• 增量配電僅靠增量電量獲得效益的商業模式已行不通

    作者:小能人   發布日期:2019-01-16 10:35   來源:中國電力企業管理   

     過去一百多年來,電力工業生產經歷了第一階段的分散式和第二階段的大工業集中式,現已進入集中式與分散式并舉的第三階段。由于我國東西部能源資源分布的不均衡性,需要在東部地區大力發展分布式能源。作為分布式能源接入系統的重要方式,我國微網將迎來重要的發展戰略機遇期。



     然而,事與愿違,近幾年來我國微網發展卻舉步維艱。國家發改委、國家能源局在2017年5月啟動了28個新能源微電網示范項目,同年 7月又啟動了55個“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目,此外還先后公布了三批共320個國家增量配電改革試點項目。據本刊記者調查了解, 28個新能源微電網示范項目啟動1年多以來,大都停留在技術應用探索與示范階段,至今基本沒有擁有成功運營管理模式和市場化交易機制的可復制的案例,更談不上從運營中獲得盈利。55個“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目遭遇了同樣的境況,據有關專家統計,這55個示范項目中,有三分之一的項目至今還沒有啟動,有三分之一的項目運行后停滯不前,剩下的三分之一在運項目形勢也不樂觀。320個國家增量配電改革試點項目同樣面臨重重困難,發展之難遠超人們的預想。


     就我國當前微網發展中的種種問題,本刊記者專訪了華北電力大學輸配電系統研究所原所長、科技部973計劃能源領域咨詢專家張建華教授和中國電力企業聯合會行業發展與環境資源部副主任(正主任級)薛靜。兩位專家一致認為,微網面臨的困難只是暫時的,隨著國家政策的逐步完善和電力市場化體制的逐步建立,終將在能源綠色轉型和建設現代能源體系中迎來發展的春天。


     消納分布式新能源,微網將迎來大發展


     微網是微能源網的簡稱,是一種靠近用戶側的微型綜合能源系統,涵蓋天然氣、太陽能、風能等一次能源及電、熱、冷等二次能源,以電能為核心,通過多能互補、信息能量耦合及市場經濟引導,實現多種能源和負荷的“供-需-儲”協調優化和互補運營。最初,國內外均是從微電網研究開始,在局部區域內實現電源和負荷的匹配和平衡。研究者發現僅僅建微電網滿足不了用戶的用能需求,于是探索冷、熱、氣、電之間多能互補,微電網概念開始延伸,也就是現在所指的微網。


     張建華教授是國內最早研究微網的電力專家之一。2008年,他承擔了微電網研究的第一個國家863項目,主要研究微電網的概念和技術。那時,還沒有微網的概念,國內新能源也才剛起步,但國際上很多國家已經開始建設微網。2010年7月,他出版了我國第一本研究微電網的專著——《微電網運行控制與保護技術》。


     張建華教授介紹,在大電網供電為主的時期,微網作為大電網的有效補充,主要發揮兩大功用。一是給邊遠地區或者孤島等無電區域供電,二是提高城區重要用戶及特殊用戶的供電可靠性。在國家電網、南方電網、蒙西電網公司實施的“戶戶通電”工程中,為解決邊遠地區少數民族牧民和海島等地區的供電問題,在牧民定居點和部分海島投資建設了一批“小風機+屋頂光伏”型微網,實現電網、電視、通訊三網融合,不僅解決了這些地區的用電問題,還滿足了當地居民對文化、通訊等基本生活的需要,獲得了非常好的社會效益。由于孤島電網儲能投資較大,加上用電負荷的不確定性,這類微網的經濟收益非常不好,卻彰顯了電力企業在主動履行社會責任中的擔當。


     張建華教授指出,由于我國能源資源東西部分布的不均衡性,以及遠距離輸電的通道建設問題、安全性問題以及經濟性問題,決定了新能源集中式開發、遠距離輸送的單一發展模式的不可持續,我國新能源發展必將進入集中式和分布式齊頭并進的時代。就分布式光伏和分布式風電而言,消納是最大的問題,這就需要發展微網。國外微網也是這樣發展起來的,比如丹麥。在上世紀80年代,丹麥全境只分布了幾家大電廠。2010年后,分布式風電和小水電密布丹麥全境,約占丹麥發電總裝機的60%-70%。這些分布式電源,不能都并入大電網,很多是就地消納,丹麥因此建設了很多微網,比較成功地實現了能源供應與消費的綠色轉型。


     張建華教授認為,近年來,太陽能和風能發電成本大幅下降,這意味著太陽能和風能發電已經或者即將具備與傳統化石能源發電相當的成本競爭力,這使得微網能夠在完成穩定電力供應這一主要任務的同時,以經濟可行的方式實現清潔能源目標??梢?,微網在建設我國現代能源體系中有著非常重要的意義,微網的美好未來可以預見。


     制定配套國家政策,提高微網經濟性


     近幾年來,無論是國家公布的微網示范類項目,還是電網企業投資建設的微網項目,我們幾乎找不到已成功運行并能廣泛復制的案例。其原因是微網主要是消納分布式光伏發電和分布式風電,運維成本高,導致微網用能價格高于大電網價格。


     張建華教授指出,計算大電網供電經濟,還是微網供電更合適,我們需要算經濟賬。我國現階段的分布式微網之所以發展不起來,主要是因為大電網供電比分布式微網供電還要便宜。而在法國、德國、丹麥等國家,對分布式電源有補貼,對微網也有很好的激勵措施。更重要的是其電價機制,我國微網發展最大障礙是電價政策,比如微網內部的分布式燃機,一般能量轉換率為80%,高的能夠達到90%,其中發電轉換率為40%,余熱轉換率達50%。能源轉換效率非常高,但是在國內不能產生盈利。而國外類似的機組能夠盈利,因為有尖峰電價機制,發電出力時享有尖峰電價,是平時電價的幾倍甚至10幾倍,即使一天只發電幾十分鐘也能實現盈利。目前,國內的分布式能源主要靠自身優化運行,電和熱互補,有的地方可以持平,大部分地方則出現虧損。目前,我國還沒有配套出臺的電價政策。


     微網在國外的發展也不是一帆風順。法國電力公司剛開始也很反對建微網,后來發現當用電負荷增長后,如果沒有微網參與進來,滿足新的用電需求就只能通過升壓并入大電網,損耗很大,效率也不高。而建微網既可以延緩配電網投資,又能滿足新增負荷的需求,于是開始積極投資建設微網項目。2010年后,法國電力公司在里昂建了很多微網群,發展分布式光伏和分布式燃氣發電,并獲得了較好的經濟效益。


     目前,國內微網主要著眼于優化控制,技術上偏重于源荷平衡,需求響應價格機制尚未確立,需求響應的新技術考慮得少些。張建華教授建議,應該依據價格來測算微網的最優運行方式,這是微網企業現在要做的工作。依據價格參數,以此設計微網的控制策略,從而提高微網效益。張建華教授團隊曾計劃在某地開展“用戶側微網響應機制”試點,在微網實行內部價格機制,對外實行國家統一價格機制。他們設計了不同類型的價格,微網內部按市場機制運行,價格隨著需求波動,用戶可以響應價格,還設計了價格套餐,使微網運營成本最低而能源利用效率最高。通過模擬運行,用戶響應價格,使得用能價格降下來了,總的能源消耗也下降了。但是,由于沒有相關國家政策,地方發改委也沒有批復,地方政府也認為風險太大,導致項目最后沒有做成。同樣的案例還有江蘇某市垃圾發電項目,他們在事前開展了廣泛深入的項目可行性研究論證,該項目既解決了當地的環境污染問題,又將產生較好的經濟效益,同時也有投資方愿意投資。但是,當地政府擔心居民反對,最后擱置了該項目。政府考慮問題的角度主要是穩定,地方政府更關心穩定。


     大電網格局在短期內不會發生根本性變化的情況下,微網作為大電網的有效補充,要著力提高離網并網技術上的成熟性,使之不對大電網運行產生沖擊,既給大電網提供穩定性負荷,同時也進一步提高微網內部的供電可靠性。同時,我們還要抓緊制定配套的價格政策,切實提高微網的經濟效益。


     做好用戶用能服務,讓微網活下來


     近年來,微網示范項目以及增量配電改革曾一度帶動了社會投資配電網的熱情。中國電力企業聯合會行業發展與環境資源部副主任薛靜分析指出,當前大工業化集中大規模生產時代正在過去,大用電量增長時代也將相隨逐步退出歷史舞臺,新工業園區和增量區也不再是一個大用戶聚集區,微網或增量配電想靠不斷的增量電量拉動獲得效益的商業模式已經行不通了。投資者先前以為能和國網、南網一樣,經營配電項目會有很好利潤,其結果卻背道而馳。因為國網和南網經營成本和利潤可以實現內部相互交叉,東部利潤較好,西部虧損。即使在小范圍里也同樣如此,廣東省域范圍內就存在東西互補。另一方面,配電網建設成本比過去建設成本要高,用戶也是逐步進入。如果配電設施建設太超前,會出現過多冗余投資。如果僅滿足小范圍內的現有用戶,新用戶又不愿意進入。在輸配電價格核定過程中,也存在不同電壓等級投入成本留給不足,以致不能平抑成本而產生虧損。尤其是2018年以來,國家要求工商業電價下降10%,地方政府還寄希望通過增量配電項目降低輸配電價,以支持實體經濟發展,更加重了微網以及增量配電企業的困難。


     微網示范項目之所以沒有實現預期目標,薛靜主任認為,這里面既有政策上的剛性約束,也有項目選點上的失誤,加上投資企業遇到各種瓶頸知難而退等,多種因素綜合所致。我們應遵循“發現問題——解決問題——擴大試點”的邏輯,對每個試點項目進行評估總結,并進行分類評價,消除政策障礙和體制造成的壁壘,而不是如野韭菜那樣任其生與死,同時要同步開展技術—市場—電價—標準等多方面研究。當然,作為投資運營企業,微網首先要做好用能服務,提高用戶黏性,提高用戶用能效益,以服務求生存,同時結合政策環境不斷好轉,選擇優勢突破口,求得多元化創新發展。在現有條件下,微網要進一步創新商業模式,根據內部用戶的負荷曲線及需求側響應的特點,做好自我平衡、自我調劑,以精細化價格機制提高微網的經濟性,尤其是發揮終端用能中多能互補的綜合效益。當前對于微網企業來說,確實是非常難熬的時期,但我們要看到微網未來的發展空間,這是能源轉型不可逆轉的大勢。


     大電網技術設備要求高,影響面大,要求不計成本地進行保護,常常會導致高備用容量長期閑置。而微網保護原理簡單,但是功能齊,關鍵是電、熱、汽等多種能源之間的實現交換和耦合,體現多能互補和能源高效利用。大電網分工細,微網卻要求綜合。熱和汽的調節特性是慢過程,電的調節特性要求瞬間完成的快過程,綜合能源服務系統可以把電的發輸配用實時平衡特性,通過熱和汽的慢轉換過程,實現能源供應的可存儲性,改變電力需求快反應與電力生產爬坡“慢”過程的不適應、不靈活問題。電制冷或者電制熱,時間上可以延長,成為可調節負荷,實現電、熱、冷互補。因此,微網設計理念要區別于大電網,通過低成本的電力裝備,確保更高的可靠性,不斷提高客戶用能的滿意度,從能源互補和能量轉換之間獲得經濟收益,這是當前微網企業堅持活下來可以騰挪和拓展的空間。


     做好頂層設計,促中國微網走向國際


     當前,對微網的監管在政府層面上體現出來的是九龍治水,不同部委以及不同司局組織實施各種類型的示范項目,相關制度沒有統一起來。近幾年來,關于微網的標準有了不少,也并沒有統一和規范起來,使得上游的制造業無所適從。在電力市場建設過程中,微網內部市場機制建設也需要啟動,比如可否在微網內部建設有別于六級調度中心的“微網能源調節中心”?可否在微網內部形成有別于省級交易市場電、汽、熱綜合的“分布式能源交易市場”?可否明確定義微網的市場主體并賦予經營多種能源供應與服務的市場責任,微網與大電網在系統銜接中的關系以及市場定位關系是什么?用戶負荷通過改造可以成為可中斷負荷,這實際就是系統可調節資源,可以委托微網運營商參與調節交易或者自己直接參與市場獲得市場回報。微網交易就要出現金融結算業務,我國結算業務在監管環境下是否可以適當放開?從微網自身來說,面臨方方面面的政策、體制的松綁和技術的創新完善,這些均在考驗頂層設計的智慧,考驗我國改革開放的勇氣和市場化建設水平。對投資經營微網的企業而言,還面臨人才、技術、資金短缺以及用戶認可等諸多問題。


     薛靜主任指出,在能源領域放任市場肯定是行不通的。要把新能源發展、能源轉型、電力改革、電力市場化交易以及現代制造業等協調整合起來,政府要思考整體解決方案,先做好頂層設計,尤其是政策框架的設計,統籌協調微網、大電網,促進現代能源體系建設與優化,協調好政府及相關機構、電網企業、用戶四者的利益關系,以及微網跟熱力、天然氣等多種能源之間的關系。最近,國家能源局發文計劃組織對55個“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目進行驗收工作,正好利用這個機會逐個對試點項目做好歸納總結,哪些是政策瓶頸,哪些是技術瓶頸,哪些是人才瓶頸,將政策、市場、技術、人才等問題逐個解決,讓能夠發展起來的試點項目起到示范帶動作用,然后把試點擴大,形成標準向全國推廣,這樣星星之火就可以燎原。在微網標準上更要盡快形成統一,促進設備制造業生產規范化,這樣中國智能制造業才能走在世界前列。


     薛靜主任強調,我們要從能源戰略角度、從制造業發展戰略角度以及提質增效的角度,來思考微網未來的發展。我們要站在建設清潔低碳安全高效的現代能源體系的高度,積極推進微網的可持續發展。以微網發展帶動中國設備制造業的創新發展,最終要落腳在中國微網設備制造業引領世界,推動微網全產業鏈參與國際競爭,成功打造國際能源合作中的“中國微網”品牌。


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