丹麥綜合能源服務的政策環境如何?對我國有何啟示?
發布者:lzx | 來源: 中國電力企業管理 | 0評論 | 935查看 | 2020-01-17 11:25:33    

隨著我國經濟社會持續發展,能源生產和消費模式正在發生重大轉變,能源產業肩負著提高能源效率、保障能源安全、促進新能源消納和推動環境保護等新使命。在此背景下,傳統能源系統建設路徑和發展模式亟需改變。發展綜合能源服務成為我國落實“能源消費高效化,能源供應多元化,能源技術低碳化,能源體制市場化”戰略部署的重要舉措。


從世界范圍來看,在已踐行綜合能源實踐探索的國家/區域中,丹麥的發展經驗獨具特色,且對我國有較強的參考作用。首先,在可再生能源開發方面,經過數十年的高速發展,丹麥是世界公認的風電大國,而中國經過多年的發展,已成為世界風電裝機容量最大的國家,風電成為我國繼煤電、水電之后的第三大電源。在能源產業的發展和能源結構的調整方面,兩國都對風能給予了很高的期待。中國未來的綜合能源系統也必將和丹麥面臨同樣的難題,即如何將波動性大的風能集成到綜合能源系統中,并實現對風能穩定和高效地利用。


其次,在推動綜合能源服務的建設方面,丹麥在政府層面由丹麥能源署(Danish Energy Agency)負責制定和推動相關的政策與法規,而在企業層面則是由丹麥國家電網公司(Energinet)承擔建設綜合能源服務的主要任務。


這一點與我國情況類似,兩國都是在政府的政策文件指導下,由大型國有能源企業負責在前期推動綜合能源服務業務的發展。在有關綜合能源服務政策和法律法規的建設方面,我國政府可以參考丹麥政府的成功經驗,而丹麥國家電網公司在開展綜合能源服務以及制定相關商業策略方面的經驗值得我國國有能源企業,特別是電網公司借鑒。


一、能源轉型催生綜合能源服務


丹麥的能源轉型


丹麥的自然資源比較貧乏,上世紀70年代石油危機之前,丹麥的能源自給率不到2%,且超過90%的能源供應依賴于進口石油。1973年第一次石油危機爆發,受其單一的能源結構影響,丹麥的經濟受到了劇烈沖擊,丹麥政府因此意識到了能源自給自足的重要性,以保障能源供應為首要目標開啟了第一次能源轉型。到本世紀初,隨著對北海油氣田的大力開發以及增加煤炭的使用,丹麥的能源自給率已經超過100%,由能源凈進口國成為了能源凈出口國,其能源結構也呈現更加多元化的格局,丹麥的第一次能源轉型取得成功。


進入21世紀,隨著溫室氣體排放和氣候變化問題日益嚴峻,加上2005年之后北海油氣田的減產,丹麥政府以實現低碳綠色發展為目標開啟了第二次能源轉型。在這一時期,丹麥政府采取了增加可再生能源(風能、太陽能等)的開發和使用、提高能效和減少能源消費等措施。根據丹麥能源署提供的數據,從2000~2017年,可再生能源在丹麥一次能源消費中的占比迅速上升,與此同時,石油、煤炭以及天然氣的占比則逐年下降,丹麥的能源結構在低碳化的發展道路上穩步前進。


從開啟第二次能源轉型開始,丹麥政府對以風能為主的可再生能源進行了大力開發,可再生能源在丹麥終端能源消費中的比例一直在穩步增長。作為擁有全球領先風能技術的國家,從2000~2017年,風能在丹麥可再生能源中的占比上升到了30%,與傳統的生物質能一起成為了丹麥可再生能源系統的兩大支柱。除此之外,沼氣、熱泵與太陽能的占比也在穩步上升,丹麥的可再生能源系統整體呈現出向多元化方向發展的趨勢。


丹麥的綜合能源服務


與傳統的化石能源相比,可再生能源的靈活性較低。對于風能和太陽能等新興可再生能源,還存在著波動性較大和難以預測等技術難題。未來的丹麥能源系統將以分布式可再生能源為主、傳統化石能源為輔,高比例的可再生能源(尤其是風能)將對系統的靈活性和穩定性提出嚴格的要求。


圖中展示了未來丹麥能源系統的整體規劃,整個系統包括了能源的生產、輸配、轉換以及消費等環節,各個環節都通過能源網絡被緊密地聯結起來。這個復雜的能源系統對能源的管理和決策提出了很高的要求,而綜合能源系統利用先進的技術和管理模式,整合區域內石油、煤炭、天然氣和電力等多種能源資源,實現多異質能源子系統之間的協調規劃、優化運行、協同管理、交互響應和互補互濟,在滿足多元化用能需求的同時能夠有效提升能源利用效率,進而促進能源的可持續發展。因此,對于旨在提高能效和降低能源消費量的丹麥政府而言,發展綜合能源服務成為解決可再生能源消納問題的有效路徑。


二、丹麥開展綜合能源服務的具體措施


發展能源服務市場


丹麥綜合能源服務市場是一個完全以需求為導向形成的市場,在丹麥公共部門提出了改善建筑能效的要求之后,市場需求日益強烈,能源服務市場順勢逐漸形成。目前丹麥市場上有6~10家能源服務公司,主要向公共部門提供致力于改善公共建筑能效的能源合同管理(EPC:Energy Performance Contracting)服務。丹麥的能源服務市場規模在1.4~1.5億歐元之間,未來市場規模預計可達10~70億歐元。


現階段,丹麥綜合能源服務市場的需求主要來自于公共部門,具體的綜合能源項目主要聚焦于市政市場,包括交通信號裝置、街道照明、地下管線、供水和供暖。經過十年的發展,丹麥的公共部門EPC市場逐漸趨于穩定,新增項目的數量開始減少,但是單個項目的規模在不斷擴大。資料顯示,如今丹麥的EPC項目平均投資成本約為670萬歐元,最大的項目投資成本已接近2200萬歐元。


據本國專家分析,未來丹麥綜合能源服務市場的主要潛力空間將轉移到建筑部門。丹麥國內大約有超過70%的建筑以及超過80%的獨立式住宅樓建造由于建成時間較早,未能達到建筑法規對新建建筑的能效要求。為了實現丹麥政府制定的能源目標,這些老舊建筑需要進行大規模的能效改造,對于丹麥的能源服務行業來說是一個巨大的潛在市場。為了更好地推動建筑部門綜合能源市場的發展,丹麥政府在2013年撥款500萬丹麥克朗用于開發和測試全新的能源改造概念,開發一套適用于大型建筑能效改造的能源服務模型,并將針對多公寓住宅、商業及公共建筑能源改造項目制定新的保障模式。


建立智慧能源系統


隨著丹麥能源結構的不斷調整,生物質能與可再生能源(如風能、太陽能)將成為未來丹麥能源生產的兩大組成部分。其中,間歇性可再生能源的生產過程有很大的波動性,對于能源系統來說是一個很大的挑戰。因此,丹麥政府希望通過建立智慧能源系統,以適應大量間歇性可再生能源并將生物質能的消耗限制在可持續的水平。


智慧能源系統由新技術與新的基礎設施組成,這些技術與基礎設施為智慧能源系統帶來了區別于傳統能源系統的靈活性。智慧能源系統通過將電力、供暖以及運輸部門結合起來,利用跨越這三個不同領域的靈活性來彌補缺乏靈活性的風能和太陽能等可再生資源。在丹麥政府的規劃中,這個智慧能源系統將圍繞智能電網、智能暖網與智能燃氣網這三個網絡構建。


從項目預算金額來看,丹麥智慧能源系統的技術研發主要集中在以下四個方向:熱泵與區域供暖、用戶側需求響應、虛擬電廠與數據通訊,以及電動交通與城市基礎設施。在能源技術研發方面,協作、實驗和廣泛地互動是丹麥的電網企業、能源企業、研究機構以及公共部門之間合作進行智慧能源系統研究、開發和示范的核心指導原則。這種聯合了多個部門的合作模式不但有利于參與者之間的專業知識共享,更重要的是實現了從商業及用戶的視角出發開展技術研發。


加強國際互聯


為了解決高比例的風電給丹麥能源系統運行帶來不穩定的問題,丹麥政府在通過發展國內智慧能源系統來提升系統靈活性的同時,也將目光投向了周邊國家。與丹麥接壤的瑞典、挪威有著歐洲最豐富、清潔的水電資源,德國北部也有大規模的風電基地,這些國家在不同程度上也都面臨著可再生能源消納問題,國際合作也因此符合大家的共同利益。


在電網互聯方面,丹麥與瑞典、挪威、英國和德國之間都建成了以400千伏和132/150千伏電壓等級為主的輸電線路,并以跨境電網為基礎建立了區域電力市場。各國共同建立的跨區域電力市場使得丹麥在風力供給過剩時,可以將多余能源報價發布在北歐電力交易所(Nord Pool)進行交易匹配。而在風電出力較低時,可以通過國內的其他電源或從周邊國家購買電力來維持本國的電力供應。跨區域電網與電力市場的建立協調了各國的能源需求,使得多種能源能夠互相配合,進一步確保了該區域能源供給的安全。


在天然氣管網互聯方面,丹麥規劃建設了三條跨國長輸管道,分別是德國、丹麥、瑞典之間的波羅的海天然氣聯絡管道,丹麥至波蘭的波羅的海天然氣管道,以及連接挪威至瑞典、丹麥的Skanled天然氣管道。2019年4月,丹麥還與瑞典一同建立無邊界的丹麥—瑞典聯合平衡區(Joint Balancing Zone),提高瑞典和丹麥市場之間的跨境貿易效率,并協調平衡程序,預計這將改善整個地區的競爭。


三、丹麥綜合能源服務的政策環境


為了實現能源轉型的目標,丹麥政府頒布了一系列的政策和法律,希望以此鼓勵企業積極開發可再生能源相關技術與商業模式,并引導能源消費向低碳清潔的可再生能源方向發展。這些政策和法律大致可以分為以下四類:


目標導向類:在最新的丹麥能源協議中,丹麥政府正式提出了第二次能源轉型戰略的最終目標:到2050年,丹麥完全擺脫對化石能源的依賴,實現100%可再生能源供應。在建筑領域,《丹麥建筑條例(BR)》規定到2020年,新建筑能耗相比2006年水平要減少75%。在交通領域,自2012年,丹麥所有的交通用汽油和柴油必須平均混摻5.75%的生物燃料,到2020年,混摻比例應達到10%。


財務激勵類:自1979年開始,丹麥政府便通過補貼風機價格、固定風電上網電價等措施來支持風電發展。此外,還通過征收二氧化碳稅和環境稅等稅收手段增加使用化石能源的成本。在工業領域,丹麥實施了綠色稅收計劃,對工業企業的節能項目進行補貼和支持。在建筑領域,丹麥通過征收建筑采暖燃料稅、給予節能投資補貼、實施出租房屋節能一攬子計劃等手段,降低建筑能耗。在交通領域,政府規定電動汽車免征購入稅和車輛所有權年稅,并推遲征收電動汽車登記稅。


法律法規類:2004年,丹麥制定了“綠色電力證書”交易制度以替代長期使用的固定上網電價制度,要求電力生產商和供應商必須有一定比例的電量來自可再生能源,從而促進可再生能源發展。在建筑領域,根據《2012~2020年能源執政協議》要求,2013年以后新建建筑禁止使用石油和天然氣采暖,區域供熱區內的現有建筑自2016年起不得安裝新的燃油鍋爐。丹麥還按照能耗高低將建筑進行分類分級管理,能耗評級狀況直接和房價掛鉤。


技術開發類:在供熱領域,1979年丹麥通過了首部《供熱法案》,隨后數十億丹麥克朗投資于發展熱電聯產(CHP),現已建成了8個互相關聯的CHP區域。除國家層面集成的電力燃氣系統,丹麥還大力發展社區分布式綜合能源系統,以充分發揮可再生能源在熱力供應中的作用。在建筑領域,由丹麥政府領導企業與大學的多方合作,共同研究開發零排放生態建筑。在交通領域,政府將開展對節能機動車以及替代能源利用的研究。


此外,丹麥政府還一直致力于為綜合能源服務的發展傳播信息和提供建議。丹麥能源局向家庭、企業和市政府提供包括合格的能源服務提供商名單在內的各種信息和建議,在促進能源服務市場發面發揮著至關重要的作用。以上發展可再生能源、節能提效的政策以及政府所做的努力,共同推動了丹麥綜合能源服務的發展。


四、典型綜合能源服務公司案例分析


企業概況


丹麥國家電網公司(Energinet)是丹麥國家電力和天然氣輸送系統的供應商,它是丹麥國家氣候和能源部下屬的一家獨立的公共企業。除了負責丹麥電力和天然氣市場的供應安全之外,Energinet還負責在能源危機發生之前、期間和之后協調電力和天然氣部門進行各種應急工作。Energinet的傳統業務主要涵蓋以下方面:


電力運輸,轉換、維護丹麥電網并建立互聯網絡;電力系統運營,發展電力市場,負責電力供應的日常安全;負責燃氣網絡運營,轉換并維護丹麥天然氣網,開發天然氣市場,并負責天然氣供應的日常安全;燃氣配送服務,支持燃氣網絡的配送環節,確保穩定安全地為客戶供應燃氣;燃氣存儲,確保丹麥能源安全并在西北歐天然氣市場銷售存儲服務。


Energinet綜合能源戰略


作為負責丹麥國內電力與燃氣輸送的企業,Energinet承擔了從企業層面研究和開展綜合能源服務的任務。結合丹麥的能源現狀以及丹麥政府制定的相關政策法規,Energinet確定了下一階段的綜合能源戰略目標:


一是建立新的能源供應安全框架。面對新的能源系統,Energinet的能源戰略將繼續以保障電力以及天然氣的供應安全為基本原則。Energinet計劃對電力基礎設施進行改造、加強不同能源生產部門之間的互聯、增加電力與天然氣的儲備以及開發新的能源供應安全框架,以保證丹麥的能源供應安全繼續保持在較高的水平。除此之外,Energinet還將與負責共同運營北歐電網的各國TSO合作,探索研發信息技術系統以及貿易規則,實現區域大電網的安全高效運行。


二是助力丹麥成為北歐能源中心。因其特殊的地理位置與能源結構,決定了丹麥必須和周邊國家之間建立起高效的能源互通。Energinet堅信綜合能源服務的發展離不開跨境合作,通過大力發展各國在能源互聯方面的合作,開拓跨國區域市場,可以在保障能源供給可靠性的同時有利于自身發展。Energinet正在以丹麥為中心規劃和建立包括電網與燃氣網互聯的一系列能源互聯網絡,以確保電力和天然氣能夠在歐洲國家質檢進行更大規模的運輸和交易,并以此加強丹麥作為北歐乃至歐洲能源中心的地位。


三是實現經濟高效的能源供應。高效率的能源供應是實現丹麥能源轉型目標的一個重要因素,也是降低社會用能成本的重要助力。Energinet正在努力使用最具成本效益的方法為丹麥人民提供可持續的能源。根據政治要求,Energinet正在收購和整合丹麥國內的天然氣配送行業,旨在提高天然氣的配送效率,并促進天然氣系統向可再生能源的轉變。而在企業內部,Energinet正在制定和推行一系列的組織重組程序,不斷努力簡化運營,以此提高集團的生產能力與生產效率。


四是推進能源部門的數字化。Energinet已經意識到,推進能源部門的數字化將是完成企業的政治任務和實現企業自身發展的一個至關重要的舉措。在公司組織架構層面,Energinet任命了一位可直接向公司CEO匯報工作的數字化業務主管。在公司業務方面,Energinet已經啟動了一系列關于數字化的實驗和開發項目,以實現對Energinet的企業資源更有效地利用。此外,Energinet嘗試通過其Data Hub和能源數據服務業務獲取丹麥能源消費數據,希望以此來支撐企業未來的數字化商業模式。


Energinet綜合能源相關業務


結合企業的綜合能源戰略,Energinet借助傳統業務革新和引入數字化等方式開展了以下綜合能源業務:


一是輸電/氣業務擴展。對于輸電業務,Energinet在加強建設跨境電力輸送通道的同時,針對丹麥的能源結構特征開發了一套預測和管理系統,實現了對風能和熱電聯產的出力預測結果的整合。在此基礎上結合對電網的實時監控,使得Energinet能夠跟蹤丹麥電力系統中所有發電單位的出力情況,實現了對包括可再生能源在內的多種能源的靈活調度。這既保障了丹麥和地區電力系統的穩定運行,也為Energinet開展綜合能源業務打下了堅實的基礎。


對于天然氣輸送業務,Energinet正在研究和測試在不對燃氣管網做重大改造的前提下實現天然氣與氫氣的混合運輸。作為丹麥國內的天然氣輸送運營商,Energinet聯合丹麥天然氣技術中心與IRD燃料電池公司,通過開展“燃氣網的氫氣注入”項目來測試利用燃氣網傳輸氫氣的可行性。該項目進展順利,WestJutlandic作為項目的試點地區,該地區的燃氣管網已經實現了12%的氫氣混合運輸,并且這一比例也將繼續提高。Energinet希望借助這一項目拓展傳統的天然氣業務,打通氫氣的制取、運輸、存儲以及使用的氫儲能產業鏈,增強其下屬的天然氣管網對丹麥綜合能源系統的整合作用。


二是數字化能源服務。隨著丹麥可再生能源發電占比的不斷上升以及電力市場參與角色的增多,未來的電力生產和消費將呈現出更大的波動性,電價的構成也將更加復雜。對包括電廠、電網運營商及消費者在內的所有電力市場的參與者而言,需要新的價格信號、新的服務、新的技術和新的溝通方式來指導電力的生產與消費。因此,為了確保電力市場參與者享有標準化的統一通訊方式和流程,Energinet將數字化技術引入能源領域,面向丹麥電力市場的所有參與者開展了數據中心(Data Hub)業務。


區別于傳統點對點式的數據交互模式,DataHub的建立為電力市場的參與者提供了上傳和查詢電力生產與消費等相關數據的統一入口,市場參與者可以通過電子設備上的客戶端注冊并訪問DataHub。通過收集和處理電力供應商、輸配電企業、電力消費者以及稅務部門提供的數據信息,DataHub能夠為每一位市場參與者生成對應的電力賬單。這種信息集中處理的模式使得丹麥電力零售市場中電力交易流程的執行變得更加簡單和高效,DataHub標準化的電力市場數據注冊和分發的流程也有助于降低市場的準入門檻,這在某種程度上促進了市場競爭,確保了丹麥電力零售市場的健康持續發展。


三是國際能源咨詢業務。作為丹麥政府能源部門的主要合作伙伴,Energinet在可再生能源開發利用與能源系統集成等領域積累了全球領先的技術與實踐經驗。為滿足國際上對綜合能源咨詢服務日益增長的需求,丹麥國家電網公司于2010年成立了全資商業子公司EEC(Energinet.dk Energy Consultancy A/S)以開展其國際能源咨詢業務。


相比能源行業的其他同類型公司,EEC依靠多年來在開發和運營丹麥能源系統方面積累的經驗,能夠為客戶提供世界頂級的專業指導,這也賦予了EEC在能源咨詢行業超強的競爭力。EEC提供的能源咨詢業務主要覆蓋了電力與能源相關系統的規劃與開發、高比例風電的電力系統運行和智能電網解決方案等領域。


從2010年公司成立之日起,EEC便與世界各國政府以及能源企業開展了一系列的咨詢合作項目。其中,中國政府與國內能源企業和EEC始終保持著密切的合作,如表所示,雙方在風電以及能源系統運營方面開展了一系列的合作項目。


五、丹麥綜合能源服務對我國的啟示


在可再生能源的開發和利用方面,我國政府應進一步推動可再生能源結構的多元化發展,加強不同種類的可再生能源之間的相互協調,進而提升能源綜合利用效率。我國的可再生能源資源儲量與種類都呈現出明顯的地域特征,具有多元化發展的先天優勢。參考丹麥與北歐各國之間的能源互通,我國應繼續加強電力基礎設施及電力市場的建設,研究可再生能源的集成與調度技術,實現大范圍可再生能源資源優化配置與高效利用。


在能源政策及法律法規建設方面,從丹麥的實踐經驗可以看出,政府通過綜合運營目標導向、財政激勵、法律法規、技術開發等政策法規的“組合拳”,有效推動了當地綜合能源服務業務的有序發展。我國也必須重視政策及法律法規對綜合能源服務業務的引導作用,充分結合我國能源資源特征、能源供應及消費特性,多維度、多層面出臺相關政策及法律法規,確保綜合能源服務工作的有序開展。


在綜合能源服務市場建設方面,我國能源服務市場潛力巨大,建筑節能以及南方集中供暖等領域對能源服務需求旺盛,能源服務市場應繼續保持開放的姿態,吸引多方資本進場,維持市場的競爭力與活力。市場參與者應重視對潛在市場的開發,共同努力擴大市場規模,提升項目質量。政府部門也應進一步加強綜合能源服務市場的體制機制建設,協助維護市場的穩定運行。


在市場主體策略制定方面,企業在制定市場策略和業務開發時,要堅持以市場需求為導向,以自身資源技術優勢為核心,找準進入綜合能源服務市場的切入點和發力點,一方面要加強技術研發和業務創新,形成差異化的市場競爭力,一方面要充分運用互聯網思維看待綜合能源服務市場的發展,推動數字化能源業務,增強企業以用戶為根本核心的服務意識,積極應對市場化競爭的挑戰。

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