具有重要影响。
国网天津电力综合能源服务有限公司技术工程部项目经理于波认为，在现有电价机制下开展综合能源服务仍然是具有经济性的，但目前储能尚未体现出足够的经济效益，主要原因是峰谷电价差还不够大，削峰填谷的激励政策不够明显，“目前一般工商业用户高峰时段在0.7～1元/千瓦时，谷段大约在0.4元/千瓦时左右，峰谷差拉得不算很大，如果相应的电价机制给予更高的激励，仅靠削峰填谷就能够盈利的话，储能将会呈现出爆发式增长。要提升电能在综合能源中的竞争力，应协同政府推广可中断电价、高可靠性电价等机制，提高企业用能质量。”于波说。此外，市场化机制建设的不足，也使得目前尚未形成适应市场化业务开展的管理机制，不能更好地吸引和储备综合能源专业人才。
综合能源发展示范基地建设分三步走
提炼项目运营模式，深化“平台”思维，是国网天津电力发展综合能源服务的主要思路。
北辰商务中心办公大楼综合能源示范工程项目建设之初定位为企业级，但随着智慧城市概念和泛在电力物联网技术的发展，国网天津电力计划该项目从单体推广到小镇、到区域、到园区，逐渐扩大智慧能源管理平台的应用规模，推动智慧能源管理平台的应用向更加实用化、规模化发展，可以提高整体经济效益。“后期随着规模的扩大，除了北辰商务中心办公大楼，附近的酒店、企业、公寓等都可以接入该综合能源智慧管控平台，接入数量越多，节能效益越大，后期的推广价值就越高。”杨朝国说，“我们现在已经开始建设的小镇管理平台，预计今年年底或者2020年上半年可以正式投运，针对的是整个开发区的智慧能源小镇，包括智慧能源工厂，智慧能源小区以及智慧能源建筑，通过智慧能源小镇管理平台对这一片区用能进行优化调控。”
北辰项目由北辰经济技术开发区管委会投资，国网天津电力负责顶层设计和项目建设，并在后期实施代运行，参与运维的是天津综合能源服务公司的技术人员。目前，北辰经济技术开发区管委会向供电方支付运行维护费用。但实际上，运行维护的成本远远超出了业主支付的费用。对此，杨国朝表示，国网提出建设“三型两网”战略目标，目前国网天津电力所做的正是探路平台建设，尽管当前这一平台的运维成本超出了业主支付的费用，但当未来打造更多平台之后，将采取集中委托代理运行的模式，降低单位成本，从而减少用户的费用支出。
从北辰商务中心办公大楼综合能源示范项目的建设运行思路可以看出，国网天津电力将北辰产城融合示范区打造为全国综合能源发展示范基地的建设构想分三步走。第一步先期建成典型示范项目，即北辰商务中心大楼综合能源示范项目，建设“5+1”项目内容，实现单体综合能源管理，通过平台给出最优控制策略，使储能系统与光伏、风电密切配合，提高接入电能质量；利用储能系统与市电互动，实现削峰填谷，减少电费支出；利用温度自趋优控制，实现办公舒适与节能降耗的最优平衡。
第二步实现区域综合能源供能，深度推动产城融合示范区综合能源示范区，计划由综合能源服务公司与北辰开发区管委会共同出资建设综合能源站满足区域终端能源一体化供应，使区域综合能源结合更紧密，优化能源综合供应策略，进一步提升能源供应效率。
第三步建成综合能源服务示范区，目前国网天津电力已经完成北辰产城融合示范区68平方公里综合能源规划编制，通过建设智慧能源小镇推动综合能源服务深度融入园区发展规划，包括智慧能源建筑、智慧能源工厂、柔性交直流混合配电网、能源物联网和小镇能源管理平台等，实现多能互补、广泛互联、供需互动，达到能效提高、能耗降低、用能成本降低的效果。通过“三步走”战略完成综合能能源发展示范基地建设，为解决北方地区能耗总量大、效率低、排放高等问题，提升示范区清洁能源利用比例和综合能效。
电网转型升级的突破口
在国网提出建设“三型两网”的战略目标下，综合能源服务商在保障能源安全、促进能源生产和消费革命、引领能源行业转型发展方面的价值作用与枢纽型企业建设相契合；在汇聚各类资源，促进供需对接、要素重组、融通创新方面的价值作用与平台型企业建设相契合；在树立开放、合作、共赢的理念方面与共享型企业建设相契合。通过深入研究电网侧储能及配网节能化改造，提升能源资源配置能力和智能化水平，支撑公司打造坚强智能电网；通过建立综合能源服务平台, 充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术，促进各方能源数据、市场数据的深度融合与紧密互动，支撑公司打造泛在电力物联网。可以说，综合能源服务在方方面面都与“三型两网”建设有所契合，不仅是电网公司新的业务增长点，更是在电力市场化改革背景下，电网企业谋求转型发展的抓手与契机。
经过两年的探索实践，国网天津电力提炼出了几种主要发展模式：通过国网客服中心北方园区项目和北辰商务中心办公大楼综合能源示范工程等典型项目，提炼出管家式综合能源服务，提供一整套的能源供应解决方案。
通过蓟州区302家集群攻坚式煤改电项目，提炼出建立产业联盟和生态圈的平台型共赢发展模式。蓟州区煤改电项目包含学校、医院和政府办公场所，规模大，体量大，在平台型企业理念的指导下，国网天津电力依托电网公司的品牌和资金技术优势，与供应商，产业联盟一起开发，发挥电网企业资金技术方面的优势，和供应商设备方面的优势，实现互利共赢。
通过武清高村科技创新园项目建设，提炼出示范园区能源一体化模式。结合电能清洁、可靠、安全、稳定等优势，充分利用园区低温余热资源，以余热利用+电能替代为手段，优化管网效率与末端负荷，做好能源综合梯级利用，探索综合能源服务支撑园区产业升级。
同时，依托国网天津电力与天津市政府签订共建美丽天津合作协议，在新型政企合作大背景下开展智慧能源小镇建设，以新的示范项目带动整个天津智慧能源产业的发展，重点在储能、虚拟电厂、智能终端建筑、区域能源互联、多能信息融合等方面积累核心技术与工程经验。通过示范项目进行先期示范验证，一旦验证通过，提炼出可复制可推广的商业模式之后，便以综合能源公司平台进行商业化的推广。
对于国网天津电力而言，以上综合能源服务业务模式的成功推广，可能是公司未来转型升级的发轫之始。“随着综合能源服务的发展，未来天津的电力营业厅也将转型成为综合能源营业厅，除了传统的售电、业扩报装等业务，冷热电一体化供应、综合能效提升、电动汽车专属服务、清洁能源分布式业务等都可以在营业厅进行办理。”于波说。电网企业在综合能源服务上的发力将是能源送售端的一次重大商业模式、服务方式的重塑，在新的技术革命浪潮以及绿色发展的推动下，综合能源服务已成为叩开能源未来新世界的一把密钥。如何细细打磨这把密钥，让其精准契合现实需求和未来趋势的锁孔，是目前能源界各方从业者所谋求的。马云说，因为相信，所以看见。十五年前的马云，正是因为相信互联网经济大势，才看见阿里巴巴的商业模式。如今，综合能源服务是能源界的“相信”和“看见”，电源侧、电网侧乃至所有业界实践者都在新型商业模式探寻之路上下求索，耕耘不息，以期成为下一个十年的崛起者。
来源: 中国电力企业管理 作者: 翁爽 唐瑛媚
