多能互补园区的成长与阵痛

   日期:2018-03-13     来源:能源杂志    浏览:583    评论:0    
核心提示:能源转型背景下,多能互补集成优化系统被赋予推进能源生产和消费革命的重任。2017年初,国家能源局公布首批23个多能互补集成优化
能源转型背景下,多能互补集成优化系统被赋予推进能源生产和消费革命的重任。

2017年初,国家能源局公布首批23个多能互补集成优化示范工程项目,其中,终端一体化集成供能系统17个、风光水火储多能互补系统6个。

在政策的指引和鼓励下,业内掀起了建设多能互补示范工程项目的热潮,大量民营资本纷纷涌入,在首批入选的23个国家级示范项目中,由新奥、协鑫等民营企业投资建设的就有10个,而中国70%的工业用能集中在工业园区,集中在重要的工业经济区开展多能互补园区项目,也成了不少企业的首选。


新奥中德生态园项目

如今距示范工程公布已有一年的时间,这些多能互补示范工程项目究竟发展得如何?小编带着这样的疑问,实地探访了多能互补项目的进展情况。

多能如何互补

多能互补的形式多样,从示范工程项目划分为终端一体化集成系统和风光水火储多能互补两类来看,具有代表性的是跨省运输的大型多能互补基地以及多能互补产业园区。

大型多能互补基地往往规模庞大,由国家能源局批复下来之后再下分多企业投资开发。中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司副总工程师、教授级高工刘玮向小编介绍,以哈密基地为例,哈密基地分为两县一市,能源由哈密输送至郑州,10台火电机组目前建成8台,火电总规模660万,已建528万;风电布局天山北侧三塘湖——淖毛湖风区巴里坤,伊吾县400万千瓦,天山南侧哈密市东南部风区400万千瓦;光伏约125万,火电为风电和光伏等新能源进行调峰。

而从市场化情况来看,园区多能互补项目的市场化程度较高,是企业资本涌入后最先瞄准的目标。

在多能互补示范工程中,倾向于用户端的是17个终端一体化集成功能系统项目,其中大部分是多能互补园区项目。

对于多能互补园区的能源结构而言,除当地资源禀赋作为基础外,还要依托于它的用能结构。工业用能和居民、商业用能的比例和特性大不一样,园区项目需要更多为用户考虑,同时,由于在一定区域内经济承受能力影响了用户对可再生能源和清洁能源的消纳,用户的经济承受力也要被纳入考量范围之内。

多能互补的特点增加了能源供应的复杂性,从而影响到区域范围内系统能源供应的协调有序,想要实现多种能源间的互补,需要多种能源的耦合技术。

“单一能源系统的效能肯定不如多种能源混合系统的效能更高,单一能源系统在30%到37%左右,多种能源混合运行的系统将要达到60%以上,但是难度就在于怎么样把多种能源进行混合,电、天然气、热、冷并不是直接混起来就是混合了,关键在于怎么样把它们融通和混合。”协鑫智慧能源副总裁牛曙斌告诉小编,多能互补项目对技术层面的要求还是很高的。

在牛曙斌看来,一个地方能否建成园区多能互补项目,决定因素在于用户市场。“用户负荷和用户价格是比较重要的因素,另外如果顺利地推行多能互补的话,整个区域内各种管网主体的投资融合或者业务融合也十分重要。”牛曙斌表示,只有大家开放、合作,才能真正推动多能互补系统的形成。

事实上,多能互补园区项目实际过程中如何运作,不同的园区所展现的生态大不相同。小编走进多个多能互补园区时所见到的,并不是同一种模式的复刻,而是各具特色的、独立的能源“王国”。

新奥的泛能站模式

冬天的青岛西海岸非常寒冷,兴建于该地的新奥中德生态园区里矗立着一大片造型别致、高低错落的建筑群,极具德国风情。这里是中德两国并力打造的在经济、高端产业、生态、可持续性城市规划方面的合作平台,是国家级的生态发展示范园区。

新奥有两个泛能项目入选多能互补集成优化示范项目。其中,位于山东青岛的中德生态园项目在11.6平方公里的园区内,利用泛能网,挖掘新能源潜力形成了太阳能、地热能、生物质能等优先,天然气协同的用供能模式。项目运行后,园区清洁能源占比超过80%,其中可再生能源占比达到20.6%,碳减排率为64.6%。

2012年3月,新奥获得中德生态园能源特许经营权,为园区供应天然气、热、冷、生活热水以及分布式余电等。

“做多能互补项目,要结合当地的能源和资源条件”,青岛新奥智能能源公司总工程师褚洪涛告诉小编,泛能站的设计根据当地的资源禀赋,充分利用可再生资源,比如太阳能、地热能、生物质能等。同时,青岛天然气气源比较充足,靠近用户侧建设分布式泛能站,站间形成能源网络,将园区建筑和工业的用气、用热、用电、用蒸汽过程中产生的余热进行回收,“品位对口、梯级利用”,以实现资源最大化利用,“卖给终端用户的时候,我们强调经济和高效,在最大化地利用闲置资产和周边资源的情况下,为用户提供经济高效、安全的能源。”

11.6平方公里的园区内,囊括了住宅、学校、办公楼、工业区、商业街,基础设施一应俱全。据褚洪涛介绍,根据规划,园区共设计有7个泛能站,分布在用户侧,就近满足用户用能需求。


新奥一号泛能站

其中,为德国企业中心配套的2号泛能站于2015年11月完工,已投入运营;为园区内福莱社区配套的1号泛能站于2015年12月完工,一期入住居民2994户;为工业片区配套的4号泛能站即将开工,处于可研设计阶段;为整个园区规划设计的其余泛能站,将在各个业态入驻时同步完成配套功能,能源实现联网,形成园区站和站之间的能源调配、管理、交易、互联互通的泛能微网。

“这个园区当时我们签的是11.6平方公里,从去年开始,面积又扩展到29平方公里,未来远期的规划面积204平方公里,但是现在没有定下来,没有动工。现在我们集中做的还是目前的11.6平方公里。”褚洪涛介绍道。

2号泛能站为中德生态园德国企业中心提供冷、热及部分电力能源供应,主要采用地源热泵、燃气冷热电三联供、电制冷、泛能能效平台等节能技术及设备,历经10个月建成。突出的特点是余能利用,用地下的浅层地热来制冷、采暖,其中天然气分布式能源综合能源利用率达到80.4%。

对于如何盈利这一话题,褚洪涛表示,成本没有问题,但因为刚建完两个泛能站,其余泛能站还未动工,将会有额外的投入,“如果工业清洁能源供热政策到位,总体不亏,稍有盈余。接下来,新奥将把当前的项目做好,同时复制出去。我们不是为了做多能互补来做项目,而是为了项目给它做多能互补,以提高能源的利用率和经济性。”

协鑫的2111工程

在国家发布多能互补示范项目规划政策之前,协鑫的苏州工业园区就沿着多能互补路线进行建设运行。

苏州工业园区多能互补示范项目在园区建设了2个清洁能源中心、10个分布式能源中心、100个分布式能源以及1000辆电动汽车,形成了超过100万千瓦的清洁能源系统和区域内“六位一体”的新型能源结构。

该示范工程新建项目包括天然气、光伏、地源热泵、储能、微风发电等多种能源形式,以及需求侧管理、充电站和能源互联网云平台等项目。

能源构成以天然气为主的清洁能源和以风、光为主的新能源为主要部分,苏州工业园区多能互补示范项目的核心技术是协鑫“六位一体”能源系统技术,可以基于多能互补项目多种能源梯级利用的特性,有效地对风电、光伏、天然气分布式、储能、用户侧等进行调控、分析、优化运营,满足电力、热力、冷能需求。

加上电的部分,苏州工业园区清洁能源的比例能超过80%以上,未来随着项目更加成熟,清洁能源的比例还会进一步提升。

据牛曙斌介绍,苏州工业园区能源系统分为三个层级,即2111工程的运作,第一层是能源中心和综合管网,以两个多能互补的能源中心和气、热、冷、电中心四个能源网络作为整个基础架构,能源中心具有热、电、冷的供应能力,而且具有调峰能能力和部分储存能力。

第二层级配套了十个左右的区域分布式能源,区域分布式能源是在一到两平方公里的范围内给工业或商业区域就近供应能源,区域分布式能源中有天然气分布式、有地热、有光伏、有储能,采用就近供应的模式。

第三层级是一百个分布式能源,一百个分布式能源有光伏发电、沼气发电、发,余热发电、有的是地源热泵、污水源热泵,作为用户能源供应的一个补充。

通过四个大的网络,把这三个层级的能源中心,区域分布式能源,还有用户的分布式能源紧密地联合在了一起,所以这样一个开放式、互补式的能源系统比传统的能源系统要更加稳定、更加安全、更加经济地保证用户的用能。

“在使用过程中先保证分布式能源的就近全发全用,不足的再由区域分布式能源予以补充,区域能源不能供应的,再由大的能源中心和管网予以补充。”牛曙斌表示,采用这样的一个模式,保障了用户用能及其安全性。

据牛曙斌介绍,苏州工业园区在体制、机制以及技术方面都进行了很多创新,机制方面采用区域内的燃气、热网,向分布式能源全部开放;体制方面由政府国资、燃气、供热、发电的能源公司共同成立了多能互补项目的投资主体,推进了多种能源的系统融合和管网融合;技术方面与中国科学院合作投运了首个国产化的天然气分布式能源,为燃机的产业化创造了一个国内第一,拉动了能源装备产业的发展。

除苏州工业园区外,协鑫目前在无锡、长沙、广西、广州等地全国共布局20多个多能互补园区项目,协鑫下一步能源转型的重点,会放在多能互补、清洁能源以及新能源的广泛利用上。“未来会更多地关注于用户的数据和用户的服务,更好地从传统的能源生产到能源服务去转型。”牛曙斌说。

成长的阵痛

尽管新奥、协鑫的多能互补园区已算初具规模,但小编在调研中发现,如火如荼的“多能互补园区”背面,大多数项目还处于“赔本儿赚吆喝”的探路阶段,面临着商业模式模糊、价格瓶颈、政策规划衔接不顺等诸多成长的阵痛。

多能互补项目的竞争更像是一场“抢旗”游戏,一个区域的容量有限,只有占领了最顶端的位置,才能够获得更多的优惠支持和区域资源,比如上网容量。

而在资本市场上获利是企业的永恒追求,企业都希冀有一个合理可期的稳定收益,以至于部分入选国家首批多能互补项目示范工程的业主单位,为了不在未来的市场竞争中失去先机,正在不计成本地做亏本儿买卖。

褚洪涛对小编坦言,有些项目确实是这样,但不是共性。“多能互补涉及到项目多种能源的配比关系,如果冷热电平衡比较好的话,经济性就比较好,反之经济性就会比较差,加上电改还没有完全放开,电力交易还处于试水阶段,导致平衡性不好的项目竞争性加剧,肯定会赔钱,但如果电改放开的话,交易能够实现,发电可以进入交易了,经济性就会有所改善。”褚洪涛说,“在过渡期的节骨眼儿上,从长远考虑来看有一个预期,如果市场真的可以进行交易的话,那么这些企业就会提前布局。”

按照目前情况来看,未来激烈的竞争不可避免,在进军互联网领域的能源企业中,新奥算是起步较早的先行者,“我们一家做不动这个行业,需要大家一起来做,一起努力,才能慢慢形成行业的标准和规范,让整个行业往规范的道路发展。”褚洪涛说。

电价机制的不完善、政策配套不到位、气电融合性差、度电成本高致使项目运营成本高等问题目前都在制约着多能互补项目的经济性。

“现在清洁能源供热还没有价格政策,目前的价格都是按燃煤的标准来定的,如果用户都按燃煤的价格结算的话,即使不亏也大打折扣,经济性会受影响。”褚洪涛说。

业内人士认为,目前多能互补项目的发展困局一个在于电力体制改革推行的力度,需加快理顺体制机制上的障碍;二是天然气和煤的价格有所不同,且燃煤机组和燃气机组发电的上网电价也有所不同,在电价机制方面,应尽快出台单独的分布式能源输配电价以保障合理的经济收益。

“国家正在进行输配电价改革,结合近期的分布式能源直接交易政策,希望能考虑出台分布式能源输配电价政策。”牛曙斌解释道,分布式能源在电网的低压侧进行输送,有利于能源系统安全,也有利于提高配电网的综合效率,与传统的大电源的输送方式不同,应该结合其使用的低压侧配网成本进行核定。

可期的前景

成长的阵痛应该只是暂时的,清洁能源和新能源在能源增量中的比重会逐步增大,多能互补的发展可以提高新能源和清洁能源的使用量和消纳率,因此,其未来的发展前景是值得期待的。

对于用户而言,加入多能互补园区,意味着不同层级的需求被满足,能源利用率提升了,能源生产和输送的成本都会降低,未来随着多能互补项目的成熟和铺开,多能互补园区的成本自然会进一步下降。

诸多业内人士认为,多能互补园区成本的下降将主要来自两方面,一是风光新能源的制造、安装等造价成本下降;另一个则取决于天然气,虽然天然气出现了价格的上涨,但是从长远来看,天然气整体上供应仍是能够保障的,天然气的价格也会下降。

不过,在存量项目当中如果进行多能互补,原有的体系和原有的机制的整合难度仍比较大,增量方面则要随着区域经济的发展才能真正体现。

多能互补对能源体制改革将发挥着重要作用,那么未来多能互补园区项目如何能够做到更优?在牛曙斌看来,未来仍需要更多政策上的支撑。

“国家目前对于分布式光伏和风电都给予了运行之后的财政补贴,以及容量费的减免这类明确的国家意见,但是在多能互补系统当中风电和光伏它是不具有可调整能力的,一个系统当中一定要有全面的调峰能力。”牛曙斌建议,天然气分布式能源、储能是系统中重要的供能和调峰系统,多能互补中对于天然气分布能源和储能,也参照光伏和风电减免有关费用,更能推动多能互补系统开展。

在储能方面,下一步会是多能互补的核心,然而现在价格又高,出台对于储能的有关应用性政策也会对推动我国产业发展起到十分大的推动作用。

目前业内对多能互补普遍保持乐观的态度,其对于微电网、储能、能源优化相关的装备、技术、产品的拉动作用不容小觑。

“下一步,整个国际能源产业界都在往多能互补方向转型和变革,多能互补可能会像光伏、风电和智能电网一样,作为我们整个能源行业的重要经济增长点。”牛曙斌乐观地说。
 
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