工业园区综合能源服务模式调研探索

0 概述

国家电网公司以“能源转型，绿色发展”理念，推动能源电力从高碳向低碳、化石能源为主向清洁能源为主转变，拓宽电网公司的综合能源服务内容。作为工业载体的园区是碳排放的重点区域，目前全国各地市拥有各类园区1.5万个，园区产出对中国经济的贡献度达到30%以上。在“双碳”目标背景下，打造低碳示范园区，实现园区绿色发展，成为众多高能级园区的普遍选择。

近期国网常熟市供电公司为落实国网公司的能源互联网企业战略，尝试探索低碳目标下综合能源服务的实施路径，以常熟高新区现状为起点，对区域内2020年171家规上用能企业和部分重要的民用公共建筑楼宇的电力、燃气及冷热源、压缩空气等各类需求进行初步分析，并对其中的30家企事业单位进行实地走访，结合高新区的经济建设规划需求，行业布局及企业现状，调研分析区域及用户侧综合用能服务的需求。其间，重点调研了电网公司如何配合政府需求，充分发挥各方优势，选择合理的综合能源服务模式等内容，为“双碳”目标的实现提供一定的方向支撑；同时设计创新综合用能服务新模式，帮助企业绿色生产和可持续发展，实现政府、企业和电网公司多赢的局面。

1 输配电设计规划合理性需求分析

目前对常熟高新区内的企业进行负载率统计发现，现有186个客户中，20个客户涉及商业综合体或民生服务类建筑，166个客户为规上企业用户。该166个客户中，有63个客户其2020年最大负载率低于50%，占比达到40.0%；而2020年平均负载率低于50%的客户个数更是达到154个，占比为92.77%。2020年，20个商业综合体和民生服务类项目，18个最大负荷率低于50%，平均负荷率全部低于50%。

国网常熟市供电公司作为常熟市范围内各类客户的电力供应者，满足和调节客户的用电需求是国网公司的重要职责。按照国家优化营商环境政策的要求，企业电力接入成本将逐步由电网公司和政府承担。因此，鉴于上述数据分析，电网公司有必要根据用户容量需求申请，进行深度分析，从项目行业分类、用户性质、投资规模、占地面积等不同维度，利用常熟高新区现有类似及相关企业的历史数据进行项目评审，研究判断需求申请的合理性，通过随接随用、分批分步的方式实施项目供配电工程建设，既合理满足用户的用电要求，也不因企业的过度需求造成政府和电网投资的浪费。

2 碳资产跟踪平台的建设

2020年9月，我国宣布力争于2030年前CO

排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。此目标的提出也倒逼能源结构转型加速，构筑清洁主导、电为中心、互联互通的中国能源互联网，加快推进“能源生产清洁替代、能源消费电能替代”，实现“能源电力发展与碳脱钩、经济社会发展与碳排放脱钩”。

这一年，农场抓住毗邻鹤地水库的自然资源优势，形成了立体生态的农业生产架构。“山上种果，树下养鸡，水里养鱼，塘边养猪，发展多种经营。”罗培欢介绍，当时，立体农业一经推广，效果立刻显现，职工收入大幅提升。

结合目前调研情况，常熟高新区整个园区内和规上企业间缺乏相应的能源信息互通渠道，企业内部用能及绿色能源建设方面各自为战，存在以下问题：

该书注重课堂学习和课外学习的结合，也是明显区别于国内教科书的特点。作者曾经讲过，使用《运动、体育休闲与法律》这本书，应当花五倍于课堂的时间在课外学习，才能取得良好的效果。一本好的教科书，就是应该能引人思考的，一本好的教科书能在课外引发学生的学习兴趣，教学生自主地学习、互动地学习。

1）园区末端能源信息感知匮乏。园区能源信息采集系统覆盖率低、自动化水平差，能源数据碎片化、分散化，难以支撑精细化管理。

满足相同的需求对于空压站的营运模式可以进行统一设计规划，考虑采用设备托管和压缩空气出售的模式进行推广。

3）园区能源协调优化机制缺失。常熟高新区内昆承热电承接了很大的供热发电任务，但因园区能源调配方式粗放，源、荷互动缺乏，与园区内企业需求互动性较差，无法形成良性有效的配合。

现阶段，各类园区普遍存在的问题是对碳达峰、碳中和的相关数据缺乏实时、准确、有效的监测工具和平台，政府仅对各企业上报的数据进行系统性折标计算，对数据的准确性和精确度无法把握，无法对企业能源利用和碳排放情况精准画像。而电网公司、燃气公司、供水公司和热电企业，其能源供给单位多已实现了数字化改造，实现了无人抄表模式，但统一的数据平台始终无法打通。调研发现，66家规上企业其电能消耗接近所有规上企业的90%左右，24家燃气用户占规上企业整体燃气用量的90.8%，6家蒸汽用户基本占据了昆承热电蒸汽用户的最主要部分。

打造常熟高新区碳跟踪平台，实时对每家企业的水、气、电、蒸汽等能源数据开展末端追踪，实现工业碳耗全流程分析和精准掌控，是绿色园区发展、实现“双碳”目标的基础工作。

3 企业端综合能源服务

3.1 智能运维模式创新

1）能源信息化改造

契约主体之间掌握的信息不均，更加具体的变现在获取的总量、质量上有差别，这就是信息不对称。在经营贸易的过程中，掌握的数据全面性显得尤其的重要。当获得信息的成本变高，其中的企业变得利己，信息不真实，这就会导致供应链中的信息不对称。

在形成A(n-1)′阵时，可以“按行消元，逐行规格化”方式，也可以“逐行规格化，按列消元”方式。这两种方式的计算结果和计算效率表面上看似乎一样[1]，但实际上后者计算效率更高。以“逐行规格化，按列消元”方式形成因子表时，其A(n-1)′阵中的各个元素的计算式如下：

2）变电所无人值守模式

在能源信息化改造后，企业便具备实现配电室的无人值守的条件。以图1某用户配电室为例，电网公司在其配电室内增设了CO

报警、配电室水浸、开关接头处温度、SF6气体的监测和配电房温湿度等状态监测仪器，如发生故障或其他问题时，系统可以及时发信息给企业相关人员。企业仅需白天配备日常的电气维护人员即可。该模式节省了企业的配电专业用工成本。经过调研，园区内的欧美企业普遍对此业务比较感兴趣。

调研中发现，对于生产扩张需求明显和用电安全性比较看重的企业均对储能非常感兴趣，有意愿配置分布式储能电站。

24 h代运维或托管模式也是值得推广的新服务模式。一方面可实现24 h远程值守，另一方面参与代运维或托管的服务商对企业的安全用能等方面将提供专业性的建议和要求，为企业在合理用能、电能质量治理等方面提出建议，便于企业更安全有效地进行设备管理。

此外，随着“双控”政策的持续，园区企业可与电网公司联合，主动参与到DSM电力需求侧管理。一方面采取措施降低电网的峰荷时段的电力需求或增加电网的低谷时段的电力需求，以较少的新增装机容量达到系统的电力供需平衡；另一方面，采取措施节省或增加电力系统的发电量，在满足同样的能源服务的同时节约了社会总资源的耗费。

3.2 可再生能源及储能投资机会

1）光伏电站建设

在对规上企业调研的同时，团队对其他行业如商业综合体、政府建筑、民生服务类单位（如医院和学校）的能耗，也进行了跟踪分析。

那么，为什么中国始终存在较为严重的市场分割与产业同构现象呢？追根溯源，原因无非在于：其一，我国地方各级政府在辖区经济发展中居于主导地位；其二，政绩考核的同一性，很容易驱动地方政府忽略各自辖区禀赋条件与发展水平互补性，竞相采取以邻为壑的“囚徒”策略，以争取基本一律的更多出口与投资。

2021年6月20日，国家能源局综合司发布了《关于组织申报整县（市、区）屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，整县分布式光伏开发将有利于整合资源集约开发、有利于引导居民绿色能源消费，这也为高新区政府扩大光伏建设创造了一个模式和契机。

随着整县光伏计划的推进，将有越来越多的公共建筑和民生行业屋顶面积被开发建设分布式光伏。届时大量的电力将反送至输配电网。这些光伏电站装机量的大幅增加，将使电网内存在反向潮流，使变电站侧的电压降低，而负荷侧电压与变电站侧电压处于不等状态，使负荷侧电压出现越限，影响客户的用电安全。当光伏等分布式发电单元达到一定限度时，电网运行质量、稳定性、安全性均受到影响，因此需要配套合理的储能装置，合理消纳可再生能源发电，减少对电网的冲击。

就连著名的宝石切割大师阿伯特·拉姆齐（Albert Ramsay）都曾对19世纪末到访印度的经历有以下描述：

在高新区政府统一协调下，电网公司等多方参与，对高新区内可用光伏面积进行有序开发应该是优选方案。通过统一的规划、设计、运营和维护，对辖区内的光伏等分布式发电单元进行统一管理，实时掌握各电站与电网的匹配度，根据天气状况、气温、负荷情况等精确预测可再生能源供给与区域需求的关系，精准调控匹配供电负荷，配套合理的储能设施，保障大规模新能源顺利消纳。图2为某区域型光伏管理平台。

最终，若把建设常熟高新区碳跟踪平台和区域型光伏运维平台内容相结合，通过规模效应，进行统一建设，统一管理，将实现碳资产打包，创造“双碳”实施路径的新模式，引领开发区式的综合能源服务建设。

2）储能电站建设

此类单位可采用综合能源费用全托管模式。能源费用托管型合同能源管理方式是指甲方根据能源基准确定能源系统运行、管理、维护和能源使用的费用，支付给乙方作为托管费用。乙方通过科学的管理运行和节能技术的应用达到节约能源，减少费用支出或增加收益，获取合理的利润，托管范围包括：电、气、煤、油、市政热力、水等项所发生的费用，能源系统的运行、管理、维护维修费用（含人工、消耗性材料、工具）。乙方通过必要的技术手段和技术改造、优化运营管理服务实现能源费用下降和提高管理水平，从而收回投资成本及取得利润的一种商业合作模式。

国家发改委2021年7月26日发布了《关于进一步完善分时电价机制的通知》，指出了分时电价存在的问题，《通知》明确要求“上年或当年预计最大系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价价差原则上不低于4:1，其他地方原则上不低于3:1”。峰谷电价价差逐步拉大。这将推动尖峰电价机制和建立深谷电价机制，有助于改善高峰用电冗余情况和开发低谷用电市场，充分发挥分时电价的价格信号和杠杆作用，减缓电源电网投资，提高电力系统设备利用效率。

选择土壤肥力好，有灌溉条件的10亩圃地作为试验田，先扦插5亩杨树苗，品种为白城系列。为了培育大苗，2016年春季把一部分苗木移植到另外5亩地里培育大苗，其余苗木留床做对比实验，在抚育管理技术相同的情况下，将床苗与移植苗挖出用于造林，用随机抽样法抽取留苗床与移植苗各200株检测，结果如下：

3）电力专业性服务

3.3 大型能源站及空压站投资机会

调研发现，对于各类规上企业其公共设施需求基本一致，另外公共建筑及民生服务类都也具有基本的空调制冷制热需求，而且随着生产的稳定，需求也比较稳定，这给大型能源站建设提供了一定的商机。对于企业而言，降低成本，满足需求是其最大的着眼点。

长沙地区1951—2013年的年平均雷暴日为47.7 d，最多的 74.7 d 出现在 1967 年，最少的 29.5 d出现在1989年。从图1可以看出，该地区的雷暴日年际变化比较大，尤其是在1967、1973年以及1989年左右波动情况比较明显。

中小企业管理者大多数专业素质较低，只局限于眼前利益，不理解内部控制及风险评估的基本含义及作用，在国家发布并试行内部控制的要求时，由于内部控制的定义并不明确，大多管理者将内部控制与企业管理制度规范混为一谈，控制风险的意识较薄弱，因此企业内部不存在完善的风险评估体系。

能源站可采用冷热电三联供技术+水源、地源、空气源热泵技术+蓄热式电锅炉技术+蓄冷式空调技术，适用于具有集中大规模供冷、供热以及大量电力需求、有能效提升需求的园区。

建设区域网络除了能够创造低品位能源的利用外，也能充分发挥连入区域的能源设备的能源利用效率。同时邻近的能源站借助区域网络也能互相平衡负荷，从而减少对主干网络的依赖和冲击。

通过区域能源系统，不同消费者的热量需求可以汇总，达到可以利用可再生能源的规模。

电网公司可以充分利用自身优势，帮助企业建立水、电、气系统的综合能源信息化管理平台，通过配电间电表、关口水表、关口气表，以及重要设备侧的表具等，对采集的能耗数据进行实时监测和展示。监测的信息可以包括水、电、气、燃油、集中供热（蒸汽）、集中供冷（冷冻水）、压缩空气量、可再生能源（光伏发电量）等。实时能耗信息可以通过时间序列、线形图等展示给平台使用人员，方便他们对能耗运行情况准确及时掌握。企业可以查询能耗历史数据，并对需要了解的能耗数据进行组合查询，了解能耗历史便于预测未来能耗使用趋势，同时能够通过对比分析目前的能耗水平。

在规上企业调研过程中，企业内部除冷冻系统外最大的能耗设备是企业中的空压部分。企业根据不同需求，压缩空气用量不同，空压机配置有所差异，但对压缩空气的基本参数基本保持一致。企业的空压机出口压力基本保持在7.5 kgf/cm

，设备侧需要压力均在6.0 kgf/cm

。

2）园区能源系统形成信息孤岛。园区内分布式光伏能源系统各自独立运行，难以发挥多能源之间互补优势，由于没有实现统一管理和协同运行，各个子系统效率难以达到最优。

根据周边企业情况，如空压气需求量到一定经济合理程度，可以建设大型空压站，通过压缩空气管网将高压的压缩空气降压后传输至用户侧，安全稳定地供给客户，客户原有空压系统转为备用模式。大量企业对大型空压站建设非常感兴趣，只要气源稳定，价格合理，很多客户愿意尝试。

沈从文小说中的湘西世界被视为美的象征，而在这种美的背后却蕴藏着不易察觉的悲壮和凄凉，正如沈从文所说：“我因为作品能够在市场上流行，实际上近于买椟还珠，你们能欣赏我故事的清新，照例那背后蕴藏的热情却忽略了；你们能欣赏我文字的朴实，照例那背后隐伏的悲痛也忽略了。”〔1〕

3.4 企业内部的综合能源专项服务

企业能源管理信息化建设完成后，企业即具备建立工业能效管理系统的基础。工业能效管理系统针对企业内部的重点能耗设备,利用企业现有的自动化系统数据接口，将各控制数据及营运信息接入工业能效管理平台，进行数据实时采集并存储，实现公司现有的生产数据平台与工业能效平台的有效对接。

由于不同的企业自动化程度不同，工业接口类型多样，决定了企业内部的综合能源专项服务的特殊性和专业性，一般均需要定制化开发收集企业的相关数据，并进行分析优化。

4 重点行业的能源合作模式创新

目前光伏建设仍然停留在企业各自为战，缺乏统一协调的状况。在常熟高新区企业多以出租屋顶获取低价电的模式建设分布式光伏。

4.1 日夜负荷平稳模式

近期，国家为扩大储能需求，不断调整电力的峰谷价差。按照高峰负荷需求扩建增容将影响电力资源利用率，从我国整体用电负荷看，日间高峰负荷增长显著，电力负荷峰谷差持续拉大，合理的储能建设将是综合能源服务的重要内容之一。江苏省工业用电峰谷分时销售电价见表1。

4.2 商业综合体商业模式

该类用户可以采用提供服务收费的模式开展综合能源业务。目前此类用户普遍存在容量申请偏大，变压器负载率严重偏低，帮助客户建立能源管理平台将用能设备信息化，及时了解系统负荷变化、设备状态、系统效率等各种信息，并可以将数据电子化、信息化，为持续的能源管理提供可靠的数据基础。表2为某综合商业体的共性节能量估算表。

对综合商业体而言，通过搭建能源管理平台对能耗深入了解，找到潜在的节能点，逐步深化能源管理系统。除了接入平台的能耗数据外，还可以将楼宇的自动化控制信息、设备信息和建筑的实时信息等各种数据接入，进行综合分析，针对性的节能改造，优化设备运营，提高综合效益。

5 智能微网的应用和运营模式

上述综合能源服务模式，包括碳资产跟踪平台、智能运维、可再生能源电站、能源站的建设营运都仅为综合能源服务发展的初级阶段，最终的目标是要以政府为主导，多方参与建设园区级智能微网。

采用傅里叶转换红外光谱仪分别对变性淀粉、复方精油、复方精油微胶囊进行红外光谱测试,充分和溴化钾混合后进行研磨,用压片机制成透明片状。测试光谱范围为4000～400/cm。

智能微网是基于物联网的数字化、智能化的多能互补自平衡系统，是能量流、数据流和价值流的深度融合。它采用大数据、云计算技术，对源网荷储数据进行采集、分析、处理，实现横向多能互补，纵向源网荷储协调互动。

通过智能微网的建设和应用，可以将区域性的电动汽车等负载性充电设施囊括在微网中，作为微网的有益补充。通过智能微网的建设和应用，可以做到精确的碳跟踪计量，为今后的碳排放权交易提供有力的数据支撑，建立小型的碳交易认证中心，进行区域性集中购售电和碳权认证，实现常熟高新区的低碳、绿色园区建设，为落实“双碳”目标树立良好的实施路径。

6 商业模式创新总结

苏州市是工业大市，能源消耗总量居全省首位，也是国家低碳试点城市，常熟高新区作为苏州经济的重要一员，在实现“双碳”目标过程中显得非常重要。要实现碳中和、碳达峰，首先是完善碳排放的标准制定，其次是能源利用效率的提高，持续降低单位地区生产总值能耗，有效提升行业能效利用水平。

因此，根据调研结果，建议如下：

1）常熟高新区的综合能源服务，可以围绕“碳跟踪”平台的建设，打通水、电、气和蒸汽等的信息瓶颈，先期试点建立小型统一的“碳跟踪、碳管理、碳排放、碳交易”区域性平台。

2）在高新区政府统一协调下，电网公司等多方参与，对区内分布式光伏进行统一开发，避免因大量分布式发电单元的不稳定性造成对电网的冲击，保障大规模新能源顺利消纳。把建设常熟高新区碳跟踪平台和光伏运维平台内容相结合，达到规模效应。

3）对新建项目用电需求实施项目评审制度，制定并指导企业合理申请，通过随接随用、分批分步的方式开展供配电建设，既满足用户的合理要求，也不造成政府和电网投资的浪费。

DI-S：0为牙面上无软垢；1为软垢覆盖面积<牙面1 3；2为软垢覆盖面积占牙面1 3～2 3；3为软垢覆盖面积> 牙面2/3。

牙面1

4）分门别类，开展综合能源服务。对于工业企业类，帮助企业建设能源管理系统，推广无人值守和代运维模式，合理调配供给需求，保障企业的安全用电；逐步开发企业内部的工厂能效管理系统，提升企业公用设施、重点能耗设备的能源利用效率，降低企业成本。对于政府类或民生类公共行业，可以通过能源托管或平台+服务模式，结合委托方的节能改造措施，开展整体的综合能源整体服务。对于综合商业体，则多采用平台+服务+设备管理等功能，帮助综合体物业进行高效管理。

(1)采用压缩空气吹扫皮带，将细粉硫磺吹起再次形成粉尘，增加了吹扫点的粉尘浓度。尤其是细粉硫磺在皮带停运期间形成干粉，在皮带启动瞬间，压缩空气将干粉全部吹起，形成高浓度的粉尘云。

5）园区级智能微网的建设是发展方向。通过智能微网系统的建设，结合电网信息化建设、多能互补，源网荷储协调发力，是提升电网稳定性的重要措施，也是实现绿色、低碳园区的重要组成部分，为最终实现“双碳”目标提供有效的实施路径。