中國儲能網(wǎng)訊：為實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，交通行業(yè)向綠色化和低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展勢在必行。充分開發(fā)利用公路交通領(lǐng)域沿途的太陽能、風(fēng)能等綠色可再生能源和服務(wù)區(qū)等局部區(qū)域土地條件，將綠色可再生能源與交通運(yùn)輸融合發(fā)展，實現(xiàn)公路交通用能中綠色電力比例的提升，是交通領(lǐng)域達(dá)成雙碳目標(biāo)重要技術(shù)路徑之一。其中關(guān)于交能融合的定義，本文以中電工程提出的以“源網(wǎng)荷儲”一體化構(gòu)建交通與能源融合發(fā)展的思路與路徑，通過“數(shù)字化、智能化”賦能交通，推動交通綠色低碳轉(zhuǎn)型的交能融合概念為基礎(chǔ)。
交能融合發(fā)展已成為不少學(xué)者和行業(yè)近年來研究及探索的重要領(lǐng)域。陸路交通系統(tǒng)持續(xù)從自身內(nèi)部挖掘新的能源供給能力，將是優(yōu)化交通能源結(jié)構(gòu)，建立綠色低碳、環(huán)境友好型交通能源系統(tǒng)的重要方面。
商業(yè)模式作為企業(yè)用來創(chuàng)造和交付價值，并獲得利潤的方式，是影響交能融合項目可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。當(dāng)前，交能融合的相關(guān)研究及探索多從能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、多技術(shù)融合和發(fā)展思路等角度聚焦于融合發(fā)展的形式與模式及頂層設(shè)計。針對商業(yè)模式的研究及分析，也主要分別從分布式能源或者交通領(lǐng)域的單一角度出發(fā)。鮮有對基于交通與能源相互融合領(lǐng)域的項目投資決策模型和商業(yè)模式的探索。
因此，文章通過聚焦減污降碳，積極推進(jìn)公路用能清潔能源替代，以典型項目為例構(gòu)建交能融合項目投資決策模型，在降低建設(shè)投資成本的同時，進(jìn)行交能融合商業(yè)模式分析，推動交能融合的市場化發(fā)展。
投資決策理論基礎(chǔ)
● 投資估算理論
目前交能融合項目主要利用分布式光伏進(jìn)行發(fā)電，同時可以加以配套充電樁、儲能和分布式風(fēng)機(jī)等裝置。投資估算依照《光伏發(fā)電工程設(shè)計概算編制規(guī)定及費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)》（NB/T32027—2016），包括項目劃分及費(fèi)用構(gòu)成等，具體如下圖所示。
↑ 光伏發(fā)電工程項目劃分
基于分布式光伏開發(fā)的交能融合項目投資決策要點(diǎn)包括：
光照利用小時數(shù)，由項目所在地的地理位置和氣候等決定；
光伏組件價格，由材料價格、電池技術(shù)及市場行情等決定；
裝機(jī)規(guī)模，由布置光伏場地的地形、面積、承載力等決定；
發(fā)電電價，包括自發(fā)自用電價和余電上網(wǎng)電價，其中自發(fā)自用電價由發(fā)電方與用電方協(xié)商談判決定；
配備的儲能、充電樁等裝置的容量及數(shù)量；
其他影響因素，包括光伏組件的轉(zhuǎn)換效率、運(yùn)營期限等。
● 經(jīng)濟(jì)評價理論
交能融合項目投資經(jīng)濟(jì)評價依照《建設(shè)項目經(jīng)濟(jì)評價方法與參數(shù)（第三版）》及相關(guān)現(xiàn)行法律法規(guī)、財稅制度等開展。主要的經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)包括財務(wù)內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值、財務(wù)靜態(tài)投資回收期等。
● 環(huán)境效益分析
與傳統(tǒng)的化石類能源發(fā)電方式相比，光伏利用可再生能源發(fā)電，不會排放CO2和產(chǎn)生任何有害氣體、廢水和固體廢棄物等，環(huán)境效益相當(dāng)顯著，主要包括碳減排效益、節(jié)約能源效益和SO2、NOx等污染物減排效益。
（1）碳減排效益分析
以可再生能源并網(wǎng)發(fā)電替代所在區(qū)域電網(wǎng)連接的并網(wǎng)電廠及其新增發(fā)電源提供同等電量而減少的碳排放量作為碳減排效益。其中碳排放因子根據(jù)《電力系統(tǒng)排放因子計算工具》（07.0版）計算，包括電量邊際排放因子（OM）和容量邊際排放因子（BM）。
電量邊際排放因子（OM）
根據(jù)電力系統(tǒng)中所有電廠（不包括低運(yùn)行成本/必須運(yùn)行機(jī)組）的總凈發(fā)電量、燃料類型及燃料總消耗量計算。
容量邊際排放因子（BM）
對選定的m個新增機(jī)組樣本的供電排放因子以電量為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均求得BM。
（2）節(jié)約能源效益分析
以可再生能源發(fā)電替代燃煤電廠發(fā)電產(chǎn)出同等電量而節(jié)約的煤耗作為節(jié)約能源效益。
（3）SO2、NOx等污染物減排效益分析
以可再生能源發(fā)電替代燃煤電廠發(fā)電產(chǎn)出同等電量而減少的SO2、NOx等污染物排放量值作為染物減排效益。
典型項目投資可行性分析
● 項目概況
本項目是某大型國有能源企業(yè)通過“投資+EPC”方式，利用公路紅線內(nèi)的可利用空地，開發(fā)沿線光伏等可再生能源資源，構(gòu)建“源-網(wǎng)-荷-儲”多層級一體化交能融合系統(tǒng)，為基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)輸車輛提供綠色清潔能源。項目所在地為華北某區(qū)域，光伏年平均利用小時數(shù)1096小時，路域光伏119兆瓦，服務(wù)區(qū)和收費(fèi)站光伏5兆瓦，充電樁32座，智慧路燈16套，風(fēng)機(jī)32套，儲能10兆瓦時。項目經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)如下表所示。
↑ 項目經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)
● 投資估算結(jié)果
本項目工程靜態(tài)投資58319.45萬元，工程動態(tài)總投資59387.61萬元，建設(shè)期利息為1068.16萬元，單位千瓦靜態(tài)投資4703.37元/kWp（含儲能設(shè)施等），單位千瓦動態(tài)投資4789.52元/kWp（含儲能設(shè)施等）。
● 經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果
本項目將利用光儲充一體化系統(tǒng)，光伏發(fā)電“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，項目收益增長點(diǎn)主要為充電樁運(yùn)營收入的方案，作為項目運(yùn)營的主方案。同時為全方位考慮本項目售電風(fēng)險，將取消建設(shè)充電樁，光伏發(fā)電全額上網(wǎng)的方案作為項目運(yùn)營的備選方案。依據(jù)前述邊界條件及相關(guān)參數(shù)，經(jīng)初步測算，得到主方案和備選方案的稅后經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果，具體如下表所示。其中備選方案的資本金財務(wù)內(nèi)部收益率低于行業(yè)基準(zhǔn)收益率5%，方案不可行。
↑ 經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果分析
考慮到當(dāng)前選用經(jīng)濟(jì)評價的部分重要參數(shù)存在不確定性，具有一定風(fēng)險。因此本文以主方案為例，選取項目靜態(tài)投資、年均利用小時數(shù)、長期貸款利率、上網(wǎng)電價、自用電比例等參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，結(jié)果如下圖所示。
↑ 敏感性分析結(jié)果圖
通過對各敏感因素分析可知，固定資產(chǎn)投資、發(fā)電量、上網(wǎng)電價、并網(wǎng)消納對本項目財務(wù)收益率影響較大。因此，在項目實施過程中應(yīng)嚴(yán)格控制工程造價，優(yōu)化發(fā)電組件選型和布置，著重關(guān)注上網(wǎng)電價的動態(tài)信息。
●環(huán)境效益結(jié)果
本項目按0.55%衰減系數(shù)計算得到經(jīng)營期內(nèi)年均發(fā)電量為135.8吉瓦，并基于年發(fā)電量計算項目的環(huán)境效益效果，具體如下：
碳減排方面
根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2019年度減排項目中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子》，華北區(qū)域電網(wǎng)排放因子指標(biāo)值如下表所示。
↑ 華北區(qū)域電網(wǎng)二氧化碳排放因子指標(biāo)值
本項目按照所在地區(qū)組合排放因子0.872進(jìn)行換算，可減排CO211.84萬噸/年。
節(jié)約能源方面
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2020》,本項目按照全國6兆瓦及以上電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗305.5克/千瓦時進(jìn)行換算,可節(jié)約煤炭資源4.15萬噸。
SO2、NOx等污染物減排方面
根據(jù)發(fā)展改革委、環(huán)境保護(hù)部和能源局發(fā)布的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》的超潔凈達(dá)標(biāo)排放限值要求，得到燃煤發(fā)電排放系數(shù)，如下表所示。
↑ 燃煤發(fā)電排放系數(shù)參照表
本項目按照上述參數(shù)進(jìn)行換算，可減少排放SO222.68噸、NOx32.46噸、灰渣7862.82噸、煙塵6.52噸。
全國不同光資源區(qū)交能融合項目推廣可行性分析
為驗證交能融合模式投資推廣的可行性，本文依據(jù)國家氣象局風(fēng)能太陽能評估中心劃分標(biāo)準(zhǔn)，將全國大致分為5類光資源地區(qū)，對不同地區(qū)光伏全額上網(wǎng)的基準(zhǔn)電價進(jìn)行測算，測算結(jié)果如下表所示。其中，測算基本參數(shù)如下：
↑ 交能融合模式投資推廣可行性的測算結(jié)果
假定除高原地區(qū)外，工程總投資與上文典型項目一致，假定高原地區(qū)工程總投資為上文典型項目的1.5倍。
假定經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)與上文典型項目基本一致。同時，考慮光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢，將基準(zhǔn)收益率（稅后）設(shè)置為6%。不同地區(qū)光資源情況不同，對應(yīng)的年平均利用小時數(shù)也不同。受供需情況和政策驅(qū)動等因素影響，不同地區(qū)的光伏上網(wǎng)標(biāo)桿電價存在差異。
測算結(jié)果與基于發(fā)改價格〔2021〕833號文發(fā)布的各地區(qū)光伏上網(wǎng)電價對比，得到全國不同光資源區(qū)交能融合推廣可行性分析結(jié)果，具體如下：
考慮光伏全額上網(wǎng)進(jìn)行保守估計測算的情況下，河北西北部、山東、廣東南部和海南滿足投資可行性要求，為單項產(chǎn)業(yè)融合推廣區(qū)域。
若考慮光伏發(fā)電“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”，適合光資源較為豐富或中等，光伏上網(wǎng)電價與6%基準(zhǔn)收益率對應(yīng)的電價差距較小的地區(qū)。因此，如甘肅北部、山西北部、河南、吉林、遼寧等地區(qū)為多產(chǎn)業(yè)融合推廣區(qū)域。
若考慮光伏發(fā)電自發(fā)自用，適合光資源較差，光伏上網(wǎng)電價與6%基準(zhǔn)收益率對應(yīng)的電價差距較大地區(qū)。為保障光伏電量就地消納，應(yīng)積極推動公路沿線產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。因此，如安徽南部、四川大部分地區(qū)、貴州等地區(qū)為產(chǎn)業(yè)集群融合推廣區(qū)域。
交能融合項目商業(yè)模式探索
隨著光伏技術(shù)進(jìn)步及交能融合理念的提出，交通運(yùn)輸行業(yè)光伏開發(fā)與應(yīng)用理念已得到廣泛認(rèn)可，各地多個工程開展了相關(guān)的實踐探索，但總體來看，其仍處于光伏應(yīng)用的初期階段，存在許多問題。其中，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，由于目前光伏發(fā)電的效率仍然不高，光伏路面、光伏公路廊道和光伏邊坡等技術(shù)均存在初始建設(shè)成本高、運(yùn)營維護(hù)較為困難以及電能損耗較高等問題，企業(yè)整體投資收益率不高、成本回收期長，市場投資活力不足。因此，可通過分析商業(yè)模式開發(fā)帶動交通領(lǐng)域上下游產(chǎn)業(yè)鏈、經(jīng)濟(jì)帶、園區(qū)建設(shè)、城市更新、鄉(xiāng)村振興發(fā)展，為交能融合提供技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的項目落地解決方案。
● 商業(yè)模式發(fā)展路徑分析
根據(jù)我國交通領(lǐng)域和能源領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，交能融合模式發(fā)展路徑可分為3個階段，如下圖所示：
↑ 交能融合商業(yè)模式發(fā)展路徑分析
第1階段是把握自然資源優(yōu)勢的培育發(fā)展階段。充分利用光照等可再生資源，以分布式光伏等可再生能源系統(tǒng)為中心，配合儲能站和充電樁建設(shè)，構(gòu)建“可再生能源+儲+充”一體化系統(tǒng)。
第2階段是基于智慧能源綜合服務(wù)的提升發(fā)展階段。增加能源基礎(chǔ)設(shè)施、交通基礎(chǔ)設(shè)施與通信智能化設(shè)施等建設(shè)，形成高能效供給策略，構(gòu)建智慧能源綜合服務(wù)的產(chǎn)業(yè)體系。
第3階段是探索路衍經(jīng)濟(jì)新模式的創(chuàng)新發(fā)展階段。充分開發(fā)和利用公路沿線資源，形成交通、能源與其他產(chǎn)業(yè)相融合的產(chǎn)業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建路衍經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)協(xié)同體系。
● 商業(yè)模式框架分析
交能融合商業(yè)模式框架以能源服務(wù)企業(yè)為出發(fā)點(diǎn)，分析不同發(fā)展階段的市場定位、投融資主體及方式、運(yùn)營方式及盈利機(jī)制，具體如下：
（1）市場定位
在培育發(fā)展階段，利用設(shè)備的時空互補(bǔ)特性實現(xiàn)供能保障?？紤]光伏等可再生能源出力的不確定性，利用儲能、充電樁設(shè)備和可再生能源出力的時空互補(bǔ)特性保障用戶側(cè)的用能穩(wěn)定性。
在提升發(fā)展階段，利用通信智能技術(shù)等提高經(jīng)濟(jì)效益。通過引入大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)等技術(shù)搭建綜合能源服務(wù)平臺，著力打通交通領(lǐng)域與能源領(lǐng)域間的行業(yè)協(xié)同壁壘，同時提高供能和用能的經(jīng)濟(jì)效益。
在創(chuàng)新發(fā)展階段，利用市場定位提供差異化服務(wù)。通過實現(xiàn)設(shè)備、用戶和數(shù)據(jù)的互聯(lián)，在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下對不同產(chǎn)業(yè)客戶的需求和用能信息進(jìn)行精準(zhǔn)的分析，以配合用戶的能源需求提供差異化服務(wù)。
（2）投融資主體及方式
本文基于資產(chǎn)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)鏈延伸度將交能融合項目的投資者分為長產(chǎn)業(yè)鏈的重資產(chǎn)投資者、長產(chǎn)業(yè)鏈的輕資產(chǎn)投資者、專注某些領(lǐng)域的重資產(chǎn)投資者、專注某些領(lǐng)域的輕資產(chǎn)投資者。不同類型的投資者具有相應(yīng)的特點(diǎn)和投融資方式，并在不同發(fā)展階段進(jìn)入交能融合領(lǐng)域，具體如下表所示。
↑ 基于不同類型投資者的投融資建設(shè)方式分析
（3）運(yùn)營方式及盈利機(jī)制
根據(jù)交能融合項目運(yùn)營內(nèi)容的不同，分為資產(chǎn)運(yùn)營及盈利機(jī)制、服務(wù)運(yùn)營及盈利機(jī)制和交易運(yùn)營及盈利機(jī)制。交能融合商業(yè)模式不同發(fā)展階段的運(yùn)營方式及利益來源如下表所示：
↑ 不同發(fā)展階段的運(yùn)營方式及盈利機(jī)制分析
● 商業(yè)模式典型場景構(gòu)想
（1）培育發(fā)展階段的商業(yè)模式典型場景構(gòu)想
針對在高速公路服務(wù)區(qū)建設(shè)“可再生能源+儲+充”一體化系統(tǒng)的項目，長產(chǎn)業(yè)鏈的重資產(chǎn)投資者通過EPC、BOT、融資租賃等方式進(jìn)行融資建設(shè)，利用可再生能源裝置、儲能、充電樁等資產(chǎn)為用戶提供電能，余電上網(wǎng)，并通過與用戶簽訂協(xié)議或直接收費(fèi)的方式獲得運(yùn)營收益。場景內(nèi)容具體如下圖所示。
↑ 培育發(fā)展階段的商業(yè)模式典型場景
（2）提升發(fā)展階段的商業(yè)模式典型場景構(gòu)想
針對公路綜合能源集成服務(wù)系統(tǒng)項目，專注某些領(lǐng)域的輕資產(chǎn)投資者通過EMC方式進(jìn)行融資建設(shè)，利用節(jié)能改造、用能診斷、優(yōu)化用能方案等手段，為用戶提高供能可靠性，節(jié)約能源支出，并通過收取服務(wù)費(fèi)和節(jié)能收益分成的方式獲得運(yùn)營收益。場景內(nèi)容具體如下圖所示。
↑ 提升發(fā)展階段的商業(yè)模式典型場景
場景構(gòu)想：假定能源大數(shù)據(jù)分析公司通過EMC方式投資公路綜合能源集成服務(wù)系統(tǒng)，為本文第2章的能源生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)提供節(jié)能改造和優(yōu)化用能方案服務(wù)。公路綜合能源集成服務(wù)系統(tǒng)工程總投資約6000萬元，主要的經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)見下表。本工程的項目投資回收期10.07年，投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）7.98%，資本金財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）8.77%，大于基準(zhǔn)收益率（稅后），方案可行。
↑ 提升發(fā)展階段典型項目經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)表
（3）創(chuàng)新發(fā)展階段的商業(yè)模式典型場景構(gòu)想
針對“交能融合+路衍經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)”協(xié)同模式的項目，長產(chǎn)業(yè)鏈的輕資產(chǎn)投資者通過EPC、BOT、EMC等方式進(jìn)行融資建設(shè)，與路衍經(jīng)濟(jì)的不同產(chǎn)業(yè)用戶進(jìn)行市場交易，增加新能源消納，促進(jìn)節(jié)能減排，并通過市場交易結(jié)算的方式獲得運(yùn)營收益。場景內(nèi)容具體如下圖所示。
↑ 創(chuàng)新發(fā)展階段的商業(yè)模式典型場景
場景構(gòu)想：假定設(shè)計院通過EPC方式投資公路綜合能源集成服務(wù)系統(tǒng)和上文的能源生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)，為高速公路附近的產(chǎn)業(yè)園區(qū)和特色旅游景區(qū)等路衍經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈提供電能售賣、碳交易服務(wù)，并通過現(xiàn)貨市場、碳交易市場實現(xiàn)交易。公路綜合能源集成服務(wù)系統(tǒng)和能源生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)工程總投資約65387.61萬元，主要的經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)見下表。本工程項目的投資回收期12.61年，投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）5.11%，資本金財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后）7.64%，大于基準(zhǔn)收益率（稅后），方案可行。
↑ 創(chuàng)新發(fā)展階段典型項目經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)表
本文為推動交能融合模式的落地與提升發(fā)展，構(gòu)建交能融合項目的投資可行性分析模型和商業(yè)模式發(fā)展框架，得出的主要結(jié)論如下：
目前我國交能融合項目主要利用分布式光伏進(jìn)行發(fā)電，光照利用小時數(shù)、光伏組件價格、裝機(jī)規(guī)模、發(fā)電電價等因素是影響投資估算的決策要點(diǎn)，固定資產(chǎn)投資、發(fā)電量、上網(wǎng)電價、并網(wǎng)消納是影響項目經(jīng)濟(jì)性的主要風(fēng)險點(diǎn)。
我國交能融合項目的商業(yè)模式可分為培育、提升和創(chuàng)新3個發(fā)展階段。針對不同發(fā)展階段，本文通過能源服務(wù)內(nèi)容分析模式的定位，通過投資者性質(zhì)分析模式的投融資方式，通過利益來源分析模式的運(yùn)營方式及盈利機(jī)制，構(gòu)建商業(yè)模式框架。
根據(jù)上文的研究分析，本文結(jié)合目前交能融合領(lǐng)域融合技術(shù)不規(guī)范，應(yīng)用場景不成熟等問題，提出以下發(fā)展建議：
針對基于分布式光伏開發(fā)的交能融合模式推廣，在我國范圍內(nèi)，河北西北部、山東、廣東南部和海南為單項產(chǎn)業(yè)融合推廣區(qū)域，甘肅北部、山西北部、河南、吉林、遼寧等地區(qū)為多產(chǎn)業(yè)融合推廣區(qū)域，安徽南部、四川大部分地區(qū)、貴州等地區(qū)為產(chǎn)業(yè)集群融合推廣區(qū)域。
目前交能融合應(yīng)用場景主要為“分布式光伏等可再生能源+高速公路”，缺乏源網(wǎng)荷儲一體化深度融合的理論及技術(shù)。未來隨著能源和交通技術(shù)等發(fā)展，交能融合應(yīng)用場景將引入冷熱電多能互補(bǔ)等技術(shù)和港口、航空、鐵路等場景，可以通過借鑒和提升綜合能源系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)及概念，挖掘不同場景的靈活性資源，形成高效可靠的技術(shù)支撐體系。
