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中国光储直柔建筑战略发展路径研究子课题七中国光储直柔建筑发展的关键政策机制研究 Key Policy and Mechanism Research on China’s PEDF Building System Development 中科华跃能源互联网研究院 2022 年 7 月 ZKHY Energy Internet Research Institute Co., Ltd. July 2022 关于作者薛志峰林慧冯逸夫章永洁，邮箱 xuezhifengtaihor.cn ABOUT THE AUTHORS Xue Zhifeng, Lin Hui, Feng Yifu, Zhang Yongjie, 邮箱 xuezhifengtaihor.cn 致谢本研究由中科华跃能源互联网研究院统筹撰写，由能源基金会提供资金支持。 ACKNOWLEDGEMENT This report is a product of ZKHY Energy Internet Research Institute and is funded by Energy Foundation China. 免责声明 - 若无特别声明，报告中陈述的观点仅代表作者个人意见，不代表能源基金会的观点。能源基金会不保证本报告中信息及数据的准确性，不对任何人使用本报告引起的后果承担责任。 - 凡提及某些公司、产品及服务时，并不意味着它们已为能源基金会所认可或推荐，或优于未提及的其他类似公司、产品及服务。 Disclaimer - Unless otherwise specified, the views expressed in this report are those of the authors and do not necessarily represent the views of Energy Foundation China. Energy Foundation China does not guarantee the accuracy of the information and data included in this report and will not be responsible for any liabilities resulting from or related to using this report by any third party. - The mention of specific companies, products and services does not imply that they are endorsed or recommended by Energy Foundation China in preference to others of a similar nature that are not mentioned. 摘要中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目共设置十三个子课题，子课题七为政策机制研究部分。如何有效地衔接现有政策机制，同时甄别现有政策当中与光储直柔今后规模化发展存在的 “ 错配、空隙、失当 ” 等问题，提出与投融资模式、商业模式和产业化发展路径相匹配的政策建议，是推动光储直柔产业发展的重要工作。课题组对中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目的五个示范工程的成本费用收益数据、采用的商业模式进行了跟踪分析，在此基础上和示范项目的利益相关者进行了深度访谈，提炼出示范工程开展过程中遇到的共性问题和障碍，形成了调研问卷，对 100位行业参与者进行了线上调查，由此，梳理形成了发展光储直柔的困难障碍、待突破和完善的政策机制问题。当前行业共识，难度高的四项障碍依次为缺少可以参照执行的规范、直流电器产业链远未成熟、用户看不到明显实效认可度低、储能安全问题。待突破和完善的政策期待可以归类为通过市场的手段利用好“ 价格激励机制 ”、通过计划的手段利用好 “ 政府约束机制 ” 、赋能科技之手扶持带商业模式的技术示范。在农村地区， “煤改电” “生活电气化 ”“农业生产电动化 ” “电动车”需求叠加，成为农村能源产业当期面临的复杂问题，“光储直柔”技术面临巨大的产业发展机遇。农村“ 光储直柔 ”系统建议采用 “ 只出不进、寓电于农 ” 的创新模式， “只出不进 ”是指以整村来看，全年的用电都由村内光伏发电满足，多余电量还能够对外输出。“寓电于农”是指村民成为村内能源设施的资产持有者。对应农村地区光储直柔 “ 只出不进、寓电于农 ” 的商业模式，我们针对性地提出三项关键政策机制建议。一是建议以村为单位，将全部农户屋顶、院子周边、农业设施、林地荒地具备铺设光伏的资源统一规划，采用光储直柔方式，分期分批统一建设。二是加快分布式发电交易平台建设，使得投资安装光伏的农户可以 “隔墙售电 ” 。三是赋能科技与金融融合之手，加速支持一批带商业模式的整村建设光储直柔能源系统的试点。城市与农村不同，分布式光伏发电、储能、电动车充电桩、负荷柔性调节带来的能量型（ kWh）经济收益，在当前的工商业能源价格体系下，已具备商业投资价值。相比于传统的交流型光伏建筑，光储直柔的由于 “ 直 ” 和 “ 柔 ” 两个环节导致配电网的造价大约要提高 40 50，但是与之对应的经济收益都是功率型（ kWp）的，且存在或有性风险，在当前以能量型（ kWh）为主的电价体系下，很难收回投资，这是制约光储直柔建筑技术市场化应用的瓶颈问题。城市“ 光储直柔 ”系统的商业模式，需要跳出光储直柔各环节组合得越多经济性越差的困局，采用“区域尺度聚合、建筑 X协同 ” 的商业模式，“区域尺度聚合 ”是指要跳出单体建筑在围绕建筑本体追求能耗降低的单一模式，重点发展各类园区、校园、社区等成片区的建筑群的光储直柔能源系统。 “建筑 X 协同 ” 是指围绕建筑的用能管理体系，把屋顶及周边区域（景观、公共绿地）的光伏资源开发、储能安全管理、电动车充电桩报装、能源数据采集等光储直柔各环节涉及的工作纳入到现有工作体系，形成能源微网整体参与电力交易和碳交易。对应城市地区光储直柔 “区域尺度聚合、建筑 X 协同 ” 的商业模式，我们针对性地提出三项关键政策机制建议。一是将光储直柔建筑作为市场主体，纳入碳交易市场，新制定与功率型（ kWp）调节能力相对应的碳定价机制。二是将建筑周边的电动车充电桩作为建筑能源系统的组成部分，统一规划、统一建设。三是支持一批园区、校园、社区等集成性、综合性载体，建设光储直柔能源系统，以点带面，多领域多层次推动“零碳”发展。对应上述商业模式，加大技术研发投入、明确传达价值作用、赋能行业专业力量、政府引导试点示范是光储直柔建筑规模化发展的四项保障措施。 Executive Summary Research of ‘Photovoltaic, Energy-storage, Direct current, Flexibility’ PEDF building in China is an international cooperation research project， including definition of PEDF system, relevant design standards, key technology and equipment research, demonstration project planning and implementation, interview for stakeholders, media and promotion. This topic is the 7th sub-topic , the policy mechanism part of the project,researching on the key policy mechanism of the development of PEDF in China. It is an important task to promote the development of the PEDF industry to effectively connect with the existing policy mechanism, and to identify the “mismatch, gap and inappropriate“ problems in the existing policies with the large-scale development of PEDF in the future, and to put forward policy suggestions matching with the investment and financing mode, business mode and industrialization development path. Project team organized the costs, expenses and benefits, and other related data of the five PEDF buildings demonstration projects in China. Problems encountered in the course of carrying forward and to break through the bottleneck by interviews with stakeholders and encountered in the process of refining after identify demonstration project to carry out the common obstacles. Through an online survey of 100 PEDF industry participants, difficulties in developing PEDF policy mechanisms to be broken through and improved have been sorted out and formed. The four obstacles of high difficulty are the lack of standards that can be referred to and implemented, the industrial chain of DC appliances is far from mature, user’s low recognition because of no obvious effect, and warrying about energy storage safety. The policy expectation for breakthrough and improvement can be classified as making good use of “price incentive mechanism“ through market means, making good use of “government restraint mechanism“ through planning means, and enabling the hand of science and technology to support technology demonstration with business model. In rural areas, the superposition of demands of “coal to electricity“, “life electrification“, “agricultural production electrification“ and “electric car“, becomes a complex problem that the rural energy industry is currently facing, and the PEDF technology is facing huge industrial development opportunities. Rural PEDF system is suggested to adopt the innovative mode, “only out not in， and farming with electricity“. “Only out“ means that in the whole village, the electricity is met by photovoltaic power generation in the village throughout the year, and the excess electricity can be sold to the Grid. “Farming with electricity“ means that the villagers will be the asset holders of all the energy facilities in the village. In response to the business model of PEDF in rural areas, we put forward three key policy and mechanism suggestions. First, it is suggested to take the village as the unit, all the roofs of farmers, courtyard surrounding, agricultural facilities, forest land with photovoltaic laying resources unified planning, using PEDF, unified construction in stages and batches. Second, speed up the construction of distributed power generation trading platform, so that farmers investing in photovoltaic installation can “sell electricity through the wall“. Third, enable the integration of technology and finance to accelerate the support of a batch of commercial model of the whole village to build PEDF energy system pilot. Different from rural areas, energy type kWh economic benefits from distributed photovoltaic power generation, energy storage, electric vehicle charging piles and flexible load regulation have commercial investment value under the current industrial and commercial energy price system. Comparing with traditional AC type photovoltaic building, PEDF buildings because of the “DC“ and “Flexibal“ lead to the cost of grid to increase about 40 - 50, but with the corresponding economic benefits are power type kWp with probable risk, in the current mainly type energy kWh of electricity price system, it is difficult to recover the investment. This is the bottleneck problem restricting the marketization application of PEDF building technology. The business model of urban PEDF system needs to break out of the dilemma that the more the combination of PEDF and others, the worse the economy will be, and adopt the business model of “regional scale aggregation, building X“. “Regional scale aggregation“ means to break out of the single mode of individual buildings pursuing energy consumption reduction of the building itself. Focus on the development of all kinds of parks, campuses, communities and other blocks of buildings in the PEDF energy systems. “Building X“ refers to the surrounding building energy management system, involving the roof and the surrounding area, public green space landscape of the pv resources development, energy storage safety management, electric vehicle charging pile, energy storage, LED lighting, and data acquisition, into the existing system, and forming energy micro Grid as a whole to participate in the trading of, electricity and carbon. In response to the business model of PEDF, we put forward three key policy and mechanism suggestions. First, PEDF will be included in the carbon trading market as the main market, and a new carbon pricing mechanism corresponding to the power type kWp regulation capacity will be developed. Second, the electric vehicle charging piles around the building are taken as a part of the building energy system, and unified planning and construction are carried out. Third, we suggest to support a number of industrial parks, campuses and communities to build integrated energy systems, and nearly zero-carbon development in multiple areas and at multiple levels. The four guarantee measures for the large-scale development of PEDF building are increasing the investment in technology research and development, clearly conveying the value function, empowering the professional power of the industry, and guiding the pilot demonstration by the government. I 目录第一章引言 . - 1 - 一、研究背景和意义 - 1 - 二、研究目标与内容 - 1 - 三、研究方法和技术路线 - 2 - 第二章发展光储直柔建筑的障碍识别和政策期待 . - 4 - 一、识别的过程和方法 - 4 - 二、驱动力和价值分析 - 7 - 三、障碍识别 - 8 - 四、政策机制突破期待 - 10 - 第三章农村地区发展光储直柔建筑的关键政策机制 . - 11 - 一、现有政策和产业环境 - 11 - 二、示范项目的尝试 - 13 - （一）山西芮城庄上村 71 户整村直流微网示范 . - 13 - （二）山西芮城朱吕村 5 户光伏直流采暖示范 . - 14 - 三、农村地区光储直柔建筑的投融资模型和商业模式设计 - 15 - （一）投融资模型 . - 15 - （二）商业模式 “只出不进，寓电于农 ” - 17 - 四、农村地区光储直柔建筑的关键政策机制建议 - 18 - 第四章城市地区发展光储直柔建筑的关键政策机制 . - 21 - 一、现有政策和产业环境 - 21 - 二、示范项目的尝试 - 24 - （一）深圳未来大厦示范项目 . - 24 - （二）浙江湖州鲁能公馆示范项目 . - 25 - 三、城市地区光储直柔建筑的投融资模型和商业模式 - 26 - （一）投融资模型 . - 26 - II （二）商业模式 “区域尺度聚合、建筑 X 协同 ” . - 28 - 四、城市地区光储直柔建筑的关键政策机制建议 - 30 - 第五章光储直柔建筑发展的保障措施 . - 32 - 一、加大技术研发投入 - 32 - 二、明确传达价值作用 - 32 - 三、赋能行业专业力量 - 33 - 四、政府支持加速示范 - 33 - 第六章总结 . - 35 - 附件 - 38 - 支撑材料一、行业人士线上定向调查问卷整理 - 38 - 支撑材料二、与光储直柔相关的法规政策文件汇总 - 49 - - 1 - 第一章引言一、研究背景和意义中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目（一期）属于国际合作的智库性质研究项目，根据项目研究内容及产出要求，主要内容包括对 “ 光储直柔 ” 系统的认识和研究、相关设计标准、关键技术与设备研发、示范工程的规划设计与实施、以及利益相关者研讨、宣传推广。中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目共设置十三个课题，分别由相应的优势研究单位牵头承担。图 1-1 中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目课题设置本课题为项目政策机制部分的子课题 7，中国光储直柔建筑发展的关键政策机制研究。二、研究目标与内容如何有效地衔接现有政策机制，同时甄别现有政策当中与光储直柔今后规模化发展存在的 “ 错配、空隙、失当 ” 等问题，并提出与投融资模式、商业模式和产业化发展路径相匹配的政策建议，是推动光储直柔产业发展的重要工作。 - 2 - 本课题的主要目标是在障碍识别的基础上，分别对应城市地区、农村地区，提出我国未来光储直柔建筑发展的投融资模式、政策机制和保障措施。具体开展如下三方面的研究内容。（一）发展光储直柔建筑的障碍识别研究课题组拟对中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目的五个示范工程的成本、费用和收益相关数据进行整理，同时和示范项目的利益相关者进行深度访谈，提炼后识别出示范工程开展过程中遇到的共性障碍。在此基础上和国内能源、电力、建筑等领域的知名专家学者进行深度访谈，同时广泛接触能源企业、电力公司、节能公司，征求各方对光储直柔发展的专业意见和相关建议。（二）农村地区发展光储直柔建筑的关键政策机制研究在障碍识别的基础上，梳理农村地区已有的抗震节能、光伏扶贫、清洁取暖、农村基础设施建设，农村电价相关的政策机制和补贴机制，提出农村采用 “ 分布式光伏直流柔性智能充电桩 ” 系统的配套政策机制建议、可能的融资模式和商业模式。之后和国家经济运行部门、能源管理部门、住房城乡建设部门、农业农村部门等，进行成果沟通交流，征求对课题组研究提出的配套政策机制建议的意见，并最终完成研究报告相关章节。（三）城市地区发展光储直柔建筑的关键政策机制研究在障碍识别的基础上，梳理城市地区已有的分布式光伏、节能改造、社区综合整治、新基建、电力需求侧管理的政策机制和补贴奖励机制，提出城市采用 “ 分布式光伏直流柔性智能蓄电桩 ” 系统的配套政策机制建议、可能的融资模式和商业模式。之后和国家经济运行部门、能源管理部门、生态环境部门、住房城乡建设部门等，进行成果沟通交流，征求对项目组研究提出的配套政策机制建议的意见，并最终完成研究报告相关章节。三、研究方法和技术路线课题研究采取资料搜集、整理，技术示范案例深度调研、访谈利益相关方等方式明确研究方向，研判政策走向通过有效性分析、对比分析、共性要素提取、 - 3 - 权重度排序等方法，对应城市地区、农村地区，提出我国未来光储直柔建筑发展的投融资模式、政策机制和保障措施，完成中国光储直柔建筑发展的关键政策机制研究任务。具体采取的技术路线如下图图 1-2 课题研究技术路线图分析手段成果产出子课题 7 中国光储直柔建筑发展的关键政策机制研究光储直柔的投融资模式和商业模式以人民为中心的技术创新专家访谈用户访谈经济金融属性研究维度产权人物业方成本收益分析使用者案例数据部门交流设计师施工方 G D P 影响碳中和目标成本增加环境收益节能收益企业交流活动一光储直柔变革的障碍识别活动二城市地区投融资模式和关键政策机制研究活动三农村地区投融资模式和关键政策机制研究研究活动研究报告 1 册，政策建议 1 份法律法规、政策扶持、商业模式、激励机制、技术标准、电价碳价、金融工具、宣传推广 - 4 - 第二章发展光储直柔建筑的障碍识别和政策期待课题组对 EF 能源基金会中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目的五个示范工程的成本费用收益数据、采用的商业模式进行了跟踪分析，在此基础上和示范项目的利益相关者进行了深度访谈，提炼出示范工程开展过程中遇到的共性问题和障碍，形成了调研问卷，对 100 位行业参与者进行了线上调查，由此，梳理形成了发展光储直柔的困难障碍、待突破和完善的政策机制问题。一、识别的过程和方法障碍识别的完成经过了三个步骤，第一步是示范案例的过程跟踪和资料整理。 2021 年 6 月中国 “ 光储直柔 ” 建筑研究项目启动后，截至 2022 年 6 月，五个示范案例的开展深度和进展情况如下表 2-1 五个示范案例的项目概况序号案例名称项目规模参与方当前进度 1 山西芮城光储直柔建筑（城镇地区）全县域 2035 年率先实现碳中和，完成包括城镇建筑、农村建筑、工业企业、电动汽车充电网络建设、生物质调峰发电等八项重点工程。先期在县委县政府机关大院开展光储直柔建筑示范，机关大楼和西三楼两栋建筑建筑面积平米 1.5 万平米。芮城县政府清华大学建筑节能研究中心南京国臣直流配电科技公司深圳市建筑科学研究院北京太和人居能源科技公司方案完成待开展 2 山西芮城光储直柔建筑（农村地区）庄上村 71 户农户，光伏 2MW，农户全电气化改造，和整村直流微网改造同步开展。朱吕村 5 户农户，光伏 35kWp，和清洁采暖改造技术示范同步开展。南京国臣直流配电科技公司清华大学建筑节能研究中心部分完成效果验证 3 浙江电网湖州鲁能公馆湖州鲁能公馆社区 8与 16沿街商铺总面积均为 1000 ㎡， 17单身公寓建筑面积 2000 平方米。同时依托社区现有的 12 幢排屋屋顶、在碧浪 6楼与其他建筑屋顶布置光伏。项目总直流负荷共 608kW，光伏 180kW，储能系统 600kWh，充电桩 424kW。鲁能集团地产国网湖州供电公司浙江电力设计院清华大学建筑节能研究中心工程在建 - 5 - 序号案例名称项目规模参与方当前进度 4 青岛奥帆中心青岛奥帆中心区域内奥帆博物馆建筑面积为 9359.8 平方米。照明空调直流供电负荷 305.5kW。光伏 135kWp，储能 40kWh，充电桩 100kW。青岛能源集团公司清华大学建筑节能研究中心方案在编 5 深圳建科院未来大厦未来大厦 R3 楼零碳实验室，建筑面积 6259 m2。直流负载总用电容量达到 388kW，设备类型涵盖了空调、照明、插座、安防、应急照明、充电桩及数据中心等负荷类型。光伏 150kWp，储能系统 300kWh，充电桩 60kW。深圳市建筑科学研究院南方电网深圳供电局格力电器南京国臣直流配电科技公司全部建成稳定投运障碍识别的第二个步骤是和上述五个示范案例的利益相关者展开深度访谈，对象包括国网湖州供电公司经济技术研究所陈家乾博士、南京国臣直流配电科技有限公司李忠总经理、深圳市建筑科学研究院股份有限公司李雨桐博士、清华大学孙涛博士、北京交通大学童亦斌副教授、珠海格力新能源研究院赵志刚院长。 6 位专家均深度参与了上述 5 个示范案例，各自结合示范案例和其他光储直柔建筑项目的研究实践，就如下相同问题进行了书面答复。 1 项目的业主方、投资方、技术设计方、 EPC 服务商、产品供应商的情况。 2 请您提供示范项目的 “光储直柔 ”各分项成本的增量，直接或间接的节能减排收益量化数据。 3 示范项目做光储直柔的驱动力是什么 4 采用光储直柔，为项目带来了哪些“额外”的价值呢 5 示范项目在推进过程中遇到了哪些障碍 6 您觉得在政策制定、模式机制上，最重要的前三项待突破的是什么障碍识别的第三个步骤是在整理步骤一和步骤二的资料基础上，设计了由 14 个问题构成的专业调查问卷，定向对 100 位光储直柔行业的参与者和关注者进行线上调查，调查报告详见本报告的附件支撑材料一。 - 6 - 图 2-1 调查问卷设计及平台发布所在行业分布从事职业发布从业年限分布是否实操过光储直柔项目图 2-2 参与调查的百名从业者的相关信息 - 7 - 二、驱动力和价值分析 “光储直柔”新型建筑电力系统，是清华大学江亿院士主导提出的技术路径，是极高复杂度的技术集成创新和模式机制突破，是国内外最前沿的新型建筑能源系统，是建筑领域十四五期间的首次提出的发展方向。国务院 2030 年前碳达峰行动方案的“城乡建设碳达峰行动”当中提出建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的‘光储直柔’建筑。近两年来，引起了城乡建设领域相关从业者的高度关注， “ 开展科研示范、响应国家号召 ”是当前参与光储直柔技术研究和应用的最大驱动力，符合创新型技术早期的发展规律。此外，我们也看到，与综合能源服务相融合的新商业模式探索，是另外的一项主要驱动力。表 2-2 项目利益相关方参与光储直柔建筑技术的驱动力驱动力选择比例 1 开展科研示范，响应国家号召 73 2 建筑行业找寻的新增长点 59 3 有利于与综合能源服务商业模式融合 74 4 经济运行，提高光伏发电收益 54 5 提高电网承载力 43 6 提高供电可靠性和电能质量，降低用电成本 64 7 其他（请注明） 7 此外，除了 “ 经济运行，提高光伏发电收益 ”、 “ 提高电网承载力 ”、 “ 提高供电可靠性和电能质量，降低用电成本 ”等驱动力以外，行业参与者认为光储直柔建筑技术能够为项目和用户带来的 6 个额外价值，降低消纳成本、安全体验、稳定供电也是这项创新技术被选用的考虑因素。 - 8 - 图 2-3 光储直柔建筑技术的额外价值得分图（满分 5 分）三、障碍识别光储直柔建筑技术目前有缺少设计及产品标准，直流设备、电器产品和专用变换器供应商太少、价格高，储能安全问题尚无法解决，得好处最多的是电网侧，成本却加在用户身上，用户看不到明显实效、认可度低等 10 项障碍，依照困难严重的程度排序如图 2-4。图 2-4 光储直柔建筑技术的发展障碍排