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  • 業(yè)界煤電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)的潛力場(chǎng)景與建議
    2023-09-07 來源:  |  點(diǎn)擊率:
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    世界能源發(fā)展正處于百年未有的大變革時(shí)代,能源多元化、清潔化、低碳化成為發(fā)展大趨勢(shì),碳中和已成全球共識(shí)。作為世界主要經(jīng)濟(jì)體和能源生產(chǎn)消費(fèi)國(guó),我國(guó)積極推動(dòng)能源革命,為可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。然而,中短期內(nèi),煤電仍是我國(guó)的重要基礎(chǔ)能源,如何使其更好地支持地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障能源安全和減污降碳成為值得探究的問題。綜合能源服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生,作為一種新型的能源服務(wù)模式,其有助于推動(dòng)轉(zhuǎn)型,支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù),目前已成為能源企業(yè)拓展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)。

    綜合能源服務(wù)能夠幫助煤電企業(yè)實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)式轉(zhuǎn)型,最大限度減少轉(zhuǎn)型陣痛,平穩(wěn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。以煤電企業(yè)為重要載體開展綜合能源服務(wù),可以充分發(fā)揮我國(guó)資源稟賦優(yōu)勢(shì),確保能源供給安全與穩(wěn)定。同時(shí),能提高能源總體利用效率,降低系統(tǒng)能耗,促進(jìn)可再生能源消納,有助于提升社會(huì)綜合能效水平以及促進(jìn)社會(huì)減污降碳。

    一、煤電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)現(xiàn)狀分析

    (一)主要煤電企業(yè)積極布局綜合能源服務(wù)

    我國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)是煤電企業(yè)的主體,近年來將綜合能源服務(wù)作為重要轉(zhuǎn)型方向,先后成立了專門業(yè)務(wù)運(yùn)作平臺(tái)。2015年,國(guó)家電投集團(tuán)設(shè)立綜合智慧能源研究中心,2020年成立綜合智慧能源科技公司,統(tǒng)籌公司綜合能源發(fā)展;2019年,大唐集團(tuán)設(shè)立智慧能源產(chǎn)業(yè)公司;2019年,華能集團(tuán)、華電集團(tuán)等企業(yè)籌建或改組綜合能源服務(wù)公司;近年來,國(guó)家能源集團(tuán)新設(shè)立了浙江等多家地域性綜合能源服務(wù)企業(yè),旗下國(guó)華投資也設(shè)立了綜合智慧能源公司。

    (二)熱電聯(lián)產(chǎn)等多能耦合模式快速發(fā)展

    熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)于提升能源利用效率、解決能源供給、實(shí)現(xiàn)區(qū)域減污降碳協(xié)同治理有很好的效果,因此我國(guó)長(zhǎng)期支持熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)展。根據(jù)國(guó)家能源局的數(shù)據(jù),截至“十三五”末,全國(guó)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組裝機(jī)約5.6億千瓦,占煤電裝機(jī)比重達(dá)52%。“十四五”期間,供熱改造機(jī)組規(guī)劃要達(dá)到5000萬千瓦。熱電聯(lián)產(chǎn)為煤電企業(yè)從事綜合能源服務(wù)提供了技術(shù)和業(yè)務(wù)模式基礎(chǔ)。從市場(chǎng)主體來看,很多綜合能源服務(wù)企業(yè)都是由熱電聯(lián)產(chǎn)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變而來。

    (三)靈活調(diào)峰為源網(wǎng)荷儲(chǔ)提供了條件

    煤電是現(xiàn)代能源體系中重要的靈活性電源。在新能源為主體的新型能源系統(tǒng)中,煤電靈活性特點(diǎn)為煤電企業(yè)從事源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化業(yè)務(wù)提供了天然條件。截至2020年底,我國(guó)實(shí)際完成火電機(jī)組靈活性改造合計(jì)約8000萬千瓦,雖然未完成“十三五”規(guī)劃的目標(biāo),但是火電機(jī)組的靈活性調(diào)節(jié)功能獲得了一定的發(fā)展。國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》要求2025年煤電機(jī)組靈活性改造規(guī)模累計(jì)超過2億千瓦。煤電企業(yè)利用靈活性技術(shù),整合可再生能源,可以成為地區(qū)能源管理的重要組成部分。

    (四)綜合能源服務(wù)缺乏系統(tǒng)性模式

    從實(shí)踐來看,目前煤電企業(yè)從事綜合能源服務(wù)仍在早期,缺乏系統(tǒng)性模式。傳統(tǒng)能源體系具有源網(wǎng)分離、生產(chǎn)供給導(dǎo)向、工業(yè)化、中心化等特征,而綜合能源服務(wù)則具有源網(wǎng)一體、服務(wù)導(dǎo)向、數(shù)字化、分布式等特征,這給傳統(tǒng)能源企業(yè)帶來了較大的轉(zhuǎn)型壓力和難度。大型煤電企業(yè)長(zhǎng)期與用戶端脫離,因此需要重新培養(yǎng)服務(wù)意識(shí)、服務(wù)模式。中小型煤電企業(yè)缺乏從事綜合能源服務(wù)的資本和收益方面的承壓力,不具備進(jìn)行中長(zhǎng)期開發(fā)和培育市場(chǎng)的實(shí)力。同時(shí)增量配網(wǎng)、電力市場(chǎng)改革等政策進(jìn)一步深化與落地還需要一定的時(shí)間,因此短期內(nèi)盈利模式并不明朗。

    二、煤電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)的潛力場(chǎng)景

    (一)分布式冷熱聯(lián)供能源站

    依托城市蒸汽管網(wǎng),開發(fā)基于蒸汽供熱、蒸汽溴化鋰制冷、余熱回收熱水為核心的分布式冷熱多聯(lián)供能源站,在能源站的有效覆蓋范圍內(nèi),為區(qū)域的公共建筑、住宅、工業(yè)園區(qū)等城市建筑群提供可靠穩(wěn)定的供熱、供冷、熱水的生活/生產(chǎn)能源一體化供給服務(wù)。通過投資、建設(shè)、運(yùn)維等靈活的商業(yè)模式,將單一的蒸汽供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域集中式供熱、供冷、熱水的多聯(lián)供服務(wù)商,實(shí)現(xiàn)城市能源梯級(jí)高效利用,大幅度提高用戶舒適度,實(shí)現(xiàn)城市低碳節(jié)能減排。

    (二)耦合生物質(zhì)發(fā)電

    生物質(zhì)是一種典型的零碳燃料,生物質(zhì)能則是零碳可再生能源。農(nóng)林加工產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的農(nóng)林廢棄物與傳統(tǒng)發(fā)電行業(yè)相結(jié)合,既能解決部分固體廢棄物的處理處置問題,又能在一定程度上助力傳統(tǒng)電力企業(yè)的燃料低碳、零碳化進(jìn)程。若結(jié)合BECCS(生物能源與碳捕獲和儲(chǔ)存)技術(shù),生物質(zhì)還可實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放。目前,我國(guó)生物質(zhì)資源能源化利用量約4.61億噸,實(shí)現(xiàn)碳減排量約2.18億噸。

    煤粉爐進(jìn)行生物質(zhì)摻燒耦合發(fā)電目前有 2 種方式:一是生物質(zhì)研磨成粉摻燒,將秸稈粉碎磨成與煤粉一樣的細(xì)度,通過專用生物質(zhì)粉燃燒器將生物質(zhì)粉噴入爐膛內(nèi)參與燃燒。二是生物質(zhì)氣化摻燒,將秸稈在氣化爐內(nèi)進(jìn)行高溫氣化制取燃?xì)猓仩t上增加燃?xì)馊紵?,將燃?xì)馔ㄟ^燃燒器送入爐膛內(nèi)燃燒。該技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)投運(yùn),但投資及運(yùn)行費(fèi)用較高,沒有電價(jià)補(bǔ)貼政策的支持,很難保證經(jīng)濟(jì)效益。

    (三)協(xié)同固廢處置

    積極探索燃煤電站協(xié)同處置城鄉(xiāng)固廢有利于固廢減量化、無害化和資源化,具有較高的推廣價(jià)值。

    一是節(jié)省社會(huì)投資。利用燃煤電站既有的土地、設(shè)備、人員建設(shè)固廢處理系統(tǒng),成本低、周期短、見效快,無需大規(guī)模重復(fù)投資。二是空間優(yōu)勢(shì)突出。大型燃煤電站與污水處理廠、工業(yè)園區(qū)在空間分布上高度匹配,可就近高效處理污泥、工業(yè)園區(qū)廢棄物等固廢。三是處理能力強(qiáng)。燃煤電站鍋爐容量大,能夠接收大量污泥和垃圾焚燒。四是環(huán)保效果好。燃煤機(jī)組燃燒分解污染物更徹底,相比垃圾焚燒爐而言減少了非環(huán)保氣體的排放。五是對(duì)固廢的資源利用更充分。與普通垃圾焚燒電站機(jī)組比較,燃煤電站鍋爐熱效率高,蒸汽參數(shù)高,燃燒同樣量的秸稈等固廢,燃煤電站發(fā)的電更多,循環(huán)經(jīng)濟(jì)效果好。同時(shí)還可降低成本,節(jié)約資源。

    (四)充換電站電力服務(wù)

    利用電廠周邊大量閑置空地,以及廠用電價(jià)較低的優(yōu)勢(shì),建設(shè)以電廠直供電為主的大型充電樁智能停車場(chǎng)或換電站,消納部分廠用電。尤其是對(duì)于電動(dòng)汽車業(yè)務(wù),目前正在推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)蓄電池?fù)Q電工作,在廠內(nèi)建設(shè)蓄電池?fù)Q電站,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)電池的充電,借助現(xiàn)有的分銷網(wǎng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)蓄電池的輸配,利用電價(jià)差獲取差額利潤(rùn),同時(shí)可以解決廠內(nèi)電的消納。

    (五)未來“綠氨”燃料替代

    氨是一種非碳基氫源,常溫常壓下,氣態(tài)的氨很容易轉(zhuǎn)化為液體,液氨儲(chǔ)能高,而且便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。使用NH3作為化石燃料的補(bǔ)充或替代燃料,將有助于減少化石燃料的使用,降低各個(gè)領(lǐng)域使用化石燃料時(shí)造成的二氧化碳排放。

    電力公司的火力發(fā)電廠作為綠氨的重要目標(biāo)用戶,此前已經(jīng)使用大量的NH3進(jìn)行脫硝,相當(dāng)數(shù)量的NH3已被安全地用作火力發(fā)電廠的脫硝劑,因此積累了諸多NH3的處理經(jīng)驗(yàn),有能力將NH3用作零碳燃料。

    (六)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能

    發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能是發(fā)電站用來促進(jìn)電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行的配套設(shè)施。從累計(jì)裝機(jī)容量來看,目前抽水蓄能方式份額最大,但電化學(xué)儲(chǔ)能因?yàn)槠漤憫?yīng)速度快、布點(diǎn)靈活等優(yōu)點(diǎn),成為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域的重要方式。發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能的收益直接來源于電力市場(chǎng),因此電力市場(chǎng)的總體運(yùn)行狀況對(duì)儲(chǔ)能的發(fā)展有著直接影響。儲(chǔ)能的價(jià)值主要體現(xiàn)在它提供的輔助服務(wù)上,因此輔助服務(wù)市場(chǎng)的規(guī)制對(duì)儲(chǔ)能的收益有著決定作用。

    儲(chǔ)能技術(shù)按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有不同種類。根據(jù)存儲(chǔ)能量方式(技術(shù)核心)分為以下幾大技術(shù)路線(暫不含最新/將來可能出現(xiàn)的其他新技術(shù))。

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    圖1 儲(chǔ)能技術(shù)分類

    電力多樣性需求帶動(dòng)儲(chǔ)能應(yīng)用多元化,通信5G、IDC、充電樁等高耗電行業(yè)對(duì)儲(chǔ)能需求大幅增加,電網(wǎng)端傳統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻需求、新能源車和充電樁對(duì)儲(chǔ)能的需求、IDC和通信基站對(duì)儲(chǔ)能的需求均在孕育而生。對(duì)于發(fā)電企業(yè)而言,相比于建設(shè)新的電站,未來更多的關(guān)注點(diǎn)會(huì)集中在電力系統(tǒng)的優(yōu)化方面。

    (七)實(shí)體電站與虛擬電站的融合

    在我國(guó)能源低碳轉(zhuǎn)型過程中,虛擬電站將是支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要抓手,其作為一類特殊的電站參與電力系統(tǒng)的運(yùn)行,具備傳統(tǒng)電站的功能,能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的自動(dòng)響應(yīng),機(jī)組特性曲線也可模擬常規(guī)發(fā)電機(jī)組。但與傳統(tǒng)電站相比,其在形式、電能量流動(dòng)方向、負(fù)荷特征、生產(chǎn)與消費(fèi)的關(guān)系等方面仍存在較大區(qū)別。虛擬電站相當(dāng)于一個(gè)智能的“電力管家”,通過通信技術(shù)與智能計(jì)量技術(shù),進(jìn)行有效聚合、優(yōu)化控制和管理,形成更加穩(wěn)定、可控的“大電站”,實(shí)現(xiàn)發(fā)電和用電自我調(diào)節(jié),為電網(wǎng)提供源網(wǎng)荷儲(chǔ)售一體化服務(wù)。這些可控資源不受電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度中心的直接調(diào)度,而是通過資源聚合商參與到電網(wǎng)的運(yùn)行和調(diào)度中。

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    圖2 虛擬電站示意圖

    (八)循環(huán)工業(yè)園區(qū)建設(shè)

    循環(huán)工業(yè)園區(qū)是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論和工業(yè)生態(tài)學(xué)原理建立的一種新興工業(yè)組織形態(tài),通過模擬自然生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者—消費(fèi)者—分解者的循環(huán)途徑改造產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、建立產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的“產(chǎn)業(yè)鏈”形成工業(yè)共生網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的閉路循環(huán)和梯級(jí)利用,最終建立可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。它是繼經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、高新技術(shù)園區(qū)之后的第三代工業(yè)園區(qū)形態(tài)。循環(huán)工業(yè)園區(qū)的目標(biāo)是在最小化參與企業(yè)對(duì)環(huán)境影響的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)績(jī)效。

    循環(huán)工業(yè)園區(qū)以“一園一策”為原則,協(xié)助開發(fā)、建設(shè)資源共享的綠色、低碳、高效、智能、循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化園區(qū),強(qiáng)化減污降碳協(xié)同增效。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),結(jié)合區(qū)域發(fā)展需求,開發(fā)多能互補(bǔ)、風(fēng)火儲(chǔ)一體化、增量配網(wǎng)等項(xiàng)目,促進(jìn)園區(qū)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整改善。推動(dòng)低碳技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用轉(zhuǎn)化,結(jié)合園區(qū)企業(yè)特點(diǎn),探索有利于促進(jìn)碳達(dá)峰關(guān)鍵技術(shù)的研究和開發(fā)。構(gòu)建“雙碳”目標(biāo)管理平臺(tái),搭建園區(qū)智慧化平臺(tái),對(duì)協(xié)同項(xiàng)目進(jìn)行有效跟蹤、評(píng)估和生產(chǎn)指導(dǎo),在此基礎(chǔ)上構(gòu)建靈活的能源供應(yīng)及管理網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

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    圖3 循環(huán)工業(yè)園區(qū)示意圖

    三、煤電企業(yè)開展綜合能源服務(wù)的發(fā)展建議

    (一)加強(qiáng)政策引導(dǎo)和支持

    建議制定本地綜合能源服務(wù)規(guī)劃,明確綜合能源服務(wù)行業(yè)的發(fā)展方向。加大電力市場(chǎng)改革力度,推進(jìn)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)化改革,為煤電從事調(diào)峰調(diào)頻等綜合能源服務(wù)提供足夠激勵(lì)。鼓勵(lì)企業(yè)與園區(qū)合作共同建設(shè)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”的能源系統(tǒng),促進(jìn)“微電網(wǎng)”等示范落地,推進(jìn)打破“隔墻售電”約束,打造新型綜合能源服務(wù)試點(diǎn)示范工業(yè)園區(qū)。在煤電機(jī)組應(yīng)急扶持資金、碳排放權(quán)指標(biāo)、新能源發(fā)展指標(biāo)、稅收優(yōu)惠空間等方面給予更多有利政策,同時(shí)在儲(chǔ)能發(fā)展措施、綠電制氫扶持措施、整縣光伏、新能源開發(fā)建設(shè)用地、舊機(jī)組升級(jí)改造、騰退土地再次利用等多方面、多領(lǐng)域、多層面出臺(tái)支持政策。

    (二)積極開展技術(shù)創(chuàng)新

    建議煤電企業(yè)提升相關(guān)技術(shù)能力,充分利用太陽能、儲(chǔ)能、氫能等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的融合;與儲(chǔ)能公司及相關(guān)機(jī)構(gòu)合作,共同開展儲(chǔ)能示范技術(shù)的應(yīng)用與落地;與信息化、人工智能等公司合作,共同開發(fā)智慧能源的綜合服務(wù)平臺(tái),建設(shè)綜合能源服務(wù)“大腦”;與科研院所及高校等合作,共建綜合能源服務(wù)、碳中和等實(shí)驗(yàn)室以及研究項(xiàng)目,利用應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)勢(shì),促進(jìn)相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化落地。

    (三)探索綜合服務(wù)新模式

    建議煤電企業(yè)加快由生產(chǎn)型企業(yè)向服務(wù)型企業(yè)轉(zhuǎn)型,轉(zhuǎn)變思想認(rèn)識(shí),建立專業(yè)化的綜合服務(wù)團(tuán)隊(duì),主動(dòng)接觸終端客戶,制定合理的市場(chǎng)營(yíng)銷方案,增強(qiáng)市場(chǎng)開拓能力。以熱電銷售為抓手開拓能效提升、節(jié)能優(yōu)化、碳交易、碳資產(chǎn)管理、能源數(shù)據(jù)管理等多種類型的拓展服務(wù),最終提供以客戶為中心的全鏈條能源服務(wù)。搭建綜合能源服務(wù)人才平臺(tái),提高人才教育和專業(yè)技能水平。引進(jìn)或培養(yǎng)掌握電力、熱能等多方面知識(shí)和能力的綜合型的專業(yè)人才,并建立相應(yīng)的人才激勵(lì)機(jī)制,促進(jìn)后期綜合運(yùn)營(yíng)與服務(wù)。

    (四)加快產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈建設(shè)

    綜合能源服務(wù)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)決定了其發(fā)展必須依靠生態(tài)體系建設(shè)和廣泛的企業(yè)間協(xié)作,在綜合能源服務(wù)領(lǐng)域構(gòu)建共享的生態(tài)體系。建議煤電企業(yè)加快打造綜合能源服務(wù)的生態(tài)圈,充分匯聚資源,尋求合作共贏的商業(yè)模式,助力產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。