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分布式能源的未來,誰主沉浮?

   日期:2015-08-28     瀏覽:837    評論:0    
核心提示:什分布式能源拉入公眾視野北京時間5月1日,一向高調的特斯拉在北美發布了一款新產品。這次不是電動汽車,而是家庭儲能產品,為光
什分布式能源拉入公眾視野

北京時間5月1日,一向高調的特斯拉在北美發布了一款新產品。這次不是電動汽車,而是家庭儲能產品,為光伏用戶夜間以及突發斷電情況下持續用電提供解決方案。

 

特斯拉的儲電裝置將與埃隆·馬斯克旗下另一主要產業——全美發展最迅速的太陽能分布式能源企業SolarCity 的光伏解決方案相結合,促進分布式能源更好適應居民及商業用戶的需求。

 

特斯拉的新舉措將分布式能源再次拉入了公眾的視野。經歷近年來的快速發展,分布式能源已經成為美國新增電力市場中舉足輕重的一部分。2010至2013年, 分布式能源在美國新增發電容量中的份額約為21%。在2013年美國商用及住宅屋頂太陽能系統裝機數量增長了22%,達到約1.9GW的裝機容量,相當于約80億美元的投資。

 

分布式能源在領先國家的增長正在對現有行業產生沖擊,公用事業企業尤甚。在美國,根據用電量的 大小,大部分電價費率是可變的。分布式能源減少了電網公司向消費者出售的電量。由于小額售電是分攤電網固定成本的重要基礎,由此導致成本格局出現重大轉 變。未來的費率變化,例如引入固定收費或需量收費等做法可能有助于在短期內緩解成本變化帶來的影響,但無法改變潛在的事實,即公用事業企業在發電和送電領域的主導地位正在被挑戰。這一過去一成不變的市場如今競爭越來越激烈。公用事業企業長期以來獨占的綜合價值鏈將被改變。


單 靠政府的政策扶持和補貼,分布式能源勢必無法成為行業挑戰者。項目經濟性的不斷提升才是產業興起的關鍵。比如在09-13年光伏組件成本下降了80%,同 時隨著能源技術和應用設計的進步,系統性能亦不斷提高,這能夠以間接的方式進一步降低成本。到2014年,在很多國家,自發自用的居民分布式光伏項目的發 電成本已經較當地平均居民電價有明顯的優勢。(參閱下圖)

什么是分布式能源,包含哪些技術領域?

分 布式能源是對應傳統集中式能源的概念。典型的分布式能源可以被視為一套通過多種適當的能源形式產生能源產品,以服務特定區域能源需求為主的能源系統。分布 式能源的類型非常多元,既可以應用在單獨的居民建筑(屋頂光伏系統),也可以是一幢辦公樓宇(樓宇冷熱電三聯供),甚至是一個大的街區和工業園區(區域分 布式能源系統)。(參閱下圖)

伴隨著人類工業化發展,大規模集中式能源發展在20世紀成為主流,大規模的發電裝置通過輸電網和配電網的傳送將能源輸配到使用終端。但從20世紀80年代開始,分布式能源逐漸興起,這背后有幾方面的因素:

 

  • 隨著社會進步,能源需求開始多元化,從單一的電力需求,向冷熱需求延展,而分布式能源尤其是冷熱電聯供裝置在服務多種能源需求時具備先天優勢;

     

  • 應對氣候變化的壓力,采用分布式能源可以更好消納可再生能源,同時減少傳統能源格局下的線路傳輸損失;

     

  • 經濟性考慮,比如北美最初的分布式能源發展就是有效利用工業余熱獲取更具經濟性的能源。


分布式能源通過分布在用戶端的綜合利用系統,直接滿足用戶多種能源需求。其所能夠兼容的能源形式最初興起于工業余熱,逐漸擴展到天然氣、風能、太陽能、水地緣熱泵、生物質能等多種能源形式。BCG認為廣義的分布式能源應當包含以下三類技術:


能源來源技術:能夠根據需求就地生產能源,如分布式發電。屋頂光伏太陽能裝置是最典型的例證,其他還包括小型風能和熱電聯供、單獨的柴油和天然氣發電裝置;


分布式存儲技術: 當與能源來源(如屋頂光伏太陽能裝置)相連時,可以在白天有陽光的時候存儲能源,夜間釋放能源。用作能源提取器時,分布式儲存白天可以改變負荷水平,從而利用白天電價較低的優勢,減少電費支出;


能源需求管理技術:能夠降低或轉變能源負荷,主要有兩種形式:第一,能源效率能夠降低能源總耗用量。包括更好地控制能源使用方式和安裝能效更高的設備;第二,需求管理能夠縮短能源使用時間,從而減少電網承受的壓力,避免使用高價或“不潔凈”的發電方式,尤其是在用電高峰期間。

 

分布式能源在中國的快速發展

在中國,分布式能源主要發展形式有兩大類:以分布式發電為主的光伏分布式項目和以區域冷熱電聯供(或者熱電聯供)為主的天然氣分布式項目。


分布式光伏在中國已經有了較長的發展歷程,從2013年開始,產業生態逐步完善。從總的裝機容量來看,市場已經進入了成熟發展期:2014年中國光伏分布式項目的裝機容量達到了2.05GW。分布式光伏市場走向成熟得益于以下幾個因素:

 

  • 受益于完整的本土產業鏈和中國制造推動的成本不斷下降,分布式光伏項目本身的經濟性逐步提高;

     

  • 政府作為規劃者和監管者在政策工具的使用上日益成熟,包括從裝機容量補貼轉變為發電量補貼、制定更為細致的產業規劃并推動行之有效的落地舉措(比如分布式光伏示范園區等);

     

  • 傳統光伏企業作為市場主要參與者,在推動項目開發方面不遺余力,通過設置電站開發公司的方式完善產業生態;

     

  • 作為屋頂提供者的工業企業逐步接受新的理念,尤其在一些發達地區工業園區內的工業企業較易接受分布式系統,成為項目獨資/合資參與者或者電量長期購買者;

     

  • 電網企業作為主要的參與方,在并網方面的服務銜接日益改善。

 

隨 著市場從嬰兒期進入快速成長期,光伏電站開發所需要的資金規模快速擴大,我們接觸到國內領先開發企業均表示融資難是限制發展的最大問題。不論是各類銀行貸 款、擔保和信托、融資租賃、項目收益證券化乃至互聯網眾籌(固定收益產品)等種種融資渠道實際上都碰到同一個根源性的問題,那就是分布式光伏電站運營的風 險如何控制和量化。


現實是中國市場不缺乏金融創新的嘗試,但是所有的金融創新需要建立在項目風險能夠更好控制從而實現項目收益可預期的基礎上。分布式項目整個開發周期中有很多難點尚待解決。


勘測階段:值得注意的是光資源的測定還缺乏一個完整可靠的數據庫,很多開發企業仍在使用多年以前的NASA數據。一些企業的實際項目檢測顯示,由于光資源勘測不準,預測發電量和實際發電量偏差達到20%,這樣的風險是金融機構所難以接受的;


設計階段:針對不同類型屋頂、坡地、廠房、農業大棚環境,在整個項目設計上的優劣會直接影響到項目收益;


建設階段:運輸過程避免裂隙產生、安裝作業的標準化、項目過程的造價控制都會對項目最終收益水平產生影響;


運營階段:與屋頂所有者之間的潛在分歧、簽約電量消納企業的履約能力和付款及時性、政府補貼獲取的及時性、現場運維的效率(尤其在霧霾多發季節的積灰處理頻率)。


要解決融資難,就必須堅定投資人或者金融機構對于項目收益的信心,而這種信心必須建立在一個成熟產業生態對于整個項目周期風險有效揭示和防控的基礎上。產業生態包括產業鏈各個環節上的能力水平,也包括創新商業模式對產業發展的促進。


和 分布式光伏項目相比,分布式天然氣項目的發展較為遲緩。現有主要項目源自于各地政府的推動,比如上海虹橋商務區項目、廣州大學城項目、浦東迪斯尼項目等。 主要的投資來自于地方性投資平臺、能源集團。每年建成的分布式天然氣示范項目大約只有10個左右,并未形成像分布式光伏項目那樣的建設高峰。除了碰到和分 布式光伏類似的發展挑戰之外,分布式天然氣項目無疑面臨更多困難:

 

項目設計和建設更為復雜:分布式天然氣項目需要在對能源負荷需求深入理解的前提下優化設計方案——不僅僅是機組的選擇和配置,更體現在通過冷熱管網優化設計配合需求變化特點。一些完工項目處于虧損狀態的重要原因在于過度的設計冗余,給運行帶來了過高的財務負擔;

 

項目的商務運作更為復雜:除了電力銷售之外,冷、熱如何計價和收費是困擾很多投資者的問題。國際通行的做法是設施接入費+容量固定費用+能源流量費,但在中國,一些項目并沒有在規劃早期解決與未來業主之間的計費問題,造成了許多困擾。即使推行特許權項目機制,仍然存在較為復雜的客戶談判局面;

 

相比起光伏,國內產業鏈更不完善:缺乏成熟的設計機構、有經驗的建設施工單位和專業運維組織,使得項目收益的不確定性更高;核心設備除了溴化鋰裝置外,國內設備尚與國際品牌有較大能力差距,造成項目采購成本控制困難;

 

燃料的穩定保障也是一個挑戰,很多項目通過與當地燃氣公司合資的方式保證供應;

 

國家扶持政策還在細節完善過程中,目前僅有上海、長沙等地具備操作性較強的實施細則。

 

分布式能源發展呼喚商業模式創新

盡 管今天分布式能源的發展已經達到了本世紀初人們無法預期的高度,政府和社會不斷調高的新預期使得分布式能源看起來并沒有達到預期的井噴式發展高度。分布式 能源不同于集中式能源發展——粗放發展和投資驅動不再是靈丹妙藥,必須認識到這是一種更符合集約型社會需求,需要理性發展和創新驅動的產業。


健康產業生態的構建不可能單純依賴政府的扶持和新的資本注入,更需要現有企業和新進入者通過商業模式創新,逐步解決市場短板的同時創造新的商業奇跡。我們預期分布式能源的商業模式演進將經歷三個階段:

 

第一階段:市場關注點在于能源供給端優 化實現經濟和環境效益,這一階段新建項目數量將逐漸增多。目前中國市場仍然處于這個階段,市場參與者關注的是項目如何更經濟地產生能源,并盡可能的規避風 險。在這個階段的商業創新將集中在如何完善產業生態(比如優化項目設計和EPC能力;優化PPP合作開發模式;產生第三方平臺來實現對于項目的監控,揭示 與防控風險,給予金融機構更為可靠的運營數據;在產業鏈成熟的基礎上,基于資產證券化的互聯網金融商業模式將具有發展前景);

 

第二階段:市場關注點將逐漸轉向能源需求端的 管理和服務延伸,這一階段將產生基于運行項目的服務延展和商業創新。由于分布式能源貼近能源需求方,將使得項目開發企業貼近市場,形成一定的客戶基礎和商 業口碑,在此基礎上將自然延伸到用能需求端管理、能源托管、能效改造等增值業務。以智能微電網為代表的技術和平臺解決方案將日趨成熟。同時伴隨電力零售市 場的開放,分布式能源企業很有可能參與到電力零售市場的競爭中去。(參閱下圖)

第三階段:伴隨著中國能源和電力體制的市場化改革進程,逐步完善的電力交易市場產生,尤其是容量市場成熟后,掌握了發電容量和需求端管理能力的企業,將有效參與波峰波 谷的市場化調節,并且通過市場博弈獲取額外收益。通過能源互聯網將大量分布式能源集中到一個統一平臺的“虛擬電廠”模式將逐漸普及。在此基礎上,分布式能 源和互聯網將更為緊密的結合。(參閱下圖)

分布式能源產業的商業創新離不開市場參與者的努力,我們預期幾類企業在此領域將大有作為:


能源設備商:光 伏制造企業近五年來已經逐步完善了EPC和項目開發的能力,一些領先企業也在向整合多種能源形勢的分布式能源領域拓展,依托已經建立起來的能力,這些企業 如果能夠嘗試更多的商業模式創新,將有助于行業的快速發展。而國際領先的能源設備企業則在智能微電網、分布式天然氣領域更具先發優勢;


國際領先的一體化整合企業:在大型分布式能源項目中,以Cofely和Dalkia為代表的國際領先企業具有全產業鏈覆蓋的能力和豐富的國際經驗,這些企業也是中國企業努力追趕的標桿;


電力和燃氣集團:以電力生產和城市天然氣分銷為主的全國性和地方性能源集團在分布式能源領域的發展具有先天優勢(比如燃料獲取的便利性),但是從傳統業務向新型業務的轉型也挑戰原有的管理結構;


電網公司:電網公司具備所有競爭對手不具備的產業鏈優勢(比如在電網接入優勢和客戶接觸點優勢),參考歐洲領先電力集團的經驗,省市層級電網公司專注發展此類業務,將大大推動行業的進步;


地方性投資集團:園區開發企業或者地方產業投資平臺往往從單個大型項目開始試水分布式能源行業,其中一些企業也傾向于成為全產業鏈整合企業而走出一隅;


高科技和互聯網公司:以 華為為代表的高科技企業已經開始進入行業,并且以開發整體解決方案為切入。分布式能源行業的分散特征也使得互聯網平臺企業能有具有一定的初始優勢,從其他 的經驗來看,互聯網公司的進入分布式能源行業可以帶來更多的顛覆性創新(比如互聯網金融和更強的客戶線上線下服務整合);


其他大型集團:由于行業仍然處于發展初期,并未形成穩固的市場格局,所以擁有資本優勢或勇于創新的多元化企業也可以參與到市場的發展進程中去,實現業務組合調整。

 

(來源:波斯頓咨詢)

 
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