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传统火力发电企业向综合能源服务商转型的 目标客户与可行路径探讨论文

发布时间:2024-04-01 11:15:11 文章来源:SCI论文网 我要评论














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       摘  要:在“双碳”“电力市场化改革”及“建设新型电 力系统”的背景下,传统火电企业面临机组利用小时数持 续下降、经营形势日趋严峻的挑战,挖掘机组潜力、转型 综合能源服务商成为火电企业实现可持续发展的重要途 径。本文分析了综合能源行业的发展趋势,并结合火电企 业资源能力,提出了火电企业转型综合能源服务商的可行 路径、业务领域、重点市场及能力建设等,以供相关企业 参考。

       关键词:碳中和,综合能源服务,新型电力系统,火电企 业,煤电机组

       火电厂的传统经营模式是发电或电热联产。随着 “双碳”“新型电力系统”和“电力市场化改革”的 演进,火电机组逐步从基础支撑性电源向调峰、容量 备用电源转变,火电厂面临机组利用小时数持续下 降、经营形势日趋严峻的挑战。火电厂发展综合能源 能够实现电能替代、散烧煤替代,提高能源的综合 利用率,降低GDP能耗水平。现阶段火电仍是能源体 系中不可缺少的基石,以火电企业为中心建立综合能 源供应体系是现阶段社会层面提质增效、节能降耗的 有效路径,也是火电企业挖掘机组潜力、提升存量资 产价值的重要抓手。同时,以发电机组为依托,建设 “以电为中心、辐射周边”的“发电+”能源综合体 可带动周边产业园区和工商企业节能减碳,履行“双 碳”社会责任。在向综合能源供应商转型过程中,传 统火电企业需要转变思维和经营模式,创新产品和服 务。本文结合综合能源发展趋势,基于火电厂自身的 资源能力,提出了传统火电企业转型综合能源服务商 的路径、业务领域、重点市场及能力提升措施等,为 相关企业提供借鉴和参考。

       一、综合能源的定义、特征及政策导向

       (一)综合能源的定义

       综合能源(或综合能源服务)是近年来的“热 词”,目前尚无权威机构对其进行统一定义,普遍认 可的定义是:综合能源服务指以满足客户需求为导 向,提供面向终端的能源集成或创新解决方案[1] 。在综 合能源服务中,能源是基础,是提供产品和服务的关 键载体;服务是核心,需要提供解决方案,消除客户 能源需求的“难点”及“痛点”;综合是形态,即跨 出单一能源领域,通过组合和集成方式,提供跨能源 品类服务。

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       (二)综合能源服务的特征

       一是综合能源服务应以用户需求为中心。传统火 电厂是以产品为中心,向用户供应同质化的电、热、 汽以及炉渣、石膏、粉煤灰等固排产品。转型综合能 源服务商则充分考虑用户的用能特点,灵活利用集中 式和分布式能源,结合节能降耗、绿色低碳、数字化 信息化等现代技术,为用户提供综合、最优的能源解 决方案,满足客户的多元化能源需求。

       二是综合能源服务以绿色低碳、智能高效为特 征。 一方面需要运用先进技术,帮助客户提高综合能 效,降低用能成本,提升对能源的精细感知控制能 力;另一方面运用绿色能源技术,降低碳和污染物排 放量。

       三是综合能源服务以先进信息技术为抓手。综合 能源服务运用“大云物智移链”等技术,构建综合能 源管控平台,对电、气、冷、热等多种能源进行统筹 优化,以系统集成方式进行综合能源提效。

       (三)综合能源的政策导向

       自综合能源的概念提出后,国家先后颁布了大量  政策法规,促进综合能源的发展。原国家经贸委在  2000年就提出了“合同能源管理”概念。自“双碳” 国家战略确立后,国家出台了一系列的政策指导综合  能源的发展。从政策导向上看,“能源绿色低碳转型”是综合能源的发展导向,“两个一体化”(“风  光水火储一体化”和“源网荷储一体化”)是综合能  源的主要特征,“合同能源管理”“能源费用托管” 等是发展综合能源所倡导的商业模式。

       二、发展综合能源服务对火电企业的意义

       传统火电企业机组规模大、碳排放量高,清洁低 碳转型任务繁重。进入“十四五”后,火电为新能源 让道压力持续加大。根据国家能源局发布的数据, 2023年前三季度,全国可再生能源新增装机同比增长 93%; 风电光伏发电量达1.07万亿千瓦时, 同比增长 22.3%,超过了同期城乡居民生活用电量[2]。在“双 碳”大背景下,火电机组逐步从基础支撑性电源向调 峰、容量备用电源转变,火电厂面临机组利用小时数 持续下降、经营形势日趋严峻的挑战,而煤电在未来 相当长一段时间内仍是新型电力系统电源侧的支撑性 电源,火电厂企业仍肩负着能源安全保供的社会责任。在这一背景下,发展综合能源服务对火电企业有 重要意义。

       (一)发展综合能源服务是火电企业低碳转型的 有效途径

       现阶段及未来一段时间,煤电仍在能源供应体系 中具有不可替代的作用。基于火电机组发展综合能源 供应,以热电联产集中供热替代燃煤小锅炉,能够实 现电能替代、提高能源综合利用率、降低GDP能耗水 平。这既是社会节能降碳、清洁化转型的有效路径, 也是火电厂提质增效、低碳转型的有效途径。

       (二)发展综合能源服务是火电企业可持续发展 的重要途径

       火电企业往往机组规模大、碳排放量高,清洁低 碳转型任务繁重,降低机组碳排放强度、打造基于区 域经济及节能降碳需求的绿色低碳型生态综合能源服 务系统是火电企业可持续发展的重要途径。基于火电 机组既可发展多式联供(电、热、水、冷、压缩空气 等),也可利用机组进行城市固废消纳、开展粉煤 灰、石膏深加工,还可应用CCUS(碳捕集利用与储 存)技术,实现综合能源电源侧的清洁化。

       (三)发展综合能源服务是火电企业提质增效的 重要抓手

       进入“十四五”以来,火电为新能源让道压力持 续加大,火电厂亏损风险加剧,需要深化提质增效。 火电企业往往具备较强的电热客户基础,拥有较强的专业化人员和技术沉淀,并拥有完备的码头、铁路、 厂区、管线等资产。在自身资源基础上,火电厂可延 伸产业链,向客户提供能源维护、能效提升、能源 设施节能改造等表后服务,也可充分利用自身富余资 源,构建码头接卸、场地存储和转运等服务,为周边 企业的“供转运销”提供共享服务。

       三、火电企业发展综合能源服务的目标客户

       火电企业往往处于城市周边,可积极参与城市的 新型智慧城市建设、生态文明城市建设。相对于其他 类型的综合能源服务商,火电企业的最大竞争优势在 于拥有火电机组,可充分利用城市能源供应相对集中 的特征,发挥传统火电机组多能源的供应优势,实现供 应半径50公里的“电热水冷气”等多联供应,成为周边 城市、区域及客户不可缺少的能源来源。具体而言,火 电企业可选择“产业园区”“高耗能工业客户”及“大 型公共建筑”作为发展综合能源的重点客户。

       (一)工业园区

       工业园区是可作为火电企业开展综合能源服务的 主战场。工业园区的能源消费密度高,能源消耗集 中。随着生产要素成本增长,园区对能源的成本敏感 度增加。用能成本、多元化能源供应直接影响到园区 的招商引资吸引力。此外,园区对综合能源体系的可 靠性、安全性、清洁性均有较高要求。随着国家及地 方强制性环保政策要求的提高,对园区的节能减排指 标考核日趋严峻,原先粗放、高耗能的能源模式需要 转变。园区内企业需要进一步开展节能减排,否则面 临关停、罚款的风险,园区也面临企业流失的风险。

       (二)高耗能工业客户

       工业企业是能源消费的“大户”,是火电企业开 展综合能源服务的主要目标群体。工业企业总体向低 能耗、低排放方向转变,用能呈现个性化、综合化、 最优化的特征。工业企业对综合能源服务的诉求有: 一是保障设备持续安全可靠运行,因能源供应而造成 设备的暂停和故障都会带来不可估量的经济损失。二 是实现能源成本管控。工业为高耗能行业,对能源成 本较为敏感,需要对能源进行精细化管理,合理调配 源供给。三是降低能源系统运维强度。工业企业具有 规模大、设施分布广的特点,日常能源的管理难度 大,依靠传统的管理模式无法满足企业需求和可靠性 保障的要求,必须借助能源管理系统进行科学化、智 慧化的管理。四是需要达到强制性环保要求。面临环保政策的压力,环境保护与经济效益形成较大冲突, 在尽可能少的环保投入下达到最佳的环保效果是企业 重点关注的方向。

       (三)大型公共建筑

       建筑能耗也是业界关注的对象。根据2022年5月 发布的《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方 案》,到2025年,公共机构新建建筑屋顶光伏覆盖率 力争达到50%。此外,住建部发布了《建筑节能与绿 色建筑发展规划》,对城镇新建建筑能效水平有了明 确要求,建筑客户为达到绿色建筑标准,迫切需要节 能设施与服务。总体而言,大型公共建筑对屋顶分布 式光伏、高效的商业保供电服务、集中供冷、供热都 有较强的需求,是企业发展综合能源服务不可放弃的 市场。

       四、火电企业向综合能源服务商转型的路径

       火电企业应基于自身优势和资源能力,树立用户 侧思维,用户有实际需要、电厂有能力生产的产品、 有利用价值的资源均可成为火电厂综合能源产品体系 中的组成部分。总体而言,火电企业发展综合能源服 务,可考虑“火电+”“用户侧服务”及“一体化”三 条路径。

       (一)发展“火电+”综合能源

       工商企业特别是高耗能工业客户的能源需求呈多 元化趋势,希望能实现能源系统的互补、梯次利用, 火电企业可凭借特有的资源禀赋,开展电、热、冷、 气、水、固废等产品多联供应,积极推广余热、余压 梯级利用,利用厂内生产能力开发压缩空气、制氢、 制氧等。其中,压缩空气作为第四大工业能源,是工 业领域应用最广泛的动力源之一,是仅次于电的第二 大动力能源;氢储能技术效率高、无污染、更利于储 存和运输,目前氢储能技术并未得到广泛应用,作为 长周期储能具有很大的开发潜力[3]。

       近年来,我国环保要求日趋严格,“三废”处置 市场空间广阔,火电企业可更进一步利用燃煤锅炉的 高温焚烧条件提供垃圾、污泥、废弃物、生物质等掺 烧处置服务,以“碳中和”燃料替代燃煤,实现与周 边城市、园区、居民区的绿色深度融合,成为其固废 消纳中心。

       (二)发展用户侧综合能源服务

       在电力市场中,火电企业通过中长期市场和现货 市场与客户交易,往往具有一定的客户资源,了解掌握客户的用能数据。此外,火电企业也具备较强的能 源设施维护、能源生产、能源管理方面的技术与人才 队伍。在此基础上,火电企业可开展市场需求调研, 努力拓展面向用户的能源增值服务。 一是开展关联销 售,将单一能源供应转化成多联供应;二是基于自身资 源和优势,为客户提供能效诊断、余热余压利用、电机 节能、绿色照明、设备代运维、电能替代与能效提升等 服务;三是为大型公共建筑提供电、热、冷、气一体化 供应、优化能源控制、开展能源托管等服务[4]。

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       (三)发展“一体化”综合能源体系

       有些火电企业临近工业园区,而工业园区内用户 能源消费密度大,用户的综合能源供应及服务需求旺 盛,也是开展增量配电网的最佳选择。对园区而言,通 过增量配网实现独立智慧微网,可把各类分布式新能源 充分利用起来,实现园区级的多能互补和源网荷储[5]。

       火电企业可探索与园区管理方共同建设增量配电 网、智慧微网、虚拟电厂等,条件成熟时可申报示范 项目。通过有源化升级,按用能需求配置或并入供应 源,实现能源供给侧优化与用能需求侧平衡的有效衔 接与互动,实现“发-输-配-售、源-网-荷-储”一 体化。还可在微网中合理配置新型储能,通过削峰填 谷,使得电网更加平稳可靠运行。

       五、结语

       火电企业转型综合能源服务商是适应“双 碳”“建设新型电力系统”“电力市场化改革”的关 键之举。与其他综合能源服务商相比,火电企业有其 自身特有的资源禀赋、人才技术基础、区位优势、电 热能源供应优势,但同时在综合能源的开发运营、组 织及人才、机制与激励、科技能力、理念与共识等方 面还存在一些问题。当前,综合能源服务的市场态势 已经形成,发电企业应尽快抢占先机,完成从单一电 热供应站向综合能源服务商的转变。

       参考文献

       [1]   代红才.综合能源服务能源产业新时代的战略选择[J].电 气时代,2020(3):8-11.
       [2]   刘敬彩.国家能源局:前三季度能源供需总体平稳[J].中国 石油和化工,2022(12):65.
       [3]   王一飞,杨飞,徐川.电网规模化储能应用研究综述[J].湖 北电力,2020,44(3):23-30.
       [4]  封红丽.综合能源服务市场竞争主体最新进展及发展趋 势与挑战[J].电器工业,2019(12):62-73.

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