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1、2024年10月研 究 报告青岛市微电网发展研究 基于典型示范项目的调查青岛科技大学课题组参与人员:李长胜青岛科技大学邓玉勇青岛科技大学宋庆龙青岛科技大学姚楚瑜青岛科技大学致谢:在本报告的编写过程中,特别感谢以下来自政府、企业和机构专家对报告撰写提供的洞见与建议。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吴迪 北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目郑平 北京大学能源研究院气候变化与能源转型项目雷仲敏青岛市城市经济学会名誉会长董波青岛市市直企业专职外部董事撖奥洋国网青岛供电公司发展部主任,正高级工程师邢家维山东电科院工程师特别感谢青岛市发改
2、委、青岛市工信局、中德生态园管委会、国网山东综合能源服务有限公司、国网山东青岛供电公司、青岛乾程科技股份有限公司、青岛东软载波科技股份有限公司、特来电股份有限公司、青岛能源第三热力公司等单位对本报告的支持。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。青岛市微电网发展研究 基于典型示范项目的调查青岛科技大学课题组2024 年 10 月i目录 引言.ii 第一章 青岛市微电网发展基础及成效.1(一)发展基础.1(二)青岛市微电网试点主要成效.6 第二章 青岛市微电网发展中的利益相关者诉求分析.16 第三章 青岛市微电网典型示范案例效益评估.19(一)青岛东软载波信息产业园微电网.
3、19(二)中德生态园多能互补综合能源示范项目.24 第四章 青岛市微电网推广面临主要问题与对策建议.26(一)制约青岛市工业微电网推广的主要障碍.26(二)加快青岛市微电网推广的对策建议.28ii青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查引言党的二十大报告提出“加快规划建设新型能源体系”,构建安全高效、清洁低碳、柔性灵活、智慧融合的新型电力系统是关键。微电网是构建新型电力系统的重要组成部分。其中,微电网是指由分布式电源、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,具有微型、清洁、自治、友好的基本特征。可以与外部电网并网运行或孤立运行,与大电网互通互济、协调运行,能够促进分布式电
4、源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给。青岛市化石能源资源全部依赖外部输入,是典型的能源输入型城市,2020 年青岛市电力对外依存度达到 60%,2022 年这一比例继续上升达到 65.9%。随着“双碳”战略的深入推进,青岛加大了可再生能源开发力度,截至 2023 年年底,青岛新能源发电总装机达到 449 万千瓦,比 2020 年增长了 78.5%。青岛积极相应国家号召,加快新型电力系统建设,开展了一系列微电网试点示范,形成了政府引导、市场驱动、企业主导的微电网试点示范工作局面。本报告在梳理青岛地区微电网发展基础的基础上,系统分析青岛电网试点示范项目运行模式,总结了青岛
5、微电网试点示范的主要经验,评估了微电网典型示范项目的经济性,分析了微电网利益相关方及其需求,识别了微电网推广存在的主要障碍,研究提出了青岛微电网推广的对策建议。1青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查第一章 青岛市微电网发展基础及成效(一)发展基础(1)政策环境逐渐向好从国家层面来看,2015 年关于进一步深化电力体制改革的若干意见文(中发20159 号)正式掀开了新一轮电力体制改革大幕,为微电网发展提供了适合生存的土壤。随后,关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见(发改能源 20161430 号)、推进并网型微电网建设试行办法(发改能源2
6、0171339 号)等支持微电网发展的中央政策陆续出台,国家试点示范逐步加大力度。此外,在2030 年前碳达峰行动方案“十四五”现代能源体系规划“十四五”工业绿色发展规划等国家宏观层面规划文件中都对微电网做了相应部署,更是鼓舞了行业士气。从地方层面来看,2022 年 8 月,国务院印发关于支持山东深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展的意见,支持山东建设绿色低碳高质量发展先行区。青岛市深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展三年行动计划(20232025 年)明确:“加强源网荷储电网布局,率先应用柔性直流、有源配电网、智能微电网、虚拟电厂等先进技术,提升新能源消纳及电力调峰保障能力。”青岛微电网
7、试点示范和推广环境日趋向好。相关政策如表 1 所示。(2)市场需求逐渐显现第一,分布式发电装机规模快速增长,微电网建设需求增加。“十四五”以来,青岛加快了可再生能源规模化开发步伐,莱西市、胶州市、黄岛区国家整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点稳步推进。截至到 2023 年年底,青岛新能源发电总装机达到 449万千瓦。随着分布式电力装机规模的提升,分布式电力消纳问题日益凸显,青岛平度市2青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查2024 年分布式光伏列入接网消纳困难县1。微电网能够促进分布式电源规模化接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠性供给,微电网建设市场需求迎来增长。第二,电力改革的深化持续
8、,工商业用户直接参与电力市场交易,企业微电网开启与大电网双向互动模式,企业等负荷侧用户也逐渐意识到微电网在平滑基础用电负荷、实现电力系统安全稳定运行的市场价值;同时,用户侧对用电侧能效管理等电力能源增值服务的需求也越来越强烈,微电网建设意愿逐渐提升;最后,青岛电力供需形势依然偏紧,特别是迎峰度夏期间,全市基础用电负荷迅猛增长,甚至出现过短时有序用电干预措施。微电网建设可拓展电网可调控资源,提高电网的可靠性和安全性。表 1.1:国家出台的有关微电网发展的政策发布日期发布日期政策名称政策名称与微电网相关内容与微电网相关内容2015关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见 国 能 新 能20152
9、65号新能源微电网示范项目建设的目的是探索建立容纳高比例波动性可再生能源电力的发输(配)储用一体化的局域电力系统,探索电力能源服务的新型商业运营模式和新业态,推动更加具有活力的电力市场化创新发展,形成完善的新能源微电网技术体系和管理体制。2017关于并网型微电网建设试行办法 发 改 能 源20171339号为有力推进电力体制改革,切实规范、促进微电网健康有序发展,建立集中与分布式协同、多元融合、供需互动、高效配置的能源生产与消费体系.20212030年前碳达峰行动方案国发202123号积极发展“新能源+储能”、源网荷储一体化和多能互补,支持分布式新能源合理配置储能系统。2022“十四五”现代能
10、源体系规划发改能源 2022210号积极发展以消纳新能源为主的智能微电网,实现与大电网兼容互补。2021“十四五”工业绿色发展规划工信部规 2021178号鼓励工厂、园区开展工业绿色低碳微电网建设,发展屋顶光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵等,推进多能高效互补利用。2023电力现货市场基本规则(试行)发 改 能 源 规20231217号经营主体包括各类型发电企业、电力用户(含电网企业代理购电用户)、售电公司和新型经营主体(含分布式发电、负荷聚合商、储能和虚拟电厂等)。畅通批发、零售市场价格传导,推动新能源、新型主体、各类用户平等参与电力交易。1 山东省能源局,关于发布分布式光伏接入电网承载力
11、评估结果的公告(鲁能源公告 2023 第16号)http:/ 202288号加快工业绿色微电网建设。增强源网荷储协调互动,引导企业、园区加快分布式光伏、分散式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行,推进多能高效互补利用,促进就近大规模高比例消纳可再生能源。2023新型电力系统发展蓝皮书积极推动各具特色的电力源网荷储一体化项目,围绕公共建筑、居住社区、新能源汽车充电桩、铁路高速公路沿线等建筑、交通、农业领域,发展新能源多领域融合的新型开发利用模式。2023进一步优化工商业分时电价政策的通知鲁发改 价 格2023914号扩大分时电价政策执行范围,优化分时电价动态调
12、整机制,完善终端用户零售套餐约束机制,推动代理购电用户电价机制并轨。2023电力现货市场基本规则(试行)发 改 能 源 规20231217号经营主体包括各类型发电企业、电力用户(含电网企业代理购电用户)、售电公司和新型经营主体(含分布式发电、负荷聚合商、储能和虚拟电厂等)。畅通批发、零售市场价格传导,推动新能源、新型主体、各类用户平等参与电力交易。资料来源:课题组整理。表 1.2:青岛市出台的有关微电网发展的政策日期日期政策名称政策名称与微电网相关内容与微电网相关内容2014关于印发青岛市绿色建筑三 年 行 动 计 划(2013-2015年)的通知青政办发 201342号积极推进推动太阳能、浅
13、层地能、生物质能等可再生能源在建筑中的应用。2018 关于印发青岛市新旧动能转换重大工程科技创新行动计划的通知青政办字 201873号围绕新能源汽车产业发展,将电动汽车充放电设施与多能微电网融合,开展智能电网、充电网应用示范。2023青岛市新型储能发展规划(2023-2030年)(征求意见稿)鼓励围绕分布式新能源、微电网、大数据中心、5G基站、充(换)电设施、电动汽车、工业园区、公路服务区等终端用户,促进形成“储能+”多元融合发展新场景。积极推行基于充电网+微电网+储能网的虚拟电厂、光储充放微电网、“光储直柔”建筑示范、轨道交通飞轮储能、退役动力电池循环利用、移动储能充电车等新型储能创新发展模
14、式。加快推进以“充电网、微电网、储能网”为载体构建的虚拟电厂平台建设。4青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查日期日期政策名称政策名称与微电网相关内容与微电网相关内容2020关于组织实施青岛市氢能产业发展规划(20202030年)的通知青政办发 202018号提出离网型微电网中海岛微电网的发展思路,即将氢能与微电网结合,依据海岛开发利用现状和发展条件,利用海上风电和海岛光伏资源,建设可再生能源制氢、氢气储能系统和燃料电池分布式发电项目,逐步构建独立性海岛微电网。2021关于印发青岛市“十四五”战略性新兴产业发展规划和青岛市“十四五”现代服务业发展规划的通知青政办字202161号将能源互联网
15、列入青岛市战略新兴产业,提出加快建设智能电网、微电网、分布式能源、新型储能等基础设施网络,推动技术标准体系和产业基础建设2021关于印发青岛市“十四五”能源发展规划的通知青政办字202178号统筹推进电网建设,致力打造安全可靠、经济高效、绿色低碳、智慧共享的坚强电网,着力构建以新能源为主体的新型电力系统。2022关于印发青岛市“十四五”应对气候变化规划和青岛市温室气体减排和大气污染治理协同控制三年行动计划(2021-2023年)的通知青环委办发20227号强调了微单网技术对青岛市完成应对气候变化目标的支撑作用。明确提出,开展包括风光直柔储一体化等微电网技术在内的绿色低碳技术应用示范。2022关
16、于印发青岛市深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展三年行动计划(20232025年)的 通 知 青 发202226 号提出加强源网荷储电网布局,应用柔性直流、有源配电网、智能微电网、虚拟电厂等先进技术,提升新能源消纳及电力调峰保障能力,并在青岛西海岸新区先行示范建设能源互联网。2023青岛市新型储能发展规划(2023-2030年)(征求意见稿)鼓励围绕分布式新能源、微电网、大数据中心、5G基站、充(换)电设施、电动汽车、工业园区、公路服务区等终端用户,促进形成“储能+”多元融合发展新场景。积极推行基于充电网+微电网+储能网的虚拟电厂、光储充放微电网、“光储直柔”建筑示范、轨道交通飞轮储能、退役
17、动力电池循环利用、移动储能充电车等新型储能创新发展模式。加快推进以“充电网、微电网、储能网”为载体构建的虚拟电厂平台建设。资料来源:课题组整理。(3)产业配套初具雏形微电网是新能源产业重要细分领域,是青岛战略新兴产业主攻方向之一。在微电网示范项目带动下,青岛初步构建起了硬件供应商、综合解决方案提供商、微电网工程方、微电网运营商等的微电网产业配套。代表性企业主要有青岛乾程科技股份有限公司、青岛鼎信通讯股份有限公司、青岛东软载波科技股份有限公司、特来电股份有限公司。其中,青岛鼎信通讯股份有限公司专注于电力线载波通信技术和总线通信技术,是电力行业中压载波、配电网自动化、电能质量、10kV 充电站、电
18、弧故障保护等技术产品5青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查的供应商;青岛乾程科技股份有限公司主要提供智能电表、热力表、水表等智能化终端,为客户提供涵盖“智慧能源计量+储能产品+智能微电网及综合能源服务”的一体化解决方案;青岛东软载波科技股份有限公司主要围绕智能配电、智能用电、智能微电网及综合能源应用需求,提供智能微电网、智能配电室、分布式光伏运维、分布式储能、虚拟电厂智能化运营、光储充一体化电站等系统方案的整体规划、设计、施工、运维等服务;特来电股份有限公司是我国知名充电网运营商,主要微电网产品包括微网箱变、梯次电池储能系统、特微网产品,以及新能源微网综合解决方案,为客户提供方案设计咨询
19、、设备供应、落地实施、合同能源管理等全生命周期服务。主要企业详见表 3。表 1.3:青岛微电网产业链代表性企业企业名称企业名称与微电网相关的主要业务与微电网相关的主要业务特锐德股份有限公司特来电股份有限公司装备(充电桩)、微网箱变、梯次电池储能系统、特微网产品,以及整体解决方案,微电网运营青岛东软载波科技股份有限公司装备(智能电表)微电网全面解决方案青岛鼎信通讯股份有限公司电力设备供应商、微电网全面解决方案青岛乾程科技股份有限公司智能能源计量设备、储能产品,以及“智能微网及综合能源服务”的一体化解决方案青岛能蜂电气有限公司储能产品、智慧储能系统青岛奥博智能科技有限公司新能源电池生产系统的研发与
20、制造鹏辉能源青岛储能电池零碳制造基地储能电池、储能系统)青岛市公能新能源科技公司能源物联网控制系统及触点微电网能源设备青岛海尔能源动力有限公司微电网规划、建设、运营青岛城投新能源集团有限公司分布式光伏微电网运营中广酷特(青岛)新能源有限公司大容量固态锂电池及相关的动力系统、储能系统、不间断电源系统及新一代绿能动力系统青岛恒源新电力设计院有限公司电力设施承装、承修、承试;发电、输电、供电业务资料来源:课题组整理。6青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(4)应用场景不断拓展近年来,5G、大数据、人工智能等数字技术发展日益成熟,加速向电力行业渗透,在电力设备数字化升级改造、特高压输电、微电网、
21、泛在电力物联网、能源互联网建设等方面得到了创新示范性应用。大数据、云计算等技术不断与电力能源相结合,微电网应用场景不断拓展。在常规离岸或孤岛电力供应、商业和工业用电、山区和农村地区的电力供应、军事基地和应急救援场所、5G 基站等场景加快推广应用。(二)青岛市微电网试点主要成效(1)试点示范项目总体情况早在 2017 年 5 月,青岛市中德生态园启动区泛能微电网项目、青岛董家口港新能源微电网示范工程项目就同时入选国家发改委、国家能源局的第一批新能源微电网示范项目2。截止到 2024 年 4 月底,青岛有 13 个微电网项目被列入国家发改委、工信部等各部委示范项目。除青岛西海岸新区的斋堂岛 500
22、kW 海洋能独立电力系统示范工程项目外,其余均为并网型项目。从微电网投资主体划分,青岛市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。电网企业主导模式以中德生态园多能互补综合能源示范项目为代表;其余是非电网企业(其他微电网投资方)主导模式。从应用场景的角度划分,青岛市主要为智能车棚的光储充微电网、工业园区微电网和公共建筑微电网。青岛市代表性的微电网示范项目如表 4所示。2 由于企业原因,两个项目均未能建设完成。7青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 1.4:青岛市微电网代表性示范工程基本信息一览表3时间时间项目名称项目名称建设单位建设单位
23、示范类别示范类别运营运营模式模式主要示范内容主要示范内容2017500kW海洋能独立电力系统示范工程中国海洋石油总公司国家海洋局海洋可再生能源专项资金项目离网该项目位于青岛西海岸新区的斋堂岛,由中国海洋石油总公司牵头承建,项目总投资5500万元。该示范工程以海流能装置为主,辅以风能与太阳能,500千瓦装机容量包括300千瓦潮流能装置,以及150千瓦风机与50千瓦太阳能装置。实现海洋能与太阳能、风能等多能互补。2020 青岛特锐德智能光伏微网系统特锐德股份有限公司工信部公布第一批智能光伏示范企业及示范项目并网该项目以厂区A、B、C、D四座大型厂房屋顶光伏和充电桩为基础,实现了双向配网、分布式光伏
24、风电、智慧储能、电动汽车充放电、电热转换等多能源交互管理。既可以与外部电网并网运行,也可以孤网自治运行。该系统将原先各个电力系统冗余的功能合并之后,设备投资下降30%,用户用电成本也将下降30%。2020 青岛东软载波园区微电网东软载波股份有限公司工信部公布第一批智能光伏示范企业及示范项目并网项目由青岛东软载波公司投资建设运营,2019年1月投运,是青岛市首个风光储充一体化综合能源微电网项目。系统包含光伏发电单元、风力发电单元、储能单元、交直流负荷、微网能量控制平台,通过就地控制和中央控制,实现整个微电网系统的统一集成、调控、管理的协调控制,从而实现自发自用、余电上网,充分利用绿色能源的企业用
25、电需求。2024中车青岛四方车辆研究所有限公司2.4MWp分布式光伏项目中车青岛四方车辆研究所有限公司工业和信息化部第四批智能光伏试点示范项目并网该项目利用中车四方所上马产业园生产制造车间建筑屋顶建设光伏系统,采用了电站运维云平台、储能EMS、清扫机器人等智能化技术,总并网容量2417.76kW,年发电量在285万度以上,每年可减少二氧化碳排放量2684吨,节约标准煤934.8吨。3 2017年,国家发改委、国家能源局新能源微电网示范项目:中德生态园启动区泛能微电网项目和青岛董家口港新能源微电网示范工程项目,因建设资金没有到位,立项未建成。8青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查时间时间项
26、目名称项目名称建设单位建设单位示范类别示范类别运营运营模式模式主要示范内容主要示范内容2023 青岛海尔中德智慧园区光储充智能微网项目海尔集团工信部公布第三批智能光伏示范企业及示范项目并网该项目位于青岛西海岸新区的海尔中德智慧园区,以园区13万的屋顶上,总装机量13.5兆瓦的光伏发电系统为基础,借助卡奥斯智慧能源平台,运用“云大物移智链边”技术,打造园区级“源网荷储用”一体化智能微网解决方案。实现了电力供应削峰填谷,节省了配电增容费用,增加新能源消纳。2020青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目(光储直柔微电网)青岛能源集团住房和城乡建设部、联合国开发计划署、全球环境基金“中国公共建筑能
27、效提升项目”并网该项目位于青岛市市南区,是由青岛能源集团与青岛旅游集团合作,借助亚洲开发银行贷款建设运行的。项目将海水源热泵、太阳能光伏、风能、空气源热泵、污水源热泵、工业余热回收等可再生能源与清洁能源技术整合,为包括国际会议中心、奥帆博物馆、媒体中心、宴会厅等10座建筑在内的奥帆中心整个社区供热和供冷。光储直柔微电网的应用是该项目的一大亮点。2023中德生态园多能互补综合能源示范项目国网山东综合能源服务有限公司、国网山东省电力公司青岛供电公司联合建设国家电网重大科技课题示范项目、山东省重点研发计划项目、山东省绿色建筑与建筑节能试点示范项目并网该项目位于青岛西海岸新区中德生态园内,由国网山东综
28、合能源服务有限公司、国网山东省电力公司青岛供电公司、国网山东省电力公司电力科学研究院联合建设。项目总投资1.2亿元,由多能互补联合供能系统、综合能源系统能效试验研究平台、区域综合能源智能优化与控制系统等构成。2024青岛国际机场集团有限公司胶东机场光伏发电项目青岛国际机场集团有限公司工业和信息化部第四批智能光伏试点示范项目并网项目利用胶东机场货站货库及综合交通换乘中心屋顶层安装光伏发电子系统,就近并网消纳,全部自发自用,光伏覆盖面积约4万平方米。2024中车青岛四方车辆研究所有限公司2.4MWp分布式光伏项目中车青岛四方车辆研究所有限公司工业和信息化部第四批智能光伏试点示范项目并网该项目利用中
29、车四方所上马产业园生产制造车间建筑屋顶建设光伏系统,采用了电站运维云平台、储能EMS、清扫机器人等智能化技术,总并网容量2417.76kW,年发电量在285万度以上,每年可减少二氧化碳排放量2684吨,节约标准煤934.8吨。资料来源:课题组整理。9青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(2)试点示范项目运行模式本部分从技术配置、盈利模式、经济效益、和节能降碳效益四个维度分析青岛地区微电网示范项目的具体运行模式。其中,技术配置重点介绍示范项目技术配置,简要描述微电网接入方案和技术方案;盈利模式重点阐述具体案例获取利润的方式;经济效益重点分析示范项目的投资收益;节能降碳重点阐述案例取得的节能
30、降碳效益。(1)工业园区-东软载波信息产业园微电网该项目位于青岛市胶州市创新大道 17 号的东软载波信息产业园区内,是青岛市首个风光储充一体化综合能源微电网项目,总投资 853.76 万元。项目由青岛东软载波科技股份有限公司(以下简称“东软载波”)投资建设运营。示范项目 2018 年开始建设,2019 年 1 月,微电网项目投入运行。主要包含光伏发电单元、风力发电单元、储能单元、交直流负荷和微网能量控制平台。系统具备并网运行、离网运行、并离网切换模式,通过就地控制和中央控制,实现整个微电网系统的统一集成、调控、管理的协调控制。作为绿色智慧低碳园区多能互补微电网示范项目,2020 年 7 月,被
31、列入工信部公布第一批智能光伏示范企业及示范项目。技术配置。该项目由“源网荷储”以及控制系统组成。其中,智能微网控制器和能源路由器是智能微电网的核心处理设备,为实现能源互联网的供、储、需的能量多元互动提供支撑;“源”由 1448.2kWp 屋顶光伏和光伏车棚、20kW 风电机组,以及主电网构成;“网”是能源传输网络,包括输电线路和电力系统设备(配电室、配电箱等);“荷”由智能照明、智能空调,以及充电桩组成,其中,充电桩具体包括 2 个 60kW 直流充电桩、2 个 30kW 直流充电桩和若干 7kW 交流充电桩;“储”由 683kWh 锂电储能电池组成。既可以满足电网削峰填谷,提高光伏系统的消纳
32、率,还可以作为备用电源为园区用能提供应急供电,保证重要负载不掉电。技术配置详见表 5。表 1.5:青岛东软载波信息产业园微电网项目装备功能定位功能定位设备名称设备名称技术参数技术参数数量数量控智能微网控制器和能源路由器1套源变桨距风力发电机10kWDC400V2套独立塔杆16 米2套光伏组件1448.2kWp1套光伏并网逆变器60kW14 套50kW4套直流变流器200kw1套储能逆变器100kW1套250kW1套储储能系统683kwW 锂电1套10青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查功能定位功能定位设备名称设备名称技术参数技术参数数量数量网微电网专用控制逆变一体机WB-10kWAC38
33、0V2套双向变流系统1套荷直流充电桩60kW2套30kW2套交流充电桩7kW4套智能照明智能空调储储能系统683kwW 锂电1套资料来源:课题组根据调研资料整理。图 1.1:青岛东软载波园区微电网示意图盈利模式。项目可再生电力采取“自发自用,余额上网”模式,主要依赖分时电价政策参与削峰填谷的辅助市场,分布式光伏电量余额上网获取收益,以及变压设备基础容量配套费节约。经济效益。该项目系统总投资 853.76 万元,年发电量大概 145 万千瓦时,项目年均自用电量 110 万千瓦时,年均上网电量 35 万千瓦时;年均从电网购电 170 万千瓦时。储能电池通过峰谷分时电价每年获利约 110 万。另外,
34、分布式光伏发电、储能电池削峰填谷,可每年节约变压设备基础容量配套费 17.8 万元。11青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查节能降碳。项目年度可再生电力发电量为 145 万千瓦时,按照 2022 年全国单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳排放因子4,项目年度可再生电力发电量可直接减少烟尘 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 吨。(2)公共建筑类-青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目该项目以“分布式绿能多能互补”为核心,构建了包括国际会议中心、奥帆博物馆、媒体中心、宴会厅等 10 座建筑在内的奥帆中心多能互补
35、、多能联供的区域新能源系统。2022 年,奥帆中心被住房和城乡建设部认定为全国首个“零碳社区”。技术配置。该项目包括海水源热泵、太阳能光伏、风能、空气源热泵、污水源热泵、工业余热回收等清洁能源技术。在能源供给侧,通过海水源热泵、太阳能光伏等新能源系统的应用,逐步替代高碳排放的能源形式,并实现分布储能、建筑直流供电、停车场直流充电桩以及部分终端设备需求侧响应模式的一体化应用。在智慧化运营管理中,通过建设区域能源控制平台(能耗监测、智慧管控),运用大数据、互联网和深度学习技术,打造智慧能源控制系统,实现能量消耗、能效评价、能量调度和安全保障的智慧管理。盈利模式。项目以太阳能满足对于电力的基本需求,
36、地热能和空气源满足对于冷热的需求。具体而言,建筑在冬季所需的热主要靠清洁电力驱动的高效热泵搭配蓄能产生,生活热水采用光伏直驱变频热泵进行制备。建筑在夏季所需的冷主要靠清洁电力驱动的冷机或热泵搭配蓄能产生,制冷系统的冷却塔用海水/地表水或非饱和干空气作为冷源。项目国会中心光伏装机规模 600 千万,累计年发电量量 59.6 万千万时,采取自发自用,多余电量通过接入电网。经济效益。通过多能互补,项目每年至少能直接减少 375.7 万的能源成本,综合投资回收期为 4-7 年,相当于 15%-25%的投资回报率。考虑到项目具备较高的额外性,有潜力产生 CCER 减排量,项目产生的减排量参与自愿减排市场
37、和全国碳市场的配额抵消机制将有望进一步提升项目经济性。另外,项目促进光储直柔、海水源热泵、能源互联网、智慧能源控制系统等技术的推广。节能降碳。分布式能源发电实现电量、热量、天然气供冷节约,每年能够直接节约用电量 303 万度,节约用热量 2.2 万吉焦,节约燃气量 5500 标准立方米,每年直接减少碳排放 8663 吨,按照一棵树 5kg 碳排放来计算,相当于种了 173.3 万棵树。4 中国电力企业联合会,中国电力行业年度发展报告2023,2022年,全国单位火电发电量烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳排放分别为17毫克/千瓦时、83毫克/千瓦时、133毫克/千瓦时和824克/千瓦时。12青
38、岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查图 1.2:青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热示意图资料来源:青岛市能源集团。(4)中德生态园多能互补综合能源示范项目中德生态园多能互补综合能源示范项目是国家电网建设、以技术研发和验证示范为主要目的的综合能源站。具体而言,国网山东综合能源服务有限公司出资建设,国网山东省电力公司青岛供电公司作为业主单位负责项目申报审批和运营,国网山东省电力公司电力科学研究院牵头相关高校院所提供技术支持。2020 年,项目进入设计施工阶段,12 月,工程取得建设工程规划许可证。2021 年 8 月,研发试验与大数据中心完成主体结构施工并封顶,同年,12 月研发试验与大数
39、据中心设备全部到货就位。2022 年 1 月热能综合供应系统完成调试,3 月配套电力工程正式送电,5 月完成系统联合调试,9 月完成全部单体设备调试。2023 年 2 月完成竣工验收备案。2023 年 12 月,项目通过国家电网公司科技部和山东省科技厅组织的技术验收。项目计划总投资 1.2 亿元,实际投资 1.3 亿元,占地面积 6528m2,总建筑面积6118.67m2。项目建设内容主要包括四个部分:一是研发试验与大数据中心,包括展示厅、运营服务中心、综合能源管控中心、办公室、检测中心、灾备节点数据中心、10kV高低压配电室等;二是多能互补冷热电联供系统,包括天然气冷热电三联供系统、地源热泵
40、系统、水蓄能系统、冰蓄冷系统、电蓄热系统、空气源热泵系统、公共系统、太阳能光热复合系统等;三是光、储、充系统,包括光伏系统、储能系统、负荷虚拟同步机系统(基于负荷虚拟同步机技术的充电桩)、多功能应用充电系统;四是综合能源设备系统,包括储能设备集装箱、光储充一体化电站、立体车库、光伏车棚等。13青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查图 1.3:中德生态园多能互补综合能源示范项目示意图技术配置。项目包括基于能源互联网的区域智慧能源系统、多能互补联合供能系统和综合能源研发试验与大数据中心。基于能源互联网的区域智慧能源系统主要包括综合能源储能系统和区域综合能源智能优化与控制平台;其中,储能系统包括
41、:2 套250kW/250kWh 储能系、125kW/250kWh 光充储一体化电站、1MWh 储能虚拟同步机、1MW/250kWh 光储虚拟同步机、负荷虚拟同步机。多能互补联合供能系统包括 400kW 天然气冷热电三联供系统、588kW 地源/空气源热泵、680kW 蓄冷/热设备。包括储能系统、储能虚拟同步机系、光储虚拟同步机系统、多功能多应用充电系统(包含光储充一体化充电系统、智能立体车库系统)、分布式光伏发电系统等。盈利模式。项目采用建造-运营-移交(Build-Operate-Transfer)模式,项目由国网山东综合能源服务公司投资,国网山东省电力公司建设。建设验收后移交国网青岛电力
42、公司具体运营。其中,400kW 天然气冷热电三联供系统(CCHP)、588kW 地源/空气源热泵、680kW 蓄冷/热系统为华大基因、正大制药及海尔工业智能研究院解决冷热负荷需求;2 套 250kWh/250kW 储能系统满足华大基因 500kW 重要负荷独立供电 1h 要求;1.78MW 光伏发电系统为项目提供部分用电电源,提高工程可再生能源利用率;1MWh 储能虚拟同步机提供系统离网时负荷支撑能力;1MW/250kWh 光储虚拟同步机及 10套 30kW/30kWh 负荷虚拟同步机用于平抑新能源发电及充电桩充放电频率波动、4 车位光储充一体化车棚;综合能源研发试验与大数据中心和综合能源智能
43、优化调度与控制平台,形成多能互补综合能源开发应用领域的研发、检测及创新中心和区域能源综合管14青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查控运营服务示范中心,为中德生态园企业提供电能监测及用能管理服务。经济效益。综合能源服务是以客户为中心,在安全经济供电方案的基础上,提供包括能效诊断、节能改造、运行托管等在内的多种能源增值服务,为终端能源消费者提供更多定制化、个性化的能源产品与服务,帮助终端能源消费者提高能效、降低综合用能成本。项目试运行数据显示,冷热电三联供系统能源综合利用效率为 85%,可再生能源利用占比 50%以上节能降碳。整个系统可以同时实现发电、采暖(制冷)和提供生活热水,具有环保、节
44、能和高效率等特点,与传统供能方式相比,项目可节能 30 40%。减少 SO2、NOx 等污染物的排放。项目正式运行后年可实现节约标煤量为 1927 吨,年减排二氧化碳 3167 吨、氮氧化物 72 吨、二氧化硫 145 吨、烟(粉)尘 1310 吨。(3)光伏+充电桩-特锐德智能光伏微网系统本示范项目建设集“光、充(放)、储、配”高度融合的新能源微网系统,并与智能电网组成护卫支撑的网架结构。技术配置。该示范工程建设 MW 级变配光储充微网系统,具体而言,基于园区建筑幕墙和屋顶,发展分布式光伏发电并就地消纳,降低变压器投资;利用储能电池、电动汽车放电,配合能量调度管理系统,结合峰谷电价差实现用能
45、成本最优化;对电动汽车群充电负荷统一调度管理,实现汽车群的有序充放电,减少无序充电对配电网的冲击,降低配网投资容量;交直流混联微网,结合光伏、储能电池、电动汽车等直流源和负荷,以 400V 或 10kV 接入电网。能量管理系统实时监测源网荷,结合多种运行控制策略,保证微网系统经济、高效运行。表 1.6:特锐德智能光伏微网系统规模数据表光伏光伏储能储能电动汽车电动汽车电动汽车10kw电动汽车10kw配电负荷配电负荷变压器容量变压器容量1MW320kWh400kw32辆800kw1250kWA重要负荷直流负荷并离网切换电动大巴40kW占地面积结构形式320kw225kW无感知2辆25m预制舱盈利模
46、式。除了分布式光伏余额上网之外,基本收益主要包括以下几个方面:一是电费收入,运营商可基于电费成本,设置电费价格,从而赚取电费差价;二是运营商可自主设置服务费标准,用户充一次电收取一定的服务费;三是与广告商达成合作,在充电桩上推送广告,运营商获得广告收益;四是运营商与合作方达成合作,从中收取适当的佣金或分红。此外,运营商可以聚合商的方式,整合智能光伏微网资源,参与电网调峰、需求侧相应等辅助交易获得收益。15青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(3)试点示范的主要经验1.规划引导、政策激励强化规划引导。为了推动国家有关微电网相关部署,青岛市“十四五”能源发展规划把微电网作为完善智慧电力供应体
47、系的重要支点。同时,也是青岛战略新兴产业重点发展方向之一。2023 年 10 月青岛市新型储能发展规划(2023-2030 年)(征求意见稿)中多项重点任务中提到了推进微电网建设。除了规划引导之外,绿色发展政策也起到了良好的协同效应。例如:工信部门绿色制造体系鼓励申报企业加大分布式能源开发、建设微电网。截止到 2024 年 6 月底,青岛市累计创建省级绿色工厂 18 家、绿色供应链管理企业 4 家、绿色工业园区 1 家,打造国家级绿色工厂 54 家、绿色供应链管理企业 11 家和绿色工业园区 1 家,11 家入选工信部智能光伏示范企业及示范项目。2022 年青岛市科技计划科技惠民示范专项对青岛
48、奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目给与了 100 万元的补贴支持。2.注重培育产业土壤微电网的推广离不开微电网配套产业的完善。青岛市一直将新能源产业作为战略新兴产业发展的重要着力点,已经在储能、氢能、智能电力装备、新能源汽车等细分行业门类形成了一定规模和竞争优势。新能源产业发展不仅也为微电网试点示范厚植了良好产业基础,还在硬件供应商、综合解决方案提供商等领域形成了一批支撑微电网发展的龙头企业。通过微电网试点示范,技术适用性的得到了工程验证,为后续市场开拓提供了过硬的技术和产品支撑,增强了微电网相关企业或链主企业发展信心。3.推动“政产学研用金”联动青岛在推进微电网试点示范过程中,十分注重政
49、产学研用金联动。除了通过规划引导、政策激励之外,政府还通过举办论坛方式搭建产学研对话平台,2023 年 8 月青岛市承办了“节能服务进企业”暨工业绿色微电网交流研讨会,增加社会各界对微电网了解和认知。在产学研合作方面,清华大学江亿院士团队为青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目;山东省电力科学研究院、山东大学,中国电科院级高校为国网中德生态园多能互补综合能源示范项目提供了技术支撑,有利促进了上述示范项目的落地。同时,青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目得到了亚洲开发银行贷款的资助。青岛市大力发展绿色金融,积极开展气候融资试点,为包括微电网示范项目在内的低碳技术推广提供了绿色融资支持。
50、4.注重龙头企业带动青岛市微电网试点示范一个突出特征是龙头企业深度参与,既有中海油、国家电网等央企,青岛机场集团有限公司、青岛能源集团等地方国企,还有特锐德、东软载波等青岛市民营上市公司。这些企业创新意识强、实力雄厚,对微电网发展态势具有很强的前瞻性。通过微电网试点示范不仅验证了微电网关键技术的可行性,为后续技术迭代积累宝贵经验,以便抢占未来产业发展先机;同时,微电网试点示范,也是企业践行 ESG理念、展示企业社会责任担当的重要举措,能够为企业发展赢得社会良好声誉。16青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查第二章 青岛市微电网发展中的利益相关者诉求分析政府、投资者、电网公司和用户(项目业主
51、)都是微电网最重要的利益相关者9-10。本部分重点分析政府、投资者、电网公司和用户(项目业主)四类核心和其他利益相关者,结合青岛市微电网典型试点示范项目不同的应用场景,分析上述利益相关方的主要利益诉求。微电网示范项目的利益相关者及其关系如图 2.1 所示。22 范,也是企业践行 ESG 理念、展示企业社会责任担当的重要举措,能够为企业发展赢得社会良好声誉。二二、青青岛岛市市微微电电网网发发展展中中的的利利益益相相关关者者诉诉求求分分析析 政府、投资者、电网公司和用户(项目业主)都是微电网最重要的利益相关者9-10。本部分重点分析政府、投资者、电网公司和用户(项目业主)四类核心和其他利益相关者,
52、结合青岛市微电网典型试点示范项目不同的应用场景,分析上述利益相关方的主要利益诉求。微电网示范项目的利益相关者及其关系如图 4 所示。图 4 微电网的利益相关者及其关系图 1.地方政府 大力发展可再生能源,推进能源转型,积极应对全球气候变化,微电网企业?项目投资方用户国家电网政府电力交易机构环境交易机构交易服务交易服务金融机构科研机构技术支持资金支持融资支持政策支持政策支持项目土地、屋顶等资源合作机制资金支持补贴科研经费电量流资金流功能流图 2.1:微电网的利益相关者及其关系图17青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(1)地方政府大力发展可再生能源,推进能源转型,积极应对全球气候变化,成为
53、世界各国高度共识。政府在微电网试点示范的主要诉求有以下几点。一是拓展电网可调控资源,提升供电整体稳定性。通过微电网与主网并网或孤岛运行的模式下,自主地管理和控制自身的电力系统,实现电能的自给自足和优化配置,同时,通过与主网协调运行或独立运行,能够增加电力系统的容错能力和应急能力,降低电力系统的故障风险,提升地方电力系统稳定性。二是促进分布式可再生能源的发展与就近消纳。通过微电网就近消纳分布式电力,助力地方政府完成上级政府下达的可再生能源能源消纳任务,提高能源自给率,提升能源供给安全水平;同时,可再生电力的就近消纳,帮助减少当地对传统化石能源的消费,减少二氧化硫、氮氧化物以及二氧化碳等污染物排放
54、,实现降碳减污协同效应。三是加快新型电力系统关键技术研发应用,培育经济增长新动能。通过微电网试点和示范项目,促进人工智能、大数据、物联网、先进信息通信等与电力系统深度融合,加快柔性直流输配电、新能源主动支撑、大规模储能电站、新型电力系统仿真和调度运行等技术的研发、示范和推广应用,加快新型电力系统关键技术储备与迭代,推动相关软硬件设施研发与制造,加快地方经济增长新动能培育,助力地方经济高质量发展。例如,德生态园多能互补综合能源示范项目,承担着新技术的研发、验证、首台套装备示范功能,研制并投运了 7 个综合能源领域国内首台(套)装备系统,成为微电网技术重要示范平台。(2)国家电网一是提高电力服务质
55、量。通过微电网为用户提供稳定、高效、清洁的电能,确保主网在电力中断、波动、干扰等紧急情况下,用户基本用电需求能够得到有效保障。二是提高电力系统效率。通过微电网利用分布式能源和储能设备,实现电能的本地化生产和消费,减少了对主网的依赖和负担,提高电力系统的效率和性能。三是提高电力系统智能化。通过微电网的智能化管理和控制,实现与主网或其他微电网进行智能化的协调和互动,提高了电力系统的智能化水平和服务水平。(3)投资方/运营方微电网独立的第三方投资机构动机比较直接,通过投资微电网获得合适的投资回报率。但由于目前项目投资回收期普遍较长,大部分微电网项目经济性不高。所以,大部分试点示范项目采取投资运营一体
56、化模式,降低系统运行成本。通过微电网关键技术与装备研发和验证,打造企业核心技术和产品推广的样板工程,积累微电网运营经验,以便抢占即将到来的产业机会。(4)用户无论是自建自用用户还是为其他企业供电,用户对微电网的诉求:一是节能降本。18青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查山东进一步优化了峰谷分时电价政策,微电网运营商可以按照峰谷电价、实时电价,为企业优化用能策略,实施源荷柔性控制,节能降本。二是参与电力市场交易,提升经济性。随着电价交易机制的不断完善,虚拟电厂建设加速,工商业用户可参与电力现货市场交易,可以通过动态优化用电策略、赚取电费收益。三是能够帮助用能源企业减少碳足迹,提升绿色竞争力
57、。微电网帮助企业更多利用可再生能源资源,帮助企业减少对传统化石能源的依赖,降低碳足迹,提高绿色竞争力。最后,帮助窗口示范性用户树立良好社会形象。如:青岛奥帆中心零碳社区多能互补式清洁供热项目能够帮助青岛文旅集团、海尔洲际酒店等入驻企业树立良好的社会形象,展示中国企业绿色低碳创新实践风采。(5)其他利益相关者微电网的利益相关者还包括电力交易机构、金融机构、科研机构、环境权益交易机构等。但是就目前而言,青岛市微电网示范项目的利益相关者主要是金融机构和科研机构。金融机构主要诉求是为绿色信贷找到相对理想投资标的,展示金融机构推进绿色转型的负责任的良好形象;对于国有商业银行,还有完成上级银行下达的绿色信
58、贷的任务;科研机构是为微电网提供技术支撑,通过解决项目实施中的技术难题,提高研究团队解决实际问题的能力,通过产学研合作促进微电网相关技术成果产业化,实现经济和社会效益双赢。19青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查第三章 青岛市微电网典型示范案例效益评估(一)青岛东软载波信息产业园微电网(1)项目盈利性分析该项目产生电力主要是企业自用,其收益主要来自电费节约、峰谷价差套利和变压设备容量节约。本项目光伏系统残值按照 5%计,储能系统残值按照 30%计,风力发电残值按照 3 万元计,充电桩无残值。储能系统和充电桩系统均为 8 年,光伏系统和风力发电系统均为 24 年。假设光伏系统组件衰减率,第
59、 1-2 年每年衰减 2%,3-24 年每年衰减 0.70%。不计衰减首年理论上最高发电量 176.4096 万 kwh,考虑衰减条件下,第 1年发电量为 174.65 万 kwh,依次递减,第 24 年发电量为 142.80 万 kwh。由于储能系统和充电桩系统使用寿命分别为 8 年,考虑到储能和充电桩成本下降因素影响,本部分设置两种情景研究项目盈利能力。情景一:冻结情景,即储能系统和充电桩系统到期后,按照 2018 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 2018 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
60、以前电力价格采用 2018 年电力价格水平,2024年起采用最新电价政策。20青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 3.1:青岛市电价政策时间段时间段2018年2018年2024年2024年电费单价(元kwh)电费单价(元kwh)电费单价(元kwh)电费单价(元kwh)尖0.9762 1.2317峰0.8616 1.0843 平时段0.5750 0.7404谷0.2885 0.3965深谷0.2982储能加权电价0.60200.9087光伏加权电价0.70440.7404(按平)风电加权电价(按平)0.57500.7404充电桩充电单价(按平)0.57500.7404资料来源:2018
61、 年数据由企业提供。2024 年数据由课题组根据山东省2024 年分时电价政策执行公告整理。(1)项目成本与收益结构我们以冻结情景考察项目的成本与收益结构。冻结情景下,项目总投资 853.76 万元,其中,储能系统 173.76 万元,占比 20.35%,光伏系统 610 万元,占比 71.45%;充电桩系统 20 万元,占比 2.34%,风力发电系统 50 万元,指标 5.86%。运营成本方面,储能系统 1 万元/年,光伏系统 2 万元/年,充电桩系统 0.1 万元/年,风力发电系统 0.2 万元/年,合计 3.3 万元。冻结情景下,项目收益净现值为 645.46 万元,其结构与成本结构呈现
62、出的相似特征,储能系统收益占比 22.09%,光伏系统收益占比71.95%;充电桩系统收益占比 3.94%,风力发电系统收益占比 2.02%。光伏系统71.45%储能系统20.35%充电桩系统2.34%风力发电系统5.86%光伏系统71.95%储能系统22.09%充电桩系统3.94%风力发电系统2.02%图 3.1:项目系统成本结构(左)和收益结构(右)21青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(2)效益分析冻结情景和动态情景,经济效益评价如表 8 所示。项目经济评价周期按照 24 年计算,从绝对指标来看,冻结情景和动态情景,整个项目运营收益净现值分别为 645.46 万元和 732.83
63、 万元,动态投资回收期分别为 9.06 年和 8.48 年;从相对指标来看,整个项目内部收益率分别为 13.96%和 14.74%。综上,项目具有一定的经济可行性。与冻结情景相比,动态情景下,由于山东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 93.57 万元,动态投资回收期缩短了 0.58 年,内部收益率提升了 0.78 个百分点。表 3.2:青岛东软载波信息产业园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成本(万元)财务净现值(万元)成本(万元)财务净现值(万元)储能系统351.18*65.83 262.47*169.64光伏系统61
64、0564.26 610568.68 充电桩系统40.42*28.8040.42*-0.46风力发电系统50-13.4350-5.02项目总投资1051.6645.46962.89749.27财务净现值645.46732.83动态投资回收期9.06年8.48年内部收益率13.96%14.74%注:*数据是为第8年和第16年储能系统和充电桩系统,重新更新的投资额折现后与初始投资值之和。资料来源:企业调研数据。(3)敏感性因素分析储能配比、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。我们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青岛东软载波信息产业园微电网经济性影响,其
65、中,以峰谷价差大小衡量电价政策友好程度。储能配比。项目储能是按照光伏发电装机容量的 23.26%,2 个小时建设的,整个项目财务净现值为 645.46 万元,动态回收期分别为 9.06 年,内部收益率为 13.96%。假设储能配比减少到 10%,整个微电网项目财务净现值为 711.78 万元,动态投资回收期7.36 年,内部收益率为 15.76%。假设储能配比例增加到 30%,整个微电网项目财务净现值为 711.78 万元,动态投资回收期 7.36 年,内部收益率为 15.76%。22青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 3.3:配储比例变化对项目影响分析项目项目配储比例10%配储比例
66、10%配储比例23.26%配储比例23.26%配储比例30%配储比例30%财务净现值711.78万元645.46万元611.75万元动态投资回收期7.36年9.06年9.69年内部收益率15.76%13.96%13.18%可以看出,储能配储比例增加会增加动态投资回收期,降低财务净现值和内部收益率,导致项目效益降低。储能电池成本。项目建设时,储能电池价格大约为 2544 元/kwh。目前,储能电池价格一直呈下降趋势,故敏感性分析仅分析下降情况。假设价格下降 10%,整个微电网项目财务净现值为 668.03 万元,动态投资回收期 8.81 年,内部收益率为 14.37%。假设价格下降 30%,整个
67、微电网项目财务净现值为 713.16 万元,动态投资回收期 8.18年,内部收益率为 15.25%。假设价格下降 50%,整个微电网项目财务净现值为 758.29万元,动态投资回收期 7.36 年,内部收益率为 15.76%。表 3.4: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%价格降50%价格降50%财务净现值645.46万元668.03元713.16元758.29万元动态投资回收期9.06年8.81年8.18年7.08年内部收益率13.96%14.37%15.25%16.18%可以看出,储能电池价格下降会降低动态投资回收期,增
68、加财务净现值和内部收益率,导致项目效益提升。峰谷价差。按照 2024 年新电价进行计算,整个微电网项目财务净现值为 701.16 万元,动态投资回收期 8.71 年,内部收益率为 14.59%。23青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查表 3.5: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645.46万元701.16万元动态投资回收期9.06年8.71年内部收益率13.96%14.59%项目敏感度系数如表 3.6 所示。从结果可以看出,峰谷价差对项目内部收益率影响最大。表 3.6: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
69、能设备价格0.29峰谷价差0.88资料来源:根据企业调研数据测算。(2)案例主要经验自研降低了项目整体成本。作为我国电力线载波通信设备领域中的领导企业,东软载波敏锐地捕捉到微电网在促进分布式能源就地消纳中作用与发展机遇,以自身信息产业园屋顶分布式光伏开发为契机,加大微电网系统及关键技术研发,为东软载波快速切入智能电网领域储备了大量的技术、人才和运行经验。研发成本由东软载波集团承担,降低了项目整体成本,提升项目的经济性。同时,民营企业内部决策效率高效,项目在建设、移交、运营中很容易实现平滑过度,降低项目运营过程中沟通、协调等隐性成本。自营自用确保了项目设计参数与需求的精准匹配。由于投资方、运营方
70、和能源服务需求方均为同一主体,微电网项目为青岛东软载波自身的信息产业园服务,也保障了微电网相关设计参数更好与园区生产负荷、分布式能源资源及电价政策实现高度匹配,进一步提升了项目运行效率。24青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(二)中德生态园多能互补综合能源示范项目(1)效益分析(1)经济效益理论上,项目设计生产能力:年发电量为 232 万 kWh,光伏年均上网电量约为177.34 万 kWh,年供冷总量 475 万 kWh,年供热(热水)总量 305 万 kWh,年供蒸汽总量 5224 吨。实际生产能力为:年发电量为 173.85 万 kWh,光伏年均上网电量约为 119.19 万 k
71、Wh,年供冷总量 475 万 kWh,年供热(热水)总量 305 万 kWh,实际年供蒸汽总量 5224 吨。项目运行成本约 780 万元/年,主要包括原辅料(含燃料)成本 421 万元/年,人工成本 200 万元/年,固定资产折旧 239 万元/年。收入约(未含储能调峰)971 万元/年。(2)环境效益根据试运行数据分析,冷热电三联供系统能源综合利用效率为 85%,可再生能源利用占比 50%以上,与传统供能方式相比,可节能 30 40%。整个系统可以同时实现发电、采暖(制冷)和提供生活热水,具有环保、节能和高效率等特点,减少 SO2、NOx等污染物的排放。项目正式运行后年可实现节约标煤量为
72、1927 吨,年减排二氧化碳 3167 吨、氮氧化物 72 吨、二氧化硫 145 吨、烟(粉)尘 1310 吨。(3)社会效益该项目除了被列入国家电网第一批综合能源类重点科技指南项目和山东省重点研发计划项目外,还被列入 2023 年度山东省绿色建筑与建筑节能试点示范项目。项目实施过程中,研制并投运了 7 个综合能源领域国内首台(套)装备系统,即:直流台区(光储充能量路由器)、重要负荷高可靠供电设备、区域综合能源优化调度系统、区域协调控制器、虚拟同步发电机、重要负荷独立运行保护装置和基于实时仿真的多能互补综合能源数字孪生系统,实现了工程建设与技术创新的深度融合。项目共申请发明专利 43 项,软件
73、著作权 15 项,制定能源行业标准 2 项。国家电网公司科技部和山东省科技厅组织的验收中,专家组确认项目总体技术指标达到国际先进水平。示范工程建设,为国网山东电力公司储备了综合能源服务领域的产品技术,提升了公司综合能源服务能力,培育了企业在该市场领域的核心竞争力。25青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(2)案例总结(1)项目以技术验证与工程示范为主,较好地完成了示范目标作为国家电网公司展综合能源服务业务的先行试点,项目主要目的是通过多种能源的互补供给、传输控制、需求响应等前沿技术的示范,打造综合能源服务样板工程,为未来综合能源服务提供动模仿真、设计运行优化等服务,为能源互联网前沿技术的
74、研发、应用和推广提供了强有力的平台,带动综合能源业务前端开拓和后台支撑团队建设,全面推动综合能源业务发展。同时,依托示范工程建设青岛市能源大数据中心,为电网业务和新兴业务提供平台化支撑,支撑泛在电力物联网建设,构建共建共享共治共赢的能源大数据生态体系。(2)加强规划衔接推动示范项目产能释放除了技术研发与验证示范之外,示范项目落户中德生态园一个重要原因是,根据规划园区企业冷、热、电负荷需求快速增长,建立区域能源综合管控运营服务示范中心,为中德生态园华大基因、正大制药、海尔工业智能研究院等企业提供电能监测及用能综合服务。但是园区产业规划调整,园区路网规划调整,以及示范项目交付等原因,示范项目原定的
75、用能综合服务目标没有顺利实现。例如,尽管与华大基因三期项目签订了750 伏直流供电协议和供热供冷协议,由于建设进度、路径建设调整等原因,示范项目从供能主体变成了备用能源。(3)需要理顺利益相关者关系,合理控制项目成本项目由国网山东综合能源服务有限公司出资建设,但国家电网对小型基建项目从严掌握、审批流程较长。为了抢抓综合能源发展机遇,示范项目用地由中德生态园划拨国网山东省电力公司青岛供电公司,由其办理项目规划许可、用地施工许可等手续。这造成项目出资方与业主方不一致,给示范项目后续规划许可、用地施工许可办理带来了诸多麻烦。此外,由于国网规定电力公司必须聚焦主业,不能投资建设综合能源站,导致国网山东
76、省电力公司青岛供电公司不能建设综合能源站,致使示范项目出资方无法直接从国网山东省电力公司青岛供电公司直接收回投资。随着各方关系理顺,项目运行成本将会得到有效控制。26青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查第四章 青岛市微电网推广面临主要问题与对策建议(一)制约青岛市工业微电网推广的主要障碍(1)微电网初始投资偏高,微电网荷容精准匹配难微电网初始投资依然偏高。微电网主要面向企业用户级和园区级,主要包括源、网、变、控、储五部分。尽管储能成本显著下降,但微电网控制系统、变配电设置投资成本仍然偏高。同时,新兴控制技术在微电网中的应用,后续营运维护成本也偏高,导致微电网总体投资偏大。微电网荷容精准匹
77、配难。在园区级微电网建设过程中,对于存量用能主体而言,与用能成本节约相比,更加关注用能的安全性。为了提高用能的安全性,园区用能主体往往以最大用能负荷向微电网运营主体提交用能需求,造成微电网设计负荷偏高;对于新增用能主体而言,新增企业或产业项目导入不如规划预期,也会导致用电负荷无法短时间内达到预期,也会造成微电网设计负荷过剩。导致微电网荷容精准匹配难,无形中推高了投资建造成本,降低了微电网设备使用效率和运行效率,进一步影响了微电网项目的经济性。(2)微电网关键技术仍不成熟,与大电网协同亟待加强尽管微电网开展的不少的试点示范,但大都停留在技术应用探索阶段,可推广可复制案例相对较少。微电网技术不成熟
78、是其中一个原因。具体表现在:微电网支撑多能互补、并网离网的智能控制技术、能量管理技术、微网群之间协调和控制技术都还不成熟。同时,微电网控制系统集成度不高,运行效率和可靠性偏低,都在一定程度上限制了微电网的推广。27青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查面临更大范围的高比例分布式能源就地消纳及高可靠供电要求需要,大电网在不同层级具备平衡与自治功能,这就要求微电网要与大电网深度融合发展,但目前微电网与大电网协调亟待加强。(3)缺乏专项规划引导,标准体系仍需完善尽管国家出台能源相关政策都涉及微电网,但青岛一直没有出台微电网发展专项规划。微电网初始投资规模较大,急需出台专项发展规划,强化投资引导,
79、增强产业资本对投资微电网长期布局的信心。从标准支撑来看,微电网集成了储能、光伏、冷暖气、车辆充电桩等多种设备,这些设备及其背后的行业都形成了相对完善的标准。但已有微电网标准更多集中于系统性能和保障性,急需加快微电网设计标准和不同典型应用场景设计的相关标准建设。(4)企业认知水平不高、管理基础薄弱,微电网标准化模块化程度不高,商业模式亟待创新 尽管微电网试点示范推进了多年,但由于我国对分布式电源并网政策相对宽松,导致各类主体对微电网认知不足。微电网系统遵循自下而上构建逻辑,但很多用能企业管理基础薄弱,缺少电气设备的数字化台账、数字化运营管理、能源分级计量、负荷监测和计量等,难以推动实现用户配电网
80、有源化、微网化以及管理-控制协同,更无法在此基础上,积累足够的负荷侧可调节资源参与电网、市场高级互动。微电网用能企业的构建基础亟待夯实。另一方面,微电网系统较多采用定制化开发和工程化施工方式,标准化模块化预制化程度不高,亟待通过标准化设计和批量生产,降低微电网安装和运行维护成本,使得微电网技术更加经济高效,提高微电网用户体和市场接受度。同时,微电网商业模式主要依赖传统“卖电”和峰谷套利模式。微电网亟待采用先进的互联网及信息技术,创新商业模式,满足企业多样化用能需求,积极参与电力市场交易,提升微电网经济性。28青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查(二)加快青岛市微电网推广的对策建议(1)坚
81、持以荷定容的配置原则,以工业领域为主推广微电网应用坚持以荷定容的配置原则,做好微电网规划设计。开展微电网服务区域内的用电负荷详细分析,合理确定微电网系统所需的发电容量、储能容量以及配电设施的规模,减少微电网不必要的投资浪费;其次,做好系统可用资源的匹配,如:合理配置发电资源和储能资源,特别是在高峰时段或低谷时段,根据负荷特性,匹配好系统可用资源,提高微电网经济性。夯实微电网用能企业管理基础,加快微电网在企业用户和园区层面的推广应用。建立企业电气设备的数字化台账,做好能源分级计量和负荷监测和计量,逐步实现用户配电网有源化、微网化及管理-控制协同。(2)加大微电网关键技术研究,打造技术示范平台建设
82、加大微电网系统“源-网-荷-储-控”各环节关键技术研发,着力提升微电网系统的灵活性和可靠性。重点开展微网层面内各种分布式资源的协同控制技术、微电网频率和电压动态稳定技术;微网群层面功率互济与调度优化技术、微电网群观群控技术。发挥中德生态园多能互补综合能源示范项目平台价值链作用,打造工业微电网系统关键技术研发、验证、示范、人才培养等融为一体的载体平台,强化在青岛微电网标准制定、发展政策等方面的实证数据支撑作用。(3)推进电网系统的标准化、模块化和预制化发展,加大商业模式创新推进微电网系统的标准化、模块化和预制化发展。通过降低生产、安装调试、运行维护成本,以及提高模块的通用性,降低对专业技术的依赖
83、,使得微电网能够快速响应市场和用户需求,提高微电网的用户体验和市场接受度,为微电网商业化、规模化推广提供坚实的基础。创新微电网商业模式。一是积极参与电力市场的期货交易和现货交易,利用市场分析和预测工具,在期货市场上提前锁定较低的电力成本,有效管理价格波动风险;在现货市场上,微电网根据实时供需状况和价格波动,灵活调整购电和售电策略,实现成本效益的最大化。二是积极参与电力容量市场,通过提供必要的系统容量支持,获取额外29青岛市微电网发展研究基于典型示范项目的调查收益。三是参与需求侧响应,通过调整用电模式响应电网需求,获得相应的补贴。四是探索微电网聚合商机制,作为虚拟电厂的一部分,提供调频、调峰等辅
84、助服务,进一步获得市场补贴。这种聚合不仅增强了微电网在电力市场中的议价能力和影响力,还能够提供更大规模的辅助服务,发挥更大的市场价值。(4)强化政策支撑,打造国家级微电网产业发展示范区一是加大对微电网的政策支持力度。研究将微电网建设纳入财政局节能和循环经济专项资金、节能技改资金等资金予以支持,利用财政杠杆撬动金融资本,探索发起在微电网发展产业基金。支持微电网相关制造企业系统集成商、项目设计单位、业主单位、电力公司以及应急管理部门要以实际应用场景为导向,打造一批微电网示范标杆项目。二是加快制定和出台青岛微电网推广建设三年行动方案。明确微电网市场地位,优化微电网项目的审批流程和审批效能,明确不同应
85、用场景微电网建设路径。针对工业园区微电网技术研发、清洁能源消费、装备制造技术等全产业链环节,构建覆盖上下游产业链以及全生命周期管理的微电网产业生态链,打造国家级微电网产业高质量发展示范区。三是组建产业联盟。发挥青岛地区微电网上中下游产业资源优势和大学、产业研究院、科研院所科研资源优势,组建微电网地方产业联盟,加快产业关键共性技术攻关,加速创新成果产业化,充分释放联盟内龙头企业融通创新引领效应,加快打造具有较强竞争力的微电网产业集群。四是优化营商环境,提振微电网产业投资信心。探索适应城市光伏等新能源发展的微电网技术及运营管理体制,完善属地审批备案管理,优化微电网、储能项目等新型电力系统项目的审批流程。由市政府投资引导基金作为出资人和主要发起人,在微电网领域发起设立产业基金,加大对微电网的投融资支持力度。进一步优化分时电价政策,提高峰谷价差,提升民营资本投资微电网信心。(5)加强宣传引导,营造良好发展氛围一是针对政府、企业、公众对微电网缺乏了解的问题,以青岛市国家碳达峰试点为契机,依托高校、协会等第三方机构,开展微电网知识科普和示范项目推广政策宣讲,提升各利益相关者认知水平,凝聚微电网推广共识。二是组织工业园区、重点用能单位的微电网培训会,提升各用能主体对微电网的认知和接受度,为微电网规模化推广创造良好市场环境。