丹麦综合能源服务的政策环境如何?对我国有何启示?
发布者:lzx | 来源: 中国电力企业管理 | 0评论 | 735查看 | 2020-01-17 11:25:33    

随着我国经济社会持续发展,能源生产和消费模式正在发生重大转变,能源产业肩负着提高能源效率、保障能源安全、促进新能源消纳和推动环境保护等新使命。在此背景下,传统能源系统建设路径和发展模式亟需改变。发展综合能源服务成为我国落实“能源消费高效化,能源供应多元化,能源技术低碳化,能源体制市场化”战略部署的重要举措。


从世界范围来看,在已践行综合能源实践探索的国家/区域中,丹麦的发展经验独具特色,且对我国有较强的参考作用。首先,在可再生能源开发方面,经过数十年的高速发展,丹麦是世界公认的风电大国,而中国经过多年的发展,已成为世界风电装机容量最大的国家,风电成为我国继煤电、水电之后的第三大电源。在能源产业的发展和能源结构的调整方面,两国都对风能给予了很高的期待。中国未来的综合能源系统也必将和丹麦面临同样的难题,即如何将波动性大的风能集成到综合能源系统中,并实现对风能稳定和高效地利用。


其次,在推动综合能源服务的建设方面,丹麦在政府层面由丹麦能源署(Danish Energy Agency)负责制定和推动相关的政策与法规,而在企业层面则是由丹麦国家电网公司(Energinet)承担建设综合能源服务的主要任务。


这一点与我国情况类似,两国都是在政府的政策文件指导下,由大型国有能源企业负责在前期推动综合能源服务业务的发展。在有关综合能源服务政策和法律法规的建设方面,我国政府可以参考丹麦政府的成功经验,而丹麦国家电网公司在开展综合能源服务以及制定相关商业策略方面的经验值得我国国有能源企业,特别是电网公司借鉴。


一、能源转型催生综合能源服务


丹麦的能源转型


丹麦的自然资源比较贫乏,上世纪70年代石油危机之前,丹麦的能源自给率不到2%,且超过90%的能源供应依赖于进口石油。1973年第一次石油危机爆发,受其单一的能源结构影响,丹麦的经济受到了剧烈冲击,丹麦政府因此意识到了能源自给自足的重要性,以保障能源供应为首要目标开启了第一次能源转型。到本世纪初,随着对北海油气田的大力开发以及增加煤炭的使用,丹麦的能源自给率已经超过100%,由能源净进口国成为了能源净出口国,其能源结构也呈现更加多元化的格局,丹麦的第一次能源转型取得成功。


进入21世纪,随着温室气体排放和气候变化问题日益严峻,加上2005年之后北海油气田的减产,丹麦政府以实现低碳绿色发展为目标开启了第二次能源转型。在这一时期,丹麦政府采取了增加可再生能源(风能、太阳能等)的开发和使用、提高能效和减少能源消费等措施。根据丹麦能源署提供的数据,从2000~2017年,可再生能源在丹麦一次能源消费中的占比迅速上升,与此同时,石油、煤炭以及天然气的占比则逐年下降,丹麦的能源结构在低碳化的发展道路上稳步前进。


从开启第二次能源转型开始,丹麦政府对以风能为主的可再生能源进行了大力开发,可再生能源在丹麦终端能源消费中的比例一直在稳步增长。作为拥有全球领先风能技术的国家,从2000~2017年,风能在丹麦可再生能源中的占比上升到了30%,与传统的生物质能一起成为了丹麦可再生能源系统的两大支柱。除此之外,沼气、热泵与太阳能的占比也在稳步上升,丹麦的可再生能源系统整体呈现出向多元化方向发展的趋势。


丹麦的综合能源服务


与传统的化石能源相比,可再生能源的灵活性较低。对于风能和太阳能等新兴可再生能源,还存在着波动性较大和难以预测等技术难题。未来的丹麦能源系统将以分布式可再生能源为主、传统化石能源为辅,高比例的可再生能源(尤其是风能)将对系统的灵活性和稳定性提出严格的要求。


图中展示了未来丹麦能源系统的整体规划,整个系统包括了能源的生产、输配、转换以及消费等环节,各个环节都通过能源网络被紧密地联结起来。这个复杂的能源系统对能源的管理和决策提出了很高的要求,而综合能源系统利用先进的技术和管理模式,整合区域内石油、煤炭、天然气和电力等多种能源资源,实现多异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济,在满足多元化用能需求的同时能够有效提升能源利用效率,进而促进能源的可持续发展。因此,对于旨在提高能效和降低能源消费量的丹麦政府而言,发展综合能源服务成为解决可再生能源消纳问题的有效路径。


二、丹麦开展综合能源服务的具体措施


发展能源服务市场


丹麦综合能源服务市场是一个完全以需求为导向形成的市场,在丹麦公共部门提出了改善建筑能效的要求之后,市场需求日益强烈,能源服务市场顺势逐渐形成。目前丹麦市场上有6~10家能源服务公司,主要向公共部门提供致力于改善公共建筑能效的能源合同管理(EPC:Energy Performance Contracting)服务。丹麦的能源服务市场规模在1.4~1.5亿欧元之间,未来市场规模预计可达10~70亿欧元。


现阶段,丹麦综合能源服务市场的需求主要来自于公共部门,具体的综合能源项目主要聚焦于市政市场,包括交通信号装置、街道照明、地下管线、供水和供暖。经过十年的发展,丹麦的公共部门EPC市场逐渐趋于稳定,新增项目的数量开始减少,但是单个项目的规模在不断扩大。资料显示,如今丹麦的EPC项目平均投资成本约为670万欧元,最大的项目投资成本已接近2200万欧元。


据本国专家分析,未来丹麦综合能源服务市场的主要潜力空间将转移到建筑部门。丹麦国内大约有超过70%的建筑以及超过80%的独立式住宅楼建造由于建成时间较早,未能达到建筑法规对新建建筑的能效要求。为了实现丹麦政府制定的能源目标,这些老旧建筑需要进行大规模的能效改造,对于丹麦的能源服务行业来说是一个巨大的潜在市场。为了更好地推动建筑部门综合能源市场的发展,丹麦政府在2013年拨款500万丹麦克朗用于开发和测试全新的能源改造概念,开发一套适用于大型建筑能效改造的能源服务模型,并将针对多公寓住宅、商业及公共建筑能源改造项目制定新的保障模式。


建立智慧能源系统


随着丹麦能源结构的不断调整,生物质能与可再生能源(如风能、太阳能)将成为未来丹麦能源生产的两大组成部分。其中,间歇性可再生能源的生产过程有很大的波动性,对于能源系统来说是一个很大的挑战。因此,丹麦政府希望通过建立智慧能源系统,以适应大量间歇性可再生能源并将生物质能的消耗限制在可持续的水平。


智慧能源系统由新技术与新的基础设施组成,这些技术与基础设施为智慧能源系统带来了区别于传统能源系统的灵活性。智慧能源系统通过将电力、供暖以及运输部门结合起来,利用跨越这三个不同领域的灵活性来弥补缺乏灵活性的风能和太阳能等可再生资源。在丹麦政府的规划中,这个智慧能源系统将围绕智能电网、智能暖网与智能燃气网这三个网络构建。


从项目预算金额来看,丹麦智慧能源系统的技术研发主要集中在以下四个方向:热泵与区域供暖、用户侧需求响应、虚拟电厂与数据通讯,以及电动交通与城市基础设施。在能源技术研发方面,协作、实验和广泛地互动是丹麦的电网企业、能源企业、研究机构以及公共部门之间合作进行智慧能源系统研究、开发和示范的核心指导原则。这种联合了多个部门的合作模式不但有利于参与者之间的专业知识共享,更重要的是实现了从商业及用户的视角出发开展技术研发。


加强国际互联


为了解决高比例的风电给丹麦能源系统运行带来不稳定的问题,丹麦政府在通过发展国内智慧能源系统来提升系统灵活性的同时,也将目光投向了周边国家。与丹麦接壤的瑞典、挪威有着欧洲最丰富、清洁的水电资源,德国北部也有大规模的风电基地,这些国家在不同程度上也都面临着可再生能源消纳问题,国际合作也因此符合大家的共同利益。


在电网互联方面,丹麦与瑞典、挪威、英国和德国之间都建成了以400千伏和132/150千伏电压等级为主的输电线路,并以跨境电网为基础建立了区域电力市场。各国共同建立的跨区域电力市场使得丹麦在风力供给过剩时,可以将多余能源报价发布在北欧电力交易所(Nord Pool)进行交易匹配。而在风电出力较低时,可以通过国内的其他电源或从周边国家购买电力来维持本国的电力供应。跨区域电网与电力市场的建立协调了各国的能源需求,使得多种能源能够互相配合,进一步确保了该区域能源供给的安全。


在天然气管网互联方面,丹麦规划建设了三条跨国长输管道,分别是德国、丹麦、瑞典之间的波罗的海天然气联络管道,丹麦至波兰的波罗的海天然气管道,以及连接挪威至瑞典、丹麦的Skanled天然气管道。2019年4月,丹麦还与瑞典一同建立无边界的丹麦—瑞典联合平衡区(Joint Balancing Zone),提高瑞典和丹麦市场之间的跨境贸易效率,并协调平衡程序,预计这将改善整个地区的竞争。


三、丹麦综合能源服务的政策环境


为了实现能源转型的目标,丹麦政府颁布了一系列的政策和法律,希望以此鼓励企业积极开发可再生能源相关技术与商业模式,并引导能源消费向低碳清洁的可再生能源方向发展。这些政策和法律大致可以分为以下四类:


目标导向类:在最新的丹麦能源协议中,丹麦政府正式提出了第二次能源转型战略的最终目标:到2050年,丹麦完全摆脱对化石能源的依赖,实现100%可再生能源供应。在建筑领域,《丹麦建筑条例(BR)》规定到2020年,新建筑能耗相比2006年水平要减少75%。在交通领域,自2012年,丹麦所有的交通用汽油和柴油必须平均混掺5.75%的生物燃料,到2020年,混掺比例应达到10%。


财务激励类:自1979年开始,丹麦政府便通过补贴风机价格、固定风电上网电价等措施来支持风电发展。此外,还通过征收二氧化碳税和环境税等税收手段增加使用化石能源的成本。在工业领域,丹麦实施了绿色税收计划,对工业企业的节能项目进行补贴和支持。在建筑领域,丹麦通过征收建筑采暖燃料税、给予节能投资补贴、实施出租房屋节能一揽子计划等手段,降低建筑能耗。在交通领域,政府规定电动汽车免征购入税和车辆所有权年税,并推迟征收电动汽车登记税。


法律法规类:2004年,丹麦制定了“绿色电力证书”交易制度以替代长期使用的固定上网电价制度,要求电力生产商和供应商必须有一定比例的电量来自可再生能源,从而促进可再生能源发展。在建筑领域,根据《2012~2020年能源执政协议》要求,2013年以后新建建筑禁止使用石油和天然气采暖,区域供热区内的现有建筑自2016年起不得安装新的燃油锅炉。丹麦还按照能耗高低将建筑进行分类分级管理,能耗评级状况直接和房价挂钩。


技术开发类:在供热领域,1979年丹麦通过了首部《供热法案》,随后数十亿丹麦克朗投资于发展热电联产(CHP),现已建成了8个互相关联的CHP区域。除国家层面集成的电力燃气系统,丹麦还大力发展社区分布式综合能源系统,以充分发挥可再生能源在热力供应中的作用。在建筑领域,由丹麦政府领导企业与大学的多方合作,共同研究开发零排放生态建筑。在交通领域,政府将开展对节能机动车以及替代能源利用的研究。


此外,丹麦政府还一直致力于为综合能源服务的发展传播信息和提供建议。丹麦能源局向家庭、企业和市政府提供包括合格的能源服务提供商名单在内的各种信息和建议,在促进能源服务市场发面发挥着至关重要的作用。以上发展可再生能源、节能提效的政策以及政府所做的努力,共同推动了丹麦综合能源服务的发展。


四、典型综合能源服务公司案例分析


企业概况


丹麦国家电网公司(Energinet)是丹麦国家电力和天然气输送系统的供应商,它是丹麦国家气候和能源部下属的一家独立的公共企业。除了负责丹麦电力和天然气市场的供应安全之外,Energinet还负责在能源危机发生之前、期间和之后协调电力和天然气部门进行各种应急工作。Energinet的传统业务主要涵盖以下方面:


电力运输,转换、维护丹麦电网并建立互联网络;电力系统运营,发展电力市场,负责电力供应的日常安全;负责燃气网络运营,转换并维护丹麦天然气网,开发天然气市场,并负责天然气供应的日常安全;燃气配送服务,支持燃气网络的配送环节,确保稳定安全地为客户供应燃气;燃气存储,确保丹麦能源安全并在西北欧天然气市场销售存储服务。


Energinet综合能源战略


作为负责丹麦国内电力与燃气输送的企业,Energinet承担了从企业层面研究和开展综合能源服务的任务。结合丹麦的能源现状以及丹麦政府制定的相关政策法规,Energinet确定了下一阶段的综合能源战略目标:


一是建立新的能源供应安全框架。面对新的能源系统,Energinet的能源战略将继续以保障电力以及天然气的供应安全为基本原则。Energinet计划对电力基础设施进行改造、加强不同能源生产部门之间的互联、增加电力与天然气的储备以及开发新的能源供应安全框架,以保证丹麦的能源供应安全继续保持在较高的水平。除此之外,Energinet还将与负责共同运营北欧电网的各国TSO合作,探索研发信息技术系统以及贸易规则,实现区域大电网的安全高效运行。


二是助力丹麦成为北欧能源中心。因其特殊的地理位置与能源结构,决定了丹麦必须和周边国家之间建立起高效的能源互通。Energinet坚信综合能源服务的发展离不开跨境合作,通过大力发展各国在能源互联方面的合作,开拓跨国区域市场,可以在保障能源供给可靠性的同时有利于自身发展。Energinet正在以丹麦为中心规划和建立包括电网与燃气网互联的一系列能源互联网络,以确保电力和天然气能够在欧洲国家质检进行更大规模的运输和交易,并以此加强丹麦作为北欧乃至欧洲能源中心的地位。


三是实现经济高效的能源供应。高效率的能源供应是实现丹麦能源转型目标的一个重要因素,也是降低社会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为丹麦人民提供可持续的能源。根据政治要求,Energinet正在收购和整合丹麦国内的天然气配送行业,旨在提高天然气的配送效率,并促进天然气系统向可再生能源的转变。而在企业内部,Energinet正在制定和推行一系列的组织重组程序,不断努力简化运营,以此提高集团的生产能力与生产效率。


四是推进能源部门的数字化。Energinet已经意识到,推进能源部门的数字化将是完成企业的政治任务和实现企业自身发展的一个至关重要的举措。在公司组织架构层面,Energinet任命了一位可直接向公司CEO汇报工作的数字化业务主管。在公司业务方面,Energinet已经启动了一系列关于数字化的实验和开发项目,以实现对Energinet的企业资源更有效地利用。此外,Energinet尝试通过其Data Hub和能源数据服务业务获取丹麦能源消费数据,希望以此来支撑企业未来的数字化商业模式。


Energinet综合能源相关业务


结合企业的综合能源战略,Energinet借助传统业务革新和引入数字化等方式开展了以下综合能源业务:


一是输电/气业务扩展。对于输电业务,Energinet在加强建设跨境电力输送通道的同时,针对丹麦的能源结构特征开发了一套预测和管理系统,实现了对风能和热电联产的出力预测结果的整合。在此基础上结合对电网的实时监控,使得Energinet能够跟踪丹麦电力系统中所有发电单位的出力情况,实现了对包括可再生能源在内的多种能源的灵活调度。这既保障了丹麦和地区电力系统的稳定运行,也为Energinet开展综合能源业务打下了坚实的基础。


对于天然气输送业务,Energinet正在研究和测试在不对燃气管网做重大改造的前提下实现天然气与氢气的混合运输。作为丹麦国内的天然气输送运营商,Energinet联合丹麦天然气技术中心与IRD燃料电池公司,通过开展“燃气网的氢气注入”项目来测试利用燃气网传输氢气的可行性。该项目进展顺利,WestJutlandic作为项目的试点地区,该地区的燃气管网已经实现了12%的氢气混合运输,并且这一比例也将继续提高。Energinet希望借助这一项目拓展传统的天然气业务,打通氢气的制取、运输、存储以及使用的氢储能产业链,增强其下属的天然气管网对丹麦综合能源系统的整合作用。


二是数字化能源服务。随着丹麦可再生能源发电占比的不断上升以及电力市场参与角色的增多,未来的电力生产和消费将呈现出更大的波动性,电价的构成也将更加复杂。对包括电厂、电网运营商及消费者在内的所有电力市场的参与者而言,需要新的价格信号、新的服务、新的技术和新的沟通方式来指导电力的生产与消费。因此,为了确保电力市场参与者享有标准化的统一通讯方式和流程,Energinet将数字化技术引入能源领域,面向丹麦电力市场的所有参与者开展了数据中心(Data Hub)业务。


区别于传统点对点式的数据交互模式,DataHub的建立为电力市场的参与者提供了上传和查询电力生产与消费等相关数据的统一入口,市场参与者可以通过电子设备上的客户端注册并访问DataHub。通过收集和处理电力供应商、输配电企业、电力消费者以及税务部门提供的数据信息,DataHub能够为每一位市场参与者生成对应的电力账单。这种信息集中处理的模式使得丹麦电力零售市场中电力交易流程的执行变得更加简单和高效,DataHub标准化的电力市场数据注册和分发的流程也有助于降低市场的准入门槛,这在某种程度上促进了市场竞争,确保了丹麦电力零售市场的健康持续发展。


三是国际能源咨询业务。作为丹麦政府能源部门的主要合作伙伴,Energinet在可再生能源开发利用与能源系统集成等领域积累了全球领先的技术与实践经验。为满足国际上对综合能源咨询服务日益增长的需求,丹麦国家电网公司于2010年成立了全资商业子公司EEC(Energinet.dk Energy Consultancy A/S)以开展其国际能源咨询业务。


相比能源行业的其他同类型公司,EEC依靠多年来在开发和运营丹麦能源系统方面积累的经验,能够为客户提供世界顶级的专业指导,这也赋予了EEC在能源咨询行业超强的竞争力。EEC提供的能源咨询业务主要覆盖了电力与能源相关系统的规划与开发、高比例风电的电力系统运行和智能电网解决方案等领域。


从2010年公司成立之日起,EEC便与世界各国政府以及能源企业开展了一系列的咨询合作项目。其中,中国政府与国内能源企业和EEC始终保持着密切的合作,如表所示,双方在风电以及能源系统运营方面开展了一系列的合作项目。


五、丹麦综合能源服务对我国的启示


在可再生能源的开发和利用方面,我国政府应进一步推动可再生能源结构的多元化发展,加强不同种类的可再生能源之间的相互协调,进而提升能源综合利用效率。我国的可再生能源资源储量与种类都呈现出明显的地域特征,具有多元化发展的先天优势。参考丹麦与北欧各国之间的能源互通,我国应继续加强电力基础设施及电力市场的建设,研究可再生能源的集成与调度技术,实现大范围可再生能源资源优化配置与高效利用。


在能源政策及法律法规建设方面,从丹麦的实践经验可以看出,政府通过综合运营目标导向、财政激励、法律法规、技术开发等政策法规的“组合拳”,有效推动了当地综合能源服务业务的有序发展。我国也必须重视政策及法律法规对综合能源服务业务的引导作用,充分结合我国能源资源特征、能源供应及消费特性,多维度、多层面出台相关政策及法律法规,确保综合能源服务工作的有序开展。


在综合能源服务市场建设方面,我国能源服务市场潜力巨大,建筑节能以及南方集中供暖等领域对能源服务需求旺盛,能源服务市场应继续保持开放的姿态,吸引多方资本进场,维持市场的竞争力与活力。市场参与者应重视对潜在市场的开发,共同努力扩大市场规模,提升项目质量。政府部门也应进一步加强综合能源服务市场的体制机制建设,协助维护市场的稳定运行。


在市场主体策略制定方面,企业在制定市场策略和业务开发时,要坚持以市场需求为导向,以自身资源技术优势为核心,找准进入综合能源服务市场的切入点和发力点,一方面要加强技术研发和业务创新,形成差异化的市场竞争力,一方面要充分运用互联网思维看待综合能源服务市场的发展,推动数字化能源业务,增强企业以用户为根本核心的服务意识,积极应对市场化竞争的挑战。

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