新電改下園區(qū)成為電力改革重要實(shí)驗(yàn)區(qū)，在增量配電分開、多元源荷廣泛接入情景下，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資界面出現(xiàn)了分化，投資主體呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，投資效益分析變得錯綜復(fù)雜。首先分析了新電改對園區(qū)綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營的影響，基于不同投資分界面提出了 4 種運(yùn)營模式，包括分布式電源發(fā)配售一體、分布式電源發(fā)售一體、配售一體和配網(wǎng)單營；其次構(gòu)建了面向多主體的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資收益量化模型，最后根據(jù)實(shí)例案證，對比分析了四種運(yùn)營模式下多主體投資收益計算結(jié)果。
（來源：中國電力 作者：閆湖，黃碧斌，洪博文，李瓊慧，孫充勃）
0 引言
綜合能源系統(tǒng)是在規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行等過程中，對各種能源的產(chǎn)生、傳輸與分配（供能網(wǎng) 絡(luò)）、轉(zhuǎn)換、存儲、消費(fèi)、交易等環(huán)節(jié)實(shí)施有機(jī) 協(xié)調(diào)與優(yōu)化，進(jìn)而形成的能源產(chǎn)供消一體化系 統(tǒng)[1-2]。目前中國正處于能源轉(zhuǎn)型關(guān)鍵時期，能源成本高等問題突出。綜合能源系統(tǒng)可有效提高能 效、降低投資運(yùn)營成本，帶動和提升能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，對推進(jìn)能源供給側(cè)改革、推動中國能源轉(zhuǎn)型具有重要意義，是“建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系”的重要組成部分[3]。 世界各國均制定了綜合能源系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展戰(zhàn) 略，美國能源部 DOE2001 年提出綜合能源系統(tǒng)發(fā) 展計劃，并于 2007 年 12 月頒布能源獨(dú)立和安全 法（EISA），要求在社會主要供用能環(huán)節(jié)必須規(guī) 劃綜合能源，美國一些大型電力公司同時也是典 型的綜合能源供應(yīng)商，如太平洋煤氣電力公司、 愛迪生電力公司等 [ 4 ]。加拿大內(nèi)閣能源委員會 2009 年 9 月頒布了相關(guān)指導(dǎo)意見[5]，明確提出在 全國范圍構(gòu)建社區(qū)綜合能源系統(tǒng)（ integrated communityenergysolutions，ICES）。歐盟第 5 代框 架中提出多能源協(xié)同優(yōu)化，對用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)、多能源協(xié)同優(yōu)化互補(bǔ)、可再生能源開發(fā)與交通運(yùn)輸清潔化等展開研究[6]，之后的第 6 代、第 7 代框架中繼續(xù)對多能源系統(tǒng)優(yōu)化展開了深入研 究[7-8]，于 2014 年提出地平線 2020 計劃，在智 能、綠色和綜合交通領(lǐng)域投入 63.39 億歐元，在安全、清潔和高效能源領(lǐng)域投入 59.31 億歐元。 日本重點(diǎn)開展智能社區(qū)技術(shù)的研究與示范，基于 社區(qū)綜合能源系統(tǒng)（包括：電力、燃?xì)?、熱力?可再生能源等），集成交通、供水、信息和醫(yī)療系統(tǒng)[9]。中國 2016 年召開雙清論壇“新一代電力綜 合能源系統(tǒng)”，在多個 973、863 項(xiàng)目啟動了綜合 能源系統(tǒng)研究，且與新加坡、德國、英國等國家 在綜合能源系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、核心設(shè)備 和工程示范等多個方面開展國際合作。基于綜合 能源系統(tǒng)的綜合能源服務(wù)已成為眾多發(fā)電企業(yè)、 新能源企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)重要轉(zhuǎn)型方向[10-11]。 隨著電力市場化改革推進(jìn)，園區(qū)成為電力改 革重要實(shí)驗(yàn)區(qū)，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)營成為 綜合能源服務(wù)商主攻業(yè)務(wù)[1 2-1 3]。在增量配電放 開、多元源荷廣泛接入下，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投 資界面出現(xiàn)了分化，投資主體也呈現(xiàn)多元化特點(diǎn)，投資效益分析變得錯綜復(fù)雜。目前綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性研究方面已有一些針對單個組成單 元，比如分布式光伏開展了量化測算[14-16]，對分布式天然氣、配網(wǎng)等開展了經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評價法，但量化投資效益測算尚未開展[17-19]，此外，分界面 屬于電改形勢下產(chǎn)生的新問題，面向多主體的綜合能源系統(tǒng)分界面投資效益量化分析目前尚未有相關(guān)研究成果可供參考和借鑒。
本文首先分析增量配電放開、售電側(cè)放開對 園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資運(yùn)營的影響，提出不同分 界面下園區(qū)綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營模式；其次，研究園區(qū)綜合系統(tǒng)不同組成單元全生命周期投資收益計算方法，構(gòu)建多主體投資的園區(qū)綜合系統(tǒng)全生命周期投資收益量化模型；再次，選取典型案例，對多主體投資的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資收益計算模型進(jìn)行實(shí)證分析；最后給出本文結(jié)論，提出園區(qū)綜合能源服務(wù)商未來業(yè)務(wù)發(fā)展方向。
1 新電改下園區(qū)綜合能源系統(tǒng)運(yùn)營模式
在多元化源荷情景下，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)可由分布式電源（分布式光伏、分散式風(fēng)電、分布式天然氣、生物質(zhì)等）、增量配電網(wǎng)絡(luò)、儲能裝置、負(fù)荷等組成[20-21]（以下稱之為單個組件）。 文獻(xiàn)[22] 提出“向符合條件的市場主體放開增量配電投資業(yè)務(wù)”，“放開用戶側(cè)分布式電源建設(shè)， 支持因地制宜投資建設(shè)太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能發(fā)電以及燃?xì)狻盁犭娎洹甭?lián)產(chǎn)等各類分布式電源”。國家發(fā)改委印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)增量配電業(yè)務(wù)改革的通知（征求意見稿）》（〔2018〕 356 號）文又提出“鼓勵增量配電項(xiàng)目業(yè)主在配 電區(qū)域依托資源條件和用能需求建設(shè)分布式電 源”。因此，社會投資主體可以投資一個或若干 個分布式電源（包括儲能）、一段或若干段增量 配電網(wǎng)絡(luò)，也可以既投資分布式電源，又投資增 量配網(wǎng)。可見，在不同投資界面下，園區(qū)綜合能 源系統(tǒng)運(yùn)營模式有分布式電源發(fā)配售一體、分布式電源發(fā)售一體、配售一體和配網(wǎng)單營，如圖 1 所示。
不同運(yùn)營模式下投資主體能整合資源不同， 所經(jīng)營業(yè)務(wù)領(lǐng)域也不同，所以收益組成也不相同。比如對于配網(wǎng)單營模式，擁有的是配網(wǎng)資源，從事的是配電業(yè)務(wù)，通過“準(zhǔn)許成本加合理收益”獲取收益；對于發(fā)售一體化模式，擁有的是分布式發(fā)電資源和用戶負(fù)荷資源，收益為用戶售電收入與“過網(wǎng)費(fèi)”之差。對于同時涉及多種業(yè)務(wù)，收益是多種業(yè)務(wù)收益的疊加。表 1 展示了 園區(qū)綜合能源系統(tǒng)不同運(yùn)營模式下收益構(gòu)成。
2 面向多主體的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資收益量化模型
2.1 綜合能源系統(tǒng)單個組件成本模型 綜合能源系統(tǒng)單個組件成本包括建設(shè)期的初始投資，運(yùn)營期的運(yùn)維成本（運(yùn)維費(fèi)、人力成本 等）、燃料成本（對于分布式天然氣、生物質(zhì)有 此成本，光伏、風(fēng)電沒有）、廠用電損耗、貸款 利息、稅費(fèi)等，單個組件成本模型如圖 2 所示。
2.2 綜合能源系統(tǒng)
單個組件收益模型綜合能源系統(tǒng)單個組件收益包括初投資補(bǔ)貼、熱/冷收入（天然氣）、電量收入、度電補(bǔ)貼等，單個組件收益模型如圖 3 所示。
3 案例實(shí)證
（1）項(xiàng)目概況。 某園區(qū)微網(wǎng)項(xiàng)目由 2 臺 2MW 風(fēng)機(jī)、700kWp 光伏、600kW 微燃機(jī)組成，其中風(fēng)機(jī)的年發(fā)電量約為 656.8 萬 kW·h，光伏年發(fā)電量 70 萬 kW·h，燃 機(jī)年發(fā)電 量 388.8 萬 kW·h，園區(qū)負(fù)荷 1116 萬 kW·h。該項(xiàng)目的設(shè)計目的是合理利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能 與光能資源結(jié)合當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷情況，通過微燃機(jī)、 光伏、風(fēng)機(jī)等清潔能源發(fā)電系統(tǒng)提高當(dāng)?shù)厍鍧嵸Y源的占比，得到 100% 清潔能源使用。
（2）經(jīng)濟(jì)性分析。 根據(jù)《并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》（發(fā)改 能源〔2017〕1339 號），微電網(wǎng)可以劃分成不同投資分界面，由不同投資主體投資，不同運(yùn)營模式下投資主體的收益率各不相同。
運(yùn)營模式 1：發(fā)配售一體化模式，園區(qū)微網(wǎng)全部由 A 投資，包括風(fēng)電、光伏、天然氣、園區(qū) 配電網(wǎng)絡(luò)。表 2 是投資主體 A 投資收益計算結(jié) 果，配電網(wǎng)單元投資收益體現(xiàn)在風(fēng)電、光伏、天然氣電價不需要扣除輸配價。
模式1中，售電價格為北京一般工商業(yè)價格0.85元/ (kW·h) 的 9 折，光伏補(bǔ)貼按照 0.32 元/(kW·h)，并 根據(jù)市場化交易下調(diào) 20%。
運(yùn)營模式 2：發(fā)售一體化模式和配網(wǎng)單營模式。園區(qū)微網(wǎng)由 A 和 B 投資。A 投資風(fēng)電、光伏、天然氣，從事發(fā)電、售電業(yè)務(wù)，采用市場化交易模式售電；B 投資園區(qū)配網(wǎng)，從事配網(wǎng)業(yè)務(wù)。投資收益結(jié)果如表 3 所示。
此時發(fā)售一體化模式需要繳納“過網(wǎng)費(fèi)”， 天然氣市場化交易政策不明確，仍按上網(wǎng)模式計算，配網(wǎng)單營收入包括“過網(wǎng)費(fèi)”和交叉補(bǔ)貼。
運(yùn)營模式 3：配售一體化模式。園區(qū)微網(wǎng)由 A 和 B 投資。A 投資風(fēng)電、光伏、天然氣，從事發(fā)電業(yè)務(wù)，采用全部上網(wǎng)模式；B 投資園區(qū)配網(wǎng)， 從事配網(wǎng)、售電業(yè)務(wù)。投資收益結(jié)果如表 4 所示。
從上述模式對比可以看出，投資主體從事發(fā)配售、發(fā)售、發(fā)電三種業(yè)務(wù)中發(fā)售一體化收益最 高，主要是因?yàn)槟壳皥@區(qū)負(fù)荷不高，未來隨著園區(qū)負(fù)荷增長，配網(wǎng)投資回報會持續(xù)提高。長遠(yuǎn)來看，發(fā)配售一體化可有效融合發(fā)配用資源，提高 資產(chǎn)利用率，提升經(jīng)濟(jì)性[23]。配網(wǎng)單營與配售一體化相比，增加售電業(yè)務(wù)后，投資回報上升明顯。
4 結(jié)語
本文結(jié)合新電改情景下，根據(jù)投資界面劃分提出了園區(qū)綜合能源系統(tǒng) 4 種運(yùn)營模式，在此基 礎(chǔ)上構(gòu)建了面向多主體投資的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資收益量化模型，并給出了實(shí)證案例。不同運(yùn)營模式代表不同投資界面切分，對于投資收益結(jié) 果具有重要影響，總體來說多種資源融合有利于提高經(jīng)濟(jì)性。此外，對于園區(qū)綜合能源系統(tǒng)，能量和網(wǎng)絡(luò)收益空間仍然有限，未來需要拓展多樣 化增值業(yè)務(wù)，提供多能源-多服務(wù)，向綜合能源服務(wù)方向發(fā)展，多渠道提高盈利能力。
原標(biāo)題:面向多主體的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)投資收益量化分析
