深度文章 | 面向多主体的园区综合能源系统投资收益量化分析

摘 要：新电改下园区成为电力改革重要实验区，在增量配电分开、多元源荷广泛接入情景下，园区综合能源系统投资界面出现了分化，投资主体呈现多元化特点，投资效益分析变得错综复杂。首先分析了新电改对园区综合能源系统运营的影响，基于不同投资分界面提出了 4 种运营模式，包括分布式电源发配售一体、分布式电源发售一体、配售一体和配网单营；其次构建了面向多主体的园区综合能源系统投资收益量化模型，最后根据实例案证，对比分析了四种运营模式下多主体投资收益计算结果。

（来源：中国电力 作者：闫湖，黄碧斌，洪博文，李琼慧，孙充勃）

0 引言 

综合能源系统是在规划、建设和运行等过程中，对各种能源的产生、传输与分配（供能网 络）、转换、存储、消费、交易等环节实施有机 协调与优化，进而形成的能源产供消一体化系 统[1-2]。目前中国正处于能源转型关键时期，能源成本高等问题突出。综合能源系统可有效提高能 效、降低投资运营成本，带动和提升能源相关产业的国际竞争力，对推进能源供给侧改革、推动中国能源转型具有重要意义，是“建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系”的重要组成部分[3]。 世界各国均制定了综合能源系统建设发展战 略，美国能源部 DOE2001 年提出综合能源系统发 展计划，并于 2007 年 12 月颁布能源独立和安全 法（EISA），要求在社会主要供用能环节必须规 划综合能源，美国一些大型电力公司同时也是典 型的综合能源供应商，如太平洋煤气电力公司、 爱迪生电力公司等 [ 4 ]。加拿大内阁能源委员会 2009 年 9 月颁布了相关指导意见[5]，明确提出在 全国范围构建社区综合能源系统（ integrated communityenergysolutions，ICES）。欧盟第 5 代框 架中提出多能源协同优化，对用户侧综合能源系统、多能源协同优化互补、可再生能源开发与交通运输清洁化等展开研究[6]，之后的第 6 代、第 7 代框架中继续对多能源系统优化展开了深入研 究[7-8]，于 2014 年提出地平线 2020 计划，在智 能、绿色和综合交通领域投入 63.39 亿欧元，在安全、清洁和高效能源领域投入 59.31 亿欧元。 日本重点开展智能社区技术的研究与示范，基于 社区综合能源系统（包括：电力、燃气、热力、 可再生能源等），集成交通、供水、信息和医疗系统[9]。中国 2016 年召开双清论坛“新一代电力综 合能源系统”，在多个 973、863 项目启动了综合 能源系统研究，且与新加坡、德国、英国等国家 在综合能源系统基础理论、关键技术、核心设备 和工程示范等多个方面开展国际合作。基于综合 能源系统的综合能源服务已成为众多发电企业、 新能源企业、电网企业重要转型方向[10-11]。 随着电力市场化改革推进，园区成为电力改 革重要实验区，园区综合能源系统建设运营成为 综合能源服务商主攻业务[1 2-1 3]。在增量配电放 开、多元源荷广泛接入下，园区综合能源系统投 资界面出现了分化，投资主体也呈现多元化特点，投资效益分析变得错综复杂。目前综合能源系统经济性研究方面已有一些针对单个组成单 元，比如分布式光伏开展了量化测算[14-16]，对分布式天然气、配网等开展了经济指标评价法，但量化投资效益测算尚未开展[17-19]，此外，分界面 属于电改形势下产生的新问题，面向多主体的综合能源系统分界面投资效益量化分析目前尚未有相关研究成果可供参考和借鉴。 

本文首先分析增量配电放开、售电侧放开对 园区综合能源系统投资运营的影响，提出不同分 界面下园区综合能源系统运营模式；其次，研究园区综合系统不同组成单元全生命周期投资收益计算方法，构建多主体投资的园区综合系统全生命周期投资收益量化模型；再次，选取典型案例，对多主体投资的园区综合能源系统投资收益计算模型进行实证分析；最后给出本文结论，提出园区综合能源服务商未来业务发展方向。

 1 新电改下园区综合能源系统运营模式 

在多元化源荷情景下，园区综合能源系统可由分布式电源（分布式光伏、分散式风电、分布式天然气、生物质等）、增量配电网络、储能装置、负荷等组成[20-21]（以下称之为单个组件）。 文献[22] 提出“向符合条件的市场主体放开增量配电投资业务”，“放开用户侧分布式电源建设， 支持因地制宜投资建设太阳能、风能、生物质能发电以及燃气“热电冷”联产等各类分布式电源”。国家发改委印发的《关于进一步推进增量配电业务改革的通知（征求意见稿）》（〔2018〕 356 号）文又提出“鼓励增量配电项目业主在配 电区域依托资源条件和用能需求建设分布式电 源”。因此，社会投资主体可以投资一个或若干 个分布式电源（包括储能）、一段或若干段增量 配电网络，也可以既投资分布式电源，又投资增 量配网。可见，在不同投资界面下，园区综合能 源系统运营模式有分布式电源发配售一体、分布式电源发售一体、配售一体和配网单营，如图 1 所示。 

不同运营模式下投资主体能整合资源不同， 所经营业务领域也不同，所以收益组成也不相同。比如对于配网单营模式，拥有的是配网资源，从事的是配电业务，通过“准许成本加合理收益”获取收益；对于发售一体化模式，拥有的是分布式发电资源和用户负荷资源，收益为用户售电收入与“过网费”之差。对于同时涉及多种业务，收益是多种业务收益的叠加。表 1 展示了 园区综合能源系统不同运营模式下收益构成。

2 面向多主体的园区综合能源系统投资收益量化模型 

2.1 综合能源系统单个组件成本模型 综合能源系统单个组件成本包括建设期的初始投资，运营期的运维成本（运维费、人力成本 等）、燃料成本（对于分布式天然气、生物质有 此成本，光伏、风电没有）、厂用电损耗、贷款 利息、税费等，单个组件成本模型如图 2 所示。

2.2 综合能源系统

单个组件收益模型综合能源系统单个组件收益包括初投资补贴、热/冷收入（天然气）、电量收入、度电补贴等，单个组件收益模型如图 3 所示。

3 案例实证 

（1）项目概况。 某园区微网项目由 2 台 2MW 风机、700kWp 光伏、600kW 微燃机组成，其中风机的年发电量约为 656.8 万 kW·h，光伏年发电量 70 万 kW·h，燃 机年发电 量 388.8 万 kW·h，园区负荷 1116 万 kW·h。该项目的设计目的是合理利用当地的风能 与光能资源结合当地的负荷情况，通过微燃机、 光伏、风机等清洁能源发电系统提高当地清洁资源的占比，得到 100% 清洁能源使用。

（2）经济性分析。 根据《并网型微电网建设试行办法》（发改 能源〔2017〕1339 号），微电网可以划分成不同投资分界面，由不同投资主体投资，不同运营模式下投资主体的收益率各不相同。

运营模式 1：发配售一体化模式，园区微网全部由 A 投资，包括风电、光伏、天然气、园区 配电网络。表 2 是投资主体 A 投资收益计算结 果，配电网单元投资收益体现在风电、光伏、天然气电价不需要扣除输配价。

模式1中，售电价格为北京一般工商业价格0.85元/ (kW·h) 的 9 折，光伏补贴按照 0.32 元/(kW·h)，并 根据市场化交易下调 20%。 

运营模式 2：发售一体化模式和配网单营模式。园区微网由 A 和 B 投资。A 投资风电、光伏、天然气，从事发电、售电业务，采用市场化交易模式售电；B 投资园区配网，从事配网业务。投资收益结果如表 3 所示。

此时发售一体化模式需要缴纳“过网费”， 天然气市场化交易政策不明确，仍按上网模式计算，配网单营收入包括“过网费”和交叉补贴。 

运营模式 3：配售一体化模式。园区微网由 A 和 B 投资。A 投资风电、光伏、天然气，从事发电业务，采用全部上网模式；B 投资园区配网， 从事配网、售电业务。投资收益结果如表 4 所示。

从上述模式对比可以看出，投资主体从事发配售、发售、发电三种业务中发售一体化收益最 高，主要是因为目前园区负荷不高，未来随着园区负荷增长，配网投资回报会持续提高。长远来看，发配售一体化可有效融合发配用资源，提高 资产利用率，提升经济性[23]。配网单营与配售一体化相比，增加售电业务后，投资回报上升明显。

4 结语 

本文结合新电改情景下，根据投资界面划分提出了园区综合能源系统 4 种运营模式，在此基 础上构建了面向多主体投资的园区综合能源系统投资收益量化模型，并给出了实证案例。不同运营模式代表不同投资界面切分，对于投资收益结 果具有重要影响，总体来说多种资源融合有利于提高经济性。此外，对于园区综合能源系统，能量和网络收益空间仍然有限，未来需要拓展多样 化增值业务，提供多能源-多服务，向综合能源服务方向发展，多渠道提高盈利能力。