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综合能源解决方案1114
综合能源解决方案
—智慧园区
2018年5月21日
一、概述
伴随着中国经济的快速发展，各类产业园区通过招商引资完成大量产业资源原始积累的同时，为了打破园区之间同质化现象，急需实现“由外源性的产业集聚向内生性创新经济引擎的产业业态转变”，这种转变主要体现在管理与服务能级的提升和园区特色品牌打造与模式输出。
智慧产业园区解决方案根据产业园区的规模化、跨区域、多业态的管理需求，以提升园区服务能级为中心，为产业园区提供基于信息化支撑基础上的服务与运营发展模式，以一种更高效的方法，盘活覆盖产业园区内的各项服务载体与资源，通过集成跨行业、跨专业、跨部门的与园区产业相关的各类资源，为园区企业提供系统、全面、方便、高效的公共性服务，从而在引领产业发展、推动自主创新、促进招商引资、节约企业成本等方面发挥重要作用。
二、园区的分类
产业园区在我国经济发展中，占据了越来越重要的地位。
其中国内生产总值占比10.4%的国家级高新区有129家，国内生产总值占比13.4%的国家级经开区有218家，国内生产总值占比76.6%的省级开发区有1300+。
1.科技园区
一般是指集聚高新技术企业的产业园区。
物业类型上包含了写字楼、标准研发区间、无污染生产单元等，配套了商业物业配套（食堂、会议中心、餐饮服务、商业住宿等）、研发中心、公共服务和技术支持平台等。
2.工业园区
政府根据自身经济发展的内在要求，通过行政手段划出一块区域，聚集各种生产要素，在一定空间范围内进行科学整合，提高工业化的集约强度，突出产业特色，优化功能布局，使之成为适应市场竞争和产业升级的现代化产业分工协作生产区。
主要包括国家级经济技术开发区、保税区、出口加工区以及省级各类工业园区等。
3.专题园区
由政府集中统一规划指定区域，区域内专门设置某类特定行业、形态的企业、公司等，并进行统一管理。
为集中于一定区域内特定产业的众多具有分工合作关系的不同规模等级的企业与其发展有关的各种机构、组织等行为主体。
主要包括农业园区、物流园区、创意产业园区和总部经济园区等。
三、园区现状
据分析，目前各类园区由于基础设施建设不完善，缺乏统一专业的园区现代化管理规划，因此园区管理方式落后，主要体现在：
1.园区定位及发展方向不够明确，建设起点不高，没有形成特色。
园区运营商只提供基本的水电气、交通、建筑等基础设施建设，信息化、智能化都由入驻企业自行完成，停留在能源孤岛状态，必然存在能源基础初步投入大，资源闲置浪费现状。
园区管理平台和入住企业平台不能交互互动；
2.园区信息建设自成体系，信息化水平低，缺乏远程、集中控制方式，同时业务系统封闭运行，软硬件各个系统相对独立，数据库也相对独立，不能实现信息资源共享及数据的安全。
3.园区管理局限于园区安防、园区消费等几个方面，没有覆盖到园区节能管理、能源管理、给排水管理等领域。
在管理方式上处于被动状态，无法针对园区各类情况调整管理策略。
园区服务对象主要面向园区运营商，入驻的中小型企业缺乏企业信息资源共享、发布、招商引资平台。
四、园区智慧化的需求
1.园区管委会诉求
●园区基础设施建设水平提升 依托智慧园区综合服务平台搭建园区能源网络，实现横向多源互补，纵向“源—网—荷—储”协调，能源与信息高度融合的新型能源体系，实现供给侧与需求侧能源平衡、水资源循环利用、垃圾分类处理零排放的绿色园区能源供给链条；
●园区企业服务 提供园区基本服务、多种企业服务并提供增值服务；
●园区综合管理 提升运营效率、丰富运营手段及优化运营服务；
●园区政务公开 利用信息化平台，提供丰富多种渠道、信息高度透明及数据集中共享的服务；
●园区节能环保加强园区环境监控、设备节能建设及环境保护规划的工作。
2.园区入驻企业诉求
●能源成本的降低 通过智慧园区综合服务平台搭建的多能互补、清洁能源供给的能源匹配架构，降低入驻企业的能源一次投入成本和能源使用成本，为园区及企业创造更大的经济效益。
●缺生意 由于办公设施一次性投入大，企业销售信息传递过慢，造成园区入驻企业订单不足；
●缺资金 企业融资困难、资金周转慢，需求园区给予孵化基金或其他金融机构给予支撑；
●缺人才企业小，难以吸引到人才，难以及时找到合适的人才。
五、 智慧园区综合服务平台设计
1.平台技术结构智慧化
运用云计算、物联网、自动化控制、现代通讯、音视频、软硬件集成等技术， 整合园区能源站、能源管网、给排水管网、安防、消防、通讯网络、一卡通、信息发布、停车管理、自动化办公等10多个系统到一个统一的平台，实现各个系统的信息交互、信息共享、参数关联、联动互动，独立共生。
每个系统既可以独立运行、又保证数据和信息的互联互通；同时根据运营实际情况进行参数积累、习惯性分析报表等，达到本平台技术结构的智慧化。
2. 平台自身管理智慧化
本平台以云计算平台为基础，具备强大的服务器端功能，再加上重点开发的平台后台管理系统，具备智能分析和分配诸如网络资源、存储资源、优先级、 权限模块化等，实现对平台内各个系统管理的智慧化。
3. 管理功能智慧化
本平台除总控中心具备对所有系统功能进行管理权限外，其他如各个系统分控中心、领导管理终端、员工业务终端、客户登录终端、显示终端、报警前端等，会根据不同的权限分配不同的管理模块和汇总查询结果，同时提供智能化分析报表和图表等，实现在平台上进行工作和园区管理的智慧化。
4. 服务功能智慧化
本平台核心是为园区客户提供及时、多样、个性化的办公、租售、缴费、投诉、维修、安保、消防、预定等服务，方便客户找到园区及周边的银行、医院、超市、洗车、修车、保险等服务信息；还能提供为企业办照注册、缴税、 政策咨询等服务；为客户服务流程可追踪、可回溯、可记忆，保证客户再次使用该服务时，达到更个性化和便利的智慧化服务。
这样，对于一个现代化园区来说，智慧园区管理及服务平台，就是园区现代化管理的灵魂，平台整合园区所有的原有智能软硬件系统、建立统一的数据库，搭建统一强大的管理网络覆盖和服务器群组组成的平台，对提高管理效率、丰富决策依据、提高对园区企业的服务水平、加强园区企业和园区管理方的互动、促进园区更通畅的和周边社会、社区联接，展示、塑造、突出高科技园区形象提供强有力的支持。
六、园区智慧能源设计
依托智慧园区综合服务平台，以电力系统为核心纽带，构建多类型能源互联网络，即利用互联网思维与技术改造传统能源行业，实现横向多源互补，纵向“源—网—荷—储”协调，能源与信息高度融合的新型能源体系。
其中，“源”是指煤炭、石油、天然气、太阳能、风能、地热能等一次能源和电力、汽油等二次能源;“网”是指涵盖天然气和石油管道网、电力网络等能源传输网络;“荷”和“储”是指代表各种能源需求和存储设施。
实施“源—网—荷—储”的协调互动，实现最大限度消纳利用可再生能源，实现整个能源网络的“清洁替代”与“电能替代”，推动整个能源产业的变革与发展。
智慧能源就是能源生产“终端”将变得更为多元化、小型化和智能化，交易主体数量更为庞大，竞争更为充分和透明。
通过分布式能源和能源信息通信技术的飞跃进步，特别是交易市场平台的搭建，最终形成庞大的能源市场，能源流如信息流一样顺畅自由配置。
七、解决方案
1.设计思路
依托园区实体基地，在搭建智慧园区综合服务平台的同时，植入智慧能源模块，根据企业迫切需求整合各方服务资源，面向园区各个主体（园区管理机构、企业、创业者、服务机构、投资机构等），以营造特色产业服务环境、提升园区产业运营发展核心竞争力为目标，构建线上线下联动、台前台后融合的一站式产业链协作公共服务体系，为企业提供多元化服务，促进资源共享，打造产业集群。
2.核心功能体系
2.1能源类
2.1.1能源供给站：
（1）热力站
●热力站的组成：
由热源、热网、热用户三部分组成，热源可以是集中供热热源和区域供热热源，也可以是一个单独的热源站。
热网分一次管网和二次管网，热用户是最终的热力使用者。
热力站根据热用户的需求类别又分为热水、蒸汽及生活热水用户；
●分布式热力站：
分布式能源站是指功率不大、小型模块化、分布在负荷附近的清洁环保热力设施。
也是目前分布式能源常用的一种能源建设方式，采用就近原则的能源供给方式，高效低成本的充分利用传统能源缴费结构；
●热源的获取：
燃煤、燃气锅炉和核能搭建集中热力站；电厂或者其他工业单位的余热回收；空气源、地源、水源、燃气轮机或者光热等清洁能源；
（2）制冷站
●制冷站的分类：
空调用制冷系统和冷库用制冷系统。
空调用制冷系统由制冷机组、冷冻/冷却水系统、冷却风塔、风机盘管组成。
冷库用制冷系统由制冷机组、冷冻/冷却水系统、冷却风塔、风机盘管组成；
●分布式制冷站：
分布式能源站是指功率不大、小型模块化、分布在负荷附近的清洁环保热力设施。
也是目前分布式能源常用的一种能源建设方式，采用就近原则的能源供给方式，高效低成本的充分利用传统能源缴费结构；
●冷源的获取：
制冷机、水（冰）蓄冷模式的储能系统；空气源、地源、水源、三联供等清洁能源中利用的溴化锂制冷机组；
（3）电力站
这里说的电力站是企业或大型公建类的自发自用电力供给站，比如光伏发电系统、风力发电系统、三联供发电系统；
（4）备用电源供给站
传统的备用电源占用大量的投入资金，设备的维护费用也是很大，结合备用电源容量小、应用、折旧的特点，综合能源服务平台通过智慧电网整合备用电源的需求，通过建设蓄电池储能设施和独立的三联供燃气发电设施来减少传统备用电源的投入。
2.1.2智慧能源传输网
所谓的能源传输网就是在传统的传输网系统内加装多位传感装置，时刻诊断传输网的健康状况；同时增加传输网远程监控装置，为能源输送，能源调度及节能减排提供数据支撑。
（1）园区给排水网：
管线压力、流量、泵站的监控，管网泄露检测等；
（2）园区电力微网：
10KV以下园区公共配电网监控，企业内配电网等；
（3）园区热力管网：
市政热力引入、换热站及二次管网运行监控；
（4）园区网络信息网：
建立网络机房，提供网络安全、输出等。
2.2服务类
1.1.1能源服务类
能源服务在能源管理中的比重仅次于能源生产，目前的能源优化多数倾向于能源服务方面的优化。
能源服务的种类很多，重点规划以下几种：
（1）能源审计
能源审计是对企业用能状况进行考察与审核的一种管理方法。
建立一套企业能源审计方法对企业用能过程的节能、环保与经济效益进行科学的、规范的分析与评价是十分重要的。
帮助企业寻找节能技术改造方向，确定节能方案，加强能源管理，降低生产成本，提高企业市场竞争能力。
帮助政府对企业用能进行监督与管理。
（2）节能服务
节能服务不是一般意义上的推销产品、设备或技术，而是通过合同能源管理机制为客户提供集成化的节能服务和完整的节能解决方案，为客户实施一揽子专业化节能服务；节能公司不是金融机构，但可以为客户的节能项目提供资金；节能公司不一定是节能技术所有者或节能设备制造商，但可以为客户选择提供先进、成熟的节能技术和设备；节能公司也不一定自身拥有实施节能项目的工程能力，但可以向客户保证项目的工程质量。
最大价值在于：
可以为客户实施节能项目提供经过优选的各种资源集成的工程设施及其良好的运行服务，以实现与客户约定的节能量或节能效益。
（3）能效分析
通过智慧能源综合服务平台的海量数据对用能单位或者园区进行数据分析和能耗对标，来判断企业或者园区的单位能耗是否合理，从而为节能服务提供数据依据。
也为企业或者园区的管理者提供一手的能源消耗情况，对历史数据的跟踪对比找出能源浪费的不合理地方开展节能服务；
（4）电力运维
依托智慧能源综合服务平台开展电力运维服务，开启配电室无人值守时代，可以节约人工成本、提高响应效率、缩短应急响应时间、提升设备性能，为园区或企业提供一揽子电力运维服务；
（5）能源托管
能源托管是一种基于市场的全新的能源托管的节能新机制,节能服务公司针对能源费用较稳定的客户参照2至5年的平均能源费用进行承包，签定能源费用承包能源托管合同,采用先进的节能技术及全新的服务机制，为客户实施节能项目。
并向客户承诺项目节约量及控制节能投资风险，负责合同期内全方位（包括融资、技术、施工、运行监督、维护等）的服务；
1.1.2其他增值服务
通过搭建智慧能源综合服务平台，除了能源模块的供给、运营服务外，其他增值业务的开展可以丰富服务平台的服务种类，也可以得到持续的收益；
（1）自来水供应
每个园区都有自己的供水设施，自建和市政供水这两种情况都存在，但是园区内的供水设施属于园区自己的配套设施，需要自建；
（2）污水处理
每个园区都有污水输出，可以通过自建污水处理设施来处理生活污水和工业污水，实现园区污水零排放，循环利用，也可以得到持续收益；
（3）垃圾处理
可以通过建设垃圾收集站或者垃圾处理站来分类处理生活垃圾和工业垃圾，运营方可从中获取垃圾处理收益；
（4）园区能源信息服务
通过智慧能源综合服务平台的水、电、气及其他能源的功能模块向企业、园区管理部门或负责人提供能源信息服务；
（5）园区的其他服务
直饮水、企业位置导航、物流、园区自助售卖等可以作为园区的增值服务推送，丰富园区的各种供给需求，并能增加经营者的持续收益。
3.赢利点
3.1能源价差
在智慧园区的经营管理中，能源运营商为客户提供水、电、气、热、冷、蒸汽及垃圾处理、污水处理的过程中，以增加能源管理服务的形式向客户收取管理服务费来增创收益；
3.2金融服务
在园区建设或重点企业的项目建设中，为园区或企业引导多渠道基金给予支持，并通过企业孵化基金、代收代缴资金沉淀及公共设施服务押金等的形式建立优质的金融服务，并按照相关的行业规则赚取收益；
3.3企业能源信息供应
遵守低成本的经营理念为园区和企业提供公共能源信息、企业能耗信息、能源安全信息等信息化服务，提高园区智慧化能力；
3.4节能服务
按照智慧能源综合服务平台的能效分析有针对性的为园区和企业提供园区公共照明、绿化灌溉、企业工艺节能、单体设备节能、用能管理等节能服务；
3.5其他增值服务收益点
充分借助智慧能源综合服务平台，提高园区的基础设施及服务能力，可开展垃圾处理、污水处理、工程建设、能源托管、直饮水、商业广告、物流快递、智慧车位、商品零售机等能源网络外的增值服务项目。
八、模式推广
依托智慧能源综合服务平台建立商业合作关系是推广的主流，也是轻资产发展的路线基础，通过软件平台锁定客户，开展线上线下的能源服务业务。
●模式一：
客户全资采购
- 客户利用节能专项资金等方式，全资采购智慧能源综合服务平台及线下的能源解决方案。
- 提供商负责建设、运维服务和相关技术支持，在系统运行期间，保证智慧能源综合服务平台、能源供应链、节能设备、软件系统的安全有效运行。
- 节能收益由客户进行支配，用于能源系统改造升级、新能源与可再生能源开发利用等工程。
● 模式二：
提供商投资（EMC模式）
- 引入市场化运作模式，由提供商或整合第三方公司能源服务公司与客户签定能源服务合同，开展EMC、EPC、设备租赁等多业态节能减排项目。
- 提供商自带资金、技术，为实施智慧能源综合服务平台线上线下业务提供诊断、设计、融资、改造、运行、管理的全套服务。
- 在合同期，提供商与园区或企业共同分享项目实施后产生的节能效益或其他增值收益来回收投资和获得利润；合同结束后，设备及效益归客户所有或共同经营。
九、案例分析
1.智慧园区案例
●项目概况
蛇口网谷的总规划用地面积超过70万平方米，建成后的产业用房建筑面积超过42万平方米，计划到2015年，引进300-500家互联网、电子商务及物联网企业，实现300亿的总产值。
●园区管委会
起政策指导和扶持功能，出资成立运营公司，对园区入驻企业提供扶持政策，协助园区产业孵化功能服务；
●园区运营公司
园区运营项目投资、为本地园区管委会、园区入驻企业提供管理和服务；
●中兴通讯
IT建设厂商，规划设计、方案输出、建设实施、交付运维。
实现园区ITSaaS云服务、信息服务、共享服务、生活服务、产业链共享服务、能耗检测、环境监测、安防管理，为入区企业提供一站式服务，打造国内一流的高质量“智慧园区”。
2.智慧能源综合服务平台案例
苏州某特殊材料有限公司是一家美国家族企业，成立于1843年，专业制造多种技术纸，特种纸和无纺布材料。
企业整体用电双回路20kV进线，配电总容量14000KVA，共配置6台变压器，公司年用电量2000万kWh。
类别
主要设备
备注
非生产性负荷
办公照明、电脑传真打印等办公用电器，分体及中央空调
一般
生产负荷
高压锅炉、常压蒸馏或加减压蒸馏装置、脱水机、机械式冷冻机、加氢精制、萃取设备、油水分离设、榨磨类设备
重要
安全保障负荷
消防设备、保安照明
重要
由于公司生产用电量占总用电量60%-80%，曾因负荷超过最大需量申报值而被供电企业罚款。
项目实施前后对比及节能效益：
时间
总用电量
最高负荷
故障率
故障时间
实施项目前
2500万kWh
5500kW
实施项目后
1900万kWh
4600kW
下降90%
缩短95%
通过综合服务平台的数据支撑，开展了一些针对性的优化项目，节约费用：
序号
优化项目
节约电费（万元/年）
1
合理调配用电设备位置
87.00
2
通过电能管理平台，充分利用峰谷电价
55.50
3
利用平台降低待机负荷
68.00
4
组合空压机启停
80.50
5
合计
291
3.能源站案例
●冷热电三联供案例
大楼建筑面积3.2万平方米，建筑物高度42米，地上10层，地下2层。
大楼用电负荷100-1000kw，平均用电负荷400-800kw，需冷量500-3000kw，采暖需热量550-2700kw。
该系统配置480kw和725kw发电机各一台，制冷量1163kw和2326kw余热型直燃机各一台，燃气内燃机发电供大楼自用，并联型余热/直燃溴化锂吸收式空调机回收利用内燃机产生的烟气和缸套冷却水中的余热，冬季采暖，夏季制冷。
由于回收的余热量不能满足系统最大热量/制冷量的需求，不足部分利用余热直燃机组补燃解决。
通过对冬季供热典型日的分析，大楼三联供系统为大楼提供电力10050.1kWh，耗气4286.7方，供热20058.9kWh，其中余热供热约占65%；
在夏季制冷季节典型日分析中，大楼三联供系统为大楼提供电力11536kWh，耗气4153.5方，供冷19961.3kWh，其中余热供冷约占到94%。
大楼燃气内燃机与烟气热水型吸收式空调机组直接对接的冷热电三联供系统运行稳定可靠，整体系统效率较高，并能较好适应负荷变化。
与原有分供系统比较，项目增加投资411万元，年节约费用99.8万元，预计投资回收期为4.12年。
●空气源热泵案例
某大酒店利用利用空气源热泵对酒店暖通及热水实现了“油改电”。
改造后，年节约柴油340t，年节约费用100余万元。
表1常用空调热水方案
方案名称
技术类型
方案A
空气源热泵冷热水机组
方案B
冷水机组+燃油锅炉
方案C
冷水机组+燃气锅炉
表2常用能源热值与效率
使用方案
能源种类
理论热值
效率
实际热值
折合标准煤系数
方案A
电
3.6MJ/kWh
5
18MJ/kWh
0.404kgce/kWh
方案B
柴油
42.8MJ/kWh
0.8
34.2MJ/kg
1.457kgce/kg
方案C
天然气
35.6MJ/Nm3
0.85
30.26MJ/Nm3
1.247kgce/Nm3
根据表2分别计算各方案的年运行能耗。
由于方案A为工程实际采用的方案，方案B是酒店改造前使用的方案，方案C为假设的方案，因此只能在方案A和方案B的基础上来计算方案C的年运行能耗。
方案A：
一年四季采用空气源热泵制冷供暖及提供热水。
根据酒店实际运行情况，制冷4个月平均每天耗电约4300kWh，总耗电51.6万kWh，热水包含在内。
供暖4个月平均每天耗电5200kWh，热泵机组供暖的同时产生热水，热水费用包含在内，供暖总耗电62.8万kWh，其中还包括冬天开启辅助电加热的耗电量。
过渡季节只需要热水不需要冷暖空调，空气源热泵热水机组就能满足酒店每天60t左右的热水需求量，平均每天热水系统（含水泵等辅助设备）的全部耗电量约500kWh，4个月总耗电量为6万kWh。
全年耗电量为120.4万kWh，按照等价折标系数，换算成标准煤是486t。
方案B：
同样采用冷水机组提供冷量。
夏天制冷时酒店采用冷水机组提供冷量，冬天供暖采用燃油锅炉作为热源，一年四季使用的热水均由燃油锅炉提供。
按照酒店改造前3年能源消耗的平均值，夏季制冷耗电52万kWh，水泵等辅助设备年均耗电28.3万kWh，总耗电量为83.3万kWh。
冷水机组和辅助设备年耗电折算成标准煤336t。
同时，根据近3年年均所需柴油340t，折算成标准煤是495.4t。
则全年总能耗为834.4t。
方案C：
消耗能源为天然气，计算方法与方案B相同。
采暖和热水所需折合天然气3.8×105Nm3，折算成标准煤896.3t。
再加上制冷能耗336tce，方案C的全年总运行能耗为815tce。
按表2得到各方案的全年运行能耗可以看出，方案A采用空气源方式运行能耗最少，换算成等价标准煤，空气源方案仍为最节能的热水及热量供应方式。
4.其他增值服务案例
●能源托管服务案例
南方某企业办公楼，属于大型公建，建筑面积14万平方米，采用中央空调供暖和制冷。
具体数据如下：
1）托管前电费：
1000万元/年
2）托管合同期限：
10年
3）托管方式：
业主按照年电费1000万元的费用将办公楼的能源管理托管给节运营商，运营商通过设备节能和管理节能的运营办公楼的能源供应。
4）节能率：
设备节能率15%，管理节能率10%
5）改造投资成本：
500万元，管理成本50~70万元/年
6）年利润：
＞120万元
十、综合能源服务的市场潜力分析
目前，我国的综合能源服务市场尚处于起步阶段。
综合能源服务的出现促进售电市场能源供应模式多元化，推动信息产业（互联网、大数据、云计算、物联网等技术）和能源产业的融合，使传统供能（供电、供热、供冷、供水等）系统、各类型分布式可再生电源、储能设备、电动汽车、智能电网/微电网以及其他可控负荷之间实现协调优化控制，同时实现电力终端系统中局部系统的微平衡和局部系统之间的关联平衡，使得各种能源形式优化配置、互联互通，也催生出更多的消费模式和商业模式。
综合能源服务内涵宽、层次多、形势丰富、潜在需求和节能减排贡献潜力巨大。
据相关测算，到“十三五”末，我国综合能源服务产业有望超过8万亿产值规模。
1.市场潜力分析
目前，我们所说的综合能源服务中的关键业务包括：
供电、供气、供热、供冷、节能服务、分布式能源、储能、微电网、电气化交通、充电桩以及供气、供水等管廊基础设施。
综合能源服务整合了不同的能源服务业务，具有更多的利润增长点，易于形成规模效应，有效降低成本，市场潜力巨大。
1.1市场需求预测
从市场需求看，若仅选取供电、供气、北方城镇供热、分布式光伏、节能服务、微电网、储能七个主要的业务领域进行分析测算，2017年市场规模超4.9～5.47万亿元，到2020年市场潜力至少为5.28～6.29万亿元，具体估算如表2所示。
表2 2020年综合能源服务市场潜力
类别
2017年
2020年
单价
消费量
市场规模
消费量
市场潜力
供电
0.58686元
升级会员 