园区作为引领区域经济快速发展的主阵地,以及高耗能和污染物集中排放区域,是实践绿色转型、节能降碳的重要战场。园区低碳转型既是其高质量发展的内在要求,又是精准减排和推动“双碳”目标实现的关键落脚点。面对当今世界绿色低碳循环发展的新形势和我国实现“双碳”目标的新要求,园区肩负区域绿色、经济发展的新使命。如何辩证看待和有效解决能源发展中安全性、经济性、低碳性相互制约的“不可能三角”问题,是园区低碳转型绕不开的重要课题。
(来源:微信公众号“电联新媒” 作者:中国华能集团能源研究院、中国华能集团有限公司博士后科研工作站 王绍敏)
我国产业园区的发展现状
我国的园区建设起源于上世纪70年代末,产业园区发展贯穿了中国改革开放的始终,见证了中国工业化进程。目前,我国共有各类产业园区15000多个,对全国经济增长的贡献率已经超过30%。未来,园区的整体布局将在规模、数量、类型上继续扩展,更多的人口、产业、资源将向园区聚集。经过40多年的探索和实践,园区经历了探索、起步、快速发展、稳步发展和转型升级的发展阶段。园区的发展与时俱进,在政策、技术、管理等多方面实现了突破和创新,成为带动区域经济发展的主要阵地。
一是园区绿色发展的政策环境逐步完善。近年来,为推进园区绿色低碳转型,针对园区绿色低碳发展,国家出台了系列政策,地方也在积极探索跟进。从生态示范工业园区、循环化改造示范园区,到低碳示范园区、绿色园区、近零碳园区等,积累了大量低碳发展经验和做法,涌现出一批绿色发展的新理念、新模式。各项政策既是要求,又是动力,为园区积极制定低碳发展战略和规划、优化能源结构、提高能源利用效率等提供了政策推动力。
二是多管齐下的能源结构保障园区用能的安全可靠。园区的能源安全和可靠性是其稳定运行的基石。园区依赖大电网的稳定供电和内部的分布式发电和
储能系统
。其中,大电网作为园区主要的能源来源,提供了持续且可靠的电力支持。园区内部的分布式发电系统,能够在大电网供电不足或中断时提供必要的补充;储能系统则能够在电力需求高峰或紧急情况下,释放存储的电能,保证园区关键设施和生产活动的连续运行。多管齐下的能源结构,确保了园区用能的安全可靠,且提升了对电力供应波动的抵御能力。
三是园区智能化水平有所提升。当前,园区在智能建筑、智能设备和自动化控制等方面取得了一定的进步。园区内的部分新建或改造建筑采用了绿色建筑标准,安装了智能照明、空调和安防系统,提高了能源使用效率;园区中的一些关键设备,如能源监测仪表、传感器等,实现了智能化,能够实时收集和传输数据,帮助管理人员更好地监控能源使用情况;在某些特定区域或工艺流程中,园区也已经实施了自动化控制系统,以优化生产效率和能源消耗。
园区低碳转型中面临的
用能经济性和可靠性问题
由于能源“不可能三角”的存在,园区低碳用能必须付出可靠性或经济代价。园区低碳转型中的“不可能三角”问题关键在于如何实现园区运行经济性和用能可靠性之间的平衡。其中的主要问题存在以下三方面:
一是园区用户存在“偷逃”市场责任的现象。我国电价政策对居民、农业仍然采用交叉补贴制度,并且对工商业征收政府基金附加。关系到民生和社会稳定的居民和农业用电通常被视为需要政府支持的领域,通过交叉补贴,政府能够确保这些用户群体以较低的成本获得电力。工商业用户通常被视为有能力承担更高电价的群体。工商业用户支付较高电价用于补贴居民和农业用户的较低电价。除了交叉补贴,政府还对工商业用户征收额外的基金附加费,用于支持可再生能源发展、电网建设、电力行业改革或其他社会经济发展等项目。由于当前园区用户支付工商业交叉补贴和政府基金附加的要求并未完全落实,客观上造成园区内工商业用户“偷逃”交叉补贴和政府基金,由园区外工商业用户承担了以上费用。未来,随着电价机制和相关政策的进一步完善,这一部分费用也将是制约低碳园区经济效益的因素。
二是强制可靠性规划制约园区的经济效益。电力有两种利用方式,即“有库存”的储能和“无库存”的电网平台,一旦两种利用方式混合比较,则必须在相同可靠性前提下进行比较才有意义。尽管现在多种发电和存储技术均号称度电成本已经达到经济应用程度,但实质上大都忽略了供电可靠性这一关键的前提条件。例如内蒙古某风机制造商计划投产的零碳园区(未建成),如果与电网不相连,要达到和电网供电相同可靠性的要求,需要承担度电11元的成本,如果只考虑应急备用由电网提供,需要度电2元的成本。因此,园区低碳用能一定会付出可靠性或经济代价。
在电力系统当中,无论是电源投资还是电网投资都以最大负荷为先决条件,并非与电量线性相关。只要园区采用并网运行模式,哪怕20年中只有一天的最大负荷需要主网承担,则电网投资和电源投资均不能减少,反映为即使不用主网电,电网的输配电价和电源的容量电价、辅助服务费仍然需要缴纳,如果进行减免,则会造成其他用户隔监管周期代为承担,形成未公平承担输配电价格和系统运营费的“道德问题”,大大降低了园区低碳用能的经济性。前文提到的某公司计划投产的零碳园区联网模式电价高就是这个原因导致的,其根源在于规划阶段,强行按照园区最大负荷规划输配电工程,即使允许园区报装容量,由于极端的保供政策,联络线规划容量仍然要覆盖园区最大负荷,这造成了园区经济性下降。
三是园区数字管理偏弱,智慧服务平台缺失。目前园区的能源管理水平参差不齐,大部分园区还是依赖传统滞后的数据获取和控制方式,缺乏监控和管理智能化技术的广泛应用。而且园区内不同系统和设备之间的数据共享和协同工作能力有限,缺乏一个统一的平台来整合和管理这些分散的系统。数字化管理能力偏弱、智慧服务平台缺失,导致园区能源管理过程中存在信息化系统冗余、不实等现象,以及数据分析和预测能力弱,运行效率低下等问题。由于基础统计体系的不完善,影响了对园区核心数据的深入分析,以及对能源需求波动的快速响应能力,进而难以形成有效的节能减排策略,以及经济效益最大化运行方案,这在一定程度上限制了园区向低碳经济方向的发展。
推进低碳园区高质量发展的建议
在“双碳”目标下,为实现园区助推区域绿色、经济发展的新使命,需要从完善市场责任体系、优化用能可靠性机制以及培育新质生产力三方面入手,推进园区高质量发展。
完善市场责任体系 锚定园区可持续发展方向
严肃审视园区发展中存在的内部用户“偷逃”交叉补贴和政府基金等现象,完善市场责任体系,保障低碳园区向着合理的、健康的可持续性方向发展。
一是完善电价机制。明晰园区用户应该背负的责任,建议各地明文规定园区用户须按照其实际用电量(包括内部消纳电量)足额承担政策性交叉补贴、政府性基金及附加两部分费用。从政策层面,为消除市场责任的“矛盾点”提供依据。
二是增强园区用户责任意识。组织开展市场责任体系知识教育强化系列活动,让园区用户认识到,身处市场环境中,个体利益与市场发展状况息息相关。只有树牢责任意识,遵守和维护市场规则,助力市场合理化、健康化发展才是实现个体持久效益的最佳路径。园区用户不应只顾眼前利益,也不能以任何名义,逃避社会责任和系统责任。
三是加强监督管理。建立透明的监管机制和高效的反馈系统,及时发现并处罚市场运行中责任未落实、落实不彻底等问题。并建立履责监管机制,根据园区用户责任履行状况实施差异化监管,为确保市场责任的有效落实,提供坚强保障。
综上,从机制、意识和监管三个方面完善电力市场责任体系,消除市场责任“矛盾点”,解除市场责任方面的“道德”问题对园区经济发展的制约,增强园区可持续发展能力。
优化可靠性机制 平衡运行经济性与用能可靠性
不同类型的园区具有不同的供能条件和用能需求特性,而大电网赋予的统一平均可靠性并不适用于园区的多样性需求。因此,建议优化可靠性机制,使用户主体可自由选择适合其可靠性的用能方案,以实现自身运行经济性与用能可靠性之间的平衡。
一是将单一主体的可靠性选择机制,作为可靠性制度的补充。赋予用户选择权,从而使园区能够有更大的自主权,根据实际情况处理能源“不可能三角”问题,为每一个园区寻求用能低碳与经济性和可靠性之间的平衡最优解。
二是按协议为园区提供备用。规划阶段将规划和保供改为协议规划和协议保供,按协议为园区提供备用,避免执行极端的保供政策。
不同功能类型、不同发展阶段的园区,可根据自身的供需状况和用能可靠性需求,有选择地确定可靠性等级和保供方案,实现低碳园区运行经济性与用能可靠性的均衡发展。
培育新质生产力 注入高质量发展新动力
习近平总书记强调,发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点。随着“云大物移智链”等先进信息技术的发展,数字化、智能化技术正在成为实现园区高质量发展的重要变量。
一是建设园区能源信息智慧管理平台。通过大数据、人工智能等新一代信息技术对园区内光伏、储能、碳排放等能量流、物质流、信息流进行全流程管理,实现园区智慧、高效运行。通过能源信息智慧管理平台建设,根据实时数据调整能源分配,应对能源需求的高峰和低谷,提高整个园区用能的稳定性和可靠性。
二是在有条件的园区投资数字孪生赋能项目。对整个园区楼宇建筑、能源设备、能源供需等进行全要素三维建模,实现1:1还原,实时展现园区的各项设施和系统运行状态,并打破时空界限,通过数据价值挖掘,预测未来的运行趋势,及时发现潜在问题,提前进行干预和优化,增强园区对突发事件的应对能力,确保关键设施和关键时期的能源供应可靠性。
加快数智赋能,培育新质生产力,推动数字化、智能化在园区发展中的广泛应用,增强源、荷、储等状态数据实时采集、感知和处理能力,实现园区资源的可观、可测、可调、可控,为园区高质量发展注入强劲动能。
习近平总书记在党的二十大报告中指出,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。我国园区在快速发展过程中也面临能源资源消耗高、生态环境风险大等复合型挑战。面对当今世界绿色低碳循环发展的新形势和我国实现“双碳”目标的新要求,园区的高耗能和高污染特性日益成为其发展进程中不可忽视的问题。为实现园区助推区域绿色、经济发展的新使命,建议完善市场责任体系,引领低碳园区可持续性发展;优化可靠性机制,平衡园区运行经济性与用能可靠性;培育新质生产力,加快数智赋能。通过正确的发展方向、可自主选择的可靠性机制以及强劲的发展动力,有效解决园区低碳转型中的经济性和可靠性问题,推进园区的高质量发展。
