“能源互联网+农村能源”典型场景、商业模式及成本价值核算研究

杨莘博，谭忠富，薛 帆，李 鹏，李慧璇，张艺涵

(1.华北电力大学经济与管理学院，北京市 昌平区 102206；2.国网河南省电力公司经济技术研究院，河南省 郑州市 450000)

0 引言

2014年6月，习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略，指明了新时代中国能源转型发展新方向，要求积极推动“互联网+”智慧能源发展[1]。2018年9月，中共中央、国务院正式印发《乡村振兴战略规划(2018—2022年)》，对实施乡村振兴战略第一个五年工作做出具体部署，要求优化农村能源供给结构、完善农村能源基础设施网络、推进农村能源消费升级、发展“互联网+”智慧能源，探索建设农村能源革命示范区。近年来，以沼气、太阳能、生物质发电为代表的农村能源保持强劲的发展势头，但目前农村潜在用能需求较强与能源发展基础薄弱之间矛盾突出，能源外引比例较高与本地资源开发不足之间矛盾突出，农村生产生活垃圾污染严重与废弃物资源化利用不高之间矛盾突出，农村能源转型发展任务较重与市场化商业模式欠缺之间矛盾突出，迫切要求围绕农村能源，形成市场化多能互补能源供应体系，推进农村能源梯级利用、循环利用和综合利用。

当前国内外学者围绕能源互联网及农村能源等方面展开了一些研究工作。在能源互联网方面：文献[2-6]充分研究了能源互联网的内涵概念、技术形态、物理结构以及发展方向，为能源互联网发展奠定了基础研究框架及方向;文献[7]融合数字孪生和能源互联网设计了相应的数据化能源互联网框架体系;文献[8]将能源互联网应用于新能源电力系统运营中，对运营模式和关键技术进行了初步探索;文献[9]将能源互联网应用于电力交易领域，设计了电力交易平台框架体系；文献[10]将能源互联网用于城市综合服务领域，设计了相应的平台构架和关键技术。在农村能源基础研究及利用方面：文献[11]定义了农村能源、农村能源产业相关概念；文献[12]从太阳能、风能、水能等角度研究了农村能源开发的主要方向及相关对策；文献[13]研究了农村能源发展政策，评估了农村能源开发现状；文献[14]对能源互联网背景下农村能源发展的大体方向进行了初步的研究；在方向及对策研究的基础上，文献[15]从社会和技术角度，设计了埃塞俄比亚农村可再生能源系统；文献[16]将屋顶光伏和生物质发电应用于摩洛哥独立农村住房用能中，综合评估了相应的成本效益；文献[17]分别对东部、中部、西部、东北4个地区开展了农村能源发展现状及开发利用模式研究。以上文献，充分研究了能源互联网框架、应用体系、农村能源开发方向及农村能源利用形式等内容，为本文的研究奠定了基础，但上述研究一方面未将能源互联网与农村地区资源开发进行有效融合，另一方面也未设计农村能源规模化、市场化生产、开发与利用的商业化实现途径，未实现对农村能源产业成本价值的有效测算。然而，当前受农民经济承受能力弱、农村能源项目经济性差、能源互联网助力农村能源产业发展范式较少等多种现实因素的影响，在农村能源革命试点建设中，如何发挥能源互联网优势助推农村能源产业发展成为难点问题。

本文在分析能源互联网和农村能源开发助推耦合关系的基础上，研究农村能源典型应用场景及商业化运营方案，以期助力能源扶贫及乡村振兴“农业强、农村美、农民富”的战略目标的实现。

1 “能源互联网+农村能源”典型应用场景

1.1 能源互联网与农村能源互助耦合发展关系

农村能源有狭义和广义，狭义下的农村能源是指由农作物秸秆、粪便、沼气、风、光、水、煤炭等组成的可以就近开发、就近消纳的能源资源，广义下的农村能源在包含狭义能源资源的基础上，包含了对农村农业、工业、生活等消费资源的开发及有效利用[11]，具体如图1所示。

图1 农村能源产业内涵Fig.1 The meaning of rural energy

然而，农村地区一方面呈现耗能分散化、能量密度低等用能特点、一方面呈现基础能源开发设备欠缺、信息互联互通性差等供能特点，发展农村能源产业具有较大的困难，而能源互联网以电为中心，以坚强智能电网为基础平台，紧密耦合各类分布式能源设备、现代信息通讯技术及完善的应用体系及平台(能源互联网构架如图2所示)，能够支撑可再生能源大规模开发利用和综合能效提升[18]，是解决农村能源产业市场化开发与运营的重要手段。

图2 能源互联网构架Fig.2 Energy Internet architecture

1.2 “能源互联网+农村能源”发展框架体系

结合能源互联网构成要素，从设备层、信息层以及应用层构建农村能源发展典型框架体系。其中，应用层包括直接相关业务和延伸业务；信息层包括开发平台层和开发感知层；设备层包括各类发电机组、储能机组和能源转化机组。具体构成如图3所示。

图3 “能源互联网+农村能源”场景整体框架Fig.3 The overall framework of the “Energy Internet + Rural Energy” scenario

1) 设备层。设备层为机组层，耦合多种分布式能源生产、存储和转换设备，不同机组耦合形成能源产业多能互补实现方案，是实现农村能源开发及市场化运作的基础，由于不同场景面向用户不同，负荷需求具有一定的差异性，因此，机组设备在不同场景具有不同的耦合方式，集中体现了不同场景之间的差异性，本文将在1.3节围绕农村农业、农村现代工业产业、农村生活3个角度，构建基础发展框架下典型情景多能互补实现方案。

2) 信息层。信息层由感知层和平台层构成，其中，感知层为能源产业开发潜力感知型设备，由实时感知设备及信息采集设备组成，监测负荷需求与天气状况；平台层为能源产业市场化交易信息统计平台，由各类信息采集平台和各环节交易平台组成，基于感知层设备的信息传递，信息采集平台统计分析机组可用出力、农业用能负荷信息等，进一步基于信息采集平台信息传递，交易平台整合购、售双方交易信息，实现农村能源产业市场化运作。

3) 应用层。应用层是农村能源市场化应用方式的具体呈现，基于全产业链，从资源开发、资源利用以及资源管理3个角度，具体为：在投资建设阶段：农村能源清洁化开发(集中体现在开发农村风、光、秸秆等可再生资源)；在市场化应用阶段，清洁能源供能服务、用能高效管理服务以及能源金融服务(集中体现基于能源开发，提供如供能的基础服务、用能方案设计的延伸服务以及用能保险的金融服务)。

1.3 框架体系下典型应用情景多能互补实现方案

基于能源互联网背景下农村能源发展框架，以农村农业、工业产业、智慧生活为典型情景，分别设计设备层多能互补实现方案。

1.3.1 “能源互联网+农村农业”多能互补实现方案

“能源互联网+农村农业”场景面向农村农业生产，用能类型较为单一，通常以电负荷为主，多能互补方案集中体现在能源之间的循环流动，如图4所示。

图4 “能源互联网+农村农业”场景多能互补实现方案Fig.4 Multi-energy complementary realization plan for “Energy Internet + Rural Agriculture” scenario

由图4可知：“能源互联网+农村农业”场景，通过建设光伏生产大棚、屋顶光伏发电机组、风力发电机以及沼气发电机等能源产业生产型设备，开发农村清洁能源，协调满足农业用能负荷(包含农作物生产用能，如播种、灌溉、收割等以及养殖业用能，如照明、抽水、室内加温等)。此外，在此场景下，农业负荷具有“源”和“荷”的双重角色，各类能源产业生产型设备输出不同形式的能源，满足农业用能负荷需求，完成农业生产后，产出秸秆、牲畜粪便等生物质资源，进一步作为沼气发电机能源设备的产能原料，再次产出可满足农业用能负荷需求的能源，从而实现农业系统能源循环流动。

1.3.2 “能源互联网+工业产业”多能互补实现方案

“能源互联网+工业产业”场景面向农村现代新型工业产业园区，用能类型多样，通常包含冷、热、电负荷，多能互补方案集中体现在能源之间的协同转换，如图5所示。

图5 “能源互联网+工业产业”场景多能互补实现方案Fig.5 Multi-energy complementary realization plan for “Energy Internet + Industrial Industry” scenario

由图5可知：“能源互联网+工业产业”场景，通过建设屋顶光伏发电机组、风力发电机以及沼气发电机等能源产业生产型设备，开发农村清洁能源，协调满足现代农村工业用电负荷需求。此外，由于工业用能时段性较强，白天用能多、晚上用能少，引入储能设备，通过能源存储，满足用能需求；另一方面，通过引入能源转换设备，吸纳清洁能源弃能，协调满足工业产业冷、热负荷需求，从而实现工业系统能源协同转换。

1.3.3 “能源互联网+智慧生活”多能互补实现方案

在脱贫攻坚、乡村振兴等国家战略目标的推动下，农村集中型村民社区兴起，但农村村民分散居住仍占较大比例，因此，本节从集中型和分散型2个角度构建“能源互联网+智慧生活”场景多能互补实现方案。

1) 集中式智慧生活场景。

“能源互联网+集中式智慧生活”场景面向农村新型村民社区，用能集中，通常包括冷、热、电负荷需求，多能互补方案集中体现在能源之间的协同转换以及能源之间的循环流动，如图6所示。

图6 “能源互联网+集中式智慧生活”集中式场景Fig.6 Centralized scenario of “Energy Internet + Centralized Smart Life”

由图6可知：“能源互联网+集中式智慧生活”场景，通过建设屋顶光伏、风力发电机以及沼气发电机等能源产业生产型设备，开发农村清洁能源，协调满足集中型电负荷、引入电制冷机、电锅炉以及储能设备吸纳清洁能源弃能，协调满足集中型村民用户冷、热、电负荷需求，实现系统能源协同转换；此外，在此场景下，集中型家庭用能同样具有“源”和“荷”的双重角色，能源生产型设备满足集中式家庭用能负荷需求，家庭用能产出生活垃圾、粪便等生物质资源，进一步作为沼气发电机能源设备的产能原料，再次产出可满足集中型家庭用能负荷需求的能源，实现系统能源循环流动。

2) 分散式智慧生活场景。

“能源互联网+分散式智慧生活”场景面向农村分散式个体家庭，用能分散、设备分散，通常为用户自建，主要包含电负荷，多能互补方案集中体现在“电能替代”，如图7所示。

图7 “能源互联网+分散式智慧生活”分散式场景Fig.7 Decentralized scenario of “Energy Internet + Decentralized Smart Life”

由图7可知：“能源互联网+分散式智慧生活”场景，主要通过建设屋顶光伏，在分布式家庭内部实现清洁化改造，满足热水、取暖、制冷、炊用、出行等多方面的用能需求。此外，还可利用秸秆等生物质资源，通过节柴灶满足部分炊用需求。

2 “能源互联网+农村能源”商业模式设计

在构建典型应用场景的基础上，市场化运营是农村能源开发可持续发展的关键，本节重点围绕市场化开发对农村能源进行商业模式设计。

2.1 商业模式内涵

商业模式是指通过设计创造价值、传递价值和获取价值的商业途径，推动项目实施、业务开展，从而实现企业可持续发展的企业发展逻辑体系[19]。常见的商业模式设计方法有价值三要素[20]、魏朱模型[21]、商业模式画布[22]等，简要梳理相关关系，如图8所示。

图8 常见商业模式设计关键要素耦合关系Fig.8 Coupling relationship between the key elements of common business model design

由图8可知：一方面，不同商业模式之间，其关键因素相互耦合，例如价值三要素中价值主张包含并体现了魏朱模型中定位、业务系统、关键资源能力以及企业价值，而魏朱模型中定位又包含并体现商业模式画布中的目标用户、关键业务；另一方面，同一商业模式内部之间，其关键因素相互影响，例如关键业务影响价值主张、渠道通路等，目标用户影响客户关系、收入来源、关键业务等。

通过对常见商业模式设计关键要素耦合关系进行简要分析，本文围绕商业模式创造价值、传递价值以及获取价值，从中选取关键业务、目标用户、盈利模式以及重要合作(即合作主体)4个关键要素对商业模式进行设计。其中：关键业务集中体现了商业模式如何创造价值；目标用户集中体现了商业模式如何传递价值；盈利模式集中体现了商业模式如何获取价值；而合作主体是维持高效可持续获取价值的重要手段之一。

2.2 不同发展阶段下农村能源产业商业模式设计

基于1.2节及1.3节农村能源发展框架及多能互补实现方案的设计，对于分散式生活而言，用能较少且系统分散，通常由用户自建，因此，本节以农业、工业以及集中型智慧生活为面向场景，以国家电网公司或新型综合能源建设公司为农村能源项目发起者与投建者，从投资建设、市场化运作2个阶段，围绕目标用户、关键业务、合作主体以及盈利模式，构建典型商业模式，如图9所示。

图9 “能源互联网+农村能源”典型商业模式Fig.9 Typical business model of “Energy Internet + Rural Energy”

由图9可知：“能源互联网+农村能源”典型商业模式包含投资建设(产业资源开发、产业资源生产)与市场化运作(产业资源利用)2个阶段。各阶段商业模式描述，具体如下文所述。

2.2.1 投资建设

此阶段，重点在于搭建农村能源系统，构建农村能源发展基础，属于前期投资阶段，具体商业模式如下文所述。

1) 农村能源资源开发。

(1) 关键业务：在于开发农村能源资源，一方面开展生物质资源开发，对农村秸秆等生物质资源进行集中收集与规模化开发，形成产业规模，另一方面开展风光等清洁能源开发，为风、光等清洁分布式机组选址。

(2) 合作主体：基于关键业务，在产业资源开发阶段，合作主体主要为社会主体、农业用户、物流企业以及分布式机组选址科研单位。从农业用户手中回收秸秆等生物质资源，依靠物流企业完善的物流体系，进行输送，实现对农村秸秆等生物质资源的规模化开发；与分布式机组选址科研单位达成合作，研究分布式机组选址布局，实现对风光等清洁能源资源开发；社会主体主要体现在通过与投建者达成投资合作联盟，投入资金，参与资源开发全过程。

2) 农村能源资源生产。

(1) 关键业务：在于搭建农村能源生产系统，一方面在于搭建产业资源分布式生产机组，另一方面在于搭建系统信息化平台。对于系统的搭建，常见的建设方式包括BT模式和改进的PPP模式。

① BT模式。BT即建设(Build)及移交(Trans-fer)，为“先建设、后转移”的建设方式[23]。通过招标，发起者与中标者签订建设BT合约，将项目委托给中标者进行建设，在建设完成后由发起者验收，如图10所示。

图10 BT建设模式Fig.10 BT construction model

② 改进的PPP模式。常规PPP模式(public-private partner ship)是指政府与社会资本达成合作，共同参与公共基础设施建设[24]。在“能源互联网+农村能源”建设过程中，可以采用改进的PPP模式，即基于PPP模式中合作联盟，将合作主体拓展为政府部门、电网公司、新型综合能源建设公司及社会资本，并以电网公司、新型综合能源建设公司为主导，多方合作进行农村能源产业建设与运营，如图11所示。

图11 改进的PPP建设模式Fig.11 Improved PPP construction model

(2) 合作主体：基于关键业务，在农村能源产业资源生产阶段，合作主体主要为设备厂商、系统开发商、社会主体以及政府。从设备厂商手中购买设备；依靠系统开发商技术开发现代化互联网平台，实现对系统设备层、平台层的搭建；与社会主体和政府达成合作，吸纳社会资本、获取国家政策支持，以降低投资成本，提高投资效率。

2.2.2 市场化运作——农村能源资源利用

此阶段，重点在于市场化运营农村能源，获取直接经济价值，具体商业模式如下文所述。

1) 目标用户：在农村能源市场化利用阶段，其目标用户主要包含终端用户和电网公司(若投建者仅为新型综合能源建设公司)。其中，终端用户由农业用能用户、工业产业用户以及集中型村民用户组成。

2) 关键业务：一方面在于对开发资源进行市场化营销，一方面在于对开发平台信息化应用。主要包含基础业务、延伸业务以及增值业务，具体如图12所示。

由图12可知：基础业务包含供能服务、辅助服务以及清洁能源服务。供能服务是指立足农村能源，开展分布式发电就近消纳，在供应终端用户用能的同时，进行余量上网；辅助服务是指针对电网提供的调频、调压、备用等服务；清洁能源服务是指针对终端消费用户实现绿电推广，获得的政策补贴。

延伸业务包含用能管理服务和节能改造服务。用能管理服务是指为终端用户提供用能解决方案、用能质量管理与定制、设备运行维护等服务；节能改造服务是指针对终端用户，采用需求响应、能源套餐等手段，提供用能能效管理、节能改造等服务。

增值业务包含能源金融服务和信息化服务。能源金融服务是指为消费用户提供停电赔偿保险等金融服务；信息化服务是指基于消费端用能数据，一方面针对消费端，为消费者提供用能数据，制定用能计划，一方面针对生产端，为生产者提供差异化用户画像。

3) 合作主体：基于关键业务，在市场化运行阶段下，合作主体主要为终端用户和电网公司。对于终端用户而言，一方面，与投建者(本文假定投建者即日后管理者)签订用能合同，达成供需合作联盟；另一方面，与投建者签订用能管理合同，达成需求响应合作联盟。对于电网公司而言，一方面，与投建者(此处假设投建者为新型综合能源建设公司)签订双向辅助服务合同，互相提供备用、调频等服务，达成备用合作联盟；另一方面，与投建者签订余量上网合同，达成消纳清洁能源合作联盟。

4) 盈利模式：基于关键业务和合作主体，在市场化运行阶段下，盈利模式主要包含基础盈利、延伸盈利以及增值盈利，如图13所示。

图13 农村能源资源利用阶段盈利途径Fig.13 Ways to make profits at the stage of resource utilization in rural energy

由图13可知：基础业务下包含供能收益、辅助服务收益和政策补贴收益。其中：供能收益包含从用户端获得的直接供能收益和从电网获得的余量上网收益；辅助服务收益是指通过提供备用、调频等辅助服务、从电网获得的收益；政策补贴收益是指通过就近消纳清洁能源，从政府获得的收益。

延伸业务下包含用能管理收益和需求响应收益。其中：应用管理收益是指为通过用户提供用能解决方案、用户设备维修等，从用户端获取的收益；需求响应收益是指为用户设计用能转移套餐，从用户端获取的收益。

增值业务下包含用能保险收益和数据变现收益。其中：用能保险收益是指通过与用户签订停电风险等金融合约，从用户端获取的收益；数据变现收益是指基于平台负荷统计大数据，提供用户数据管理和用户画像，从用户端(消费用户和生产用户)获取的收益。综合以上收益共同组成农村能源产业市场化运作下的盈利模式，即服务收益。

3 农村能源典型应用场景成本、价值测算

3.1 多主体价值流动方向分析

基于对农村能源商业模式的设计，本节进一步分析不同发展阶段下多主体资金流动利益关系，如图14所示。

图14 不同阶段下多主体利益关系分析Fig.14 Analysis of multi-subjects interest relationship in different stage

由图14可知：在农村能源资源开发阶段，涉及利益主体主要包括项目的建设与发起者、社会主体、科研单位、物流公司、农业用户。该阶段下，电网公司或新型综合能源建设公司属于项目的建设与发起者，为资金流出者，若社会主体参与投建合作，则需付出参与建设的投资费，也属于资金流出者，若其不参与投建，但可为投建提供服务，则可获得建设服务费，属于资金流入者。农业用户、物流企业以及分布式机组选址科研单位等，投建者需向其分别支出生物质资源回收废、物流服务费以及研究费，三者属于资金流入者。

在农村能源资源生产阶段，涉及利益主体主要包括项目的建设与发起者、社会主体、政府、系统开发商、设备厂商。该阶段下，建设与发起者、社会主体角色定位与资源开发阶段一致。对于政府而言，既可以为资金流出者、也可以为资金流入者，政府通过制定政策，一方面设计投建补贴政策，投资资金，一方面设计惩罚手段，在投建者违反的情况下(如违反占用农田等)，获取收益。对于作为设备提供者和平台开发者的设备厂商和系统开发商，投建者需向其分别支出设备购买费、平台开发费，二者属于资金流入者。

在农村能源资源利用阶段，涉及利益主体主要包括项目的建设与发起者、电网(若电网不属于项目建设与发起者)、政府以及终端用户。该阶段下，建设与发起者、电网和政府既有资金流入也有资金流出。其中：对于建设者与发起者而言，资金流入主要包含从政府、电网以及终端用户获取的服务收益(详见图11)；资金流出主要包含向政府交纳的惩罚成本、向电网交纳的备用服务成本、向用户支出需求响应成本；对于终端用户而言，需向投建者交纳各项服务的服务费，属于资金流出者。

3.2 农村能源成本与价值测算模型

3.2.1 成本与价值构成要素分析

基于对多主体价值流动方向的分析，以投建者为主体，梳理农村能源成本与价值构成，如图15所示。

图15 不同阶段投建者成本价值分析Fig.15 Analysis of the cost value of investors and builders in different stages

由图15可知：成本由变动成本和一次性投入成本构成，价值均为变动收益。其中：一次性投入成本属于固定资产投入；变动成本和收益受发生次数、产业生命周期长短等因素的影响，在进行具体核算时，需明确核算的时间区间。

3.2.2 成本与价值核算模型构建

3.2.2.1 成本测算模型

基于对成本构成要素的分析，考虑变动和固定成本、从多阶段构建成本核算模型。

1)固定成本(一次性投入成本)核算模型：

(1)

2) 变动成本核算模型：

(2)

变动成本核算模型中各组成部分具体核算模型如下文所述。

(1) 农村能源资源开发阶段。

① 生物质资源回收费：

(3)

② 物流服务费：

Clsc=DdisKkgNdis

(4)

式中：Ddis为运输距离；Kkg为运输货物斤数；Ndis为运输的次数。

③ 科研研究费：

(5)

④ 开发服务费：

(6)

(2) 农村能源资源生产阶段。

① 设备购买费：

(7)

② 平台开发费：

(8)

③ 政策惩罚费：

(9)

以违反占用农田为例：

(10)

④ 生产服务费：

(11)

(3) 农村能源资源利用阶段。

① 备用服务费：

(12)

② 政策惩罚费：

(13)

以弃能费为例：

(14)

③ 利用服务费：

(15)

④ 需求响应费：

(16)

3.2.2.2 价值测算模型

基于对价值构成要素的分析，其主要发生在市场化利用阶段，且均为变动收益，对其核算需明确时间区间，具体核算模型为：

(17)

1) 供能价值测算：

(18)

具体如下：

(19)

2) 余量上网收益：

(20)

3) 辅助服务收益：

(21)

4) 政策补贴收益：

(22)

式中：Ppsi为单位清洁能源市场化利用补贴单价；Qt,ap为第t时刻清洁能源市场化利用总量，包含直接供能和余量上网。

5) 需求响应收益：

(23)

6) 用能管理收益：

(24)

式中:Pi,emi和Ni,emi分别为第i种用能管理服务(如用户的用能检修、用能方案设计等)的报价和售出的次数。

7) 用能保险收益：

(25)

式中：Pi,ufi和Ni,ufi分别为第i种用能保险服务的报价和售出的次数。

8) 数据变现收益：

(26)

式中：Pi,dmi和Ni,dmi分别为第i种数据变现途径(如用户画像、用户数据统计、广告投放)的报价和售出的次数。

3.2.2.3 经济效果评价模型

在构建成本和价值模型的基础上，进一步搭建动态型经济效果评价模型，以评估农村能源产业经济性。

1) 净现值。

净现值考察在产业全寿命周期内每年发现的现金流量，反映单位投资能够带来的净现值[25-26]。

(27)

式中：NPV为净现值；CIt和COt分别为第t年的先进流入额和先进流出额；n为系统寿命年；i0为系统折现率。当其大于等于0时，项目予以接受。

2) 内部收益率。

内部收益率是指净现值为零时的折现率，反映项目投资的盈利率，体现项目的使用效率[25-26]。

(28)

式中：IRR为内部收益率，当其大于等于0时，项目在经济效果上可以接受。

3) 动态回收期。

动态投资回收期是指累积的经济价值等于初始投资成本所需时间，反映项目开始盈利的时间[25-26]。

(29)

4 农村能源开发经济效益实例测算

4.1 基础数据及情景设置

本节以河南某地为例，选取“能源互联网+特色产业”场景，以建设期为1年，运营期为20年为计算周期，设置设备残值率为5%，各类供能设备装机容量均为1 MW，沼气池建设规模为100 m3。假定设备投产第一年可实用出力按典型日出力的30%计算，典型日出力参考统计年鉴，投产第二年开始采用典型日出力预测数据计算运行维护成本，销售收入及税金按10%计算，所得税税率为25%，折现率为8%，并设置如表1所示5种情景进行经济性模拟。

表1 多情景设置Table 1 Multi-Scenario Design

4.2 算例结果分析

4.2.1 基础结果分析

基于基础数据以及技术经济评价指标，对以上5个情景展开基础结果分析，结果如表2所示。

表2 技术经济指标结果分析Table 2 Analysis of technical and economic results

由表2可知：(1) 情景1下，项目内部收益率为0.52%，远低于资金折现率8%，经济效益不高。

(2) 情景2下，项目内部收益率为5.62%，相较于情景1有明显提升，说明政府补贴对于提升项目收益率具有重要作用，但仍低于资金折现率。

(3) 情景3下，内部收益率为4.96%，相较于情景1有明显提升，说明实施需求响应，转移用户负荷能够提升项目收益率，但仍低于资金折现率。

(4) 情景4下，内部收益率为2.07%，相较于情景1有一定的提升，但效果不明显，说明数据增值收入能在一定程度上改善收益，但仍不能从根本上提升项目经济性。

(5) 情景5综合考虑政府补贴、需求响应、数据变现等途径，系统内部收益率提升明显，约为13.65%，高于资金折现率，能够从根本上提升项目经济性。

4.2.2 敏感性分析

基于以上分析，对情景1—3进行敏感性分析，选取项目净现值、内部收益率、投资回收期作为敏感性分析指标，分别选取直接供能百分比、政府补贴力度和需求响应成本作为不确定性因素，敏感性分析结果见表3—5。

表3 以直接供能百分比为变动量的敏感性分析Table 3 Sensitivity analysis of direct energy percentage

由表3可知：随着直接供能百分比的增加，项目的经济性呈现逐渐向好的趋势，并且每增加10%的供能比例，经济性都会有显著提升。但即使直接供能百分比达到70%，其内部收益率依旧低于折现率。说明提高直接供能比例是一种有效的提高经济性的手段，但是想要项目能够具有较好的经济性还需要结合其他手段。

由表4可知：随着政府补贴的增加，项目的经济性呈现逐渐向好的趋势。但即使增加了40%的政府补贴，其内部收益率依旧低于折现率。说明增加政府补贴是一种提升项目经济性的有效手段，但想要项目能够具有较好的经济性还需要结合其他手段。

表4 以政府补贴力度为变动量的敏感性分析Table 4 Sensitivity analysis of government subsidies

由表5可知：随着需求响应成本的降低，即对用户补贴的减少，项目的经济性呈现逐渐向好的趋势。当需求响应成本降低50%时，内部投资收益率恰好高于折现率。但总体来看通过降低需求响应成本来增加项目的经济性效率较低，并且不利于引导用户参与需求响应。说明降低需求响应成本是一种提升项目经济性的方法，但想要项目能够具有较好的经济性的同时能够为用户提供更好的服务，建议综合采用其他手段提升项目的经济性。

表5 以需求响应成本为变动量的敏感性分析Table 5 Sensitivity analysis of demand response cost

5 结论

本文对农村能源开发场景进行设计，通过成本价值效益测算和敏感性分析得到如下结论：

1) 由于开发农村能源较难，若仅考虑直接供能等能源供能性收益，则经济性较差，因此需综合考虑需求响应，以提升供需匹配性；

2) 寻求政府的政策支持、获得经济性补助，能够提高经济性，但是无法显著提高经济性，需要和其他手段搭配使用才能有效提高经济性；

3) 开发数据资源、挖掘数据资源的经济价值、拓展产业链、增加收入来源，可以提升农村能源开发的可持续性。