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摘要:工業(yè)用電占我國全社會用電量的66%，工業(yè)電力負荷主要集中于工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)。綠色微電網(wǎng)是統(tǒng)籌好工業(yè)用電可靠、經(jīng)濟和低碳三個目標、提升能源利用效率的一種重要方式，也是提升工業(yè)領域能源基礎設施綠色化水平的重要內(nèi)容。當前，部分工業(yè)廠區(qū)和園區(qū)供電存在可靠性低、經(jīng)濟成本高、用能形式粗放等問題，可通過適當加快工業(yè)綠色微電網(wǎng)的規(guī)?；痉稇煤蜕虡I(yè)化推廣，在增強我國工業(yè)產(chǎn)品低碳競爭力的同時，促使能源基礎設施投資平穩(wěn)運行。應著力拓寬工業(yè)綠色微電網(wǎng)的投融資渠道，完善技術規(guī)范標準體系和管理體制機制，繼續(xù)深化電力市場化改革，為新型商業(yè)模式提供良好的投資環(huán)境。
關鍵詞:工業(yè)綠色微電網(wǎng);社會資本投資;體制機制建設;關鍵技術
一、工業(yè)綠色微電網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及特征
工業(yè)綠色微電網(wǎng)是指工業(yè)廠區(qū)或園區(qū)內(nèi)主要電力供應來源為低碳電源的微電網(wǎng)，是由分布式綠色電源(發(fā)電)、工業(yè)用電負荷(用電)、必要的配變電設施(配電)及儲能裝置等組成的，可實現(xiàn)自主控制和管理的小型電力系統(tǒng)。
當前，我國工業(yè)綠色微電網(wǎng)的建設仍處于示范和試點階段。一些研究提出了工業(yè)用戶和園區(qū)場景下綠色微電網(wǎng)的運行方式、運營模式和應用場景，結(jié)合試點項目總結(jié)提出了微電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃方法和控制策略，從不同角度證實了工業(yè)綠色微電網(wǎng)的技術可行性。在國家開展的試點示范項目中也不乏工業(yè)綠色微電網(wǎng)的身影。2017年4月，吐魯番新能源城市的微電網(wǎng)示范項目獲得售電許可，成為我國第一例獲得供電類電力業(yè)務許可證的微電網(wǎng)項目。同年7月，國家能源局確定了24個并網(wǎng)型、4個獨立型共28個新能源微電網(wǎng)示范項目。部分工業(yè)綠色微電網(wǎng)項目也結(jié)合“能源互聯(lián)網(wǎng)”“增量配電業(yè)務改革”“智能光伏”“源網(wǎng)荷儲一體化”“零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)”等其他目標進行了試點示范(附表)。一些配有較高比例零碳電源的工業(yè)微電網(wǎng)項目也已建成投產(chǎn)(表1)。
綜合來看，工業(yè)綠色微電網(wǎng)具備四個主要特征。一是規(guī)模小，園區(qū)電網(wǎng)或增量配電項目的電壓等級一般在110千伏及以下，根據(jù)現(xiàn)有政策和技術標準(見附表)，單個微電網(wǎng)的電壓等級一般在35千伏及以下，容量不大于20兆瓦;二是綠色，電源以循環(huán)能源、可再生能源和其他低碳能源為主，其發(fā)電量占微電網(wǎng)總發(fā)電量的比重遠高于全國平均水平;三是自治，微電網(wǎng)具有可獨立運行的控制系統(tǒng)，可在網(wǎng)內(nèi)進行電力供需的優(yōu)化調(diào)度甚至自平衡，并網(wǎng)型微電網(wǎng)與外部電網(wǎng)的年交換電量一般不超過年用電量的50%;四是友好，可滿足電力用戶的用電質(zhì)量要求，且并網(wǎng)型微電網(wǎng)可與其聯(lián)接的電網(wǎng)實現(xiàn)友好互動。
二、發(fā)展工業(yè)綠色微電網(wǎng)具有重要意義
首先，工業(yè)綠色微電網(wǎng)可在增強大電網(wǎng)韌性與靈活性的同時，保證工業(yè)用電質(zhì)量和供電可靠性。通過對網(wǎng)內(nèi)“源”“荷”“儲”的有效整合，微電網(wǎng)一方面可使資源更好地匹配電力負荷的特征，提供差異化的用電需求、保障特殊負荷供電質(zhì)量;另一方面為大電網(wǎng)提供備用、調(diào)峰、調(diào)頻等服務，給大電網(wǎng)安全運行提供靈活性資源的保障，提升電力系統(tǒng)的整體韌性。而且，工業(yè)綠色微電網(wǎng)通過本地分布式資源的接入，可降低電力遠距離傳輸?shù)膿p耗，還可相應減少輸電線路和配電站擴容的建設成本。
其次，工業(yè)綠色微電網(wǎng)可以為分布式可再生能源提供新的應用場景，助力工業(yè)用能綠色低碳轉(zhuǎn)型。工業(yè)園區(qū)中的工業(yè)用能約占全國工業(yè)用能的70%，其用能呈現(xiàn)出能源需求量大、用能區(qū)域范圍集中、用能行為規(guī)律和用能形式多樣的特點。結(jié)合工業(yè)園區(qū)的廠房屋頂、堆料場、停車場等布置分布式的風電、光伏，可實現(xiàn)土地和風光資源的集約化利用，所發(fā)電量也可就地消納。較高滲透率分布式可再生能源的接入和消納也可大幅改善用電結(jié)構，提高工業(yè)生產(chǎn)的低碳化水平。在不同類型產(chǎn)業(yè)園中，微電網(wǎng)還可與工業(yè)過程中的冷、熱、氣、水及物料系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)籌優(yōu)化，充分利用園區(qū)內(nèi)的燃料、原料、廢料、余熱等，通過能源的梯級利用進一步改善能源利用效率。
再次，適應全球市場對低碳產(chǎn)品的需求，以基礎設施超前布局保障有效投資規(guī)模。近年來，全球低碳轉(zhuǎn)型趨勢加快，國內(nèi)外一些大型企業(yè)紛紛提出減碳或零碳的目標，碳排放正在成為全球供應鏈產(chǎn)業(yè)鏈變化的重要考量，“碳足跡”逐漸成為產(chǎn)品競爭比較優(yōu)勢的主要指標。因此，為工業(yè)生產(chǎn)提供充足的、可核證的低碳零碳能源將是未來工業(yè)能源基礎設施需要具備的能力，工業(yè)綠色微電網(wǎng)可在其中發(fā)揮“領頭羊”的作用。
據(jù)統(tǒng)計，截至目前，全國占地面積超過10畝的工業(yè)園或產(chǎn)業(yè)園已達2萬余個，為工業(yè)綠色微電網(wǎng)的推廣實踐提供了廣闊的場景。綠色微電網(wǎng)的建設可充分利用工業(yè)負荷規(guī)模大、用戶承受能力強的特點，通過選取負荷條件成熟的園區(qū)優(yōu)先推廣，可快速打造較為成熟的商業(yè)模式，形成具有一定規(guī)模的有效投資。
三、工業(yè)綠色微電網(wǎng)的生存和發(fā)展條件有待改善
一是體制機制不健全，建設、管理、運行難。多年來，我國雖已出臺了不少政策，但在管理措施等方面仍需進一步完善。其一，微電網(wǎng)內(nèi)的電源種類多、電網(wǎng)環(huán)節(jié)多，部分項目還涉及與其他資源能源的耦合，項目規(guī)劃和可行性論證復雜，項目核準的環(huán)節(jié)和涉及管理部門多，審批流程較長。其二，微電網(wǎng)涉及地方政府、園區(qū)管委會、入駐企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)等多個主體，項目在股權配置、價格核定、供電區(qū)域劃分等多個領域的統(tǒng)籌難度大。其三，微電網(wǎng)涉及發(fā)電、供電、售電及向大電網(wǎng)提供輔助服務等多種業(yè)務，在參與市場競爭、與傳統(tǒng)電網(wǎng)分擔供電責任、價格機制設計等領域均存在理論和實踐空白。
二是初始投資大、運營風險高，限制了社會投資的積極性。微電網(wǎng)建設投資大致可分為源、網(wǎng)、變、控、儲五個部分。根據(jù)項目和文獻調(diào)研，微電網(wǎng)的單位千瓦投資約為1.2萬元~2萬元，其中約80%為初始投資，初始投資的85%以上為電源和儲能設備。較高比例的初始投資限制了部分社會資本參與工業(yè)綠色微電網(wǎng)的發(fā)展，較高的運營風險也抑制了投資。一方面，工業(yè)綠色微電網(wǎng)的投資回收與園區(qū)招商引資密切相關，一旦園區(qū)入駐企業(yè)少或者慢，會導致用電負荷無法短時間內(nèi)達到預期，項目回收期將延長，項目初期面臨較大的資金壓力;另一方面，工業(yè)企業(yè)和園區(qū)管委會普遍沒有分布式能源、配電網(wǎng)等規(guī)劃建設運維經(jīng)驗，設備運行不暢、成本控制不當?shù)娘L險大大增加。
三是關鍵技術仍有制約，技術標準體系有待完善。微電網(wǎng)涉及的并網(wǎng)技術、儲能技術和控制技術存在擴展性不足、標準化模塊化程度不高、安全控制體系設計薄弱等問題，影響微電網(wǎng)的規(guī)?；l(fā)展。微電網(wǎng)標準體系的頂層設計以及規(guī)劃設計規(guī)范、仿真測試、調(diào)試驗收、運行評價、信息通訊和系統(tǒng)優(yōu)化控制等領域的標準仍需進一步完善。
四是專業(yè)服務隊伍市場仍需培育。工業(yè)綠色微電網(wǎng)的建設運營囊括了電力領域的大部分專業(yè)，匯聚了源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)的設備，投入的技術類型眾多，系統(tǒng)復雜性強。因前期市場發(fā)育不充分，導致能夠提供一體化解決方案和完整服務的市場主體少，服務隊伍經(jīng)驗參差不齊，微觀主體活力不足。現(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)的服務隊伍人員有限，服務市場缺乏競爭，服務費用較高;裝備制造和建設企業(yè)的服務隊伍雖可完成微電網(wǎng)的建設，但在電網(wǎng)運維領域經(jīng)驗仍然較少;作為微電網(wǎng)的服務對象，工業(yè)企業(yè)更是缺乏相關專業(yè)經(jīng)驗。
四、加快建立工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展的政策體系
建設工業(yè)綠色微電網(wǎng)是發(fā)展工業(yè)綠色基礎設施的重要內(nèi)容，也是“源網(wǎng)荷儲一體化”建設的有機組成。隨著可再生能源發(fā)電、儲能和智能電網(wǎng)等關鍵技術裝備的成熟和商業(yè)模式的不斷探索，工業(yè)綠色微電網(wǎng)將成為支撐我國工業(yè)綠色低碳化發(fā)展和新能源高比例消納的有效路徑。需要在技術裝備、商業(yè)模式、投融資模式創(chuàng)新和電力體制改革上下功夫，為工業(yè)綠色微電網(wǎng)的發(fā)展提供良好的制度環(huán)境。
首先，要加強頂層制度設計，健全管理機制。根據(jù)我國工業(yè)園區(qū)的實際建設情況、用能特征及發(fā)展趨勢等，結(jié)合綠色供應鏈建設和深化電力體制改革步伐，確立工業(yè)綠色微電網(wǎng)發(fā)展的整體發(fā)展目標，引導工業(yè)用能的低碳化轉(zhuǎn)變。落實《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》要求，結(jié)合已有試點經(jīng)驗，將綠色微電網(wǎng)建設需求納入各類工業(yè)園區(qū)規(guī)劃。優(yōu)化審批流程，明確審核條件和標準，確保微電網(wǎng)項目具有自我調(diào)度優(yōu)化的能力，引入部門聯(lián)審、網(wǎng)上審批等便利化舉措，保障微電網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲的一體化設計、一體化審批。
其次，明確電力市場主體地位，完善市場環(huán)境。將工業(yè)綠色微電網(wǎng)納入電力專項規(guī)劃，根據(jù)微電網(wǎng)運行能力和相應的市場和運行準入要求，明確其作為獨立的電力市場主體和獨立的電網(wǎng)主體的權責，并按照規(guī)定取得配電網(wǎng)經(jīng)營權。允許其在具備售電公司準入條件、履行準入程序后，開展售電業(yè)務。鼓勵微電網(wǎng)作為市場主體參與電力輔助服務市場，提供調(diào)頻、調(diào)峰及可中斷負荷等服務，并根據(jù)服務質(zhì)量和能力獲取收益。同時，進一步完善電網(wǎng)企業(yè)的現(xiàn)代化經(jīng)營制度，提升基層電網(wǎng)企業(yè)的投資和經(jīng)營的決策自主權，為創(chuàng)新經(jīng)營模式提供空間。此外，加強對微電網(wǎng)投資和運營企業(yè)準入監(jiān)管，完善相應的退出機制。
第三，拓寬投融資渠道，提高社會資本的投資意愿。通過專項債、基礎設施投資基金、PPP融資等方式，發(fā)揮公共投資的引導作用，調(diào)動社會資本參與投資的積極性。加快整合金融、保險、信貸等配套支持政策，將工業(yè)綠色微電網(wǎng)納入綠色金融支持范疇，提供綠色貸款、綠色債券、融資租賃等形式的支持。力爭以定向政府引導基金和電網(wǎng)企業(yè)入股、綠色金融信貸政策支持、綠色基礎設施投融資試點先行等措施，鼓勵多元化投資和商業(yè)模式創(chuàng)新，引導供售電企業(yè)、設備制造企業(yè)、能源服務企業(yè)及工業(yè)企業(yè)等與業(yè)務相關的企業(yè)，率先參與工業(yè)綠色微電網(wǎng)的投資建設。
第四，落實電網(wǎng)企業(yè)主輔分離，加快培育運維服務市場。進一步推進電網(wǎng)企業(yè)的主輔分離，提升服務運維市場的活躍程度。通過示范項目等方式努力培育一批具備微電網(wǎng)規(guī)劃、建設和運營能力的服務企業(yè)，集合各類市場主體優(yōu)勢，形成模塊化、可復制的一體化微電網(wǎng)解決方案。
第五，以關鍵技術的突破和標準體系建設，推進商業(yè)化應用。一是將技術先進性作為微電網(wǎng)下一步試點示范的主要篩選指標，通過以獎代補方式鼓勵關鍵核心技術突破。二是依據(jù)驗收評估和績效評價結(jié)果，對工業(yè)綠色微電網(wǎng)新技術示范應用，以及關鍵核心技術產(chǎn)業(yè)化應用給予獎勵。三是加強統(tǒng)籌，以系統(tǒng)集成為重點，完善微電網(wǎng)的關鍵設備、信息管理、系統(tǒng)優(yōu)化等領域的技術規(guī)范，形成適用于不同應用場景，覆蓋規(guī)劃、設計、仿真、調(diào)試、驗收和評價等環(huán)節(jié)的標準體系。
（本文作者：韓 雪 ，胡淑然 ，李繼峰 ，郭焦鋒 ）
作者簡介
韓雪，博士，副研究員，研究方向為能源轉(zhuǎn)型與電力戰(zhàn)略規(guī)劃、可再生能源產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新政策、電力市場與電力體制改革。
文章來源
本篇文章發(fā)表于《中國能源》雜志2022年第11期。
