伴随着全球经济的快速发展和能源的大量消耗，传统化石能源发电导致的能源危机和气候变化问题引起了全球的关注。为解决能源和环境问题，发展可再生能源和提高能源的综合利用效率成为能源低碳转型的重要路径，多种能源集成互补优化成为能源综合利用的典型形式。2016年7月，国家发展改革委和国家能源局发布《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》（发改能源〔2016〕1430号），指出面向终端用户的多能互补集成优化示范工程主要是基于终端用户电、热、冷、气等多种用能需求，因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和新能源，优化布局建设一体化集成供能基础设施，通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式，实现多能协同供应和能源综合梯级利用。多能互补集成优化示范工程对我国双碳目标的实现及多元分布式资源的可持续发展具有重要影响^［1-4］。

随着我国能源改革的推进，分布式能源市场蓬勃发展，项目的商业模式对项目的盈利能力有较大影响。由于电力市场的持续改革，以及分布式能源接入的应用场景增多，多能互补项目商业模式尚不明晰，项目可持续发展存在较多的制约。

我国现有多能互补项目的主要商业模式包括综合能源运营模式、市场化售电+合同能源管理+综合节能服务、增值服务与智慧用能信息化服务平台等。我国主要盈利模式包括产业链和业务链的构建，主要的收益来源为基础服务和增值服务。而国外综合能源技术发展较早，合同能源管理是早期的主要商业模式。现如今，随着互联网、大数据、云计算等技术出现，综合能源的商业模式呈现更加灵活多元的特征。

国外的多能互补项目以欧洲的英国和德国为典型代表，英国和德国能源系统之间互动较为频繁，英国的综合能源服务企业更加注重对不同种类能源的集成，而德国的能源企业更加注重将能源系统与通信信息系统进行集成和联动。国外主要的商业模式包括智能家电及节能服务、综合能源套餐服务、需求侧响应、虚拟电厂市场交易服务等。

在价格机制方面，我国多能互补资源的价格机制逐步完善，市场化改革不断推进。其中，对于储能、新能源的电价，国家鼓励采取市场化的方式决定，天然气价由上游供气价格（出厂价或边境价）、管输费（含储气费）和配气费三个环节的价格共同决定；城市供热价格分为热力出厂价格、管网输送价格和热力销售价格。

在商业模式方面，一些学者提出在靠近能源消费终端建立起具有多能互补集成优化功能的综合能源系统，实现系统整体的经济效益和环境效益。ZHOU K等^［5］基于能源生产、传输、消费、数据、服务等方面建立能源互联网商业模式框架，认为综合能源服务将成为必然发展趋势。黄建平等^［6］在当前新电改背景下，从定位、现金流结构、业务系统和企业价值等方面系统分析了企业的综合能源商业模式。封红丽^［7］认为工业园区中的综合能源服务企业应打破传统商业模式，并归纳了八种创新商业模式。戚艳等^［8］结合综合能源服务的内涵，从综合能源服务利益相关方、商业运行模式、服务体系及内容、关键支撑技术4个方面提出园区综合能源服务的主要问题。朱君等^［9］基于能源转型的需要及园区自身发展特点，对园区综合能源系统架构进行分析，从多方面对园区综合能源商业模式进行了阐述。屈小云等^［10］分析并总结了多能互补综合能源系统评价的指标研究及项目评价的典型应用场景。张弛等^［11］研究了电改背景下微电网可能产生的两种商业运营模式与盈利方式。焦丰顺等^［12］对多种绿色能源参与虚拟电厂的商业模式及定价机制进行了研究。

以上学者对分布式能源的商业模式做了较为深入的研究，但考虑电力市场、需求侧响应市场、碳市场以及绿证市场的外部约束条件较少。因此本研究在以上市场发展背景下，一方面基于城市功能区和负荷类型全面研究了各类场景下的多能互补典型配置，为后续不同场景下多能互补项目在规划阶段的通用配置和选用配置提供参考；另一方面基于能源电力市场的发展扩展了多能互补项目的市场运营机制和盈利来源，为项目的可持续发展提供了重要借鉴。

多能互补集成优化的核心价值，包括两个方面，一个是多能供应，一个是优化集成。其中多能供应优化是根据园区的负荷特点，集成多种能源，形成满足安全可靠、绿色节能的能源供给体系。优化集成，则是通过拓展业务链的相关环节，将原来割裂的、多主体环节由统一主体综合考虑，通过强耦合链条不同环节的相关性提升该业务链的整体效率，达到“1+1+…+1>n”的效果，这样既能提升能源服务效率，又能降低能源生产与利用边际成本。因此，多能互补优化应用应以效率提升为目标。效率提升的本质在于经济学意义上的能源端到消费端全过程的边际生产效率提升。结合多能互补核心价值，将多能互补集成优化模式分为供能优化、服务优化和交易优化三种类型，这三方面相辅相成，如表1所示。

对于城市功能区不同应用模式的选择，需结合项目类型和负荷特点优化能源配置。本文以典型城市功能区作为基础，研究设施性质和对应的负荷类型，根据《城市电力规划规范》（GB/T 50293－2014），城市负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、生态负荷、工业负荷以及其他负荷，不同类型的负荷具有不同的特点和规律。某地区城市功能区及负荷类型如表2所示。

根据以上区域的负荷特点，将多能互补配置分为工业、商业、公共枢纽、生活、生态五大类应用场景。不同应用场景的典型配置如表3所示。

由于多能互补项目涉及的能源模块较多，将项目的投资模式总结为独立型、合作型和租赁型三类，如表4所示。

结合电力市场的发展情况，对不同应用模式下的运营模式进行分析。研究总结为资产运营、服务运营及交易运营三类，如表5所示。

资产运营是基于园区多能互补项目的基础能源资产的运营，包括园区内增量配网、三联供系统、分布式电源、用户侧储能等资产的运营。资产运营是通过供能资产，优先为园区内的用户的提供供电、供热、供冷等服务，特点是属于资金密集+技术密集型，不但有资金的要求，后续还对资产运营和延伸服务有更多要求。

服务运营是指针对用户侧轻量化的运营服务等。主要站在用户角度节能减排，优化用能。服务运营主要包括节能改造服务，优化用能服务，用能诊断，能源托管，配售电一体服务，如表6所示。

交易运营是指随着电力市场放开，在电能量市场、辅助服务市场（含需求侧响应及虚拟电厂）、绿证市场及碳排放交易市场中，多能互补项目公司开展的能源交易运营。交易运营一方面能提高多能互补项目的灵活性和经济性，另一方面与大电网深入互动，从供需协同的角度提升供电可靠性，同时为大电网提供支撑。交易运营的获利需要深入较为先进的互动终端设备，完善的用户数据计量平台，同时需要较为开放的电力市场以及明确的交易价格和补贴规则。

在现有的电力市场环境下，由于辅助服务市场和现货市场仍需建设完善，多能互补项目作为独立主体，参与电力市场交易运营的限制较多。目前我国大部分多能互补项目处于传统的资产运营阶段，少数电力市场较为开放，经济较为发达的地区（如江苏，广东等）可通过服务运营或者电力市场交易运营获取收益。本文立足现阶段，同时考虑电力市场的未来发展方向，将多能互补项目的盈利模式总结为资产运营盈利、服务盈利以及交易盈利三类。

资产运营盈利是指传统的资产投资方通过运用资产供能方式获得收益。此类盈利模式在现阶段的电力市场中较为普遍。其中三联供系统的收益来源为供冷收益、供热收益、供电收益、供气收益及一站式能源收益。光伏资产中，地面电站通过竞价上网赚取光伏发电收益；分布式光伏主要通过自发自用+余电上网运营模式，自用部分与用户签订合约赚取供电收益，余电上网部分通过竞价上网，赚取光伏发电收益。储能系统的商业模式主要包括用户侧、发电侧以及电网侧，现阶段可通过“峰谷价差”、“火力发电有偿辅助服务”与“独立产于辅助服务”盈利，未来阶段可采用需求侧响应市场化和辅助服务市场化的自主交易模式^［13-14］。园区增量配电网主要收入来源为过网费收益及容量费收益^［15］。

服务运营一般适用于园区智能化水平较高，用户节能意识较强的情况。多能互补服务运营企业可为用户提升供能可靠性，节约能源支出，主要以收取服务费作为盈利模式。其中，节能改造、优化用能方案、用能诊断通过合同约定服务费或双方收益分成。

交易运营一方面可利用较为灵活的能源配置，辅助电力市场运行，另一方面可利用较为清洁的能源配置，促进节能减排。此种盈利模式需要较为先进的监测、计量和仿真软件，需要对园区负荷控制有较强的实力，同时需要对电力市场较熟悉。目前此类盈利模式正处于起步阶段，未来随着电力市场放开，将会有较大的发展空间。具体交易盈利模式如表7和表8所示。

基于对多能互补项目的投资模式、运营模式及盈利模式进行分析，本文对不同应用场景下的商业模式进行总结推荐，如表9所示。其中工业主导型和枢纽主导型由于负荷集中，模块较多，方便集约控制，可采取独立型或合作型投资模式，也适用于开展资产运营、交易运营和服务运营；商业主导型配置模块较少，一般由商业体业主主导独立投资，运营模式建议采用资产运营和服务运营；生活主导型和生态主导型项目负荷离散不可控，不具备参与交易运营的条件，建议采用独立投资及资产运营模式。各项目类型均推荐独立型投资模式。由于资产盈利模式不足，若采用合作投资，将面临管理成本偏高，收益分成等降低项目收益的风险，因此优先推荐独立投资模式。

以可再生能源、天然气等清洁能源为主的多能互补的城市工业园区商业模式设计能够增强园区能源供应安全性，并有效促进园区节能减排、改善能源结构、促进可再生能源开发利用。本文以广州某示范工程建设项目开展案例分析。项目主要配置方案及商业模式如表10所示。

本项目为工业主导型类型的工业园区多能互补项目，电冷热负荷稳定，配置模块较多。从项目投融资模式情况来看，光伏、储能、分布式自治控制系统的投资主体主要是广州发展集团及广州供电局，投资模式为独立投资。鳌头能源站采用多方合作模式进行投资，主要目的是使各个投资商所拥有的优势及资源互补和共享，充分发挥各自的特点，通过整合项目的技术、资金、运营等方面的资源，促进多能互补项目的进一步发展。从运营模式来，光伏、分布式能源电站、储能等投资的主要收益来源为资产运营，广州供电局分布式自治控制系统可为用户提供节能服务及提供更高可靠性用电来获得服务运营收益。

本示范项目基于多能协同和多元用户互动，合理配置源网荷储的形式与规模，有效整合协调园区内可调控的分布式资源，削减园区峰值负荷，提高可再生能源发电比例，提高一次能源综合利用效率，提高园区综合供能可靠性，并与园区用户良性互动，通过自治控制和分布式调控系统，对用户的能源利用进行优化，通过工序错峰削减负荷，有效控制用能设备节约电力，为用户节约用能成本。

本案例是城市工业园区多能互补项目典型商业模式代表，其配置方案及投融资和运营模式可为其他工业园区多能互补商业模式设计提供参考。

本文基于多能互补项目的应用模式，典型配置研究，对多能互补项目的特征进行了总结，得出了以下结论：

我国多能互补集成优化可总结为供能优化、服务优化和交易优化三类。针对城市功能区特点，区分各类不同应用场景开展能源的通用配置和选用配置研究。通过对多能互补项目的商业模式的研究，项目的投资模式可总结为独立型、合作型和租赁型三类。同时基于多能互补的应用模式以及电力市场的发展趋势，将运营模式总结为资产运营，服务运营以及交易运营三大类，并分析了以上运营模式的盈利机制。最后对不同应用场景进行商业模式推荐分析。

根据上文的分析，对多能互补项目投资方提出以下建议：

1）布局多能互补全产业链，优先独立投资+（资产+服务+交易）运营商业模式，并针对性提供差异化定制能源服务，满足用户多样性需求。

2）开发综合能源管控平台，将智能化设备布局在分布式设备中，实现多能源设备实时监测和能源管理一体化，开展供能用能精细化管理，积极引导用户接入；优化调度区域供能、储能设备的输出输入，引导用户积极参与需求侧响应，提高系统的经济运行能力，积极参与辅助服务。

3）项目开发重点聚焦工业园区及商业中心，优先选取用能量大、用能形式丰富的应用场景，同时加强负荷调研预测，优化配置分布式能源的规模，提升负荷预测准确性。

4）注重项目投资收益及风险，优先对盈利空间较大的分布式光伏项目进行持续投资，远期注重市场布局，提前布局轻资产业务，着重拓展增值服务业务。