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1、2024年10月简 版陕西省微电网发展研究 基于典型示范项目的调查西安节能协会参与人员:谢宏皓西安节能协会潘洁西安节能协会刘延强西安节能协会罗杰琼西安节能协会姜俊鹏西安节能协会王辉陕西综合能源集团有限公司卢永杰陕西综合能源集团有限公司致谢:在本报告的编写过程中,特别感谢以下来自政府、企业和研究机构的专家对报告撰写提供的洞见与建议。韩文科中国能源研究会能源产业品牌研究与传播工作部康俊杰 北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目王可珂北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目陈丹北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目赵子健北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目吴迪北京大学能源研究院气候变化与能源
2、转型项目赵鹏鹤陕西省社科院王鲁迤西安市节能监管中心李月陕西科锐电力有限公司雷鸣西安城投新能源有限责任公司杨立波西安交通大学特别感谢陕西省工业和信息化厅、陕西省发展和改革委员会、西安市发展和改革委员会、宝鸡市工业和信息化局、宝鸡市高新区科技和工信商务局、西电宝鸡电气有限公司、施耐德(陕西)宝光电器有限公司、陕西鼓风机(集团)有限公司等对本报告的支持。本报告所述内容不代表以上专家和所在机构,以及项目支持方的观点。陕西省微电网发展研究 基于典型示范项目的调查西安节能协会2024 年 10 月i目录 摘要.iii 第一章 陕西省微电网发展背景及意义.1 第二章 陕西省微电网典型示范项目.4(一)西电宝
3、鸡电气园区多能互补示范项目.4(二)能源互联岛项目.9(三)XD宝光工业园区项目.11 第三章 陕西省微电网推广面临的主要问题与挑战.12(一)隔墙售电.12(二)储能激励机制.12(三)电价机制.13(四)微电网与大电网的互动问题.14 第四章 陕西省微电网发展中的利益相关者.15 第五章 陕西省推广微电网的相关政策建议.17ii(一)探索微电网隔墙售电,创新新能源消纳模式.17(二)提高峰谷电价差,增强微电网项目经济性.17(三)微电网与多领域项目协同发展.18(四)提高新能源和生产消纳能力,带动光伏产业链上下游企业发展18(五)完善分布式光伏、风电项目参与绿电、绿证交易和碳市场相关规则,
4、激发用户侧需求.19 参考文献.20iii陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查摘要西北地区风光资源丰富,西北电网已成为我国首个新能源为发电装机主体电源的区域电网。截止到 2023 年 12 月 31 日,西北地区新能源装机容量达到 2.1 亿千瓦,占比超过 50%。然而,受本地消纳能力有限、外送通道建设滞后、风电、光伏等电源装机容量年平均增速整体大于用电量增速等因素影响,西北地区面临严峻的消纳压力。地处西北地区的陕西省是煤炭大省,具有丰富的风能、太阳能等可再生能源资源,新能源装机占比也在不断上升,2023 年陕西新能源装机规模突破 3000 万千瓦大关,占陕西电网总装机容量超过 40%,
5、创历史新高。陕西省是我国重要的综合能源基地和“西电东送”的重要枢纽,是极富发展潜力的内陆枢纽地区。清洁、可靠的电力供应是经济高质量发展的重要保障。如何充分利用风光等新能源资源优势,加快新能源就地消纳,加速建设新型电力系统是实现陕西省高质量发展的重要课题,对西北其他省(区)有重要借鉴意义。在大电网的脆弱性日益凸显的情况下,将地理位置接近的分布式可再生能源、负荷、储能组成微电网,通过智能控制系统,不仅能够提高供电稳定性,还能提高能源使用效率,实现节能降碳目标。建设一批高水平微电网项目,将为推动陕西能源转型,资源优势向经济优势转化发挥重要作用。陕西省、市开展了一系列微电网试点示范项目,建立了政府规划
6、推动、试点示范项目覆盖面广、产业配套初步形成的发展基础。本课题总结了陕西省微电网发展背景及意义,通过调研西电宝鸡电气园区多能互补示范项目、XD 宝光工业园区项目以及能源互联岛等典型示范项目,对其项目建设内容、经济效益及环境效益进行分析。识别微电网项目在实际推广中面临电价机制、储能激励机制、以及微电网与大电网互动等诸多问题与挑战、利益相关者在项目发展中的角色,提出推动陕西省推广微电网高质量发展的对策建议。1陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查第一章 陕西省微电网发展背景及意义西北地区主要包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区五省(区)。在能源转型大趋势的推动下,西北地
7、区面临着从大规模高比例传统能源为依托的高耗能产业向以新能源为主要支撑的产业逐渐过渡的挑战。在西北五省(区)当中,陕西省拥有最高的 GDP 和最大的人口规模、最高的火电装机和发电占比、相对偏弱的风光资源、以及十分紧缺的水电资源。随着经济社会的高质量发展,陕西省需加快能源转型进程,发展新能源产业,全面推动陕西实现碳达峰、碳中和目标,加快构建新型电力系统,更好服务陕西高质量发展。2019 年底陕西省累计建成可再生能源(风电、光伏、生物质)发电装机 1485 万千瓦,位居全国第 13 位,占全省电力总装机的 30.6%。1到 2023 年,陕西省火电装机5676 万千瓦,可再生能源装机量超过 4000
8、 万千瓦,可再生能源电力装机占全省电力装机的 40%以上。其中可再生能源装机量中水电 353 万千瓦、风电 1285 万千瓦、光伏发电装机规模 2292 万千瓦,具体情况见图 1.1。2021 年、2022 年可再生能源项目总建设规模约 2690 万千瓦,超过“十二五”“十三五”建设规模总和。5 一一、陕陕西西省省微微电电网网发发展展背背景景及及意意义义 西北地区主要包括陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区五省(区)。在能源转型大趋势的推动下,西北地区面临着从大规模高比例传统能源为依托的高耗能产业向以新能源为主要支撑的产业逐渐过渡的挑战。在西北五省(区)当中,陕西省拥有最高
9、的 GDP 和最大的人口规模、最高的火电装机和发电占比、相对偏弱的风光资源、以及十分紧缺的水电资源。随着经济社会的高质量发展,陕西省需加快能源转型进程,发展新能源产业,全面推动陕西实现碳达峰、碳中和目标,加快构建新型电力系统,更好服务陕西高质量发展。2019 年底陕西省累计建成可再生能源(风电、光伏、生物质)发电装机 1485万千瓦,位居全国第 13 位,占全省电力总装机的 30.6%。到 2023 年,陕西省火电装机 5676 万千瓦,可再生能源装机量超过 4000 万千瓦,可再生能源电力装机占全省电力装机的 40%以上。其中可再生能源装机量中水电 353 万千瓦、风电1285 万千瓦、光伏
10、发电装机规模 2292 万千瓦,具体情况见图 1。2021 年、2022年可再生能源项目总建设规模约 2690 万千瓦,超过“十二五”“十三五”建设规模总和。图图1 2018-2023年年陕陕西西可可再再生生能能源源电电力力装装机机结结构构图图 201820192020202120222023水电224232246349388353风电405532833102111791285太阳能发电716939108913141489229205001000150020002500装机量(万千瓦)2018-2023年陕西省可再生能源电力装机结构图 1.1:2018-2023 年陕西可再生能源电力装机结构图
11、1 陕西省统计局,新中国成立75周年陕西经济社会发展报告之六2陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查从发电量看,2023 年陕西省火力、水力、风力及太阳能发电量分别为:2556.5 亿千瓦时、107.6 亿千瓦时、170.8 亿千瓦时、110.89 亿千瓦时,与上年相比分别:增长了 168.9 亿千瓦时、增长了 29.7 亿千瓦时、增长了 13.6 亿千瓦时、增长了 5.45 亿千瓦时,同比增速分别:增长 6.6%、增长 39.5%、增长 2.4%、增长 1.4%,分别占陕西省发电量:占 86.78%、占 3.65%、占 5.8%、占 3.76%,具体各类发电量见图 1.2。陕西省加快发展
12、非化石能源,坚持集中式和分布式并举,风电、光伏发电规模成效显现。近五年可再生能源装机以风电、火电和太阳能发电为主,风电及太阳能发电装机均有明显增长。6 从发电量看,2023 年陕西省火力、水力、风力及太阳能发电量分别为:2556.5亿千瓦时、107.6 亿千瓦时、170.8 亿千瓦时、110.89 亿千瓦时,与上年相比分别:增长了 168.9 亿千瓦时、增长了 29.7 亿千瓦时、增长了 13.6 亿千瓦时、增长了5.45 亿千瓦时,同比增速分别:增长 6.6%、增长 39.5%、增长 2.4%、增长 1.4%,分别占陕西省发电量:占 86.78%、占 3.65%、占 5.8%、占 3.76%
13、,具体各类发电量见图 2。陕西省加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举,风电、光伏发电规模成效显现。近五年可再生能源装机以风电、火电和太阳能发电为主,风电及太阳能发电装机均有明显增长。图图2 2018-2023年年陕陕西西省省各各发发电电类类发发电电量量图图 陕西省光伏电站以集中式为主,分布式为辅,其中分布式电站又以户用光伏为主。2023 年,集中式光伏占陕西省新增光伏的 81.5%;分布式光伏占 18.5%;其中户用光伏占分布式的 100%。累积量上,陕西省集中式光伏电站并网容量1825.7 万千瓦;分布式光伏 466.4 万千瓦。陕西省分布式电站还有很大开发空间,结合全国来看,陕西省的
14、光伏利用情况仅是中游水平,光伏的利用率有待提高。表表1 陕陕西西光光伏伏发发电电建建设设情情况况 省(区、市)2023 年新增并网容量(单位:万千瓦)截至 2023 年底累计并网容量(单位:万千瓦)其中:集中式光伏电站 其中:分布式光伏 其中:集中式光伏电站 其中:分布式光伏 其中:户用光伏 其中:户用光伏 全国总计 21630.0 12001.4 9628.6 4348.3 60891.8 35448.1 25443.8 11579.7 201820192020202120222023太阳能发电39.8351.7267.3484.60105.44110.89风电60.4270.5081.65
15、138.62157.16170.80水电115.35137.30120.66116.3077.86107.60火电1566.611859.102024.162276.362387.582556.501000.001500.002000.002500.003000.003500.00发电量(亿千瓦时)2018年-2023年陕西省各发电类型发电量图 1.2:2018-2023 年陕西省各发电类发电量图陕西省光伏电站以集中式为主,分布式为辅,其中分布式电站又以户用光伏为主。2023 年,集中式光伏占陕西省新增光伏的 81.5%;分布式光伏占 18.5%;其中户用光伏占分布式的 100%。累积量上,陕
16、西省集中式光伏电站并网容量 1825.7 万千瓦;分布式光伏 466.4 万千瓦。陕西省分布式电站还有很大开发空间,结合全国来看,陕西省的光伏利用情况仅是中游水平,光伏的利用率有待提高。3陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 1.1:陕西光伏发电建设情况省(区、市)2023年新增并网容量(单位:万千瓦)2023年新增并网容量(单位:万千瓦)截至2023年底累计并网容量(单位:万千瓦)截至2023年底累计并网容量(单位:万千瓦)其中:集中式光伏电站其中:分布式光伏其中:集中式光伏电站其中:分布式光伏其中:户用光伏其中:户用光伏全国总计21630.012001.49628.64348.36
17、0891.835448.125443.811579.7陕西776.0632.2143.8143.82292.11825.7466.4251.6伴随陕西省新能源装机的逐渐扩大以及新能源发电量的日益增多,新能源的消纳压力也将逐渐增加。陕西省 2023 年消纳可再生能源电量 634.5 亿千瓦时,可再生能源总量消纳责任权重完成 25.9%,超额完成国家下达我省 2.9 个百分点;消纳非水电可再生能源电量 494.9 亿千瓦时,完成权重 20.2%,超额完成 1.7 个百分点。根据相关机构预计,到 2024 年底,新能源装机将突破 5000 万千瓦,新能源发电量达到 650 亿千瓦时,新能源电力消纳量
18、达到 700 亿千瓦时以上,新能源占全省电力装机比重突破 45%。在新能源高渗透率的情况下,实现消纳目标需要多措并举。根据 2017 年 7 月,国家发改委和国家能源局印发推进并网型微电网建设试行办法的通知,微电网是由分布式电源、用电负荷、配电设施、监控和保护装置等组成的小型发配用电系统(必要时含储能装置)。微电网分为并网型微电网和独立型微电网,可实现自我控制和自治管理。并网型微电网既可以与外部电网并网运行,也可以离网独立运行;独立型微电网不与外部电网连接,电力电量自我平衡。建设以“分布式新能源+储能”为主体的微电网项目是提升分布式新能源的接入和消纳能力的方式之一。目前,微电网相关政策、技术和
19、市场机制等正在逐步完善中,一些地区仍在通过微电网试点项目积极探索如何实现经济效益、供电可靠性、节能降碳等多重目标。随着国家电力改革和微电网发展的政策不断出台,陕西省微电网政策机制也在不断完善,陆续出台了一系列政策来支持微电网发展,形成了陕西省微电网政策体系。主要包括鼓励分布式能源接入电网、优惠政策和补贴等,以推动分布式能源的发展和应用。自 2011 年开始,陕西就有微电网项目被列入国家发改委、工信部等国家部门示范项目中,其中陕西宝光集团老厂区启动风光氢储互补型智能微电网项目入选国家发改委、国家能源局的第一批新能源微电网示范项目,特变电工西安产业园源网荷储协调型微电网示范项工程目入选工信部公布第
20、一批智能光伏示范企业及示范项目。2023 年,陕西省确定了 117 个项目 1001 万千瓦纳入 2023 年陕西省风电、光伏发电项目保障性并网规模(其中风电 73 个、共 604 万千瓦,光伏 44 个、共 397 万千瓦)。截至目前陕西微电网类型均为并网型项目,其中从微电网投资主体的角度划分,陕西省的微电网运行模式分为电网(电力分销渠道)企业主导模式和非电网企业(其他微电网投资方)主导模式。4陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查第二章 陕西省微电网典型示范项目(一)西电宝鸡电气园区多能互补示范项目西电宝鸡电气有限公司于 2020 年 6 月建成多能互补微电网系统解决方案及示范工程应用
21、项目,该项目充分利用园区现有的空闲场地,践行多种清洁能源综合利用的理念,充分融合分布式光伏、太阳能光热、风力发电、储能(热)、蓄电池储电、溴化锂制冷、交直流混合配电网、智能充电桩等多种能源供需、传输形式,通过各清洁能源的优化配比及互补,降低用能成本,实现节能减排,打造“绿色”能源供给系统,实现对整个园区提供“冷、电、热、汽”四联供的系统解决方案和一站式服务。该项目主要建设内容见表 2。表 2.1:西电宝鸡电气园区多能互补示范项目主要建设内容主要主要建设建设内容内容低压交直流柔性输配电系统园区原有的5.9MW分布式光伏发电系统接入能源管理系统15kw风力发电系统220kw的太阳能光热供热系统(5
22、50m槽式太阳能集热器)1380kwhth(热)固体储热系统50kw100kwh磷酸铁电池储能系统5kW 柔性UPS 供电系统交直流混合智能充电系统(7kw交流充电桩 5、60kw直流充电桩 3、120kw直流充电桩 1、60kw直流输入充电桩 1)100kw柴发备用电源接口160kW溴化锂热源制冷系统智慧能源管理平台5陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查总投资建设成本 2732 万元,各分项成本:光伏系统 2236 万元,输配电及控制系统 50 万元,光热加储热系统 410 万元,储能系统 8 万元,风电系统 8 万元,充电桩系统 20 万元。每年运营成本如下:光伏系统 10 万元/年
23、,光热加储热系统 5 万元/年,风电系统 1 万元/年,电池储能系统 0.5 万元/年,充电桩系统 0.2 万元/年。该项目具体建设成本占比和运营成本占比情况见图 2.1。图 2.1:西电宝鸡电气园区多能互补示范项目成本及收益分析项目的实际收益情况如下:发电上网电价 0.3545 元/千瓦时,峰谷价差 0.6 元/千瓦时,平均用电成本 0.7 元/千瓦时,使用年限均按 15 年计。年发电上网量 650万千瓦时,售电 227.5 万元;年发电自用量 23 万千瓦时,节省用电消费 16.1 万元;储能设备峰谷套利,按充电 0.2203 元/千瓦时,日充电 100 千瓦时,放电 0.8283 元/千
24、瓦时,日放电 95 千瓦时,年收益 2 万元;在充电桩及电车收益上,按每辆电车每日盈利10 元计算(电车主要用于接送员工上下班,每日盈利来源于员工所付的车费),共 9 辆6陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查电车,工作 330 天,年收益 3 万元。年总收益 248.6 万元,年维护费 16.4 万元,总投资回收期 11.8 年,15 年总收益 3483 万元。供暖采用太阳能供暖年节约供暖费 21 万元,同时供给工艺用蒸汽年节约蒸汽费用 15 万元。在节能降碳效益上。光热场年集热量 23 万千瓦时,折合标准煤约 83.89 吨,年可减少烟尘排放约 4 吨,碳粉尘约 60.57 吨,二氧化
25、碳约 222 吨,二氧化硫约 6.68 吨,氮氧化物约 3.34 吨。充电桩采用清洁电力,置换燃油通勤车,配置的充电桩每年可节约燃油约 33 万升燃油,每年 CO2减排约 700 吨。考虑到储能和充电桩成本下降因素影响,课题组设置两种情景模式研究项目的盈利能力。情景一:冻结情景,即储能系统和充电桩系统到期后,按照 2019 年初装成本更新,整体项目寿命周期(24 年)内,电力价格维持在 2019 年电力价格水平。情景二:动态情景,即储能系统和充电桩系统到期后,按照最近市场平均成本更新,2024 年以前电力价格采用 2019 年电力价格水平,2024 年起采用最新电价政策。表 2.2:陕西省峰谷
26、电价时间段时间段2019年4月2019年4月2024年7月2024年7月电费单价(元千瓦时)电费单价(元千瓦时)电费单价(元千瓦时)电费单价(元千瓦时)尖1.092668峰0.86690.918127平时段0.55020.580825谷0.23350.243523深谷与冻结情景相比,动态情景下,由于陕西省分时电价政策调整和储能系统更新成本下降,进一步提升了项目经济性,项目净现值增加了 66.8 万元,动态投资回收期缩短了0.70 年,内部收益率提升了 0.56 个百分点。7陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 2.3:微电网项目经济效益评价冻结情景冻结情景动态情景动态情景项目项目成本(
27、万元)成本(万元)财务净现值财务净现值(万元)(万元)成本(万元)成本(万元)财务净现值财务净现值(万元)(万元)光伏系统22362581565.2270光热加储热系统410333328350风电系统85.47.23.3储能系统81.15.64.0充电桩系统20331830输配电及控制系统50103550项目总投资2732640.51959707.3财务净现值640.5707.3动态投资回收期10.3年9.6年内部收益率11.33%15.70%12 项目总投资 2732 640.5 1959 707.3 财财务务净净现现值值 640.5 707.3 动动态态投投资资回回收收期期 10.3年年
28、9.6年年 内内部部收收益益率率 11.33%15.70%图图4 微微电电网网项项目目经经济济效效益益图图 储能配比、储能组建成本以及电价政策,是影响微电网项目经济可行性的重要因素。课题组以冻结情景为例研究储能比、储能组建成本以及电价政策对西电宝鸡电气园区多能互补示范项目经济性影响,其中,以峰谷价差大小衡量电价政策友好程度。储能配比、储能组建成本以及电价差对该项目具体影响分析见表 5、表 6 及表 7。表表5 配配储储比比例例变变化化对对项项目目影影响响分分析析 项项目目 配配储储比比例例7%配配储储比比例例16%配配储储比比例例30%财务净现值 3733.5 万元 3585.7 万元 301
29、3.7 万元 动态投资回收期 9.3 年 10.3 年 11.5 年 内部收益率 13.26%11.33%10.13%22362581565.227041033332835085.47.23.381.15.642033183050103550050010001500200025003000冻结情景成本动态情景成本光伏系统光热加储热系统风电系统电池储能充电桩系统输配电及控制系统图 2.2:微电网项目经济效益图8陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查储能配比、储能组建成本以及电价政策,是影响微电网项目经济可行性的重要因素。课题组以冻结情景为例研究储能比、储能组建成本以及电价政策对西电宝鸡电气园
30、区多能互补示范项目经济性影响,其中,以峰谷价差大小衡量电价政策友好程度。储能配比、储能组建成本以及电价差对该项目具体影响分析见表 5、表 6 及表 7。表 2.4:配储比例变化对项目影响分析项目项目配储比例7%配储比例7%配储比例16%配储比例16%配储比例30%配储比例30%财务净现值3733.5万元3585.7万元3013.7万元动态投资回收期9.3年10.3年11.5年内部收益率13.26%11.33%10.13%表 2.5:储能设备价格下降对项目影响分析项目项目原方案价格原方案价格价格降10%价格降10%价格降30%价格降30%财务净现值3585.7万元3673.5元3801.1元动态
31、投资回收期10.3年9.5年8.2年内部收益率11.33%12.57%14.25%表 2.6:峰谷价差对项目影响分析项目项目原电价原电价2024年电价2024年电价财务净现值3585.7万元4011.5万元动态投资回收期10.3年7.3年内部收益率11.33%15.09%9陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 2.7:敏感度系数(内部收益率为基准)指标指标敏感系数敏感系数配储比例0.19储能设备价格0.31峰谷价差0.81从分析结果可以看出,峰谷价差的变化对项目内部收益率的影响最大。该项目通过智慧能源管理平台对能源供给、储存、传输、利用进行综合管理,以实现对整个园区提供电、热、冷、汽联
32、供的系统解决方案和一站式服务,降低园区用能成本,提高用能效率。项目建设至今也积累了可靠的运行数据,为系统优化及方案应用在相似场景的推广提供了数据基础,也为园区整个用能、碳排放计算提供数据基础。(二)能源互联岛项目陕鼓能源互联岛是面向分布式能源市场的综合系统解决方案,通过顶层设计、统筹规划,应用互联网及大数据分析,从全流程全区域供能、用能、能量转换的角度出发,通过多能互补梯级利用,将可再生、清洁及传统能源高效耦合集成,以智能管控、专业运营模式,按时、按需、按质向用户端提供的分布式清洁能源综合一体化的解决方案。陕鼓能源互联岛项目具体建设内容见表 9。10陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查表
33、 2.8:陕鼓能源互联岛项目主要建设内容主要主要建设建设内容内容多热源联合供热系统(带冷调峰的垂直埋管土壤源+污水源+空压机废热)的水源热泵供冷供热系统1800kw冷热电三联供200kw蓄能装置(蓄热14400kwh蓄冷6417kWh)原有燃气热水锅炉(4200kw)智能污水处理及综合回用系统智能微电网系统(光伏70kw、天然气分布式能200kw、市电)压缩空气供应系统配套的智能控制系统新风系统消防、安防统一监视系统能源智能供应无人值守平台项目经济效益以疫情前 2019 年项目运行数据分析,项目实施前后运营成本下降39%,能源站全年用水 0.8132 万立方米,用电 177.9615 万千瓦时
34、,用气 88.2812 万立方米,综合能源消耗折标煤 1290.7t,供热 55684 GJ,供冷 10177GJ,自发电 5.1599万千瓦时,中水产量 3.6836 万立方米。相比 2016 年,综合能源消耗(折标煤)下降 30.5%,减排二氧化碳 1395 吨。与原供能系统对比节能 12%,项目综合能源利用率为 87%,单位万元产值能耗由原来的 0.009 tce/万元下降到 0.006 tce/万元,下降32.86%。在节能降碳方面,燃气内燃机和光伏项目运行后年自发电量为 128.7270 万千瓦时,虽然新增了溴化锂机组、热泵机组、污水处理系统设备等,但扣除自发电量后,项目外购电量仅为
35、 41.4370 万千瓦时,低于项目实施前的外购电量 47.28 万千瓦时。由于原供热单元只采用燃气锅炉系统,天然气价格波动较大,且全年用气量不平衡,冬季无法保证用气量,减少了燃气热水锅炉的使用,以及使用了热泵机组(COP 为 6.3)提高能效,天然气消耗由原来的 143.8 万立方米减少到 58.7880 万立方米,天然气节约了59%。项目实施完成后,年二氧化碳排放量由原来的 3110 吨减少到 1460 吨,减排 53%;年二氧化硫排放量由原来的 12 吨减少到 10.7 吨,减排 11%;年氮氧化物排放量由原来的8.58 吨减少到 6.34 吨,减排 26%,各项指标满足环保排放国家标准
36、。该多能互补微电网项目不仅可以实现新能源的高消纳,也为企业节省大量的人力物力资源。但由于项目建设内容多,规模大,疫情期间微电网的收益相较疫情前大幅缩水,对微电网运营部分的投入变少,使得微电网作用不明显。因此微电网建设时也需要考虑后续运营期间出现收益缩水时如何分区块运行的问题。11陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查(三)XD宝光工业园区项目施耐德为实现“碳中和”园区、绿色工厂、零碳工厂等发展目标以及减少能耗和能源成本,大力发展新能源并提高新能源在园区的使用占比。施耐德(陕西)宝光电器有限公司计划在 SSBEA 工厂内部部署微电网系统,不仅为 SSBEA 厂区供电,也可以为整个宝光园区进行
37、电力供应,实现新能源的自消纳,降低新能源对电网的影响。主要主要建设建设内容内容屋顶部署光伏约800kWp100kWh储能T300边缘控制器EMA微电网能源顾问该项目微电网的前期投入主要包括屋顶加固,微电网系统的架构和光伏及储能的建设。其中屋顶加固费用由宝光园区支出,约 20 万元;微电网系统和光伏及储能的建设由SSBEA 支出,投资约 75 万元(含税)和 40 万元。项目建成后光伏年发电量 79.4 万千瓦时,SSBEA 厂区可自消纳 36.27%,全宝光园区可消纳新能源发电量的 90.4%。微电网建成后,对 SSBEA 厂区,25 年累计可节约电费约 22.9419 万元,年均节约电费 0
38、.9176 万元,25 年累计减少 CO2排放约 6039吨,年均可减少 CO2排放 241.6 吨,每年可减少碳汇资金 1.2078 万元,光伏渗透率可达 52.26%。对全宝光园区而言,微电网项目建成后,25 年累计可节约电费约 34.2389万元,年均节约电费 1.3659 万元,累计减少 CO2排放约 9012 吨,年均减少 CO2排放3605 吨,并减少年需量电费 3.2948 万元,光伏渗透率可达 17.13%。项目微电网建设不仅可以以单独企业为主体,也可以以兄弟企业所在的产业园为主体,共同建设运营微电网,提高了新能源的消纳率,也降低了单一企业建设微电网的投资与风险。共用一套微电网
39、系统,整体消纳新能源的能力提升,电力波动小,与大电网的互动更加简便。具体调度问题由企业与电网双方共同协调,政府参与提供政策支持。12陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查第三章 陕西省微电网推广面临的主要问题与挑战微电网作为“源-网-荷-储”一体化的综合能源系统,在投资、建设、运营中所面临的难题也是多方面的、复杂的、综合的,微电网项目在实际推广中面临以下问题与挑战。(一)隔墙售电允许分布式能源项目通过配电网将电力直接销售给周边能源消费者的隔墙售电模式是提高微电网项目经济性的一个重要措施,通过隔墙售电,自发自用这部分电量享受打折,余电上网部分可以销售给就近工商业用户进一步提升收益,而不是以燃
40、煤基准单价交给电网统购统销。国家发展改革委办公厅、国家能源局综合司于 2017 年末发布了关于开展分布式发电市场化交易试点的补充通知(发改办能源20172150 号),明确分布式发电市场化交易试点方案编制的有关事项,之后又陆续出台了一些相关政策,江浙地区开启了试点项目。今年 4 月河南开启工业企业、园区方面的隔墙售电政策征求意见,但从全国范围内来讲并没有大面积推广。由于涉及到电网收益、输配电价核定、交易平台运维服务费用等方面因素,仍需厘清各利益相关方之间的关系、利益分配等核心问题,以为微电网项目投资方带来更多收益。(二)储能激励机制陕西省出台过一些储能激励政策,但由于激励效果有限,同时峰谷价差
41、较小在一定程度制约了储能发展,不利于微电网项目的自平衡自调节。在 2024 年 4 月出台了陕13陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查西省新型储能发展实施方案(2024-2025 年),方案给出了一些较为具体的支持细则,如明确了独立储能的市场主体地位,独立储能可以参与电力中长期、现货和辅助服务市场交易,明确了新型储能参与辅助服务市场电力调峰次数不少于 260 次等。方案一定程度上弥补了陕西峰谷价差不利于储能项目建设的缺陷,经过测算,灵活运用政策支持大约可以找回 1-2 毛钱的空间,储能项目成本回收期可以缩短为 5 年,在当前电化学储能价格持续下降的情况下,推动工商业储能项目建设成为可能。
42、但方案需要储能项目方熟悉电力市场规则,并能够在有效匹配规则的情况下才能获得相应补偿,虽是激励,但依然有门槛。(三)电价机制峰谷电价差问题。按照陕西省发改委发布的关于进一步完善分时电价机制有关事项的通知(陕发改价格20211757 号)来看:一是除居民生活用电外的峰谷分时电价每日分为高峰、平段、低谷三个时段,每个时段 8 个小时。高峰时段为 8:00-11:30、18:30-23:00,低谷时段为 23:00-7:00,其余时间为平段;二是大工业生产用电峰平谷比价为 1.63:1:0.37,一般工商业及其他用电峰平谷比价为 1:0.5。市场交易电力用户以当月购电价格(含电能量交易价格和输配电价)
43、为基数浮动。政府性基金及附加不参与浮动;三是每年夏季 7 月、8 月,冬季 1 月、12 月对工商业及其他用电实施尖峰电价,夏季尖峰时段为每日 19:30-21:30,冬季尖峰时段为每日 18:30-20:30,尖峰时段用电价格在峰段电价基础上每千瓦时上浮 20%,具体电价差见图 3.1,根据峰谷分时电价政策,结合当前售电侧实际交易情况来看,以 1-10kV 大工业用电来分析,峰谷价差在 0.6元左右。较低的峰谷价差一定程度上制约了作为微电网的收益。图 3.1:陕西省峰谷电价差图14陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查(四)微电网与大电网的互动问题按照是否与大电网连接,微电网可分为并网型
44、微电网和独立型微电网。并网型微电网依靠大电网稳定电压和频率,可以实现能量的双向交换。在大电网发生故障时,又可切换为独立运行模式,保证对重要负荷的供电。独立型微电网不与大电网相连,仅依靠自身的分布式电源和储能系统为负荷供电,通常需要利用内部的柴油发电机和储能系统等稳定电压和频率。微电网与大电网之间的互动涉及技术性、经济性等问题。在技术上,需制定合理的控制策略和保护措施,研究微电网与大电网之间的协同调度策略,确保两者的稳定运行和安全性。一些并网型微电网自调节、自平衡能力差,在电力供应不足时需依赖大电网供电保供。同时,微电网具有自治性和灵活性,可以通过需求侧管理来响应大电网的需求。在用电高峰期,微电
45、网可以调整自身的发电和用电计划,减轻大电网的负担;在用电低谷期,微电网可以储存多余的能源,以备不时之需。微电网与大电网之间的费用分摊方式和规则仍需进一步明确。15陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查第四章 陕西省微电网发展中的利益相关者政府是在微电网项目建设过程中,能够行使政府职能的部门和组织。陕西区域微电网项目建设过程中,除了国家有关部门出台的微电网行业试点示范激励政策外,在省级层面,省发展和改革委员会、省工业和信息化厅、省财政厅、省住房和城乡建设厅、省能源局以及项目所在市的相应政府职能部门等,利用企业技改资金补贴等对微电网项目进行支持。业主是微电网项目的核心决策者,业主一般是微电网项
46、目的投资、建设、运营管理方,也是直接使用和收益方,负责项目的整体策划、决策和投资,并且负责项目组织实施和运行管理,通过与政府、电网公司、投资方等各方合作,共同推动微电网项目的实施和发展,获取稳定的电力供应、合理的电价。陕西省微电网建设仍处于起步阶段,产业资本对微电网仍处于观望阶段,微电网投资方主要是项目业主本身。投资方主要为国有企业,对微电网的投资往往承载着国家战略意图和行业发展导向,在社会责任和可持续发展方面的诉求更为突出,在微电网投资上能够承担更大的风险,并有能力推动项目的长期稳定运行。国网陕西省电力有限公司负责陕西省电网建设管理以及电力调度。随着具有随机性、波动性、间歇性等特点的分布式电
47、源大量接入配电网,电网稳定性受到极大挑战。电网公司在微电网领域具有重要影响和作用,通过参与微电网的技术研究、项目建设和运营管理,推动微电网技术的创新和发展,提升微电网的可靠性、经济性和环保性,掌握微电网发展的主动权,提高大电网安全性。微电网的利益相关者及其关系见图 4.1。16陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查图 4.1:微电网的利益相关者及其关系图17陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查第五章 陕西省推广微电网的相关政策建议(一)探索微电网隔墙售电,创新新能源消纳模式探索工商业、增量配电网、农村等微电网项目的隔墙售电。通过限制分布式发电并网规模,确保发电量在接入电压等级范围内就
48、近消纳;分布式发电可以采用“直接交易”“委托交易”“标杆价收购”的三种交易模式;新能源电力“过网费”按照分电压等级输配电价级差的核定原则优化。开放输配电试点项目,对纳入试点的分布式发电项目在输电费、政策性交叉补贴等方面予以政策优惠,促使分布式发电市场化交易发展。(二)提高峰谷电价差,增强微电网项目经济性建议参照其他省份进一步优化峰谷电价时间,结合陕西省气候特点,调整高峰时段为 15:00-23:00,低谷时段为 11:00-15:00、1:00-6:00。夏季及冬季工商业用电实施尖峰电价。同时,建议对工商业进行峰谷电价调整,市场化交易上网电价高峰时段在平段电价基础上上浮 40%、低谷时段在平段
49、电价基础上下浮 60%;输配电价高峰时段在平段电价基础上上浮 60%、低谷时段在平段电价基础上下浮 60%;尖峰电价在高峰电价基础上上浮 20%、深谷电价在低谷电价基础上下浮 20%。18陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查(三)微电网与多领域项目协同发展在推广微电网项目时,不仅将它作为一个独立的项目单独建设,还可以与其他区域性项目协同发展、共同建设,这种协同发展的策略可以发挥多重优势。工业园区、大型商圈、大型商业综合体作为产业和商业聚集区,其能源需求量大且场景多样,将微电网与零碳、低碳园区建设、低碳商业建设和多能互补项目相结合,不仅可以提高能源利用效率,降低能耗,还能促进园区、商圈和综
50、合体的绿色可持续发展,也能形成崇尚绿色低碳生产生活的社会氛围。此外,微电网项目对乡村振兴同样具有重要意义。通过建设光伏扶贫电站,可以为贫困群众提供稳定的收入来源,改善生活条件。同时,乡村作为生物质的重要生产和使用场所,推广生物质发电技术并联合光伏项目,提高乡村能源的自给自足能力,促进乡村经济的多元化发展,为乡村振兴注入新的动力。(四)提高新能源和生产消纳能力,带动光伏产业链上下游企业发展建议调整光伏整区推进政策,出台支持工商业分布式光伏等新能源及绿色微电网项目细则,在西安试点对新建公共和民用建筑光伏安装从鼓励改为强制要求,提高可利用屋顶安装面积至不低于 80%,对既有建筑因地制宜、分布实施,提
51、升省内新能源生产消纳能力。同时,陕西省作为光伏产业大省,具有突出的创新能力、完整的产业体系、明显的集群优势,省内龙头企业隆基绿能发挥带头作用,通过技术创新、路径创新和政策创新,加快产业升级、扩大省内配套,扶持一批创新型中小企业和上下游配套企业集聚发展,推动硅基太阳能光伏产业形成国际一流的产业创新集群。19陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查(五)完善分布式光伏、风电项目参与绿电、绿证交易和碳市场相关规则,激发用户侧需求目前分布式风电、光伏项目不具备发电业务许可证,无法与用户进行电力直接交易。同时现行电力调度系统、电力交易平台功能不完善。分布式项目发电量采集存在困难,影响边界出清电价。交易
52、平台对分布式项目信息披露机制不完善,影响市场主体功率及现货出清电价预测。2024 年 9 月,北京电力交易中心公开印发北京电力交易中心绿色电力交易实施细则(2024 年修订稿),新增了“分布式发电主体以聚合形式由聚合商代理参与绿电交易”的相关内容。国家发改委、财政部、国家能源局发布关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知,明确绿证全覆盖分布式光伏等可再生能源电力。在政策允许的条件下,如果“自发自用,余电上网”的并网型微电网项目中分布式光伏、风电所发电量中的自用电量进行绿证交易,上网电量进行绿电交易,可以进一步提升收益。企业内部专线直供绿电的减碳价值有待进一步明确。根
53、据此前生态环境部发布的关于公开征求企业温室气体排放核算与报告指南 水泥熟料生产企业温室气体排放核查技术指南 水泥熟料生产意见的通知,对两类市场化交易的非化石能源电力,包括同一家企业内自产非化石能源电力通过专线直送给重点排放设施使用的电力,以及电力用户与非化石能源发电企业签署市场化交易合同,并通过电网配送给重点排放设施使用的非化石能源电力,明确其间接排放按 0 计算。如果该指南未来正式实施,企业内部专线直供绿电能够直接削减范围二的碳排放,进而降低企业碳履约的成本。除此之外,国家发展改革委等五部门在今年印发的电解铝行业节能降碳专项行动计划提到,支持电解铝企业通过绿证绿电交易、建设可再生能源发电项目等方式,积极增加可再生能源消费。政府需进一步深化、细化支持措施、完善电力交易规则,为交易创造更加有利的条件。推动国际规则的认可与对接。加快建立科学、公正、透明的国内碳排放统计、核算、认证体系,并积极推动绿证、碳市场国内标准与国际标准的有效对接与互认,确保绿电价值的合理发挥。20陕西省微电网发展研究基于典型示范项目的调查参考文献1.中金企信国际咨询.单项冠军市