《电子技术应用》

分布式能源商业化之路:商业模式重构与融资机制创新

2017/9/19 13:45:55

  能源是一个古老的行业,自人类开始利用化石能源以来,“中心化”的开采、运输、消费——这一基本模式就从来没有变过。在全球的大部分区域,能源的生产中心与消费中心往往存在地理分隔,因为大型电厂的选址通常取决于一次能源的地理分布,而较少考虑负荷集中区域所在的位置,如火电厂建设在煤矿附近、水电厂建在水资源丰富区域。在此模式下,上游大型电厂所生产的电力由中游的高压输电线路远距离运送至负荷中心,最后通过本地配电网将其交付给下游终端用户。能源生产和消费中心的疏离造就了“西电东送”等大型能源调度工程。

  分布式能源的出现就像是一个“破局者”,势必打破能源行业数十年来形成的固有模式。这也是当前能源供给侧改革的重要组成部分。技术进步解放了电力体系中的供应侧,太阳能光伏电池组、小型燃气轮机、小型风机等分布式供能设备的出现使得电力、热力的生产来源不再局限于一次能源附近的大型集中式电厂,城市、社区、校园和建筑楼宇等能源负荷中心开始有能力生产本地化的能源;储能设备的出现使电力只能即发即用却无法在时间维度转运的问题得到解决,提升了分布式能源系统的稳定性和安全性;信息技术和控制系统的进步为建构以分布式能源为主体的多能互补、高度智能化的微电网提供核心“智力”支持。

  分布式能源的发展是一个逐步培育市场的过程。经过近些年的发展,分布式能源发电的诸多优点得到了越来越广泛的认可,特别是高效、稳定、清洁等突出特征。无论是企业还是民众,都对分布式能源表示出极大的热情,快速增长的市场需求决定了分布式能源发展需要从试点项目向大规模商业化阶段迈进,通过市场的力量扩大应用的范围。

2017091908360994.png

  分布式能源商业化之路

  分布式能源大规模商业化道路上首先遇到的是普遍存在的上网难和售电难的顽疾。分布式能源本质上是为了促进消费端能源能够就近消纳清洁能源而诞生的,然而受制于传统的电力体制,中国的分布式能源项目长期以来一直无法就近售电,只能采用包括“自发自用,余电上网”以及“全额上网”等有限的几种模式,无法充分发挥分布式能源就近调度消纳的最大优势。另外,电网公司拥有电力统购统销的垄断地位,从商业上来说分布式能源的发展会削弱电网公司的既得利益,因而电网公司也就没有内在动力在售电、代收费、补贴垫付等问题上全力支持分布式能源的发展。上网难和售电难的问题严重影响了分布式能源产业的发展速度和规模,并且与国家鼓励分布式能源及可再生能源发展的初衷背道而驰。

  分布式能源大规模商业化发展的另外一重障碍是融资困境。中国的金融体系仍以服务于传统大型国企主导的集中式能源生产模式为主,对涌现于民间但又存在一定风险的分布式项目缺乏相应的金融服务机制,限制了分布式能源项目的发展。对于分布式光伏发电项目而言,现金流严重依赖光伏补贴,在可再生能源电价附加资金收支不平衡,补贴资金资格认定周期较长,发放不及时的情况下,分布式光伏项目开发企业资金周转困难甚至亏损等等;对于分布式天然气项目而言,项目的经济性受到较高的天然气成本和较低的燃气上网电价的双重挤压,项目经济性与燃煤发电横向比较仍欠缺竞争力。由于起步较晚,且分布式能源的商业模式存在较高风险,金融机构在对分布式项目的贷款上都相对谨慎,导致分布式项目面临融资渠道窄、融资难度大、融资成本高的问题。

  虽然姗姗来迟,但电力体制的顶层设计已经意识到开启市场化交易对于分布式能源大规模商业推广的重要性,这同时也是为了解决市场长期以来存在的核心关切。依托于电力体制改革的总体方案,国家发改委、能源局于2017年上半年连续下发了《关于开展分布式发电市场化交易试点的通知》和《依托能源工程推进燃气轮机创新发展的若干意见》等分布式能源支持政策,在原有的电力用户内部消纳、电网企业统一收购等模式外增加了分布式发电项目与电力用户直接交易的模式,分布式能源业主仅需向电网企业支付过网费就可实现“卖电给邻居”的美好愿景。此外,政策中鼓励分布式天然气项目与用户直接协定电价、完善气电价格联动机制等举措,也有利于疏解分布式天然气项目的价格矛盾,从而增加分布式项目投资方的经济回报并调动投资积极性。

  区块链重构未来能源交易模式

  在分布式发电技术已经基本成熟,支持分布式发电的政策体系和管理制度不断完善的情况下,以区块链为代表的新技术将彻底改写未来的能源交易模式。区块链是一种分布式的记账技术,目前最热门的应用领域就是数字货币。区块链的技术特征是智能化、市场化、去中心化、不可篡改,将区块链技术应用于分布式能源可充分发挥其安全可靠、交易透明等优点,同时也与分布式能源去中心化的网络结构相吻合。可以说把区块链技术作为底层技术重构分布式能源的价值链具有与生俱来的自洽性。在传统的电力体系中,电网作为枢纽连接并管理发电侧和用电侧,形成中心化的网络;而在基于区块链的分布式能源的体系中,电力交易在用户之间直接进行,交易使用分布式核算而非由第三方中心进行管理。

  能源部门应用区块链技术的目标是提供一种完全去中心化的能源系统,在该系统下能源供应合同可以直接在生产者和消费者之间传达。这与分布式能源市场化交易的发展趋势相匹配。分布式能源的出现使得传统的能源消费者转变为消费者与生产者的双重角色,随着自由售电市场的建立和成熟,以及电网企业从电力贸易商向公共事业服务商的转型,将有大量的电力交易需求在分布式能源生产者和消费者之间直接产生。区块链技术除了可以执行分布式能源交易外,还可以作为提供计量、计费和结算流程的基础。此外,在分布式能源的交易中,由于参与主体非常复杂,信任的缺失导致管理成本、交易成本十分高昂,而得益于区块链技术的数据强制信任机制,分布式能源能够实现低边际成本交易。

  西门子和纽约的初创公司LO3Energy正在合作开发基于区块链技术的局域能源交易系统。这是西门子的微电网控制解决方案首次与来自LO3Energy的点对点能源交易平台TransActiveGrid相结合,将使位于纽约布鲁克林的能源生产者和消费者之间能够基于区块链直接进行本地能源交易,而无需以电网企业为中心的第三方监控平台参与。得益于加密过程和分布式存储,交易几乎消除了篡改数据的可能性。布鲁克林的屋顶分布式光伏发电业主可以通过该系统将清洁电力出售给本地消费者并得到付款。除了分布式电力交易外,该系统还能优化发电设备和用电负荷的使用,特别是当自然灾害威胁大电网稳定运行时。根据在布鲁克林试点项目的经验,西门子和LO3Energy公司打算实施更多的基于区块链的微电网和智能城市项目,以测试更多商业模式的可能性。

  创新融资机制的发展方向

  商业模式决定融资模式,分布式能源行业也不例外。

  中国当前的分布式能源融资主要依赖国内金融机构的信贷融资,还包括部分政府补贴、股票市场融资、企业自筹。这种传统的融资机制在面临分布式能源这一新生事物时产生了诸多“水土不服”的现象,如投资形式单一、银行融资严重受限等问题,从而无法实现市场资源的最优分配。一方面,这将导致大量寻找市场机遇的资金无法进入分布式能源领域,错过分享分布式能源发展红利的机会;另一方面,分布式能源也无法获得发展所亟需的资金支持,从而拖累发展的脚步。在传统融资渠道限制多、资金成本高的情况下,分布式能源行业应该利用自身行业特点采用新的融资模式而非一味等待金融行业去配合行业的发展。

  所有权的界定是融资的基础。

  用户委托专业能源服务公司(ESCo)开发建设分布式能源站并负责运营管理就是一种新的所有权模式,创新型的长期电力购买协议(PPA)就是该模式在分布式光伏领域的典型应用。

  为解决初始资金成本(CAPEX)支出高和分布式设备运营、维护专业能力欠缺的问题,光伏电站开发商可以从金融机构获得融资,进行分布式光伏电站开发的投资、建设和运营。开发商持有电站的所有权,并和终端用户签订长期电力购买协议或租赁协议以获得现金流。

  合同能源管理(EPCs)模式在发达国家也有较多应用,该模式是以减少的能源费用来支付项目成本的一种市场化机制,比较适合建筑楼宇分布式能源改造项目。能源服务公司与用户签订能源管理合同,为用户提供一站式方案设计、融资、建设、改造等服务,并以节能效益分享方式回收投资和获得合理利润。

  分布式能源行业根据自身的特点也可以积极采取如绿色债券,资产证券化、众筹等融资方式。

  以北欧发展相当成熟的众筹模式为例。丹麦的GramFjernvarme区域太阳能供热项目采用了“消费者合作社”的众筹模式,使用该项目所提供生活热水和供暖的1170户本地居民同时也是该项目的股东。另外,2017年2月实施的“绿证”制度以及2017年底将会开启的全国碳排放权交易市场,也为分布式可再生能源筹措资金提供了另一种可能性。

  鉴于分布式能源行业正外部性的特点,政府也应该为行业提供补贴或者政策倾斜,依托于国家大力推动的产融结合和绿色金融政策,为分布式能源的进一步发展提供更大的资本推动力。


继续阅读>>