英國綜合能源服務發展與創新模式案例研究

楊 宇 宋天琦

1．上海飛奧燃氣設備有限公司

2．上海航天智慧能源研究院

0 引言

能源互聯網技術、分布式發電供能技術、能源系統監視技術、控制技術、管理技術及新的能源交易方式的快速發展和廣泛應用，能源服務的多元化和智慧化在全球迅速發展，服務模式已不再局限于將供電、供氣、供暖、供冷、供氫、電氣化交通等能源系統集成優化，更是引入了個性化設備供應和跨行業服務等模式，這些模式成為各國及各企業新的戰略競爭和合作創新的焦點。

1 英國綜合能源發展背景概述

歐洲是最早提出綜合能源系統概念并最早付諸行動的地區，具有投入大、發展迅速的特點。早在歐盟第五框架（FP5）中，雖然智慧能源系統概念尚未被完整提出，但有關能源協同優化的研究被放在顯著位置，熱點內容主要是將可再生能源綜合開發與交通運輸清潔化協調考慮、尋求多種能源（傳統能源和可再生能源）協同優化和互補以實現未來替代或減少核能使用、研究用戶側綜合能源系統（其概念與美國和加拿大提出的IES和ICES類似）以實現可再生能源在用戶側的友好開發。此后，在后續第六（FP6）和第七（FP7）框架中，能源協同優化和綜合能源系統相關研究被進一步深化，大批具有國際影響的重要項目相繼實施。

歐洲各國除了在歐盟框架下統一開展綜合能源系統相關技術研究外，還根據自身需求開展了大量更加深入的研究。據Utilities UK集團市場調研，歐洲已涌現出上千家能源服務公司，其能源系統間的耦合和互動大大增強，英國就是其中最典型的案例。

2 英國綜合能源發展的支撐

英國能源領域的企業很注重能源系統間能量流的集成。作為一個島國，英國和歐洲大陸電力、燃氣網絡的連接僅有小容量的高壓直流線路和燃氣管道。英國政府和企業長期以來一直致力于建立一個安全和可持續發展的能源系統。除國家層面集成電力燃氣系統外，社區層面分布式綜合能源系統的研究和應用也得到了巨大的支持，如，英國能源與氣候變化部DECC和英國創新代理機構Innovate UK（以前稱為TSB）與企業合作，資助了大量區域綜合能源系統的研究和應用。

宏觀層面上，英國也為能源服務機制的構建提供有力的支持。英國能源監管機構支持對現在英國國家電網的“網調分離”，并在2019年完成分離工作，將國家電網中高壓網絡運營商職能與調度職能進行分割，避免潛在的壟斷可能。

3 英國綜合能源發展創新模式分析與案例研究

英國是世界上具重要影響力的發達國家，智慧能源綜合服務創新模式也走在世界前列，且許多模式已進入成熟的商業應用階段。我們在對案例分析和研究后，得出智慧能源綜合服務的創新主要有兩個方面。

1）針對個人用戶智慧化能源綜合服務的模式創新：一是開展多種能源智慧化控制，結合設備的研發為用戶提供節能方案并獲利；二是跨行業與通訊類服務手機或家庭互聯網等捆綁服務。

案例1：E．ON．UK公司模式分析

E．ON公司是歐洲最大的能源服務企業之一，也是綜合能源服務提供商，其經營模式主要有以下幾種：

①直接供電、供暖及天然氣。

②根據用戶情況設計能源套餐，在幫助消費者節約能源費用的同時，增加營業利潤。

③由于英國不允許售電公司擁有配電網資產，E．ON公司通過持有部分發電資產對沖自身購電風險以降低運營成本，獲取發電和售電之間的利差。

④采用新能源技術為用戶推薦成熟設備獲取設備銷售利潤。如，E．ON公司有電熱泵和供暖網絡的項目，通過這些項目對其客戶進行調研。通過對千戶居民負載進行模擬發現，單一用戶在有電熱泵取暖條件下比不帶電熱泵取暖時，用電頻率更高，負載曲線更緊密，需求峰值更大，從天然氣供暖時的單戶4～5kW電力峰值提升到了8kW。售電公司通過給用戶推薦新的電氣設備提高了售電量。此外，用電頻率加高后，疊加后的負載潛在變化更小，從而降低了自身風險。

案例2:Warehouse公司模式分析

英國warehouse公司的服務模式則是將能源服務商與家庭通訊服務集成起來，提供多樣化組合套餐，并承諾比六大供應商提供的最低可變電價平均值更優惠的用電價格。

2）針對公用事業場所綜合服務的模式創新

2015年4月英國在伯明翰成立了“能源系統彈射器”項目，項目每年投入3千萬英鎊，用于支持英國企業重點研究和開發綜合能源系統。其中一個名為“現代能源伙伴”的子項目聚集了內閣辦公室、商務、能源、工業戰略部及私營部門的眾多專家。

該項目從BEIS能源創新計劃獲得了200萬英鎊的資金，旨在培養私營部門在低碳發電、儲存技術和能源需求管理的尖端智能、集成和優化能源效率解決方案方面的專業人才，以便公共事業和更廣泛的能源系統受益。這些選項是成本優化和能源系統改造的理想場所，因為它們的消耗量足以使能源效率和需求管理解決方案產生重大的經濟影響。同時，這些項目與政府的經濟增長和工業戰略密切相關，能幫助實現綠色投資工作組的建議。

經過競爭性招標選定的四家私營部門供應商被指定到四個地點開發綜合能源解決方案。碳信托及其支持聯盟被指定到加的夫大學、里卡多和聯盟在肯特郡的赫姆普謝佩集群、Centrica和聯合會到漢普郡的HMS Collingwood、阿特金斯—SNC拉瓦林集團成員到卡特里克約克郡。

項目首期重點目標包括：優化目標地點和鄰近地點的能源使用和資產；為未來能源需求準備設施，如電動汽車的使用等；探索公共部門如房地產等如何利用靈活的資產和系統的支持性設計以支持更廣泛的能源系統轉換。此外，能源部與供應商合作，開發了一種通用的綜合能效解決方案，2019年開始在公共部門實施，預計在2021年開始在私營部門推廣。

此外，一項價值40萬英鎊的可行性研究“能源系統集成指南（ESIG）-分布式能源”對公共部門房地產進行了調研，發掘和分析了公共部門房地產如何幫助園區、激發園區級項目市場的措施。可行性研究為提高能源效率提供了早期試點的方法。

4 結語

英國作為世界上最具重要影響力的發達國家，在綜合能源發展過程中打下了堅實的基礎，使其更多元化、智慧化的創新模式得以更快的落實。其針對個人用戶智慧化能源綜合服務模式的創新，給予我們更多的利用技術和研究挖掘贏利點的啟發。針對公用事業場所綜合服務模式的創新則為我們提供了利用智慧化綜合能源節約公共資金、應對脫碳挑戰的榜樣，在促進能源共享的同時，共同實現經濟效益的顯著增長。