摘 要：实施电能替代是形成清洁、安全、智能的新型能源消费方式的重要途径，合理的商业模式可有效推动电能替代技术的应用和推广。梳理电能替代技术推广的影响因素、利益相关方、盈利模式和收入分配等方面;分析合同能源管理模式(EMC)、建设-移交模式(BT)、建设-经营-转让模式(BOT)、公私合营模式(PPP)等适用于电能替代技术应用和推广的多种典型商业模式;根据电能替代技术应用的发展阶段、电能替代项目特点选用合适的商业模式;最后以电动汽车的电能替代项目为例，详细分析和设计其商业模式。
0 引言
实施电能替代是形成清洁、安全、智能的新型能源消费方式的重要途径，目前已上升到国家战略层面 [1-2] 。长远来看，电能替代发展潜力巨大。电能替代潜力评估相关研究较多，有各种能源之间相互替代关系的通用建模方法 [3-5] ，也有针对终端生活用能 [6-7] 、电动汽车 [8-9] 、港口岸电 [10] 等具体电能替代领域的可行性和效益评估方法。电能替代的效益评估角度均涉及经济性、环境影响、新能源消纳等 [11] 。
电能替代各项技术的市场化应用已有深入探索 [12-15] ，但由于电能替代各项技术的应用均涉及众多利益相关方，相关的政策环境、配套措施、市场培育等还存在一定的问题。本文旨在全面梳理和深入研究相关商业模式，为电能替代实施引导及市场机制设计提供理论依据。首先进行电能替代技术应用的利益相关方分析，其次全面梳理可用的典型商业模式，最后根据电能替代技术应用的各发展阶段特点，提出电动汽车电能替代项目的商业模式设计思路。
1 电能替代技术应用利益相关方分析
1.1 影响因素分析
1.1.1 政府与社会环境
作为新兴技术的重要倡导者和推动力量，政府是电能替代技术推广发展的重要且持续性推动力。在前期推广中，由于电能替代技术推广覆盖范围广，需要对大量的目标实体进行设备安装、改造、升级等，无论是对各行业扩散还是向区域渗透，由于工程量大、盈利慢、改换成本高，都将受到很大阻力，此时政府的行政驱动行为会起到关键性作用。
目前，政府已出台诸多电能替代相关的政策;各地方政府根据本地区特点，也出台了强制关停、财政补贴和电价优惠等配套政策。
1.1.2 核心技术
电能替代技术体系是一个多层次、多类型技术的融合体，核心技术包括分散式电采暖、电锅炉采暖、热泵、电蓄冷空调、工业电窑炉、港口岸电、电动汽车、家庭电气化等 [16] ，种类繁多。
1.1.3 产业价值
电能替代技术的广泛推广，除了具有节能环保效益，还可促进新能源消纳、提升电力消费比重。其产业价值体现在：(1)经济效益，可拉动节能环保产业中节能环保设备制造、装备技术革新、节能技术推广、节能设备更换等方面的经济效益;(2)环保效益，有助于减少各区域化石燃料直接利用产生的污染物排放，减轻大气污染;(3)促进新能源消纳，可以增加风电、光伏等新能源并网上网电量，减少弃风弃光，同时也可为各类终端能源用户降低用能成本。
1.2 利益相关方分析
电能替代技术推广涉及的利益相关方有政府、用户、电网公司、其他综合能源服务商、节能设备制造商、金融机构等。其中，政府代表国家、全社会的整体利益，用户、电网公司等其他利益相关方均为商业性利益者，需要由市场手段进行配置资源、实现互利共赢。
(1)政府制定电能替代相关的优惠政策，并通过财政补贴手段，促进电能替代的开展。其主要受益来自于全社会经济效益，包括节能减排、能源结构优化、产业升级等。
(2)用户是电能替代实施的终端服务对象。
不同的电能替代技术适用的用户群体也不同。其主要受益来自于用能成本的降低以及节能减排后环境质量的改善。
(3)电网公司根据国家政策制定电能替代战略，积极推广电能替代技术发展及市场扩展。其主要受益可能来自于用电量增加带来的直接经济效益，也可能来自于配电网改造升级带来的供电质量提升。
(4)综合能源服务商也可参与电能替代技术的推广，其主要受益来自于用户用电量增加带来的经济利益。
(5)设备制造商提供需要更换或升级的设备，其主要受益来自于设备销售及设备租赁等产生的经济效益。
(6)金融机构可参与电能替代项目建设中的投资环节，参与融资、银行贷款等。其受益主要来自于投资活动中获得的经济回报。
1.3 盈利模式和收入分配
作为新兴技术，电能替代项目的盈利模式是产业培育初期的难点之一。
电能替代项目的主要盈利模式包括：用电量增加带来的直接经济效益;针对特定用户提供差异化定制服务获得的经济效益;用户根据其用能要求及碳排放约束，采用合适的节能优化方案，节约的碳排放指标可以参与碳交易市场获取收益。
在收入分配方式上，电能替代技术多样，不同规模项目需要的投资差异较大，且可能存在的投资主体多元，因而各方收入分配宜采用“谁投资、谁收益”的方式，可采取投资者与参与的利益相关方合理分成的模式。
2 适用的典型商业模式分析
不同的电能替代技术推广项目具有各自的特点，技术应用和推广可采用 EMC、BT、BOT、PPP、DBFO、B2B、B2C 等典型商业模式。
2.1 EMC 模式
EMC 是指由专业的节能服务公司通过能源服务合同，为客户提供市场化的节能服务，通过节能收益分享回收投资，获取合理利润[17 - 18] 。
该模式已在公共事业部门和工业行业得到广泛应用。在该模式下，服务收益取决于能效的提高、能源成本的降低或其他约定的性能标准。节能服务公司负责为电能替代项目提供全生命周期内的设计、建设、运营、管理服务。
资金量小、单体量小、总体数量少的技术服务型项目推荐采用 EMC 模式，例如为大用户提供定制的整体电能替代技术解决方案。EMC 模式如图1所示。
EMC 模式的优点在于：节能项目实施的主要风险是由节能服务公司来承担，克服了用能企业自身技术不成熟、业务不专业、运维资源不足的困难;实现用能企业、服务公司与社会效益的三方共赢。EMC 模式的外部风险主要有政治、法律、经济甚至社会环境的改变所带来的风险;内部风险包括客户信用风险、合同风险、技术风险、项目实施风险等。
2.2 BT 模式
BT 模式即为“先建设、后转移”的项目融资建设模式。通过招标，与项目中标人签订 BT 合同，将电能替代项目委托给项目中标人进行前期建设，在建设完成后收回。项目发起人履行与项目中标人所签订合同，向其支付总投资和相应回报。项目发起人对建设全过程进行监督。
资金量大、单体量小、总体数量多的分布式项目适合 BT 模式，例如镇、农村居民用户的分散式电采暖改造。BT 模式如图 2 所示。
BT 模式的优势在于：减少政府所消耗建设、管理成本，委托专业投资方进行融资和建设，降低项目建设成本。BT 模式的风险在于：相关法律法规不完善引发的潜在风险;项目利益相关方多元化带来的不确定风险;政府信用风险;成本风险等。
2.3 BOT 模式
BOT 模式即为“建设—经营—转让”的项目融资建设模式。通过招标，与项目中标人签订BOT 合同，将电能替代项目委托给项目中标人在特许期限内进行建设与经营。特许期结束，项目中标人按照合同将资产交付给项目发起人。
资金量大、单体量小、总体数量多的产品服务型项目可考虑使用 BOT 模式，例如电动汽车的经济多用途商业模式。BOT 模式如图 3 所示。
BOT 模式的优势在于：可以利用民营企业投资减少政府财政负担;可有效整合投资方、服务商、政府各方资源，提高项目运作效率和实施效果。BOT 模式的风险在于：项目生命周期较长，期间供需关系变化或能源价格波动导致的市场风险;政策调整导致的技术风险;汇率、利率波动等引起金融风险等。
2.4 PPP 模式
PPP适用于涉及公共基础设施的电能替代项目 [19] ：项目发起人通过招投标选定资本投资人，尤其是对于资金需求量大的项目，可以重点考虑发挥银行贷款及政策性银行的支持性作用，吸引银行资本与社会资本共同参与;由项目发起人与投资人签署合资协议，组建合资公司，并由该公司进行项目的建设与运营。项目发起人对建设和经营全过程进行监管。
资金密集、单体量大、总体数量少的集中式项目可以考虑采用 PPP 模式，例如大型工业园区的制冷、取暖。PPP 模式如图 4 所示。
PPP 模式的优势在于：促进投资主体多元化;有效整合政府部门和非政府部门的资源，以较低成本为公众提供优质的电能替代服务;项目各参与方形成战略利益联盟，便于协调各自利益目标。PPP 模式的风险在于：各方资本的信用风险;政策调整或重要人员人事变动引发的风险;
法制和监管体系不健全导致的风险;金融财政政策调整引发的财务风险;项目建设风险;合作伙伴关系风险;市场风险;项目运营风险。
2.5 DBFO 模式
DBFO即“设计—建造—融资—运营”模式可以视为PPP模式的一种具体实现方式 。
DBFO模式一般基于特许经营，适用于电能替代技术服务商对基础设施及社会公共设施进行设计、建设、融资和运作维护，并在一定期限内获得运行和维护收入。其优势在于通过私募融资，使政府部门和供应商共同承担项目风险，可实现电能替代设计、施工阶段与运作维护阶段的捆绑，鼓励供应商以更节能高效的方式来设计和建设基础设施等。供应商除按预算来建设资产外，在一定时期内还需运作和维护资产，并按合同比例获得收益，通常期限为30~35 年。
资金密集、单体量大、基于特许经营的集中式项目可以考虑采用 DBFO 模式。DBFO 模式如图5所示。
DBFO 模式的优势在于：政府部门只需要监督和控制 DBFO 特许经营项目公司，监管责任清晰;运营机制也相对简单、透明。
2.6 B2B 模式
电网公司与节能设备供应商、节能服务公司、售电商、工业园区的能源服务商之间的交互均可采用 B2B [20] 即“企业对企业”模式：即通过构建一个“开放、共享”的电能替代服务平台，实现角色与角色之间的交互，形成能源互联网意义上的 B2B 模式。
资金量小、单体量小、总体数量多、用户自我维护技术要求高的技术服务型项目，资金量大、单体量小、总体数量多、用户同时有产品和服务需求的产品服务型项目，可在采用其他商业模式的同时考虑采用 B2B 模式。B2B 模式示意如图 6 所示。
B2B 模式的优势在于：采购成本可大幅降低;运作交易成本大幅降低;库存成本可有效控制;信息管理与分散决策，实现效率最大化;扩大市场机会。DBFO 模式面临与 PPP 模式类似的风险。B2B 模式的风险在于：B2B 市场准入门槛较低引起的管理风险;监管手段不足引发的交易过程监管风险;网络技术安全风险;电子商务政策不完善导致的政策风险和法律风险;交易方的信用风险。
2.7 B2C 模式
B2C 即“企业对消费者”模式也是电能替代项目中可采用的一种电子商务模式。电网公司或节能服务公司与用户之间的交互可采用 B2C 的商业模式。电网公司或节能服务公司与居民用户、工业用户、商业用户的交互主要在于卖电及卖服务(能源服务、技术服务)。通过电能替代服务平台，让企业与用户共同参与，开展能源互联网意义上的B2C模式。
资金量大、单体量小、总体数量多的分布式项目，资金量大、单体量小、总体数量多、用户同时有产品和服务需求的产品服务型项目可在采用其他商业模式的同时考虑采用B2C模式。
B2C 模式如图7所示。
B2C 模式的优势在于：简化交易流程，降低交易成本与售后服务成本;可提供个性化服务。
B2C 模式的风险与 B2B 模式类似。
3 电能替代技术应用的各阶段项目特点
3.1 电能替代技术应用的 3 个阶段
不同阶段的电能替代商业模式的推进应根据市场需求的发展变化、市场开放程度、技术成熟度、运营经验、标准化程度等要素来确定。
3.1.1 试点示范阶段
由于电能替代项目前期建设的资金和行政推动的需求较高，此阶段，电能替代的应用将主要集中在政府对社会关注度较高、降低能耗及减少碳排放需求突出的领域，比如交通、排放物多的工业企业等。在居民应用上，主要推广电采暖、家庭电气化等;在商业应用上，主要驱动力由政府推动的应用示范项目提供 [21-22] 。
在试点示范阶段，要以政府推动为主要模式，选取有代表性的行业，确定典型用户，以较低的费用和风险作为核心市场，培养用户对于电能替代技术的使用粘性和习惯，为电能替代市场的发展提供足够的发展时间和空间。
3.1.2 市场培育阶段
此阶段，电能替代的技术环境逐步成熟，市场对于电能替代的接受度有所提升，较成熟的商业模式开始涌现，电能替代在重点行业已经具备一定经验，产业合作已经初具成效。政府政策推动和补贴的力度可逐渐减弱，由电网公司、节能服务公司、第三方运营商等共同推动的市场力量将逐步发挥作用。
在市场培育阶段，在市场初具规模的情况下，开始逐渐扩大电能替代技术应用范围，引入商业竞争，主要目的是提升行业运行效率，提高企业发展水平和服务能力。
3.1.3 市场开拓阶段
此阶段，电能替代发展的基本环境已经形成，标准化程度较高，相关技术广泛应用。整个社会电气化程度较高，电力消费在终端用能中的比重较初级阶段显著增加，电能替代带来的经济环保效益明显。多种类型的节能服务公司和提供电能替代服务的第三方运营商将发展成熟，电能替代的服务质量有效提升。
在市场开拓阶段，企业步入良性竞争，且电能替代整体环境建设较为完善，可推进整个电能替代行业的资源整合，挖掘电能替代技术主导发展方向，全面满足市场需求，市场运行效率显著提高。
3.2 电能替代项目类型和特点
基于电能替代技术的市场培育资金需求、最终用户规模(分散或集中)等影响因素，电能替代项目可分为 4 种典型类型：集中式、分布式、技术服务型和产品服务型。根据各项目类型的特点以及前述 7 种典型商业模式的应用特点，典型应用场景可选择不同的商业模式，如表 1 所示。
4 电能替代商业模式应用示例
具体到特定的电能替代技术应用推广工作，需要针对其技术特点和外部环境，设计合理的商业模式。电动汽车作为电能替代技术的典型应用，开启了能源消费革命、交通变革，引发行业巨变和产业链整合，备受关注。本文以电动企业为例进行电能替代商业模式分析。
电动汽车可采用充电、换电池 2 种充换电方案，在实际推广中各有优劣。换电方案若能推行，可避免充电时间过长、电池寿命短等问题，显著提升用户体验。由于涉及车企、电网公司等众多利益主体，各主体之间具体的业务交互较为复杂，设计多方共赢的换电方案商业模式是电动汽车产业链构建的关键。
(1)盈利模式。
项目盈利主要来自电网公司售电量增加带来的电费收益，电动汽车制造厂商裸车的销售收入以及动力电池制造厂商电池租赁收入。
(2)利益相关方。
①政府：提供政策、发放补贴。受益主要来自节能减排。
②用户(如公交公司)：购买电动汽车裸车;使用电网公司提供的电动汽车电池，支付电费。受益来自电动汽车全生命周期内用能成本的降低。
③电网公司：推广电动汽车的使用，租动力电池制造厂商的电池，保障电池的可靠充电，将电池提供给用户使用，收取电费。受益主要来自终端电能消费增加带来的经济效益。
④电动汽车制造厂商：生产电动汽车整车，销售并维修电动汽车。受益主要来自电动汽车销售和维修的收益。
⑤动力电池制造厂商：生产电动汽车动力电池并租给电网公司，进行电池更换、维护与监控。受益主要来自电池租赁获得的收益。动力电池制造厂商拥有电池的所有权。
(3)电池租赁模式。
根据利益相关方和盈利模式分析，设计电动汽车电池租赁模式为：①电动汽车制造厂商生产整车，将裸车销售给用户，动力电池制造厂商生产电池，将电池以租赁形式提供给电网公司，电网公司支付相应的租赁费用;②电网公司或第三方可租用电池，利用低谷电进行电池充电，并将电池提供给用户使用;③用户使用电池并支付电费，在电池电量用完后更换电池;④动力电池制造厂商负责电池的更换、维护与监控，电网公司支付相应的人工费用。
在此过程中，国家及地方政府给电动汽车制造厂商和动力电池制造厂商相关补贴，用于弥补整车、电池生产成本，提供运营补贴给公交公司等用户。
(4)电动汽车电池租赁的具体商业模式。
电池租赁是一种典型的产品服务型项目，可应用前述典型商业模式的设计思路，综合设计电池租赁的具体商业模式，详见图 8。
①由于目前动力电池占整车成本的 1/3 至1/2，且旧电池回收工序复杂、成本高。考虑到电池环境污染和治理问题的不确定性，为了避免政策风险和回收费用支付风险，在试点示范和市场培育阶段，可采用 BOT 模式，在动力电池的生产和回收环节满足较高的环保要求条件下，降低投资方风险。
②以电能替代服务平台为基础，采用 B2B 模式，促进电网公司、电动汽车制造厂商、动力电池制造厂商的深度交互，充分挖掘能源互联网综合效益，有效提高项目运作效率、降低运营成本。
③面向最终用户，以电能替代服务平台为基础，采用 B2C 模式，简化购车、电池租赁及更换维护、补贴等各环节，降低交易成本与售后服务成本，提供个性化服务。
5 结论
(1)电能替代产业价值体现在经济效益、环保效益、促进新能源消纳等方面，涉及政府、电网公司、综合能源服务商、金融机构等不同利益主体，合理的盈利模式和收入分配方式是商业模式设计的关键。
(2)电能替代技术应用在示范试点、市场推广、市场开拓阶段具有不同的市场特点，应采取恰当的引导措施和市场机制。
(3)EMC、BT、BOT、PPP、DBFO、B2B、B2C 典型商业模式可用于不同特点的电能替代项目。针对集中式、分布式、技术服务型和产品服务型等 4 种典型电能替代项目类型，由于项目资金需求量、用户规模特点等差异，推荐适用的商业模式各有不同。
(4)针对具体的电能替代技术应用领域及具体的电能替代项目，以推荐适用的商业模式为框架，应根据未来情景构建可能满足利益相关方诉求的多种方案予以优选。
参考文献：
国家发展改革委, 国家能源局, 财政部, 等. 关于推进电能替代的指导意见 (发改能源[2016] 1054 号[Z].2016.
[1]中华人民共和国国务院办公厅. 能源发展战略行动计划 (2014—2020 年)[R]. 北京: 国务院办公厅, 2014.
[2]MOUNTAIN D,CHENG H. A combined structural and flexible functional approach for modeling energy substitution[J]. Publications of the American Statistical Association, 1989, 84(405): 76–87.
[3]ZHAO X G, LIU P K. Substitution among energy sources: an empirical analysis on biomass energy for fossil fuel of China[J].
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, 18(2): 194–202.
[4]曹东莉, 袁越, 李志祥. 电能替代应用及效益评价[J]. 电网与清洁能源, 2011, 27(4): 30–34.
CAO Dongli, YUAN Yue, LI Zhixiang. Application and efficiency evaluation of alternative energy[J]. Power System and Clean Energy,2011, 27(4): 30–34.
[5]葛正翔, 孙薇, 梁芙翠. 优化能源消费 结构提高能源使用效率[J].
中国电力, 2008, 41(2): 1–4.
GE Zhengxiang, SUN Wei, LIANG Fucui. Optimizing the structure of final energy consumption and increasing energy efficiency[J].
Electric Power, 2008, 41(2): 1–4.
[6]PACHECO M, LAMBERTS R. Assessment of technical and economical viability for large-scale conversion of single family residential buildings into zero energy buildings in Brazil: climatic and cultural considerations[J]. Energy Policy, 2013, 63(6): 716–725.
[7]KIHM A, TROMMER S. The new car market for electric vehicles and the potential for fuel substitution[J]. Energy Policy, 2014, 73(5):147–157.
[8]吴奇珂, 程帆, 陈昕儒. “电能替代”战略中电动汽车的推广潜力及经济性分析[J]. 电气技术, 2016, 17(9): 88–92,97.
WU Qike, CHENG Fan, CHEN Xinru. Potential and economic analysis of electric vehicles in 'electric energy substitution'strategy[J]. Electrical Engineering, 2016, 17(9): 88–92,97.
[9]王峰, 周珏. 港口岸电电能替代技术与效益分析[J]. 电力需求侧管理, 2015, 17(3): 35–37.
WANG Feng, ZHOU Jue. Port power substitution technique and benefit analysis[J]. Power Demand Side Management, 2015, 17(3):35–37.
[10]裴海波, 李德智, 韩婉娇, 等. 面向新能源消纳的电能替代技术[J].电力需求侧管理, 2016, 18(6): 45–48,56.
PEI Haibo, LI Dezhi, HAN Wanjiao, et al. Electric power replacement technologies facing new energy accommodation[J].
Power Demand Side Management, 2016, 18(6): 45–48,56.
[11]王庆, 王峰, 马研. “清洁替代+电能替代”的绿色供电所建设[J]. 电力需求侧管理, 2016, 18(6): 36–39.
WANG Qing, WANG Feng, MA Yan. The green power supply office construction based on clean energy alternative and electrical power alternative[J]. Power Demand Side Management, 2016, 18(6): 36–39.
[12]张婧, 张建中. 电能替代的市场推广策略及实施[J]. 电力需求侧管理, 2015, 17(1): 41–44.
ZHANG Jing, ZHANG Jianzhong. Marketing strategies and implementation of electric power alternatives[J]. Power Demand Side Management, 2015, 17(1): 41–44.
[13]孙毅, 许鹏, 单葆国, 等. 售电侧改革背景下“互联网+”电能替代发展路线[J]. 电网技术, 2016, 40(12): 3648–3654.
SUN Yi, XU Peng, SHAN Baoguo, et al. Road map for 'Internet Plus'energy substitution in electricity retail market reform in China[J].Power System Technology, 2016, 40(12): 3648–3654.
