【精彩论文】区域能源互联网的发展现状与政策建议
区域能源互联网的发展现状与政策建议
霍沫霖1,2, 郭磊1,2, 张哲1,2
（1. 国网（苏州）城市能源研究院有限责任公司，江苏 苏州 215163; 2. 国网能源研究院有限公司，北京 102209）
引文信息
霍沫霖, 郭磊, 张哲. 区域能源互联网的发展现状与政策建议[J]. 中国电力, 2020, 53(12): 241-247.
HUO Molin, GUO Lei, ZHANG Zhe. Development status and policy suggestions for district energy integration[J]. Electric Power, 2020, 53(12): 241-247.
引言
本文讨论的区域能源互联网是利用多能耦合、智慧能源技术为多个建筑物提供冷、热、电供应的综合能源系统。区域能源互联网是区域能源发展到高品质阶段的形态，是多能耦合型能源互联网技术在区域能源的落地。它的架构包括具有多能源耦合特点的物理层、具有开放互联和智能互动特点的信息层和具有以用户为中心价值创造特点的商业模式层[7-8]。它的多能耦合特征体现为横向冷热电耦合、纵向源网荷储互动。它的价值作用是促进能源流、信息流、价值流互联融合，有利于提高能源利用效率、提高可再生能源消费比重[9]。
1 区域能源互联网的发展现状
1.1 投资主体
近年来的区域能源互联网的投资开发主体增多，竞争加剧。除了城市供热企业，城市燃气集团、电网公司、发电集团、地方能源集团、节能环保公司等，依托传统业务积累的营销、投资、生产运营和全流程管理等能力进行业务延伸，也投资运营了一批区域能源互联网项目[10-12]。项目数量较多，分布较广，其中列举典型项目如表1所示。
表1 区域能源互联网投资主体及典型项目
Table 1 Investors and representative projects of district energy integration
新成立的投资开发主体逐渐形成了市场营销、规划设计、投融资、采购招标、工程建设、运营管理的专业化分工。区域能源互联网的投资开发主体往往须具备与集团公司里传统业务差异化的管理机制，更强调以用户服务为中心，在更激烈的市场化竞争中为用户提供定制化、个性化、模块化的能源供应方案。
1.2 技术应用
能源装备技术方面，燃气热电联产、天然气冷热电三联供、热泵、光伏、储能、生物质能热电联产等技术逐渐推广，而燃煤热电联产、燃煤锅炉等逐渐减少。综合能源规划设计技术方面，清华大学、华北电力大学、东南大学等高校开发了规划软件，不断优化多能耦合规划方法、综合负荷预测技术。综合能源管控技术方面，对热冷电等数据进行实时监测、精准分析、智慧调控的监控平台建设较为广泛，而大数据、人工智能等技术应用刚起步。例如区域能源互联网在添加采用自动阀门和传感器控制换热器的远程监测和控制系统后，可以对变动的需求做出响应，使得一级管网以较低流量和较高温差运行，大大减少了热量损耗和泵送能耗[13]。1.3 重点市场
生产型产业园区、办公型商务园区和仓储型物流园区等园区，和学校、政府机关办公楼、医院、数据中心、交通枢纽、商业综合体、上市公司工业企业等大用户是区域能源互联网的重点细分市场。园区和大用户均具有用热和用电需求集中的特点。园区聚集了许多工业用户和公共建筑，用能需求大，项目投资额相对于大用户项目往往更高。存量改造型项目比新建地块型项目的风险相对小，因为新增地块受招商引资影响，投资建设不确定性大、进程较缓慢、项目周期长，很可能出现用户入住率长期较低、投资难以收回的情况。1.4 相关政策
近年来有关部委出台了一系列有利于区域能源互联网发展的指导意见、能源规划、示范项目政策、价格政策等（如表2所示）。政策提出到2020年，新建产业园区50%左右采用终端一体化集成供能系统，并指出应因地制宜利用可再生能源供热、热电联产、分布式光伏发电、地热能等技术。
表2 与区域能源互联网相关的中央政策汇总Table 2 Central government policies related to district energy integration
在大气污染防治、煤炭总量控制、节能等指标考核的压力下，地方政府纷纷制定了关于清洁取暖、减煤的规划政策、价格政策和补贴政策[14]。其中有的地方明确了多能互补项目的重要性，并给予支持。例如《济南市冬季清洁取暖规划（2019—2022年）》《苏州工业园区绿色发展专项引导资金管理办法》《武汉市煤炭消费总量控制3年行动计划（2018—2020年）》《西安市清洁取暖试点城市建设工作方案》等。
2 区域能源互联网存在的关键问题
2.1 技术问题
国内高端装备制造技术不成熟。中国燃气轮机市场基本被通用电气、西门子、三菱重工垄断，设备成本居高不下[15]。如果提高设备国产化率，将显著降低项目投资，提高项目经济收益。同时国内综合能源规划设计技术、综合能源控制技术、高效储能技术与国际先进水平相比仍存在差距，存在工程经验缺乏、软件商业化水平低等问题[16]。由于缺乏经验丰富的专业人才队伍，缺乏大量翔实的数据，技术应用实践存在一定的盲目性。技术问题导致实际项目出现了电热冷负荷预测不准、机组容量与实际应用场景不匹配、源网荷储不互补等情况。2.2 政策问题
虽然发展区域能源互联网的政策环境存在地区差异，但是总体看政策问题均较突出。（1）在规划方面，虽然有关部委出台了一些有利于区域能源互联网发展的宏观规划和指导意见，但是许多城市未将区域能源互联网理念纳入相关规划。其中尤其缺乏综合能源规划的支持。区域能源互联网作为解决综合问题的综合手段，与推动能源消费总量控制、煤炭消费总量控制、碳减排等目标实现的综合能源规划紧密关联[17]。在缺乏规划引导的情况下，由于企业难以对未来清洁高效能源市场形成稳定预期，企业不愿意作出区域能源互联网项目投资和技术研发投入的决策。（2）在价格与补贴政策方面，在部分地区，缺乏具体针对区域能源互联网项目的供热供冷价格、分布式电源并网政策以及清洁能源补贴等政策。政策条款大多是原则性的规定，不利于评估区域能源互联网项目经济性。例如鼓励清洁能源的热价冷价政策或补贴政策不明确，余电上网价格政策不明确，鼓励储能项目的专项价格政策不明确，是否享受国家可再生能源电价补贴不明确等。而且目前许多示范项目对新技术的示范较重视，对新政策和市场机制的示范不充分。（3）在管理法规方面，区域能源互联网的相关法规体系不健全。目前在分布式电源方面，中央部委和地方政府均已出台管理办法。在供热供冷方面，虽然北方一些城市陆续出台了供热管理办法或者供热管理条例等地方性法规规章，但是在全国层面缺乏全国性的供热管理办法，在南方城市普遍缺乏区域供热冷的管理法规。管理法规须包括服务质量标准、技术指标和监管办法等，需明确政府、企业和用户的权利、责任和义务，是行业健康有序发展的基础[18]。2.3 运营问题
区域能源互联网项目的商业运营能力需要提升。有的项目以增加设备冗余满足未来尖峰时段用能需求，便会导致“大马拉小车”的情况发生，产生一次投入大、能耗高、投资成本难以回收等问题。区域能源互联网项目是资金密集型的项目，应管理好投资进度、建设进度与区域负荷增长进度，做好分阶段设备购置与安装计划，做好风险控制。
3 国外区域能源互联网政策经验
欧美国家重视规划的引导作用。通过评估区域能源系统的系列指标情况，包括供热供冷需求、能源强度、资源禀赋、能源效率、温室气体排放、化石燃料消耗量和能源强度等，制定区域供热供冷网络、新能源多能供应网络等多种形态的区域能源互联网规划。例如丹麦政府提出了区域能源系统建设目标，即2050年实现100%可再生能源供应，要求区域供热将达63%~70%[19]。到2017年，已基本实现由6个大型集中区域供暖区和约400个小型分散的区域供暖区为63%以上的丹麦家庭供热[20]。
3.2 重视跨部门协同规划各国开展区域能源互联网建设的实践案例中，政府通过利用强制或鼓励性政策引导实现跨部门协同规划，协同公、私多方开展规划，为确保落地执行发挥了重要的作用。区域能源互联网规划不仅涉及多个公共规划部门，如建筑、交通、土地规划，而且涉及许多私营部门，如建筑商、区域能源互联网建设企业、园区或建筑中的工业企业及居民等（如表3所示）。规划方案必须满足公私多方利益时才能确保落地执行[21]。
表3 区域能源互联网协同规划案例
Table 3 Collaborative planning cases for district energy integration
3.3 提供补贴激励政策
由于能源设备、管网、物联网信息基础设施等建设成本高，很多区域能源互联网项目存在着资金问题。在各国开展能源互联网建设的实践中，地方政府利用融资优惠政策、财政税收优惠政策、直接资金补贴政策等多种政策为区域能源互联网建设企业提供支持（如表4所示），有效促进了前期投融资。
表4 各国政府对区域能源互联网建设的补贴政策
Table 4 Government subsidies for district energy integration constructions
3.4 建立管理法规与能效标准
由于区域能源互联网建设需要实现跨部门协同规划、可再生能源或综合能源并网、能效优化等，管理法规是必要的、常见的政策措施。欧美国家普遍通过区域能源规划法规，对区域内能源、土地与基础设施等实施综合规划；通过并网法规，保障清洁能源顺利并网；欧盟通过能源效率法规，支持区域供热供能基础设施建设，并鼓励调动可利用的可再生能源实现热电联产。国外政府通过能效标准管理相关措施，有效地推进了区域能源互联网建设：（1）制定兼容区域能源互联网的建筑能效认证标准，鼓励城市或特定区域内的建筑建设区域能源互联网。如法兰克福将区域能源建筑能效标准纳入建筑能效等级和标准体系中。（2）推动建设统一的跨区域能效核算标准，提升能源生产地、供应地、消费地等多地的互联效率。一些国家将建筑能源核算、供热供冷核算、非化石能源核算等进行统一。3.5 开展示范项目
由于区域能源互联网建设具有投资规模大、周期长和风险高等特点，各政府普遍选择利用示范项目来增强各地对区域能源互联网项目的运营能力和信心，并进一步增强政府及企业对项目建设的支持力度。除了对区域能源互联网新技术进行示范以外，国外政府还着重从以下几方面推广示范效应：（1）示范先进政策。在示范项目中对市政府、国家政府所推行的与区域能源互联网相关的新政策、新标准进行示范，如阿姆斯特丹在智慧城市建设中对示范项目试用免税区政策，成功吸引70多家企业加入包括区域能源项目在内的多个示范项目中。（2）示范先进的商业模式。通过展示区域能源互联网建设的商业竞争力，吸引更多市场主体加入。如温哥华福溪东南部的可持续社区能源公共设施项目（SEFC），通过示范区域废水供热的新模式，已吸引多家区域供热网络运营商考虑复制。（3）示范先进的组织管理模式。通过展示多主体协同开展能源互联网建设并实现共赢的组织管理模式，在开展多能耦合项目的区域能源互联网项目时推广应用。如加利福尼亚能源委员会2008年开展了可再生能源安全社区建设的示范项目，结合各方利益诉求和优势能力，将政府、非营利组织、新能源企业、天然气公司、电力公司联合起来组成网络组织（network organization）开展社区太阳能基础设施建设。截至2018年，仅在在屋顶光伏安装培训领域已经创造出了10亿美元的行业规模，各方均获利[23]。
4 政策建议
针对中国区域能源互联网发展存在的问题，参考国际上成功的政策经验，对中国完善区域能源互联网政策提出4点建议。（1）将区域能源互联网理念纳入地方相关规划中，并且用规划指导新建项目审查办法、补贴激励政策的制定。在制定城市能源规划、城市热力规划、清洁取暖规划、可再生能源建筑规划等时，因地制宜考虑本地能源需求、资源禀赋与气候条件，加强与建筑、交通、土地等规划的协同，融合考虑私营部门和社会公众的意见。（2）以管理法规为工具促进实现跨部门协同规划、可再生能源或综合能源并网、能效优化等。利用管理法规要求投资开发企业充分将区域能源互联网方案与其他的能源方案进行比较，选择出清洁、高效、经济、安全的方案。制定兼容区域能源互联网的建筑和工业能效认证标准，并推动建设统一的跨区域能效核算标准，鼓励用户建设区域能源互联网。（3）利用融资优惠政策、财政税收优惠政策、直接资金补贴政策等多种补贴激励政策帮助区域能源互联网项目解决资金问题。制定鼓励清洁供热供冷的价格政策或补贴政策，其中在北方集中采暖地区提供高于燃煤供暖补贴水平的补贴。进一步明确区域能源互联网项目的余电余热上网政策。有序推进组织分布式发电市场化交易试点，允许各类分布式电站参与电力交易。（4）示范项目不仅示范新技术，更要加强对相关的新政策、新标准的示范，以及加强对新商业模式、新组织管理模式的示范。示范项目通过创新引领，可以显著提升能源电力技术和装备的水平，促进实现更加清洁、低碳、安全、高效的能源革命目标。
（责任编辑 张重实）
作者介绍
霍沫霖(1986—)，女，博士，高级工程师，从事能源战略与规划、能源产业研究，E-mail: huomolin@163.com;
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郭磊(1981—)，男，硕士，高级工程师，从事能源战略与规划、能源产业研究，E-mail: guolei@sgeri.sgcc.com.cn;
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张哲(1987—)，女，博士，高级经济师，从事城市能源经济、产业孵化研究，E-mail: zhangzhe@sgeri.sgcc.com.cn
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审核：方彤
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