天然气分布式能源运营模式思考与优化研究

关苏瑞 陈建国 袁建立

（1.西南石油大学研究生院，四川 成都 610500；2.四川长宁天然气有限责任公司，四川 成都 610051）

天然气分布式能源运营模式思考与优化研究

关苏瑞1陈建国2袁建立1

（1.西南石油大学研究生院，四川 成都 610500；2.四川长宁天然气有限责任公司，四川 成都 610051）

目前，我国已经建成的天然气分布式能源项目有40多个，主要集中在资源充足、经济发达的大城市，其中仅约半数的项目运行状态相对良好，造成这一现象的原因有很多，其中运营模式的不当选择在很大程度上制约着天然气分布式能源的发展，通过对天然气分布式能源运营模式的调查、分析和研究，将当前天然气分布式能源运营模式归纳为3种模式，并针对每一种模式从制约因素、经济性和现实性发展分析，提出推进市场化、统一规划发展、增加直供和鼓励战略联盟的4大优化策略，为提高天然气分布式能源的经济效益和促进天然气分布式能源的发展提供帮助。

天然气 分布式能源 运营模式 优化

0 引言

随着我国《天然气“十二五”规划》《能源“十二五”规划》《天然气利用政策》以及《关于发展天然气分布式能源的指导意见》等政策法规的相继出台，我国天然气分布式能源产业将逐渐进入快速发展期。

《2010年热电联产发展规划及2020年远景发展目标》提出：到2020年，全国热电联产总装机容量将达到2×108kW，其中城市集中供热和工业生产用热的热电联产装机容量约为1×108kW。预计到2020年，全国总发电装机容量将达到9×108kW左右，热电联产将占全国发电总装机容量的22%，在火电机组中的比例为37%左右［1］。分布式能源发展空间巨大，面临快速增长的商机，国家电力、石油、燃气等能源行业的龙头企业都制定了相关规划，筹建天然气分布式能源项目。其中运营模式的选择成为各家企业管理层关心的重点问题，笔者在思考国内现有天然气分布式能源运营模式的基础上，提出优化策略建议，以期对天然气分布式能源的发展起到帮助作用。

1 国内天然气分布式能源运营模式案例

当前国内较为成功的天然气分布式能源案例有长沙黄花国际机场三联供能源站、广州大学城分布式能源站、北京燃气集团控制中心大楼热电冷联产能源岛、杭州燃气七堡基地和重庆佳禾钰茂香港城项目等。

1.1 长沙黄花国际机场T3航站楼项目

长沙黄花国际机场新建T3航站楼建筑面积15.4× 104m2，能够满足2015年旅客吞吐量1560万人次的要求。分布式能源站工程总概算约为6250万元，由长沙新奥远大能源服务有限公司投资、建设和负责后期运营维护，以合同能源管理的商务合作模式与湖南机场股份公司合作，是民航系统首个采用此种运作模式的能源服务项目［2］。该项目具有明显的经济效益，能源站所发全部的电力直接接入机场电网，由机场方按商业用电的价格全部收购。卖电收入约987.71万元／a（发电机组1160kW×2台×18h／d× 365d／a×系数0.9×0.72元／k·Wh＝987.71万元）。发电越多，收益越高，而空调则属于完全免费使用。

1.2 广州大学城分布式能源站项目

广州大学城位于广州市番禺区小谷围岛，一期建筑面积18km2，是中国目前最大的大学城，已入驻

大学10所，设计入驻大学生12万，全岛人口超过30万。二期规划面积95km2，可建设用地面积43km2。

广州大学城将以合资方式建设天然气热、冷、电三联产的分布式能源站。合资方包括欧洲最大的能源管理公司——法国达尔凯国际股份有限公司（以下简称“达尔凯”）和中国华电工程集团有限公司（下称“华电工程”），广州大学城和此两家公司按照20%:60%:20%的投资比例，共同出资6.9亿元。能源站由三方出资成立的广州大学城分布式能源有限公司进行运作，由于达尔凯在项目中处于控股地位，公司总经理及主要高管均由达尔凯方面任命。项目建设两套78兆瓦级的燃气—蒸汽联合循环机组，在2007年6-8月建成投产。广东省政府方面已经把该项目列为省节能型示范小区，并正在制订大学城供电改革的试点方案［3］。

1.3 北京燃气集团控制中心大楼热电冷联产能源岛

北京燃气集团调度大楼位于官园青年宫北侧，大楼建筑面积31800m2，地上10层，地下两层，是北京市天然气管网监控和调度中心。同时也是为使用天然气用户提供报装、报修、IC卡结算中心以及辅助办公等多功能的服务大楼［4］。根据中国电机工程协会热电专业委员会王振铭秘书长的建议，该工程能源配置的原则是“以基荷电力定容量，不足电力从电网补充，不足热量补燃解决”和电力“并网不上网”。因此燃气发电装置的功率选择，最好接近或小于大楼要求的电力，并具有较大的调节灵活性。本项目由北京燃气集团负责投资和建设，委托北京恩耐特分布能源技术有限公司负责运行管理，本项目收到较好的经济效益。

1.4 杭州燃气七堡基地

杭州燃气集团七堡基地由办公室、调度中心、抢维修中心、职工食堂等组成，总建筑面积为9000m2。根据设计院提供的相关图纸资料，该建筑的夏季空调计算冷负荷为1124kW，冬季空调设计热负荷为899kW。电子负载设备主要是照明、电脑、电梯以及冷热源动力设备耗电，办公楼的电力负荷为470kW。

该系统发电机组的基本运行模式为“并网不上网”模式。该项目采用业主投资模式，由杭州燃气集团投资运营，2010年底投产。和常规用电系统相比，冷热电联供系统投产后，能源利用效率为72%，每年节省运行成本约45万元，每年减排NOX约3t、减排CO2为846t，减排SO2约3.6t，减排效果明显，社会效益显著［5］。

1.5 重庆佳禾钰茂香港城项目

重庆佳禾钰茂香港城项目由合资组建的北京达远能源管理有限公司与钰鑫集团旗下的重庆钰茂地产有限公司共同出资兴建，总投资不过3500万元的冷热电三联供分布式能源站。该项目引用的技术代表着目前国际上的领先水平，项目已经建成投入运行。主要对香港城的购物中心和西南假日酒店提供其所需的冷气、暖气（包括热水）和电力［6］。

2 国内天然气分布式能源运营模式

2.1 分布式能源的运营模式归纳

国内分布式能源项目的运营模式主要可分为业主投资及管理模式、能源服务公司模式和合同能源管理的商务合作模式［7］3种，如表1所示。

表1 国内天然气分布式能源运营模式归纳表

通过对国内天然气分布式能源运营模式的归纳和分析可以看出，3种运营模式所带来的收益和所要发挥的作用不尽相同。由于天然气分布式能源对天然气能源的利用具有多样性，并要求将各种能源充分利用，这就对能源的流通性提出了较高要求。结合国外天然气分布式能源利用情况，电力的合理分配是天然气分布式能源利用率高低的重要影响因素，因此分析电力系统经营模型也是天然气分布式能源运营模式研究的重要内容［8］。当前国内电力系统的经营模式如表2所示。

根据表2分析可以看出，天然气分布式能源运营模式的选择与电力系统经营模式的选择密切相关，因此在进行天然气分布式能源运营模式选择的同时，要结合项目本身运营目标，选择合适恰当的电力经营模式。特别是在当前国内电网公司运营方式单一，上网电价偏低，天然气分布式能源电力上网成本较高的情况下，合理选择电力系统经营模式是项目成功的关键。

表2 天然气分布式能源可能的电力系统经营模式表

2.2 3种运营模式分析

对市场环境的分析是对天然气分布式能源运营模式分析的必然前提，因此在对3种运营模式分析之前，针对当前国内天然气分布式能源市场上的一些问题进行简要分析［9］，如表3所示。

表3 当前国内制约天然气分布式能源发展的因素表

通过对国内天然气分布式能源运营模式的分类和对电力系统运营模式的分析，结合当前国内制约天然气分布式能源发展的一些因素，在对国内天然气分布式能源运营模式选择时应当从以下几方面考量：在对于初始投资相对较小，日常维护简单，并且富余电量一般采用直接上网方式，可以采用模式一或模式二运营管理；对于大规模天然气分布式能源（特别是热电联产和三联供系统），由于涉及到发动机机械、并网和三相负荷管理、水路循环的热力技术和计算机化管理等多方面的知识，需要多个专业领域的技术人员来负责运行维护。对于这一类的分布式能源系统应当引入专业的能源服务公司，采用由能源服务公司合同化管理模式进行日常维护。

从经济性、现实性两方面评价3种运营模式，可以得到不同指标下3种运营模式排名（表4）。

表4 不同指标下3种运营模式排名表

依据当前国情，模式一和模式二是最简单、最经济的商业运行模式。其经济性主要体现在：企业内部核算，不发生买卖交易，不需要缴纳各种税费；项目立项不用经过电网企业的批准，省去了并网、售电等成本。但是从现实性考量，模式一与模

式二又存在以下方面不足：项目只适用于经济实力雄厚，冷、热、电用量大的大型综合性企业；能否享受国家优惠政策存在不确定性；降低企业能源成本不明显；影响企业投资建设分布式能源积极性。

模式三是3种模式中最复杂，经济性较差的运营模式，但是模式三有其自身的优点：有利于大规模开发利用分布式能源产业；高效分配能源利用，提高能源利用率，节约能源成本；全新的现代市场经营模式可以不断挖掘其潜力，随着国家优惠政策的出台和电网运营模式的改革，模式三的经济性将不断提高，特别是在节约成本，发挥节能减排方面模式三是最现实的选择方式。

3 国内天然气分布式能源优化策略

国外天然气分布式能源的发展主要是通过支持市场化的独立发电商（IPP）和能源服务商（ESCO）为用户提供了专业化的能源服务与节能服务，因势利导、因需而异、因地制宜，建设个性化的能源梯级利用设施，转变传统的所谓“规模化”、“集约化”的低效能源生产供应模式，通过这样的能源供应模式重建，也为未来不断提高能源利用效率、大量利用其他可再生能源、吸引更多企业和个人参与清洁能源供应和提高能效、推动信息技术与能源系统的整合优化进行了制度设计与法律保障［10］。

模式三是以国外天然气分布式能源发展经验为蓝本，逐渐在国内发展起来的。鉴于国内相关政策的影响，为保障分布式能源有效实施，天然气分布式能源项目需要协商取得较高的上网电价，长期低价燃料采购协议及取得事业特许经营权。特别是对于大型分布式能源项目，应当鼓励国家电网、南方电网、3大石油公司和地方燃气等中央和地方企业参与天然气分布式能源建设，调动地方、国有、民营和外资企业参与天然气分布式能源项目的积极性，提高利润和节能的共享性，通过政府牵头，投资方、建设方和运营方的共同参与，减少项目进展中的困难，联合开创天然气分布式能源事业发展的新机制。

3.1 推进能源供应市场化，大力扶持专业能源服务公司的发展

成立专业化能源服务公司，不仅可以采用天然气分布式能源服务于自身的节能改造项目（如能耗较高的化工项目），也可享受合同能源管理的国家节能补贴，达到一体化发展的目的，充分利用天然气分布式能源项目服务自身发展。特别是针对一些重点项目，要以项目为契机，通过项目培育一批经济效益好、发展潜力大、带动能力强的能源服务企业。

对于热电联产或三联供项目，可以通过上下游企业合资的形式，将电网公司、能源公司、用户公司等利益相关方通过合资的形式成立专业化能源服务公司，形成各方参与和分享发展天然气分布式能源的格局。冷热电联供装置要比电力空调、电锅炉等复杂得多，要建立有资质，有技术和有诚信的分布式能源系统的专业服务公司，承担设计、施工、运行、维护。

3.2 统一规划、协调发展，建立专门管理部门或协会

天然气分布式能源的大规模发展，需要城市天然气管网的成熟发展和电网对分布式能源系统并网的有力支持。因此，天然气分布式能源的规划应与电网发展规划、天然气资源供应规划、智能电网建设和调峰设施建设相协调，将分布式能源发展纳入能源规划之中，有效地降低分布式能源的并网成本。保证分布式能源系统燃料的稳定供应，将对电网的负面影响降到最低限度，并发挥调峰等积极作用。

天然气分布式能源的发展不仅是节能减排的重要举措，而且也是国家能源战略中重要的一个发展改革方向，天然气分布式能源的发展将对国内其他各种分布式能源的利用产生重要的影响，特别是对一些可再生能源的利用，通过天然气分布式能源的建设，将为其大规模的开发和投入使用创造有利的条件。建议成立专门的分布式能源协调部门或协会，开展专项研发、推广和促进工作，使分布式能源利用多样化、高效化。

3.3 保障天然气直供，签订长期低价原料采购协议

现有的天然气分布式能源项目，除了受到电网公司限制和上网电价限制，气价由于通过省市网络和城市燃气公司抬高，项目的经济性受到较大影响。为了最大限度支持天然气分布式能源项目发展，建议相关项目公司尽可能对分布式能源项目采取直供方式，减少中间环节，降低原料采购成本。或者向国家建议，制定天然气分布式能源的专门气

价补贴政策，各级政府部门对分布式能源项目的天然气价格进行专门补贴。

对于一些战略性分布式能源建设项目和示范性项目，签订长期低价原料采购协议，保障原料供应，促进项目的建设与运营。

3.4 鼓励战略联盟方式参与天然气分布式能源经营

发展天然气分布式能源，一方面是企业长远发展领先市场、践行社会责任的需要，另一方面也是实现天然气调峰、节约储气设施投资的需要，更是实现节能减排、绿色低碳发展的需要。建议在一些天然气分布式能源建设项目中采用与国内具有天然气分布式能源政策、技术、管理优势的国电、华能、华电等央企和国有企业建立战略联盟的方式开发建设相关项目，以参股、控股等形式参与天然气分布式能源的建设、经营，一方面可以提高企业在天然气分布式能源领域的市场经验，另一方面也是提高效益，减少风险的有利举措。

4 结束语

天然气分布式能源运营模式的选择关乎其项目的成败，恰当的运营模式选择可以更好地发挥天然气分布式能源的优势。笔者通过对国内主要天然气分布式能源项目的运营模式进行分析和研究，归纳总结国内主要天然气分布式能源运营模式（业主投资及管理模式、能源服务公司模式和合同能源管理的商务模式），并结合国内电力系统主要经营模式对3种模式逐一进行分析和对比。考虑到国内制约天然气分布式能源发展的一些因素，将3种主要模式在经济性和现实性方面进行比较，找出了各个模式运营的关键因素及有利因素。在此基础上提出：推进能源供应市场化，大力扶持专业能源服务公司的发展；统一规划、协调发展，建立专门部门或协会；保障天然气直供，签订长期低价原料采购协议；鼓励战略联盟方式参与天然气分布式能源经营4点优化建议。使企业能够更好地运营天然气分布式能源项目，提高企业投资建设天然气分布式能源项目的积极性，为企业减少能源成本、为国家节能减排提供建议帮助。

［1］王振铭.热电联产带动我国节能降耗产业发展［J］.电器工业，2007（8）：23-29.

［2］林世平.分布式能源系统中能源与环境耦合特性及优化集成模型研究［D］.武汉：武汉理工大学，2011.

［3］廖金.中国华电集团分布式能源系统发展研究［D］.河北：华北电力大学，2013.

［4］国家发改委节能信息传播中心发布案例研究项目组.北京燃气大楼冷热电三联供系统技术的应用［J］.中国能源，2007（10）：61-62.

［5］吴小燕.杭州首个分布式能源试点项目介绍［J］.区域供热，2010（5）：8-11.

［6］重庆商业地产首次引进冷热电三联供系统［J］.建设科技，2006（17）：36.

［7］王文华，刘宝发.重庆工业园区分布式能源建设的融资方式探讨［J］.重庆科技学院学报：社会科学版，2010（19）：81-82.

［8］万礼锋，尹贻林.我国新能源上网电价形成机制研究［J］.价格理论与实践，2009（12）：42-43.

［9］殷虹，庄妍.天然气分布式能源项目投资管理及建议［J］.中国能源，2012（11）：32-35.

［10］刘惠萍，郝文良，梁薇，等.澳大利亚天然气分布式能源发展市场分析与借鉴［J］.上海煤气，2012（4）：31-35.

（编辑：李臻）

重庆页岩气年产能突破7亿立方米

近日从重庆市国土房管局获悉，重庆市的页岩气年产能已突破7×108m3，成为全国页岩气开发的主战场。数据显示，在长宁—威远、昭通、涪陵、川东南海相等地区，日产超过1×104m3的页岩气井有27口，日产超过10×104m3的页岩气井有8口。去年，重庆市页岩气勘探开发取得重大进展，中国石化重庆涪陵国家级页岩气示范区页岩气气井平均单井产量为15×104m3／d，累计实现商品气产量近7300×104m3。重庆市国土房管局表示,今年将完成对页岩气资源的调查和评价,推进部市合作共建页岩气国家级示范区,同时也会支持中国石化、中国石油的页岩气商业开发。

（信息来源：重庆日报 2014-02-13）

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2095-1132（2014）01-0057-05

10.3969／j.issn.2095-1132.2014.01.016

2013-09-16

2013-12-30

关苏瑞（1988-），女，硕士研究生，研究方向为石油法律法规和天然气经营管理等方面的研究。E-mail：601891885@qq.com。