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1、2024年10月研 究 報告青島市微電網發展研究 基于典型示范項目的調查青島科技大學課題組參與人員:李長勝青島科技大學鄧玉勇青島科技大學宋慶龍青島科技大學姚楚瑜青島科技大學致謝:在本報告的編寫過程中,特別感謝以下來自政府、企業和機構專家對報告撰寫提供的洞見與建議??悼〗?北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目王可珂 北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目吳迪 北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目鄭平 北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目雷仲敏青島市城市經濟學會名譽會長董波青島市市直企業專職外部董事撖奧洋國網青島供電公司發展部主任,正高級工程師邢家維山東電科院工程師特別感謝青島市發改
2、委、青島市工信局、中德生態園管委會、國網山東綜合能源服務有限公司、國網山東青島供電公司、青島乾程科技股份有限公司、青島東軟載波科技股份有限公司、特來電股份有限公司、青島能源第三熱力公司等單位對本報告的支持。本報告所述內容不代表以上專家和所在機構,以及項目支持方的觀點。青島市微電網發展研究 基于典型示范項目的調查青島科技大學課題組2024 年 10 月i目錄 引言.ii 第一章 青島市微電網發展基礎及成效.1(一)發展基礎.1(二)青島市微電網試點主要成效.6 第二章 青島市微電網發展中的利益相關者訴求分析.16 第三章 青島市微電網典型示范案例效益評估.19(一)青島東軟載波信息產業園微電網.
3、19(二)中德生態園多能互補綜合能源示范項目.24 第四章 青島市微電網推廣面臨主要問題與對策建議.26(一)制約青島市工業微電網推廣的主要障礙.26(二)加快青島市微電網推廣的對策建議.28ii青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查引言黨的二十大報告提出“加快規劃建設新型能源體系”,構建安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合的新型電力系統是關鍵。微電網是構建新型電力系統的重要組成部分。其中,微電網是指由分布式電源、用電負荷、配電設施、監控和保護裝置等組成的小型發配用電系統,具有微型、清潔、自治、友好的基本特征??梢耘c外部電網并網運行或孤立運行,與大電網互通互濟、協調運行,能夠促進分布式電
4、源與可再生能源的大規模接入,實現對負荷多種能源形式的高可靠供給。青島市化石能源資源全部依賴外部輸入,是典型的能源輸入型城市,2020 年青島市電力對外依存度達到 60%,2022 年這一比例繼續上升達到 65.9%。隨著“雙碳”戰略的深入推進,青島加大了可再生能源開發力度,截至 2023 年年底,青島新能源發電總裝機達到 449 萬千瓦,比 2020 年增長了 78.5%。青島積極相應國家號召,加快新型電力系統建設,開展了一系列微電網試點示范,形成了政府引導、市場驅動、企業主導的微電網試點示范工作局面。本報告在梳理青島地區微電網發展基礎的基礎上,系統分析青島電網試點示范項目運行模式,總結了青島
5、微電網試點示范的主要經驗,評估了微電網典型示范項目的經濟性,分析了微電網利益相關方及其需求,識別了微電網推廣存在的主要障礙,研究提出了青島微電網推廣的對策建議。1青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查第一章 青島市微電網發展基礎及成效(一)發展基礎(1)政策環境逐漸向好從國家層面來看,2015 年關于進一步深化電力體制改革的若干意見文(中發20159 號)正式掀開了新一輪電力體制改革大幕,為微電網發展提供了適合生存的土壤。隨后,關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見關于推進多能互補集成優化示范工程建設的實施意見(發改能源 20161430 號)、推進并網型微電網建設試行辦法(發改能源2
6、0171339 號)等支持微電網發展的中央政策陸續出臺,國家試點示范逐步加大力度。此外,在2030 年前碳達峰行動方案“十四五”現代能源體系規劃“十四五”工業綠色發展規劃等國家宏觀層面規劃文件中都對微電網做了相應部署,更是鼓舞了行業士氣。從地方層面來看,2022 年 8 月,國務院印發關于支持山東深化新舊動能轉換推動綠色低碳高質量發展的意見,支持山東建設綠色低碳高質量發展先行區。青島市深化新舊動能轉換推動綠色低碳高質量發展三年行動計劃(20232025 年)明確:“加強源網荷儲電網布局,率先應用柔性直流、有源配電網、智能微電網、虛擬電廠等先進技術,提升新能源消納及電力調峰保障能力?!鼻鄭u微電網
7、試點示范和推廣環境日趨向好。相關政策如表 1 所示。(2)市場需求逐漸顯現第一,分布式發電裝機規??焖僭鲩L,微電網建設需求增加?!笆奈濉币詠?,青島加快了可再生能源規?;_發步伐,萊西市、膠州市、黃島區國家整縣(市、區)屋頂分布式光伏開發試點穩步推進。截至到 2023 年年底,青島新能源發電總裝機達到 449萬千瓦。隨著分布式電力裝機規模的提升,分布式電力消納問題日益凸顯,青島平度市2青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查2024 年分布式光伏列入接網消納困難縣1。微電網能夠促進分布式電源規?;尤?,實現對負荷多種能源形式的高可靠性供給,微電網建設市場需求迎來增長。第二,電力改革的深化持續
8、,工商業用戶直接參與電力市場交易,企業微電網開啟與大電網雙向互動模式,企業等負荷側用戶也逐漸意識到微電網在平滑基礎用電負荷、實現電力系統安全穩定運行的市場價值;同時,用戶側對用電側能效管理等電力能源增值服務的需求也越來越強烈,微電網建設意愿逐漸提升;最后,青島電力供需形勢依然偏緊,特別是迎峰度夏期間,全市基礎用電負荷迅猛增長,甚至出現過短時有序用電干預措施。微電網建設可拓展電網可調控資源,提高電網的可靠性和安全性。表 1.1:國家出臺的有關微電網發展的政策發布日期發布日期政策名稱政策名稱與微電網相關內容與微電網相關內容2015關于推進新能源微電網示范項目建設的指導意見 國 能 新 能20152
9、65號新能源微電網示范項目建設的目的是探索建立容納高比例波動性可再生能源電力的發輸(配)儲用一體化的局域電力系統,探索電力能源服務的新型商業運營模式和新業態,推動更加具有活力的電力市場化創新發展,形成完善的新能源微電網技術體系和管理體制。2017關于并網型微電網建設試行辦法 發 改 能 源20171339號為有力推進電力體制改革,切實規范、促進微電網健康有序發展,建立集中與分布式協同、多元融合、供需互動、高效配置的能源生產與消費體系.20212030年前碳達峰行動方案國發202123號積極發展“新能源+儲能”、源網荷儲一體化和多能互補,支持分布式新能源合理配置儲能系統。2022“十四五”現代能
10、源體系規劃發改能源 2022210號積極發展以消納新能源為主的智能微電網,實現與大電網兼容互補。2021“十四五”工業綠色發展規劃工信部規 2021178號鼓勵工廠、園區開展工業綠色低碳微電網建設,發展屋頂光伏、分散式風電、多元儲能、高效熱泵等,推進多能高效互補利用。2023電力現貨市場基本規則(試行)發 改 能 源 規20231217號經營主體包括各類型發電企業、電力用戶(含電網企業代理購電用戶)、售電公司和新型經營主體(含分布式發電、負荷聚合商、儲能和虛擬電廠等)。暢通批發、零售市場價格傳導,推動新能源、新型主體、各類用戶平等參與電力交易。1 山東省能源局,關于發布分布式光伏接入電網承載力
11、評估結果的公告(魯能源公告 2023 第16號)http:/ 202288號加快工業綠色微電網建設。增強源網荷儲協調互動,引導企業、園區加快分布式光伏、分散式風電、多元儲能、高效熱泵、余熱余壓利用、智慧能源管控等一體化系統開發運行,推進多能高效互補利用,促進就近大規模高比例消納可再生能源。2023新型電力系統發展藍皮書積極推動各具特色的電力源網荷儲一體化項目,圍繞公共建筑、居住社區、新能源汽車充電樁、鐵路高速公路沿線等建筑、交通、農業領域,發展新能源多領域融合的新型開發利用模式。2023進一步優化工商業分時電價政策的通知魯發改 價 格2023914號擴大分時電價政策執行范圍,優化分時電價動態調
12、整機制,完善終端用戶零售套餐約束機制,推動代理購電用戶電價機制并軌。2023電力現貨市場基本規則(試行)發 改 能 源 規20231217號經營主體包括各類型發電企業、電力用戶(含電網企業代理購電用戶)、售電公司和新型經營主體(含分布式發電、負荷聚合商、儲能和虛擬電廠等)。暢通批發、零售市場價格傳導,推動新能源、新型主體、各類用戶平等參與電力交易。資料來源:課題組整理。表 1.2:青島市出臺的有關微電網發展的政策日期日期政策名稱政策名稱與微電網相關內容與微電網相關內容2014關于印發青島市綠色建筑三 年 行 動 計 劃(2013-2015年)的通知青政辦發 201342號積極推進推動太陽能、淺
13、層地能、生物質能等可再生能源在建筑中的應用。2018 關于印發青島市新舊動能轉換重大工程科技創新行動計劃的通知青政辦字 201873號圍繞新能源汽車產業發展,將電動汽車充放電設施與多能微電網融合,開展智能電網、充電網應用示范。2023青島市新型儲能發展規劃(2023-2030年)(征求意見稿)鼓勵圍繞分布式新能源、微電網、大數據中心、5G基站、充(換)電設施、電動汽車、工業園區、公路服務區等終端用戶,促進形成“儲能+”多元融合發展新場景。積極推行基于充電網+微電網+儲能網的虛擬電廠、光儲充放微電網、“光儲直柔”建筑示范、軌道交通飛輪儲能、退役動力電池循環利用、移動儲能充電車等新型儲能創新發展模
14、式。加快推進以“充電網、微電網、儲能網”為載體構建的虛擬電廠平臺建設。4青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查日期日期政策名稱政策名稱與微電網相關內容與微電網相關內容2020關于組織實施青島市氫能產業發展規劃(20202030年)的通知青政辦發 202018號提出離網型微電網中海島微電網的發展思路,即將氫能與微電網結合,依據海島開發利用現狀和發展條件,利用海上風電和海島光伏資源,建設可再生能源制氫、氫氣儲能系統和燃料電池分布式發電項目,逐步構建獨立性海島微電網。2021關于印發青島市“十四五”戰略性新興產業發展規劃和青島市“十四五”現代服務業發展規劃的通知青政辦字202161號將能源互聯網
15、列入青島市戰略新興產業,提出加快建設智能電網、微電網、分布式能源、新型儲能等基礎設施網絡,推動技術標準體系和產業基礎建設2021關于印發青島市“十四五”能源發展規劃的通知青政辦字202178號統籌推進電網建設,致力打造安全可靠、經濟高效、綠色低碳、智慧共享的堅強電網,著力構建以新能源為主體的新型電力系統。2022關于印發青島市“十四五”應對氣候變化規劃和青島市溫室氣體減排和大氣污染治理協同控制三年行動計劃(2021-2023年)的通知青環委辦發20227號強調了微單網技術對青島市完成應對氣候變化目標的支撐作用。明確提出,開展包括風光直柔儲一體化等微電網技術在內的綠色低碳技術應用示范。2022關
16、于印發青島市深化新舊動能轉換推動綠色低碳高質量發展三年行動計劃(20232025年)的 通 知 青 發202226 號提出加強源網荷儲電網布局,應用柔性直流、有源配電網、智能微電網、虛擬電廠等先進技術,提升新能源消納及電力調峰保障能力,并在青島西海岸新區先行示范建設能源互聯網。2023青島市新型儲能發展規劃(2023-2030年)(征求意見稿)鼓勵圍繞分布式新能源、微電網、大數據中心、5G基站、充(換)電設施、電動汽車、工業園區、公路服務區等終端用戶,促進形成“儲能+”多元融合發展新場景。積極推行基于充電網+微電網+儲能網的虛擬電廠、光儲充放微電網、“光儲直柔”建筑示范、軌道交通飛輪儲能、退役
17、動力電池循環利用、移動儲能充電車等新型儲能創新發展模式。加快推進以“充電網、微電網、儲能網”為載體構建的虛擬電廠平臺建設。資料來源:課題組整理。(3)產業配套初具雛形微電網是新能源產業重要細分領域,是青島戰略新興產業主攻方向之一。在微電網示范項目帶動下,青島初步構建起了硬件供應商、綜合解決方案提供商、微電網工程方、微電網運營商等的微電網產業配套。代表性企業主要有青島乾程科技股份有限公司、青島鼎信通訊股份有限公司、青島東軟載波科技股份有限公司、特來電股份有限公司。其中,青島鼎信通訊股份有限公司專注于電力線載波通信技術和總線通信技術,是電力行業中壓載波、配電網自動化、電能質量、10kV 充電站、電
18、弧故障保護等技術產品5青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查的供應商;青島乾程科技股份有限公司主要提供智能電表、熱力表、水表等智能化終端,為客戶提供涵蓋“智慧能源計量+儲能產品+智能微電網及綜合能源服務”的一體化解決方案;青島東軟載波科技股份有限公司主要圍繞智能配電、智能用電、智能微電網及綜合能源應用需求,提供智能微電網、智能配電室、分布式光伏運維、分布式儲能、虛擬電廠智能化運營、光儲充一體化電站等系統方案的整體規劃、設計、施工、運維等服務;特來電股份有限公司是我國知名充電網運營商,主要微電網產品包括微網箱變、梯次電池儲能系統、特微網產品,以及新能源微網綜合解決方案,為客戶提供方案設計咨詢
19、、設備供應、落地實施、合同能源管理等全生命周期服務。主要企業詳見表 3。表 1.3:青島微電網產業鏈代表性企業企業名稱企業名稱與微電網相關的主要業務與微電網相關的主要業務特銳德股份有限公司特來電股份有限公司裝備(充電樁)、微網箱變、梯次電池儲能系統、特微網產品,以及整體解決方案,微電網運營青島東軟載波科技股份有限公司裝備(智能電表)微電網全面解決方案青島鼎信通訊股份有限公司電力設備供應商、微電網全面解決方案青島乾程科技股份有限公司智能能源計量設備、儲能產品,以及“智能微網及綜合能源服務”的一體化解決方案青島能蜂電氣有限公司儲能產品、智慧儲能系統青島奧博智能科技有限公司新能源電池生產系統的研發與
20、制造鵬輝能源青島儲能電池零碳制造基地儲能電池、儲能系統)青島市公能新能源科技公司能源物聯網控制系統及觸點微電網能源設備青島海爾能源動力有限公司微電網規劃、建設、運營青島城投新能源集團有限公司分布式光伏微電網運營中廣酷特(青島)新能源有限公司大容量固態鋰電池及相關的動力系統、儲能系統、不間斷電源系統及新一代綠能動力系統青島恒源新電力設計院有限公司電力設施承裝、承修、承試;發電、輸電、供電業務資料來源:課題組整理。6青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(4)應用場景不斷拓展近年來,5G、大數據、人工智能等數字技術發展日益成熟,加速向電力行業滲透,在電力設備數字化升級改造、特高壓輸電、微電網、
21、泛在電力物聯網、能源互聯網建設等方面得到了創新示范性應用。大數據、云計算等技術不斷與電力能源相結合,微電網應用場景不斷拓展。在常規離岸或孤島電力供應、商業和工業用電、山區和農村地區的電力供應、軍事基地和應急救援場所、5G 基站等場景加快推廣應用。(二)青島市微電網試點主要成效(1)試點示范項目總體情況早在 2017 年 5 月,青島市中德生態園啟動區泛能微電網項目、青島董家口港新能源微電網示范工程項目就同時入選國家發改委、國家能源局的第一批新能源微電網示范項目2。截止到 2024 年 4 月底,青島有 13 個微電網項目被列入國家發改委、工信部等各部委示范項目。除青島西海岸新區的齋堂島 500
22、kW 海洋能獨立電力系統示范工程項目外,其余均為并網型項目。從微電網投資主體劃分,青島市的微電網運行模式分為電網(電力分銷渠道)企業主導模式和非電網企業(其他微電網投資方)主導模式。電網企業主導模式以中德生態園多能互補綜合能源示范項目為代表;其余是非電網企業(其他微電網投資方)主導模式。從應用場景的角度劃分,青島市主要為智能車棚的光儲充微電網、工業園區微電網和公共建筑微電網。青島市代表性的微電網示范項目如表 4所示。2 由于企業原因,兩個項目均未能建設完成。7青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查表 1.4:青島市微電網代表性示范工程基本信息一覽表3時間時間項目名稱項目名稱建設單位建設單位
23、示范類別示范類別運營運營模式模式主要示范內容主要示范內容2017500kW海洋能獨立電力系統示范工程中國海洋石油總公司國家海洋局海洋可再生能源專項資金項目離網該項目位于青島西海岸新區的齋堂島,由中國海洋石油總公司牽頭承建,項目總投資5500萬元。該示范工程以海流能裝置為主,輔以風能與太陽能,500千瓦裝機容量包括300千瓦潮流能裝置,以及150千瓦風機與50千瓦太陽能裝置。實現海洋能與太陽能、風能等多能互補。2020 青島特銳德智能光伏微網系統特銳德股份有限公司工信部公布第一批智能光伏示范企業及示范項目并網該項目以廠區A、B、C、D四座大型廠房屋頂光伏和充電樁為基礎,實現了雙向配網、分布式光伏
24、風電、智慧儲能、電動汽車充放電、電熱轉換等多能源交互管理。既可以與外部電網并網運行,也可以孤網自治運行。該系統將原先各個電力系統冗余的功能合并之后,設備投資下降30%,用戶用電成本也將下降30%。2020 青島東軟載波園區微電網東軟載波股份有限公司工信部公布第一批智能光伏示范企業及示范項目并網項目由青島東軟載波公司投資建設運營,2019年1月投運,是青島市首個風光儲充一體化綜合能源微電網項目。系統包含光伏發電單元、風力發電單元、儲能單元、交直流負荷、微網能量控制平臺,通過就地控制和中央控制,實現整個微電網系統的統一集成、調控、管理的協調控制,從而實現自發自用、余電上網,充分利用綠色能源的企業用
25、電需求。2024中車青島四方車輛研究所有限公司2.4MWp分布式光伏項目中車青島四方車輛研究所有限公司工業和信息化部第四批智能光伏試點示范項目并網該項目利用中車四方所上馬產業園生產制造車間建筑屋頂建設光伏系統,采用了電站運維云平臺、儲能EMS、清掃機器人等智能化技術,總并網容量2417.76kW,年發電量在285萬度以上,每年可減少二氧化碳排放量2684噸,節約標準煤934.8噸。3 2017年,國家發改委、國家能源局新能源微電網示范項目:中德生態園啟動區泛能微電網項目和青島董家口港新能源微電網示范工程項目,因建設資金沒有到位,立項未建成。8青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查時間時間項
26、目名稱項目名稱建設單位建設單位示范類別示范類別運營運營模式模式主要示范內容主要示范內容2023 青島海爾中德智慧園區光儲充智能微網項目海爾集團工信部公布第三批智能光伏示范企業及示范項目并網該項目位于青島西海岸新區的海爾中德智慧園區,以園區13萬的屋頂上,總裝機量13.5兆瓦的光伏發電系統為基礎,借助卡奧斯智慧能源平臺,運用“云大物移智鏈邊”技術,打造園區級“源網荷儲用”一體化智能微網解決方案。實現了電力供應削峰填谷,節省了配電增容費用,增加新能源消納。2020青島奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱項目(光儲直柔微電網)青島能源集團住房和城鄉建設部、聯合國開發計劃署、全球環境基金“中國公共建筑能
27、效提升項目”并網該項目位于青島市市南區,是由青島能源集團與青島旅游集團合作,借助亞洲開發銀行貸款建設運行的。項目將海水源熱泵、太陽能光伏、風能、空氣源熱泵、污水源熱泵、工業余熱回收等可再生能源與清潔能源技術整合,為包括國際會議中心、奧帆博物館、媒體中心、宴會廳等10座建筑在內的奧帆中心整個社區供熱和供冷。光儲直柔微電網的應用是該項目的一大亮點。2023中德生態園多能互補綜合能源示范項目國網山東綜合能源服務有限公司、國網山東省電力公司青島供電公司聯合建設國家電網重大科技課題示范項目、山東省重點研發計劃項目、山東省綠色建筑與建筑節能試點示范項目并網該項目位于青島西海岸新區中德生態園內,由國網山東綜
28、合能源服務有限公司、國網山東省電力公司青島供電公司、國網山東省電力公司電力科學研究院聯合建設。項目總投資1.2億元,由多能互補聯合供能系統、綜合能源系統能效試驗研究平臺、區域綜合能源智能優化與控制系統等構成。2024青島國際機場集團有限公司膠東機場光伏發電項目青島國際機場集團有限公司工業和信息化部第四批智能光伏試點示范項目并網項目利用膠東機場貨站貨庫及綜合交通換乘中心屋頂層安裝光伏發電子系統,就近并網消納,全部自發自用,光伏覆蓋面積約4萬平方米。2024中車青島四方車輛研究所有限公司2.4MWp分布式光伏項目中車青島四方車輛研究所有限公司工業和信息化部第四批智能光伏試點示范項目并網該項目利用中
29、車四方所上馬產業園生產制造車間建筑屋頂建設光伏系統,采用了電站運維云平臺、儲能EMS、清掃機器人等智能化技術,總并網容量2417.76kW,年發電量在285萬度以上,每年可減少二氧化碳排放量2684噸,節約標準煤934.8噸。資料來源:課題組整理。9青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(2)試點示范項目運行模式本部分從技術配置、盈利模式、經濟效益、和節能降碳效益四個維度分析青島地區微電網示范項目的具體運行模式。其中,技術配置重點介紹示范項目技術配置,簡要描述微電網接入方案和技術方案;盈利模式重點闡述具體案例獲取利潤的方式;經濟效益重點分析示范項目的投資收益;節能降碳重點闡述案例取得的節能
30、降碳效益。(1)工業園區-東軟載波信息產業園微電網該項目位于青島市膠州市創新大道 17 號的東軟載波信息產業園區內,是青島市首個風光儲充一體化綜合能源微電網項目,總投資 853.76 萬元。項目由青島東軟載波科技股份有限公司(以下簡稱“東軟載波”)投資建設運營。示范項目 2018 年開始建設,2019 年 1 月,微電網項目投入運行。主要包含光伏發電單元、風力發電單元、儲能單元、交直流負荷和微網能量控制平臺。系統具備并網運行、離網運行、并離網切換模式,通過就地控制和中央控制,實現整個微電網系統的統一集成、調控、管理的協調控制。作為綠色智慧低碳園區多能互補微電網示范項目,2020 年 7 月,被
31、列入工信部公布第一批智能光伏示范企業及示范項目。技術配置。該項目由“源網荷儲”以及控制系統組成。其中,智能微網控制器和能源路由器是智能微電網的核心處理設備,為實現能源互聯網的供、儲、需的能量多元互動提供支撐;“源”由 1448.2kWp 屋頂光伏和光伏車棚、20kW 風電機組,以及主電網構成;“網”是能源傳輸網絡,包括輸電線路和電力系統設備(配電室、配電箱等);“荷”由智能照明、智能空調,以及充電樁組成,其中,充電樁具體包括 2 個 60kW 直流充電樁、2 個 30kW 直流充電樁和若干 7kW 交流充電樁;“儲”由 683kWh 鋰電儲能電池組成。既可以滿足電網削峰填谷,提高光伏系統的消納
32、率,還可以作為備用電源為園區用能提供應急供電,保證重要負載不掉電。技術配置詳見表 5。表 1.5:青島東軟載波信息產業園微電網項目裝備功能定位功能定位設備名稱設備名稱技術參數技術參數數量數量控智能微網控制器和能源路由器1套源變槳距風力發電機10kWDC400V2套獨立塔桿16 米2套光伏組件1448.2kWp1套光伏并網逆變器60kW14 套50kW4套直流變流器200kw1套儲能逆變器100kW1套250kW1套儲儲能系統683kwW 鋰電1套10青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查功能定位功能定位設備名稱設備名稱技術參數技術參數數量數量網微電網專用控制逆變一體機WB-10kWAC38
33、0V2套雙向變流系統1套荷直流充電樁60kW2套30kW2套交流充電樁7kW4套智能照明智能空調儲儲能系統683kwW 鋰電1套資料來源:課題組根據調研資料整理。圖 1.1:青島東軟載波園區微電網示意圖盈利模式。項目可再生電力采取“自發自用,余額上網”模式,主要依賴分時電價政策參與削峰填谷的輔助市場,分布式光伏電量余額上網獲取收益,以及變壓設備基礎容量配套費節約。經濟效益。該項目系統總投資 853.76 萬元,年發電量大概 145 萬千瓦時,項目年均自用電量 110 萬千瓦時,年均上網電量 35 萬千瓦時;年均從電網購電 170 萬千瓦時。儲能電池通過峰谷分時電價每年獲利約 110 萬。另外,
34、分布式光伏發電、儲能電池削峰填谷,可每年節約變壓設備基礎容量配套費 17.8 萬元。11青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查節能降碳。項目年度可再生電力發電量為 145 萬千瓦時,按照 2022 年全國單位火電發電量煙塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳排放因子4,項目年度可再生電力發電量可直接減少煙塵 24.65 千克、二氧化硫 120.5 千克、氮氧化物 192.85 千克、二氧化碳排1194.8 噸。(2)公共建筑類-青島奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱項目該項目以“分布式綠能多能互補”為核心,構建了包括國際會議中心、奧帆博物館、媒體中心、宴會廳等 10 座建筑在內的奧帆中心多能互補
35、、多能聯供的區域新能源系統。2022 年,奧帆中心被住房和城鄉建設部認定為全國首個“零碳社區”。技術配置。該項目包括海水源熱泵、太陽能光伏、風能、空氣源熱泵、污水源熱泵、工業余熱回收等清潔能源技術。在能源供給側,通過海水源熱泵、太陽能光伏等新能源系統的應用,逐步替代高碳排放的能源形式,并實現分布儲能、建筑直流供電、停車場直流充電樁以及部分終端設備需求側響應模式的一體化應用。在智慧化運營管理中,通過建設區域能源控制平臺(能耗監測、智慧管控),運用大數據、互聯網和深度學習技術,打造智慧能源控制系統,實現能量消耗、能效評價、能量調度和安全保障的智慧管理。盈利模式。項目以太陽能滿足對于電力的基本需求,
36、地熱能和空氣源滿足對于冷熱的需求。具體而言,建筑在冬季所需的熱主要靠清潔電力驅動的高效熱泵搭配蓄能產生,生活熱水采用光伏直驅變頻熱泵進行制備。建筑在夏季所需的冷主要靠清潔電力驅動的冷機或熱泵搭配蓄能產生,制冷系統的冷卻塔用海水/地表水或非飽和干空氣作為冷源。項目國會中心光伏裝機規模 600 千萬,累計年發電量量 59.6 萬千萬時,采取自發自用,多余電量通過接入電網。經濟效益。通過多能互補,項目每年至少能直接減少 375.7 萬的能源成本,綜合投資回收期為 4-7 年,相當于 15%-25%的投資回報率??紤]到項目具備較高的額外性,有潛力產生 CCER 減排量,項目產生的減排量參與自愿減排市場
37、和全國碳市場的配額抵消機制將有望進一步提升項目經濟性。另外,項目促進光儲直柔、海水源熱泵、能源互聯網、智慧能源控制系統等技術的推廣。節能降碳。分布式能源發電實現電量、熱量、天然氣供冷節約,每年能夠直接節約用電量 303 萬度,節約用熱量 2.2 萬吉焦,節約燃氣量 5500 標準立方米,每年直接減少碳排放 8663 噸,按照一棵樹 5kg 碳排放來計算,相當于種了 173.3 萬棵樹。4 中國電力企業聯合會,中國電力行業年度發展報告2023,2022年,全國單位火電發電量煙塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳排放分別為17毫克/千瓦時、83毫克/千瓦時、133毫克/千瓦時和824克/千瓦時。12青
38、島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查圖 1.2:青島奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱示意圖資料來源:青島市能源集團。(4)中德生態園多能互補綜合能源示范項目中德生態園多能互補綜合能源示范項目是國家電網建設、以技術研發和驗證示范為主要目的的綜合能源站。具體而言,國網山東綜合能源服務有限公司出資建設,國網山東省電力公司青島供電公司作為業主單位負責項目申報審批和運營,國網山東省電力公司電力科學研究院牽頭相關高校院所提供技術支持。2020 年,項目進入設計施工階段,12 月,工程取得建設工程規劃許可證。2021 年 8 月,研發試驗與大數據中心完成主體結構施工并封頂,同年,12 月研發試驗與大數
39、據中心設備全部到貨就位。2022 年 1 月熱能綜合供應系統完成調試,3 月配套電力工程正式送電,5 月完成系統聯合調試,9 月完成全部單體設備調試。2023 年 2 月完成竣工驗收備案。2023 年 12 月,項目通過國家電網公司科技部和山東省科技廳組織的技術驗收。項目計劃總投資 1.2 億元,實際投資 1.3 億元,占地面積 6528m2,總建筑面積6118.67m2。項目建設內容主要包括四個部分:一是研發試驗與大數據中心,包括展示廳、運營服務中心、綜合能源管控中心、辦公室、檢測中心、災備節點數據中心、10kV高低壓配電室等;二是多能互補冷熱電聯供系統,包括天然氣冷熱電三聯供系統、地源熱泵
40、系統、水蓄能系統、冰蓄冷系統、電蓄熱系統、空氣源熱泵系統、公共系統、太陽能光熱復合系統等;三是光、儲、充系統,包括光伏系統、儲能系統、負荷虛擬同步機系統(基于負荷虛擬同步機技術的充電樁)、多功能應用充電系統;四是綜合能源設備系統,包括儲能設備集裝箱、光儲充一體化電站、立體車庫、光伏車棚等。13青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查圖 1.3:中德生態園多能互補綜合能源示范項目示意圖技術配置。項目包括基于能源互聯網的區域智慧能源系統、多能互補聯合供能系統和綜合能源研發試驗與大數據中心?;谀茉椿ヂ摼W的區域智慧能源系統主要包括綜合能源儲能系統和區域綜合能源智能優化與控制平臺;其中,儲能系統包括
41、:2 套250kW/250kWh 儲能系、125kW/250kWh 光充儲一體化電站、1MWh 儲能虛擬同步機、1MW/250kWh 光儲虛擬同步機、負荷虛擬同步機。多能互補聯合供能系統包括 400kW 天然氣冷熱電三聯供系統、588kW 地源/空氣源熱泵、680kW 蓄冷/熱設備。包括儲能系統、儲能虛擬同步機系、光儲虛擬同步機系統、多功能多應用充電系統(包含光儲充一體化充電系統、智能立體車庫系統)、分布式光伏發電系統等。盈利模式。項目采用建造-運營-移交(Build-Operate-Transfer)模式,項目由國網山東綜合能源服務公司投資,國網山東省電力公司建設。建設驗收后移交國網青島電力
42、公司具體運營。其中,400kW 天然氣冷熱電三聯供系統(CCHP)、588kW 地源/空氣源熱泵、680kW 蓄冷/熱系統為華大基因、正大制藥及海爾工業智能研究院解決冷熱負荷需求;2 套 250kWh/250kW 儲能系統滿足華大基因 500kW 重要負荷獨立供電 1h 要求;1.78MW 光伏發電系統為項目提供部分用電電源,提高工程可再生能源利用率;1MWh 儲能虛擬同步機提供系統離網時負荷支撐能力;1MW/250kWh 光儲虛擬同步機及 10套 30kW/30kWh 負荷虛擬同步機用于平抑新能源發電及充電樁充放電頻率波動、4 車位光儲充一體化車棚;綜合能源研發試驗與大數據中心和綜合能源智能
43、優化調度與控制平臺,形成多能互補綜合能源開發應用領域的研發、檢測及創新中心和區域能源綜合管14青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查控運營服務示范中心,為中德生態園企業提供電能監測及用能管理服務。經濟效益。綜合能源服務是以客戶為中心,在安全經濟供電方案的基礎上,提供包括能效診斷、節能改造、運行托管等在內的多種能源增值服務,為終端能源消費者提供更多定制化、個性化的能源產品與服務,幫助終端能源消費者提高能效、降低綜合用能成本。項目試運行數據顯示,冷熱電三聯供系統能源綜合利用效率為 85%,可再生能源利用占比 50%以上節能降碳。整個系統可以同時實現發電、采暖(制冷)和提供生活熱水,具有環保、節
44、能和高效率等特點,與傳統供能方式相比,項目可節能 30 40%。減少 SO2、NOx 等污染物的排放。項目正式運行后年可實現節約標煤量為 1927 噸,年減排二氧化碳 3167 噸、氮氧化物 72 噸、二氧化硫 145 噸、煙(粉)塵 1310 噸。(3)光伏+充電樁-特銳德智能光伏微網系統本示范項目建設集“光、充(放)、儲、配”高度融合的新能源微網系統,并與智能電網組成護衛支撐的網架結構。技術配置。該示范工程建設 MW 級變配光儲充微網系統,具體而言,基于園區建筑幕墻和屋頂,發展分布式光伏發電并就地消納,降低變壓器投資;利用儲能電池、電動汽車放電,配合能量調度管理系統,結合峰谷電價差實現用能
45、成本最優化;對電動汽車群充電負荷統一調度管理,實現汽車群的有序充放電,減少無序充電對配電網的沖擊,降低配網投資容量;交直流混聯微網,結合光伏、儲能電池、電動汽車等直流源和負荷,以 400V 或 10kV 接入電網。能量管理系統實時監測源網荷,結合多種運行控制策略,保證微網系統經濟、高效運行。表 1.6:特銳德智能光伏微網系統規模數據表光伏光伏儲能儲能電動汽車電動汽車電動汽車10kw電動汽車10kw配電負荷配電負荷變壓器容量變壓器容量1MW320kWh400kw32輛800kw1250kWA重要負荷直流負荷并離網切換電動大巴40kW占地面積結構形式320kw225kW無感知2輛25m預制艙盈利模
46、式。除了分布式光伏余額上網之外,基本收益主要包括以下幾個方面:一是電費收入,運營商可基于電費成本,設置電費價格,從而賺取電費差價;二是運營商可自主設置服務費標準,用戶充一次電收取一定的服務費;三是與廣告商達成合作,在充電樁上推送廣告,運營商獲得廣告收益;四是運營商與合作方達成合作,從中收取適當的傭金或分紅。此外,運營商可以聚合商的方式,整合智能光伏微網資源,參與電網調峰、需求側相應等輔助交易獲得收益。15青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(3)試點示范的主要經驗1.規劃引導、政策激勵強化規劃引導。為了推動國家有關微電網相關部署,青島市“十四五”能源發展規劃把微電網作為完善智慧電力供應體
47、系的重要支點。同時,也是青島戰略新興產業重點發展方向之一。2023 年 10 月青島市新型儲能發展規劃(2023-2030 年)(征求意見稿)中多項重點任務中提到了推進微電網建設。除了規劃引導之外,綠色發展政策也起到了良好的協同效應。例如:工信部門綠色制造體系鼓勵申報企業加大分布式能源開發、建設微電網。截止到 2024 年 6 月底,青島市累計創建省級綠色工廠 18 家、綠色供應鏈管理企業 4 家、綠色工業園區 1 家,打造國家級綠色工廠 54 家、綠色供應鏈管理企業 11 家和綠色工業園區 1 家,11 家入選工信部智能光伏示范企業及示范項目。2022 年青島市科技計劃科技惠民示范專項對青島
48、奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱項目給與了 100 萬元的補貼支持。2.注重培育產業土壤微電網的推廣離不開微電網配套產業的完善。青島市一直將新能源產業作為戰略新興產業發展的重要著力點,已經在儲能、氫能、智能電力裝備、新能源汽車等細分行業門類形成了一定規模和競爭優勢。新能源產業發展不僅也為微電網試點示范厚植了良好產業基礎,還在硬件供應商、綜合解決方案提供商等領域形成了一批支撐微電網發展的龍頭企業。通過微電網試點示范,技術適用性的得到了工程驗證,為后續市場開拓提供了過硬的技術和產品支撐,增強了微電網相關企業或鏈主企業發展信心。3.推動“政產學研用金”聯動青島在推進微電網試點示范過程中,十分注重政
49、產學研用金聯動。除了通過規劃引導、政策激勵之外,政府還通過舉辦論壇方式搭建產學研對話平臺,2023 年 8 月青島市承辦了“節能服務進企業”暨工業綠色微電網交流研討會,增加社會各界對微電網了解和認知。在產學研合作方面,清華大學江億院士團隊為青島奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱項目;山東省電力科學研究院、山東大學,中國電科院級高校為國網中德生態園多能互補綜合能源示范項目提供了技術支撐,有利促進了上述示范項目的落地。同時,青島奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱項目得到了亞洲開發銀行貸款的資助。青島市大力發展綠色金融,積極開展氣候融資試點,為包括微電網示范項目在內的低碳技術推廣提供了綠色融資支持。
50、4.注重龍頭企業帶動青島市微電網試點示范一個突出特征是龍頭企業深度參與,既有中海油、國家電網等央企,青島機場集團有限公司、青島能源集團等地方國企,還有特銳德、東軟載波等青島市民營上市公司。這些企業創新意識強、實力雄厚,對微電網發展態勢具有很強的前瞻性。通過微電網試點示范不僅驗證了微電網關鍵技術的可行性,為后續技術迭代積累寶貴經驗,以便搶占未來產業發展先機;同時,微電網試點示范,也是企業踐行 ESG理念、展示企業社會責任擔當的重要舉措,能夠為企業發展贏得社會良好聲譽。16青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查第二章 青島市微電網發展中的利益相關者訴求分析政府、投資者、電網公司和用戶(項目業主
51、)都是微電網最重要的利益相關者9-10。本部分重點分析政府、投資者、電網公司和用戶(項目業主)四類核心和其他利益相關者,結合青島市微電網典型試點示范項目不同的應用場景,分析上述利益相關方的主要利益訴求。微電網示范項目的利益相關者及其關系如圖 2.1 所示。22 范,也是企業踐行 ESG 理念、展示企業社會責任擔當的重要舉措,能夠為企業發展贏得社會良好聲譽。二二、青青島島市市微微電電網網發發展展中中的的利利益益相相關關者者訴訴求求分分析析 政府、投資者、電網公司和用戶(項目業主)都是微電網最重要的利益相關者9-10。本部分重點分析政府、投資者、電網公司和用戶(項目業主)四類核心和其他利益相關者,
52、結合青島市微電網典型試點示范項目不同的應用場景,分析上述利益相關方的主要利益訴求。微電網示范項目的利益相關者及其關系如圖 4 所示。圖 4 微電網的利益相關者及其關系圖 1.地方政府 大力發展可再生能源,推進能源轉型,積極應對全球氣候變化,微電網企業?項目投資方用戶國家電網政府電力交易機構環境交易機構交易服務交易服務金融機構科研機構技術支持資金支持融資支持政策支持政策支持項目土地、屋頂等資源合作機制資金支持補貼科研經費電量流資金流功能流圖 2.1:微電網的利益相關者及其關系圖17青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(1)地方政府大力發展可再生能源,推進能源轉型,積極應對全球氣候變化,成為
53、世界各國高度共識。政府在微電網試點示范的主要訴求有以下幾點。一是拓展電網可調控資源,提升供電整體穩定性。通過微電網與主網并網或孤島運行的模式下,自主地管理和控制自身的電力系統,實現電能的自給自足和優化配置,同時,通過與主網協調運行或獨立運行,能夠增加電力系統的容錯能力和應急能力,降低電力系統的故障風險,提升地方電力系統穩定性。二是促進分布式可再生能源的發展與就近消納。通過微電網就近消納分布式電力,助力地方政府完成上級政府下達的可再生能源能源消納任務,提高能源自給率,提升能源供給安全水平;同時,可再生電力的就近消納,幫助減少當地對傳統化石能源的消費,減少二氧化硫、氮氧化物以及二氧化碳等污染物排放
54、,實現降碳減污協同效應。三是加快新型電力系統關鍵技術研發應用,培育經濟增長新動能。通過微電網試點和示范項目,促進人工智能、大數據、物聯網、先進信息通信等與電力系統深度融合,加快柔性直流輸配電、新能源主動支撐、大規模儲能電站、新型電力系統仿真和調度運行等技術的研發、示范和推廣應用,加快新型電力系統關鍵技術儲備與迭代,推動相關軟硬件設施研發與制造,加快地方經濟增長新動能培育,助力地方經濟高質量發展。例如,德生態園多能互補綜合能源示范項目,承擔著新技術的研發、驗證、首臺套裝備示范功能,研制并投運了 7 個綜合能源領域國內首臺(套)裝備系統,成為微電網技術重要示范平臺。(2)國家電網一是提高電力服務質
55、量。通過微電網為用戶提供穩定、高效、清潔的電能,確保主網在電力中斷、波動、干擾等緊急情況下,用戶基本用電需求能夠得到有效保障。二是提高電力系統效率。通過微電網利用分布式能源和儲能設備,實現電能的本地化生產和消費,減少了對主網的依賴和負擔,提高電力系統的效率和性能。三是提高電力系統智能化。通過微電網的智能化管理和控制,實現與主網或其他微電網進行智能化的協調和互動,提高了電力系統的智能化水平和服務水平。(3)投資方/運營方微電網獨立的第三方投資機構動機比較直接,通過投資微電網獲得合適的投資回報率。但由于目前項目投資回收期普遍較長,大部分微電網項目經濟性不高。所以,大部分試點示范項目采取投資運營一體
56、化模式,降低系統運行成本。通過微電網關鍵技術與裝備研發和驗證,打造企業核心技術和產品推廣的樣板工程,積累微電網運營經驗,以便搶占即將到來的產業機會。(4)用戶無論是自建自用用戶還是為其他企業供電,用戶對微電網的訴求:一是節能降本。18青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查山東進一步優化了峰谷分時電價政策,微電網運營商可以按照峰谷電價、實時電價,為企業優化用能策略,實施源荷柔性控制,節能降本。二是參與電力市場交易,提升經濟性。隨著電價交易機制的不斷完善,虛擬電廠建設加速,工商業用戶可參與電力現貨市場交易,可以通過動態優化用電策略、賺取電費收益。三是能夠幫助用能源企業減少碳足跡,提升綠色競爭力
57、。微電網幫助企業更多利用可再生能源資源,幫助企業減少對傳統化石能源的依賴,降低碳足跡,提高綠色競爭力。最后,幫助窗口示范性用戶樹立良好社會形象。如:青島奧帆中心零碳社區多能互補式清潔供熱項目能夠幫助青島文旅集團、海爾洲際酒店等入駐企業樹立良好的社會形象,展示中國企業綠色低碳創新實踐風采。(5)其他利益相關者微電網的利益相關者還包括電力交易機構、金融機構、科研機構、環境權益交易機構等。但是就目前而言,青島市微電網示范項目的利益相關者主要是金融機構和科研機構。金融機構主要訴求是為綠色信貸找到相對理想投資標的,展示金融機構推進綠色轉型的負責任的良好形象;對于國有商業銀行,還有完成上級銀行下達的綠色信
58、貸的任務;科研機構是為微電網提供技術支撐,通過解決項目實施中的技術難題,提高研究團隊解決實際問題的能力,通過產學研合作促進微電網相關技術成果產業化,實現經濟和社會效益雙贏。19青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查第三章 青島市微電網典型示范案例效益評估(一)青島東軟載波信息產業園微電網(1)項目盈利性分析該項目產生電力主要是企業自用,其收益主要來自電費節約、峰谷價差套利和變壓設備容量節約。本項目光伏系統殘值按照 5%計,儲能系統殘值按照 30%計,風力發電殘值按照 3 萬元計,充電樁無殘值。儲能系統和充電樁系統均為 8 年,光伏系統和風力發電系統均為 24 年。假設光伏系統組件衰減率,第
59、 1-2 年每年衰減 2%,3-24 年每年衰減 0.70%。不計衰減首年理論上最高發電量 176.4096 萬 kwh,考慮衰減條件下,第 1年發電量為 174.65 萬 kwh,依次遞減,第 24 年發電量為 142.80 萬 kwh。由于儲能系統和充電樁系統使用壽命分別為 8 年,考慮到儲能和充電樁成本下降因素影響,本部分設置兩種情景研究項目盈利能力。情景一:凍結情景,即儲能系統和充電樁系統到期后,按照 2018 年初裝成本更新,整體項目壽命周期(24 年)內,電力價格維持在 2018 年電力價格水平。情景二:動態情景,即儲能系統和充電樁系統到期后,按照最近市場平均成本更新,2024 年
60、以前電力價格采用 2018 年電力價格水平,2024年起采用最新電價政策。20青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查表 3.1:青島市電價政策時間段時間段2018年2018年2024年2024年電費單價(元kwh)電費單價(元kwh)電費單價(元kwh)電費單價(元kwh)尖0.9762 1.2317峰0.8616 1.0843 平時段0.5750 0.7404谷0.2885 0.3965深谷0.2982儲能加權電價0.60200.9087光伏加權電價0.70440.7404(按平)風電加權電價(按平)0.57500.7404充電樁充電單價(按平)0.57500.7404資料來源:2018
61、 年數據由企業提供。2024 年數據由課題組根據山東省2024 年分時電價政策執行公告整理。(1)項目成本與收益結構我們以凍結情景考察項目的成本與收益結構。凍結情景下,項目總投資 853.76 萬元,其中,儲能系統 173.76 萬元,占比 20.35%,光伏系統 610 萬元,占比 71.45%;充電樁系統 20 萬元,占比 2.34%,風力發電系統 50 萬元,指標 5.86%。運營成本方面,儲能系統 1 萬元/年,光伏系統 2 萬元/年,充電樁系統 0.1 萬元/年,風力發電系統 0.2 萬元/年,合計 3.3 萬元。凍結情景下,項目收益凈現值為 645.46 萬元,其結構與成本結構呈現
62、出的相似特征,儲能系統收益占比 22.09%,光伏系統收益占比71.95%;充電樁系統收益占比 3.94%,風力發電系統收益占比 2.02%。光伏系統71.45%儲能系統20.35%充電樁系統2.34%風力發電系統5.86%光伏系統71.95%儲能系統22.09%充電樁系統3.94%風力發電系統2.02%圖 3.1:項目系統成本結構(左)和收益結構(右)21青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(2)效益分析凍結情景和動態情景,經濟效益評價如表 8 所示。項目經濟評價周期按照 24 年計算,從絕對指標來看,凍結情景和動態情景,整個項目運營收益凈現值分別為 645.46 萬元和 732.83
63、 萬元,動態投資回收期分別為 9.06 年和 8.48 年;從相對指標來看,整個項目內部收益率分別為 13.96%和 14.74%。綜上,項目具有一定的經濟可行性。與凍結情景相比,動態情景下,由于山東省分時電價政策調整和儲能系統更新成本下降,進一步提升了項目經濟性,項目凈現值增加了 93.57 萬元,動態投資回收期縮短了 0.58 年,內部收益率提升了 0.78 個百分點。表 3.2:青島東軟載波信息產業園微電網項目經濟效益評價凍結情景凍結情景動態情景動態情景項目成本(萬元)財務凈現值(萬元)成本(萬元)財務凈現值(萬元)儲能系統351.18*65.83 262.47*169.64光伏系統61
64、0564.26 610568.68 充電樁系統40.42*28.8040.42*-0.46風力發電系統50-13.4350-5.02項目總投資1051.6645.46962.89749.27財務凈現值645.46732.83動態投資回收期9.06年8.48年內部收益率13.96%14.74%注:*數據是為第8年和第16年儲能系統和充電樁系統,重新更新的投資額折現后與初始投資值之和。資料來源:企業調研數據。(3)敏感性因素分析儲能配比、儲能組建成本以及電價政策,是影響微電網項目經濟可行性的重要因素。我們以凍結情景為例研究儲能比、儲能組建成本以及電價政策對青島東軟載波信息產業園微電網經濟性影響,其
65、中,以峰谷價差大小衡量電價政策友好程度。儲能配比。項目儲能是按照光伏發電裝機容量的 23.26%,2 個小時建設的,整個項目財務凈現值為 645.46 萬元,動態回收期分別為 9.06 年,內部收益率為 13.96%。假設儲能配比減少到 10%,整個微電網項目財務凈現值為 711.78 萬元,動態投資回收期7.36 年,內部收益率為 15.76%。假設儲能配比例增加到 30%,整個微電網項目財務凈現值為 711.78 萬元,動態投資回收期 7.36 年,內部收益率為 15.76%。22青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查表 3.3:配儲比例變化對項目影響分析項目項目配儲比例10%配儲比例
66、10%配儲比例23.26%配儲比例23.26%配儲比例30%配儲比例30%財務凈現值711.78萬元645.46萬元611.75萬元動態投資回收期7.36年9.06年9.69年內部收益率15.76%13.96%13.18%可以看出,儲能配儲比例增加會增加動態投資回收期,降低財務凈現值和內部收益率,導致項目效益降低。儲能電池成本。項目建設時,儲能電池價格大約為 2544 元/kwh。目前,儲能電池價格一直呈下降趨勢,故敏感性分析僅分析下降情況。假設價格下降 10%,整個微電網項目財務凈現值為 668.03 萬元,動態投資回收期 8.81 年,內部收益率為 14.37%。假設價格下降 30%,整個
67、微電網項目財務凈現值為 713.16 萬元,動態投資回收期 8.18年,內部收益率為 15.25%。假設價格下降 50%,整個微電網項目財務凈現值為 758.29萬元,動態投資回收期 7.36 年,內部收益率為 15.76%。表 3.4:儲能設備價格下降對項目影響分析項目項目原方案價格原方案價格價格降10%價格降10%價格降30%價格降30%價格降50%價格降50%財務凈現值645.46萬元668.03元713.16元758.29萬元動態投資回收期9.06年8.81年8.18年7.08年內部收益率13.96%14.37%15.25%16.18%可以看出,儲能電池價格下降會降低動態投資回收期,增
68、加財務凈現值和內部收益率,導致項目效益提升。峰谷價差。按照 2024 年新電價進行計算,整個微電網項目財務凈現值為 701.16 萬元,動態投資回收期 8.71 年,內部收益率為 14.59%。23青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查表 3.5:峰谷價差對項目影響分析項目項目原電價原電價2024年電價2024年電價財務凈現值645.46萬元701.16萬元動態投資回收期9.06年8.71年內部收益率13.96%14.59%項目敏感度系數如表 3.6 所示。從結果可以看出,峰谷價差對項目內部收益率影響最大。表 3.6:敏感度系數(內部收益率為基準)指標指標敏感系數敏感系數配儲比例0.19儲
69、能設備價格0.29峰谷價差0.88資料來源:根據企業調研數據測算。(2)案例主要經驗自研降低了項目整體成本。作為我國電力線載波通信設備領域中的領導企業,東軟載波敏銳地捕捉到微電網在促進分布式能源就地消納中作用與發展機遇,以自身信息產業園屋頂分布式光伏開發為契機,加大微電網系統及關鍵技術研發,為東軟載波快速切入智能電網領域儲備了大量的技術、人才和運行經驗。研發成本由東軟載波集團承擔,降低了項目整體成本,提升項目的經濟性。同時,民營企業內部決策效率高效,項目在建設、移交、運營中很容易實現平滑過度,降低項目運營過程中溝通、協調等隱性成本。自營自用確保了項目設計參數與需求的精準匹配。由于投資方、運營方
70、和能源服務需求方均為同一主體,微電網項目為青島東軟載波自身的信息產業園服務,也保障了微電網相關設計參數更好與園區生產負荷、分布式能源資源及電價政策實現高度匹配,進一步提升了項目運行效率。24青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(二)中德生態園多能互補綜合能源示范項目(1)效益分析(1)經濟效益理論上,項目設計生產能力:年發電量為 232 萬 kWh,光伏年均上網電量約為177.34 萬 kWh,年供冷總量 475 萬 kWh,年供熱(熱水)總量 305 萬 kWh,年供蒸汽總量 5224 噸。實際生產能力為:年發電量為 173.85 萬 kWh,光伏年均上網電量約為 119.19 萬 k
71、Wh,年供冷總量 475 萬 kWh,年供熱(熱水)總量 305 萬 kWh,實際年供蒸汽總量 5224 噸。項目運行成本約 780 萬元/年,主要包括原輔料(含燃料)成本 421 萬元/年,人工成本 200 萬元/年,固定資產折舊 239 萬元/年。收入約(未含儲能調峰)971 萬元/年。(2)環境效益根據試運行數據分析,冷熱電三聯供系統能源綜合利用效率為 85%,可再生能源利用占比 50%以上,與傳統供能方式相比,可節能 30 40%。整個系統可以同時實現發電、采暖(制冷)和提供生活熱水,具有環保、節能和高效率等特點,減少 SO2、NOx等污染物的排放。項目正式運行后年可實現節約標煤量為
72、1927 噸,年減排二氧化碳 3167 噸、氮氧化物 72 噸、二氧化硫 145 噸、煙(粉)塵 1310 噸。(3)社會效益該項目除了被列入國家電網第一批綜合能源類重點科技指南項目和山東省重點研發計劃項目外,還被列入 2023 年度山東省綠色建筑與建筑節能試點示范項目。項目實施過程中,研制并投運了 7 個綜合能源領域國內首臺(套)裝備系統,即:直流臺區(光儲充能量路由器)、重要負荷高可靠供電設備、區域綜合能源優化調度系統、區域協調控制器、虛擬同步發電機、重要負荷獨立運行保護裝置和基于實時仿真的多能互補綜合能源數字孿生系統,實現了工程建設與技術創新的深度融合。項目共申請發明專利 43 項,軟件
73、著作權 15 項,制定能源行業標準 2 項。國家電網公司科技部和山東省科技廳組織的驗收中,專家組確認項目總體技術指標達到國際先進水平。示范工程建設,為國網山東電力公司儲備了綜合能源服務領域的產品技術,提升了公司綜合能源服務能力,培育了企業在該市場領域的核心競爭力。25青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(2)案例總結(1)項目以技術驗證與工程示范為主,較好地完成了示范目標作為國家電網公司展綜合能源服務業務的先行試點,項目主要目的是通過多種能源的互補供給、傳輸控制、需求響應等前沿技術的示范,打造綜合能源服務樣板工程,為未來綜合能源服務提供動模仿真、設計運行優化等服務,為能源互聯網前沿技術的
74、研發、應用和推廣提供了強有力的平臺,帶動綜合能源業務前端開拓和后臺支撐團隊建設,全面推動綜合能源業務發展。同時,依托示范工程建設青島市能源大數據中心,為電網業務和新興業務提供平臺化支撐,支撐泛在電力物聯網建設,構建共建共享共治共贏的能源大數據生態體系。(2)加強規劃銜接推動示范項目產能釋放除了技術研發與驗證示范之外,示范項目落戶中德生態園一個重要原因是,根據規劃園區企業冷、熱、電負荷需求快速增長,建立區域能源綜合管控運營服務示范中心,為中德生態園華大基因、正大制藥、海爾工業智能研究院等企業提供電能監測及用能綜合服務。但是園區產業規劃調整,園區路網規劃調整,以及示范項目交付等原因,示范項目原定的
75、用能綜合服務目標沒有順利實現。例如,盡管與華大基因三期項目簽訂了750 伏直流供電協議和供熱供冷協議,由于建設進度、路徑建設調整等原因,示范項目從供能主體變成了備用能源。(3)需要理順利益相關者關系,合理控制項目成本項目由國網山東綜合能源服務有限公司出資建設,但國家電網對小型基建項目從嚴掌握、審批流程較長。為了搶抓綜合能源發展機遇,示范項目用地由中德生態園劃撥國網山東省電力公司青島供電公司,由其辦理項目規劃許可、用地施工許可等手續。這造成項目出資方與業主方不一致,給示范項目后續規劃許可、用地施工許可辦理帶來了諸多麻煩。此外,由于國網規定電力公司必須聚焦主業,不能投資建設綜合能源站,導致國網山東
76、省電力公司青島供電公司不能建設綜合能源站,致使示范項目出資方無法直接從國網山東省電力公司青島供電公司直接收回投資。隨著各方關系理順,項目運行成本將會得到有效控制。26青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查第四章 青島市微電網推廣面臨主要問題與對策建議(一)制約青島市工業微電網推廣的主要障礙(1)微電網初始投資偏高,微電網荷容精準匹配難微電網初始投資依然偏高。微電網主要面向企業用戶級和園區級,主要包括源、網、變、控、儲五部分。盡管儲能成本顯著下降,但微電網控制系統、變配電設置投資成本仍然偏高。同時,新興控制技術在微電網中的應用,后續營運維護成本也偏高,導致微電網總體投資偏大。微電網荷容精準匹
77、配難。在園區級微電網建設過程中,對于存量用能主體而言,與用能成本節約相比,更加關注用能的安全性。為了提高用能的安全性,園區用能主體往往以最大用能負荷向微電網運營主體提交用能需求,造成微電網設計負荷偏高;對于新增用能主體而言,新增企業或產業項目導入不如規劃預期,也會導致用電負荷無法短時間內達到預期,也會造成微電網設計負荷過剩。導致微電網荷容精準匹配難,無形中推高了投資建造成本,降低了微電網設備使用效率和運行效率,進一步影響了微電網項目的經濟性。(2)微電網關鍵技術仍不成熟,與大電網協同亟待加強盡管微電網開展的不少的試點示范,但大都停留在技術應用探索階段,可推廣可復制案例相對較少。微電網技術不成熟
78、是其中一個原因。具體表現在:微電網支撐多能互補、并網離網的智能控制技術、能量管理技術、微網群之間協調和控制技術都還不成熟。同時,微電網控制系統集成度不高,運行效率和可靠性偏低,都在一定程度上限制了微電網的推廣。27青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查面臨更大范圍的高比例分布式能源就地消納及高可靠供電要求需要,大電網在不同層級具備平衡與自治功能,這就要求微電網要與大電網深度融合發展,但目前微電網與大電網協調亟待加強。(3)缺乏專項規劃引導,標準體系仍需完善盡管國家出臺能源相關政策都涉及微電網,但青島一直沒有出臺微電網發展專項規劃。微電網初始投資規模較大,急需出臺專項發展規劃,強化投資引導,
79、增強產業資本對投資微電網長期布局的信心。從標準支撐來看,微電網集成了儲能、光伏、冷暖氣、車輛充電樁等多種設備,這些設備及其背后的行業都形成了相對完善的標準。但已有微電網標準更多集中于系統性能和保障性,急需加快微電網設計標準和不同典型應用場景設計的相關標準建設。(4)企業認知水平不高、管理基礎薄弱,微電網標準化模塊化程度不高,商業模式亟待創新 盡管微電網試點示范推進了多年,但由于我國對分布式電源并網政策相對寬松,導致各類主體對微電網認知不足。微電網系統遵循自下而上構建邏輯,但很多用能企業管理基礎薄弱,缺少電氣設備的數字化臺賬、數字化運營管理、能源分級計量、負荷監測和計量等,難以推動實現用戶配電網
80、有源化、微網化以及管理-控制協同,更無法在此基礎上,積累足夠的負荷側可調節資源參與電網、市場高級互動。微電網用能企業的構建基礎亟待夯實。另一方面,微電網系統較多采用定制化開發和工程化施工方式,標準化模塊化預制化程度不高,亟待通過標準化設計和批量生產,降低微電網安裝和運行維護成本,使得微電網技術更加經濟高效,提高微電網用戶體和市場接受度。同時,微電網商業模式主要依賴傳統“賣電”和峰谷套利模式。微電網亟待采用先進的互聯網及信息技術,創新商業模式,滿足企業多樣化用能需求,積極參與電力市場交易,提升微電網經濟性。28青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查(二)加快青島市微電網推廣的對策建議(1)堅
81、持以荷定容的配置原則,以工業領域為主推廣微電網應用堅持以荷定容的配置原則,做好微電網規劃設計。開展微電網服務區域內的用電負荷詳細分析,合理確定微電網系統所需的發電容量、儲能容量以及配電設施的規模,減少微電網不必要的投資浪費;其次,做好系統可用資源的匹配,如:合理配置發電資源和儲能資源,特別是在高峰時段或低谷時段,根據負荷特性,匹配好系統可用資源,提高微電網經濟性。夯實微電網用能企業管理基礎,加快微電網在企業用戶和園區層面的推廣應用。建立企業電氣設備的數字化臺賬,做好能源分級計量和負荷監測和計量,逐步實現用戶配電網有源化、微網化及管理-控制協同。(2)加大微電網關鍵技術研究,打造技術示范平臺建設
82、加大微電網系統“源-網-荷-儲-控”各環節關鍵技術研發,著力提升微電網系統的靈活性和可靠性。重點開展微網層面內各種分布式資源的協同控制技術、微電網頻率和電壓動態穩定技術;微網群層面功率互濟與調度優化技術、微電網群觀群控技術。發揮中德生態園多能互補綜合能源示范項目平臺價值鏈作用,打造工業微電網系統關鍵技術研發、驗證、示范、人才培養等融為一體的載體平臺,強化在青島微電網標準制定、發展政策等方面的實證數據支撐作用。(3)推進電網系統的標準化、模塊化和預制化發展,加大商業模式創新推進微電網系統的標準化、模塊化和預制化發展。通過降低生產、安裝調試、運行維護成本,以及提高模塊的通用性,降低對專業技術的依賴
83、,使得微電網能夠快速響應市場和用戶需求,提高微電網的用戶體驗和市場接受度,為微電網商業化、規?;茝V提供堅實的基礎。創新微電網商業模式。一是積極參與電力市場的期貨交易和現貨交易,利用市場分析和預測工具,在期貨市場上提前鎖定較低的電力成本,有效管理價格波動風險;在現貨市場上,微電網根據實時供需狀況和價格波動,靈活調整購電和售電策略,實現成本效益的最大化。二是積極參與電力容量市場,通過提供必要的系統容量支持,獲取額外29青島市微電網發展研究基于典型示范項目的調查收益。三是參與需求側響應,通過調整用電模式響應電網需求,獲得相應的補貼。四是探索微電網聚合商機制,作為虛擬電廠的一部分,提供調頻、調峰等輔
84、助服務,進一步獲得市場補貼。這種聚合不僅增強了微電網在電力市場中的議價能力和影響力,還能夠提供更大規模的輔助服務,發揮更大的市場價值。(4)強化政策支撐,打造國家級微電網產業發展示范區一是加大對微電網的政策支持力度。研究將微電網建設納入財政局節能和循環經濟專項資金、節能技改資金等資金予以支持,利用財政杠桿撬動金融資本,探索發起在微電網發展產業基金。支持微電網相關制造企業系統集成商、項目設計單位、業主單位、電力公司以及應急管理部門要以實際應用場景為導向,打造一批微電網示范標桿項目。二是加快制定和出臺青島微電網推廣建設三年行動方案。明確微電網市場地位,優化微電網項目的審批流程和審批效能,明確不同應
85、用場景微電網建設路徑。針對工業園區微電網技術研發、清潔能源消費、裝備制造技術等全產業鏈環節,構建覆蓋上下游產業鏈以及全生命周期管理的微電網產業生態鏈,打造國家級微電網產業高質量發展示范區。三是組建產業聯盟。發揮青島地區微電網上中下游產業資源優勢和大學、產業研究院、科研院所科研資源優勢,組建微電網地方產業聯盟,加快產業關鍵共性技術攻關,加速創新成果產業化,充分釋放聯盟內龍頭企業融通創新引領效應,加快打造具有較強競爭力的微電網產業集群。四是優化營商環境,提振微電網產業投資信心。探索適應城市光伏等新能源發展的微電網技術及運營管理體制,完善屬地審批備案管理,優化微電網、儲能項目等新型電力系統項目的審批流程。由市政府投資引導基金作為出資人和主要發起人,在微電網領域發起設立產業基金,加大對微電網的投融資支持力度。進一步優化分時電價政策,提高峰谷價差,提升民營資本投資微電網信心。(5)加強宣傳引導,營造良好發展氛圍一是針對政府、企業、公眾對微電網缺乏了解的問題,以青島市國家碳達峰試點為契機,依托高校、協會等第三方機構,開展微電網知識科普和示范項目推廣政策宣講,提升各利益相關者認知水平,凝聚微電網推廣共識。二是組織工業園區、重點用能單位的微電網培訓會,提升各用能主體對微電網的認知和接受度,為微電網規?;茝V創造良好市場環境。