深度 | 综合能源服务知识体系研究
2018-08-13 11:34:11
摘要：近年来，综合能源服务在全球迅速发展，引发了能源系统的深刻变革，成为各国及各企业新的战略竞争和合作焦点。国内企业也纷纷掀起了向综合能源服务转型的热潮。
从国家能源方针和政策出发，结合浙江清洁能源示范省建设和浙江省电力公司建设具有卓越竞争力的国际一流现代能源企业的战略目标，从能源的开发和生产、输送和供应、转换和利用，以及管理、技术、经济、市场等角度袁全面阐述了综合能源服务知识体系架构，可为企业开展综合能源服务提供借鉴。
0、引言
能源是社会和经济发展的动力和基础。充分利用互联网和现代能源技术，大力开发环境友好、经济可行的可再生能源，建设具有一定市场化程度的能源及其排放交易机制，加快推进清洁能源利用，提高能源梯级、高效和节约利用水平，加强企业能源管理体系建设，满足社会经济发展对能源日益增长的需求，实现十九大提出的“推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系”新时代能源发展目标，是能源开发与生产、输送和供应、存储、转换和利用等单位和企业的新使命。国网浙江省电力有限公司在系统内率先提出综合能源服务的概念，并积极推进服务的转型。
近年来，综合能源服务在全球迅速发展，引发了能源系统的深刻变革，成为各国及各企业新的战略竞争和合作焦点。国内企业也纷纷掀起了向综合能源服务转型的热潮。但国内多数文章将综合能源服务局限于集成的供电/供气/供暖/供冷/供氢/电气化交通等综合能源供应系统。
以下从能源方针和政策、能源价值流及能源管理、技术、经济、市场等方面简要介绍综合能源服务知识体系架构，以期为读者提供思路。
1、综合能源服务的定义
目前对综合能源服务尚无统一的定义。文献[1]从能源产品的综合、服务方式的综合、服务内容的综合对综合能源服务进行了定义。文献[2]定义了综合能源系统，认为综合能源服务至少需要考虑以下几个因素：国家能源发展方针与政策;能源“产供销用”的价值流;能源的管理、技术、经济和市场;能源服务对象与模式。
鉴于上述因素，给出综合能源服务的定义如下：综合能源服务是围绕国家和政府的能源方针和政策，以实现“清洁、科学、高效、节约、经济用能”为宗旨，通过综合能源系统，为用户供应综合能源产品和/或提供能源应用相关的综合服务。
上述定义中：
(1)清洁用能包含可再生能源的开发、清洁能源的利用、传统化石能源的清洁化利用;科学用能指能源的梯级利用、能源的科学管理;高效用能指通过先进的技术、管理方法和手段，提高能源开发、转换、使用效率;节约用能指能源使用过程中减少不必要的能源浪费，使能源应用于必要的场合和时间;经济用能指政府可以通过经济手段或市场化的手段促进企业清洁用能、科学用能、高效用能和节约用能，企业通过采用先进的技术和管理，减少用能成本，获得经济效益。
(2)综合能源系统是具有各类能源存储、相互转换并为用户提供所需种类能源的能源系统及其相关的信息通信等基础设施。典型的综合能源系统一般可由分布式能源、供电、供气、供暖、供冷、储能及其能源控制和管理信息系统等组成。
(3)客户主要指政府、企业、公共事业部门、科研院所等，包括能源开发和生产、能源输送及供应与销售、能源使用单位等(如电网公司、工业和商业企业等)。能源领域不同的对象，对能源关心的角度不同，例如：可再生能源发展初期，开发商比较关注国家可再生能源鼓励政策;电网公司比较关注大规模和分布式可再生能源发电对电网安全可靠运行的新要求;政府比较关注能源的宏观管理，关心能源消费总量和消耗强度的控制;用能企业比较关注能源在产品中的成本。因此，综合能源服务应细分客户，针对不同的对象、行业等制定不同的服务策略、内容。
(4)综合服务涵盖能源管理、技术、经济、市场等方面。方式可以是咨询、委托运维、合同能源管理、项目总承包等。
2综合能源服务知识体系架构
随着分布式能源、能源互联网、小型和微型(冷)热电联产、能效提升、信息通信等技术和能源管理科学的发展和广泛应用，以及新的能源交易方式、新的商业模式的出现，与传统的能源服务相比，综合能源服务不仅涉及能源的全价值流，而且与国家及政府的能源方针和政策密切相关，更需要在将能源管理、能源技术、能源经济、能源市场进行综合后为用户提供全方位服务。图1是文中提出的综合能源服务知识体系架构。
图1综合能源服务知识体系框架
2.1能源方针和政策
国家和政府的能源发展方针与政策一般从能源安全、能源的可持续发展、能源及其排放的市场化等出发，确定今后一段时期能源发展的目标，是能源领域“安全用能、可持续用能、价值用能”的行动纲领和指南。以下简要介绍欧盟、美国加州和浙江省的能源方针和政策。
欧盟在2008年第一阶段气候和能源一揽子计划取得很大进展的基础上，于2014年1月22日在比利时首都布鲁塞尔签订了欧盟2020—2030年气候和能源政策框架，框架确定了至2020年温室气体排放减少20%、可再生能源份额达到20%、能效改进20%(即2020年“3个20%”的目标)及电网实现10%互联;至2030年温室气体排放减少40%、可再生能源份额达到27%、能效改进27%及电网实现15%互联的目标(以1990年为基准)。并加强了对一次能源消耗总量、终端能源消耗总量、排放等的监视[3]。
2015年美国加州参议院签署了第350号法案，确定了至2030年加州将实现：温室气体排放减少40%(以1990年为基准)、电力生产中可再生能源发电份额增加至50%、能效提升1倍、鼓励广泛使用电动交通。
自2014年浙江成为我国第一个清洁能源示范省以来，持续开展能源消费总量控制、能源结构优化和节能减排工作。《浙江省能源发展“十三五”规划》中提出：到2020年，全省能源消费总量控制在2.2亿t标煤以内，“十三五”时期年均增长2.3%;全社会用电量达到4220亿kWh，“十三五”时期年均增长3.5%。到2020年，全省非化石能源、清洁能源、可再生能源(含省外调入水电)和煤炭占一次能源消费比重分别达到20%，31.9%，12.5%和42.8%;供热用煤占煤炭消费比重85%以上;天然气消费比重达到10%左右。到2020年，全省一次能源生产量达到3226万t标煤(全部为非化石能源)，年均增长11.9%，其中，可再生能源1805万t标煤。到2020年，单位地区生产总值能耗下降指标达到国家要求，单位能耗水平保持在全国前列，能源领域单位地区生产总值碳强度达到国家要求。
2.2能源价值流和信息流
能源价值流由能源的开发和生产、输送和供应、转换和利用等环节组成。随着分布式能源、储能、微能源网等技术的发展，传统的大规模电能/热能集中生产、远距离输送及供应的能源价值流向“清洁能源、高效转换、自产自用、余量上网、不足网供”的分布式能源与传统模式相结合的能源价值流发展。传统能源网(电网、热网)与微能源网、分布式能源、储能等的结合将进一步优化能源转换效率，降低用能成本。
综合能源服务除了提供综合化的能源产品供应，还将充分利用现代通信和信息、互联网等技术，进一步深入企业生产工艺的各个用能子系统和设备，结合工艺提升用能效率，采取能效同行业对标等方式实现能源价值流终端环节的高效、节约用能。
2.3综合管理、技术、经济和市场的服务
在能源管理方面。综合能源服务除了要加强能源开发、输送和供应等项目及其资产的管理，更要注重服务用能企业(特别是高耗能企业)科学能源管理体系的建立，政府要出台政策鼓励企业采用高效能源管理体系。根据对企业的调查，发现与发达国家相比，国内政府与企业缺乏对能源管理的重视，多数用能企业未建立有效的能源管理体系。文献[5]指出实施能源管理后的前2年即可降低成本5%～15%。澳大利亚政府EEO(能效机遇)项目[6]，是针对大型高耗能企业开展的强制性项目，要求企业根据详细的评估框架(类似于能源管理体系)开展能源评估，每年公开报告已识别的和已实施的能效机会。政府部门在技术专家的支持下，核实企业对评估框架的符合程度以及公开报告的准确性。企业不一定必须采用认证审计员，但必须证明自身采用了具有相应专业知识和经验的人员，这些人员可在公司内部或外部挑选。能效机遇项目不强制企业采取节能措施，亦不要求企业预先设定能效目标。DAIEE(丹麦工业能源效率协议)是自愿协议，参与企业必须按照欧洲标准EN16001建立能源管理体系，并由外部认可的认证机构进行认证。如果企业参加并且遵守自愿协议，可享受碳税减免待遇。
在能源技术方面。除了要将可再生能源大规模开发、远距离输送与分布式开发、就地使用相结合，进一步加强综合能源系统、可再生能源、分布式发电等技术的研发，更要大力推广并促进清洁能源利用与能源梯级相结合的技术。特别是在终端燃煤锅炉替代方面，可根据具体生产工艺用能特点和用能需求，推广小型/微型的分布式、以清洁能源为燃料、以热定电的(冷)热电联产技术。要加快中小型/微型热电联产机组的国产化研发。同时，要加强用能终端典型用能系统(如压缩空气系统、过程加热系统、风机/水泵系统、蒸汽系统)能效诊断技术的研发与推广，大力推广应用高能效设备。
在能源经济方面。能源产业是一个高科技、高资金投入、高风险和高回报、回收期较长的产业。这“四高一长”的特点决定了能源产业的发展需要全社会资本的支持。综合能源服务则要根据这些特点开展能源金融服务，如能源市场预测、投资分析、技术经济比较、国家能源政策和金融咨询服务等。
在能源市场方面。综合能源服务要关注能源价格并预测其发展趋势，分析其对能源供应、企业用能成本等的影响，同时要通过排放交易市场使企业用能排放成本最小。
3、结语
综合能源服务与国家和政府的能源方针政策密切相关，不仅涉及的能源产品种类多，而且涉及能源的产储输供销用各个环节，其服务内容包括管理、技术、经济和市场。因此，需要从新型能源体系建设的视角来思考综合能源服务，以再电气化为途径，融通各种类型能源规划、设计、建设、运营，最终实现客户的多能互补和能效提升。（来源:浙江电力 作者:应鸿;张扬）
参考文献
[1]吴建中.欧洲综合能源系统发展的驱动与现状[J].电力系统自动化，2016，40(5):1-7.
[2]封红丽.国内外综合能源服务发展现状及商业模式研究[R/OL].(2017-11-30)[2018-04-04].
[3]EUROPEAN COMMISSIONA.policy framework for climate and energy in the period from 2020 to 2030[R].Brussels，COM(2014) 15 final，2014.
[3]EUROPEAN COMMISSIONA.policy framework for climate and energy in the period from 2020 to 2030[R].Brussels，COM(2014) 15 final，2014.
[4]IEA.能源技术展望：到2050年的能源情景与战略(执行概要)[R/OL].(2017-06-12)[2018-04-04].
[5]WAYNE C.TURNER，STEVE DOTY.ENERGY MANAGEMENT HANDBOOK，Sixth Edition[M].The Fairmont Press，2006.
[6]国际能源署，工业生产力研究所.工业能源管理项目：通过节能提高企业收益[R/OL].(2012-07-05)[2018-04-04].
