綜合能源服務發展分析

張鐘平，申 宇，周宇昊，劉麗麗

（華電電力科學研究院有限公司，浙江 杭州 310000；浙江省蓄能與建筑節能技術重點實驗室，浙江 杭州 310000）

現代能源轉型與體系構建是時代背景下實現更安全、更高效、更綠色能源的需求，以深化供給側結構性改革為主線，全面推進能源消費方式變革，構建多元清潔的能源供應體系，而綜合能源系統將是中國現代能源體系的重要組成部分。綜合能源一般具有多能互補、高效靈活、集成服務等特點，能提供規劃設計、工程建設、能源供給、技術服務、運營管理及終端服務等服務，并將信息化和物聯網技術與能源每一個環節深度融合，形成源、網、荷、儲動態平衡的能源產供售現代能源系統。

1 國內綜合能源發展

1.1 推進能源革命

中國全面推進能源消費方式變革，構建多元清潔的能源供應體系，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和，推進能源革命的主要政策和重大舉措包含：①推動能源消費革命，強化能耗強度控制，倡導節約能源和使用綠色能源的生產生活方式[1]；②推動能源供給革命，堅持綠色發展導向，建立多元供應體系，不斷提升能源供應的質量和安全保障能力；③推動能源技術革命，著力推動數字化、大數據、人工智能技術與能源清潔高效開發利用技術的融合創新，帶動產業升級；④建設多元清潔的能源供應體系，優先發展非化石能源，推進化石能源清潔高效開發利用，健全能源儲運調峰體系，促進區域多能互補協調發展[1]。

1.2 國內大型能源企業綜合能源發展

從國家電網、南方電網、華電集團、華能集團等傳統能源集團，再到地方能源企業及民營企業，都在不斷地探索綜合能源產業發展與服務模式。國家電網提出的泛在電力物聯網建設，將持續建設能源生態、智慧物聯的能源互聯網+生態圈體系，打造全新的綜合能源服務產業。2019年6月，國家電網、南方電網、華能集團、華電集團等成立“中國綜合能源服務產業創新發展聯盟”，目的是整合相關領域資源，共同構建能源服務生態圈。

國內主要大型能源企業正在積極開展綜合能源服務業務，積極探索符合國家及市場需求的能源發展模式。國家電網積極布局綜合能效服務、供冷供熱供電多能服務、分布式清潔能源服務和專屬電動汽車服務等四大重點業務領域，組建了省級綜合能源服務公司，打造國網綜合能源服務亮點品牌。中國華電打造具有華電特色的“清潔友好、多能聯供、智慧高效”綜合能源服務業務，開展25項關鍵技術的研發和推廣，建設20個重點示范項目。北京能源集團目標是建設成為國際一流的首都綜合能源服務集團。新奧集團致力于泛能網，泛打造匯集能源產業各方的生態圈，為用能企業提供價值服務，為生態各參與方提供智慧支持，圍繞用能企業、能源供應商、園區政府、綜合能源運營商等主體的能源場景和需求，提供“綜合能源交易服務”。

2 國外綜合能源發展分析

2.1 國外綜合能源特征

為了滿足當時用戶和市場的需求，一部分發達國家已經開始開展綜合能源相關業務。1909年德國開展天然氣和電力供應商，2000年美國開展綜合能源業務，2009年日本開始研究綜合能源服務業務[2]。國外的綜合能源主要有以下特征：①更符合用戶側需求。根據終端用戶的實際需求和資源情況以及外部邊界條件，合理選擇能源類型。②能源綜合利用。為用戶提供豐富的能源方式，比如供熱、供冷、供氣及節能診斷等多樣化綜合能源商品。③多樣化的能源服務。根據實際需求，提供設備診斷與分析、系統節能與管理、設備托管等能源服務方式，靈活的能源供給和服務的變化是順應時代新技術、新需求和新業務發展的需要。④靈活的政策與制度。綜合能源發展受到政府電價、優惠貸款、稅率減免、專項電價等政策的激勵，如表1所示。

表1 部分國外綜合能源政策與制度

2.2 典型國家發展情況

2.2.1 美國

美國是研究分布式能源及微網最早的國家。經過發展，分布式能源已作為美國政府節能減排的重要抓手。在美國，分布式發電將成為商用建筑高效使用礦物能源的典范，通過能源系統的調整，將極大地推動經濟增長和提高居民生活質量，同時最大限度地降低污染物的排放量。在能源服務方面，2016年美國Oracle公司將Opower合并，并利用Opower公司的能效與能源管理系統開發，為用戶提供接口服務、能源服務和數字服務，其中能源服務包含能源效率管理、峰值管理和告警等。Opower的大數據平臺存儲并分析了6 000萬公用事業終端客戶的6 000億數據，使公用事業能夠主動滿足監管要求，降低服務成本并提高客戶滿意度[3]。Oracle和Opower將為整個行業（從電表到電網再到最終用戶）的整個公用事業價值鏈提供最完整、現代和集成的云平臺。通過分析用戶和家庭能源數據，如圖1所示，并將分析和優化結果以多種形式告知客戶，并為用戶提供減少能耗的建議，用戶接受建議的比例為93%，平均可節約能源1%～2%。

圖1 美國Opower能源服務

2.2.2 德國

德國一直是發展可再生能源最為積極的國家之一，提高可再生能源比例、大幅降低溫室氣體排放是德國電力行業轉型的主要方向。從裝機規模來看，德國的電源投資主要集中在風電、光伏領域，煤電、核電的累計裝機有所下降。作為傳統的發達工業國家，德國資源儲備匱乏，石油、天然氣等能源進口依存度達到90%以上。因此，降低傳統能源進口比例是德國進行能源轉型的主要驅動力之一。2010年9月，德國聯邦政府發布了《能源戰略2050——清潔、可靠和經濟的能源系統報告》[3]，明確提出德國能源轉型行動路線圖，以達到保障能源安全供給、保護生態環境和保障經濟社會可持續發展的目的。

德國能源互聯網示范工程均以電能作為其他類型能源轉化的樞紐，而德國發展綜合能源主要因素包含：①制定了能源轉型的政策，提出能源結構戰略及時間計劃，如圖2所示。德國主要是以清潔能源、智能供電為主體的能源互聯網系統[3]。②德國分布式發電已越來越成為工業客戶和家庭的選擇。③日益增加的復雜性，中央能源日益受到質疑，圍繞數據使用的新參與者和商業模式持續增多。

圖2 德國E-Energy能源

德國E-Energy項目[3]是德國在智能電網的基礎上推出的技術創新促進計劃，提出打造新型能源網絡，在整個能源供應體系中實現綜合數字化互聯，包括智能發電、智能電網、智能消費和智能儲能。關鍵技術集中在可再生能源綜合利用、儲能裝置的完善和提升、分布式能源系統信息模型和物理模型的融合、負荷需求側響應能力分析、用能終端的能效管理以及區域能源系統的分布分層控制等方面應用，實現了能源生產和能效消費的雙向互動，如圖3所示。

圖3 德國能源發展結構

德國大量分布式能源及綜合能源項目是由能源集團聯合政府、供熱公司、供電公司及其他聯合組成投資運營商的模式。德國斯蒂雅閣公司作為德國一家能源集團，其綜合服務范圍如表2所示。公司在1961年開始移動供熱能源服務，目前正在進行移動電源、電源側儲能調頻、空調改造優化、成熟的系統建模與優化工具等能源服務。

表2 德國STEAG公司綜合能源服務范圍

3 綜合能源服務展望

發展綜合能源服務產業，深刻研究與理解綜合能源服務產業的國家戰略價值。綜合能源服務主要發展業務如圖4所示。從能源供給、建設運維及能源服務等方面探索綜合能源業務，推動綜合能源服務產業轉型攻堅。未來能源發展態勢主要包含以下幾點。

圖4 綜合能源服務主要發展業務

能源新技術的研發與推廣將不斷加快。根據BP-2050能源展望分析，未來能源格局如圖5所示，能源需求的大幅增長，非常規和可再生資源尤其是燃料電池及氫能的發展將顯著影響未來的燃料需求，電池儲能技術將對交通產業和能源產業產生巨大影響，高效的太陽能發電將不斷提升能源效率，人工智能、大數據和物聯網等技術將不斷促進能源的轉型與發展。

圖5 未來能源格局

加速形成能源戰略與模式。堅持多元化技術創新和典型示范應用相結合的原則，以點帶面探索綜合能源服務可復制、可推廣商業模式。實現綜合能源技術驅動發展和商業模式創新是未來綜合能源發展的必經之路，必須開展基于能源和用戶的多維度能源供給與服務，包含能源的能源供給、建設運維及能源服務等主要方向，積極探索符合用戶和市場需求的能源服務模式。

基于物聯網和互聯網技術，打造綜合能源服務生態圈。基于能源信息化和智能化技術，推動綜合能源服務進入數字能源時代，并逐步構建綜合能源數據平臺。通過匯集氣、冷、熱等其他能源數據，并向客戶側內部用能數據延伸，建設綜合能源大數據平臺，形成能源綜合服務業務上下產業鏈[4]，最終打造綜合能源服務生態圈。

結合國內能源市場建設進度，探索面向社會的電力市場交易、碳交易、綠證交易業務。根據市場改革進程，逐步擴展至電力期貨、輸電權等其他金融衍生品交易和燃料期貨交易，探索建設分布式綜合能源交易服務平臺。

優先發展園區能源服務，開啟綜合能源服務市場。以園區綜合能源服務為切入點，在能源需求較大的工業園區、高新開發區和商業中心等區域進行綜合能源服務探索。按照綜合能源系統頂層設計、梯級利用及用戶定制的原則，結合不同用戶的多樣化用能需求[5]，通過從能源的系統架構、規劃咨詢、工程建設、能源供給與管理、節能與其他服務等方式，打造一體化的能源供給與服務體系，建立典型園區綜合能源服務模式。

以綠色建筑為需求，積極開展終端側綜合能源節能與能效服務業務。作為能源系統重要組成部分的節能，不僅要實現設備節能，更要注重系統節能與管理節能，從而讓節能真正實現服務創造價值的目標。同時節能服務應突破傳統的資產投資模式，應以節能技術為核心、信息化為手段、用戶需求為中心的本質，構建綜合能源服務節能體系，實現節能服務的全面提升[4]。

4 結語

綜合能源服務下一步重點是逐漸形成綜合能源服務的運營模式與管理機制、綜合能源與綜合服務的運行匹配機制、能源企業主業務與其他增值業務的協調機制，構建綜合能源服務的運營和管控體系。只有當一個新的業態發展成為一個完整的產業鏈時，綜合能源才會推動全社會成本節約，形成可持續的能源發展模式，從而實現綜合能源服務產業的國家戰略目標。