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能源互联网将带来颠覆性变革
2018年3期 发行日期:2018-01-31
作者:■ 董鹏 杨光 张丽娜

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■ 董鹏  杨光  张丽娜

能源互联网大发展

  当前,在全球新一轮科技革命和产业变革中,互联网、先进信息技术与能源产业的深度融合,正在让能源行业的变革不断前进。2017年2月,全球能源互联网发展合作组织发布了《全球能源互联网发展战略白皮书》,提出分国内互联、洲内互联和洲际互联三个阶段构建全球能源互联网的路线图。从现在起到本世纪中期是构建全球能源互联网的关键时期,到2020年为国内互联阶段,重点加快各国清洁能源开发和国内电网互联建设;到2030年为洲内互联阶段,重点推动洲内大型清洁能源基地开发和电网跨国互联;到2050年为洲际互联阶段,将重点开发“一极一道”(北极、赤道)能源基地和推动电网跨洲互联,基本建成全球能源互联网。欧盟、美国和中国相继提出到2050年实现可再生能源在能源供给中占100%、80%和60%~70%的目标。我国能源互联网将分2个阶段渐次推进,先期开展试点示范的模式,后续进行推广应用。
  随着能源消费者用能习惯的转变和区域性、分布式可再生能源解决方案的成熟,传统的大跨度集中供能方式将受到分布式能源就地产销的冲击。预计到2030年,中国新能源企业的增长能力和市场份额都将超过传统能源企业,而能源服务科技企业、新能源企业和跨界企业,也将凭借能源互联网领域带来的新增长点迅速崛起,甚至赶超传统油气企业。
  目前,我国能源互联网项目发展势头越来越猛。2017年11月,南方电网综合能源服务商转型和产业发展现场研讨会在广州召开,南方电网的综合能源服务业务开始提速。2018年该电网将能源互联网的核心业务之一,即综合能源服务作为企业的重点发展方向。此外,国家电投、京能集团、延长石油等国有企业与民营企业的能源互联网试点正热火朝天地展开,这使得能源互联网发展的企业支持力度得到了全方位的显著增强。而据国家能源局估计,能源互联网试点示范的实施将带动超过400亿元的投资,这一庞大的市场正引得各大企业摩拳擦掌,跃跃欲试。


能源行业面临的挑战


  当前,我国能源发展也面临诸多挑战。我国能源互联网发展面临的主要问题如下:
  一是能源粗放开发,尚未能较好地利用起来。更重要的是,现在对大数据的分析利用虽存在于能源行业,但其数据利用程度却远远不足,对能源行业缺乏充分完整的认识。
  二是能源行业所有制结构单一,主要以国有经济为主。产业集中度过高,抑制了竞争,造成价格机制失灵和供求关系失衡。因此能源流通目前主要靠国营贸易和特许经营的渠道。可再生能源的开发和利用又面临成本、技术、市场机制等因素的制约,弃风弃光弃水的现象明显,发展遭遇瓶颈。在能量流方面,能量的储存、高效运输技术也远远达不到可以在较大范围内普及能源互联网的要求。
  三是有关部门行政干预较多,价格杠杆失灵。当前能源互联网没有得到充分发展的主要原因,是制度安排上尚不具备辅助发展的条件。有关部门对能源企业的管理仍是以指标控制、行政审批为主。我国现有的能源制度使得能源和互联网的衔接存在问题,当前的能源系统由按不同类型能源划分、相对独立的多个行业组成。
  四是信息保密性面临挑战,存在安全问题隐患。对于能源数据的保密性而言,数字经济其实也是信任经济,如果无法建立起信任机制,则未来数据发挥的作用将大打折扣。互联网的优势是信息共享和快捷方便的操控与传输,该优势也会使病毒木马的破坏性无限扩大,造成信息安全方面的隐患。鉴于全球能源互联网涵盖范围、所需资金,以及涉及信息的广阔性、庞大性及多样性,一旦遭遇安全问题,损失是不可估量的,病毒的多变性、传播迅速性和破坏性更增加了管理、预防上的难度,这是目前全球能源互联网安全建设的明显困难之一。


全方位推动能源革命


  如何让能源互联网找到一条突围之路?关键是要降低准入门槛,允许多种所有制的市场主体从事能源供给、流通业务。对能源领域中的网络型垄断行业,实行“网运分开”、放开竞争性业务的改革,形成能源供给和能源消费之间多买多卖的市场格局。具体来说如下:
  第一,突破技术瓶颈,以技术推动产业。一方面,这将推动能源技术体系本身的变革,催生跨领域的能源系统规划、控制、运行和安全等技术。另一方面,能源互联网的构建将促进能源产业链各个环节的技术开发,也将推动能源技术与信息通信技术体系融合,进而推动能源行业基础技术的创新发展,推动广域电力网络互联技术、多能源融合与储能技术、能源路由器技术、用户侧自动响应技术等的创新和应用,从而推动和支撑能源技术革命。
  第二,变革组织方式,实现多源协同。多源互补、综合管理,产生多源的协同效益,实现各种形式的能源从生产到消费的高效性和便捷性转换,能源互联网带来的“横向突破”和“纵向突破”将打破现有各种形式能源的“条条框框”,实现能源在固有组织方式上的突破。彻底打破能源交易流通的行政垄断和行业垄断的体制,放开能源供销价格,取消对能源价格与产量的计划管理,让能源市场在此充分发育。只有市场化改革到位,能源才能利用价格机制灵活地调节供给和需求,降低用能成本,尤其是用电、用油、用气成本;减少能源粗放利用,从根本上解决弃风弃光弃水问题。能源互联网不仅是复杂的物理系统,而且是复杂的经济系统,市场机制建设是能源行业高效发展的关键。市场机制变革要求政策法规、监管体系等能源体制做出相应的变革,有效化解能源市场发展中的各种风险,推动能源市场健康发展。构建开放、公平、高效的市场机制,将为能源互联网实现“平等开放、广泛互联”提供基本保障,新技术、新理念也将推动能源互联网向这一目标发展。
  第三,革新能源生产。一方面,通过互联互通,能源互联网可以增强能源生产、传输、存储、分配等各个环节的灵活性,推动可再生能源开发设备和移动能量存储设备的规模化、经济化应用,有效改善能源生产和供应模式,提高可再生能源比重。另一方面,能源生产和供应将从原先的单一模式转向多元模式,除了产品种类和业务结构更加丰富,还将形成新的市场主体,它们将从事数据分析、平台服务、风险评估、后勤保障等创新业务。
  第四,推动能源消费方式转变。能源互联网通过市场价格与供需信息的实时互动,实现供给与需求实时化、智能化匹配,最大限度地提高市场效率、降低无谓损失,并有效改善消费者的用能行为和消费方式。供给需求双侧互动,互相促进:一方面,能源互联网中的市场主体更加多元、产品种类更加丰富,消费者的选择更加广泛,显著提高了能源服务水平;消费者也能通过各种智能化终端设备和信息技术获得更加丰富的信息,根据市场价格自主选择使用哪一种能源。另一方面,智能化用能辅助工具的广泛使用,能全面、实时监测系统内能源的供给和消耗情况,并据此做出及时反馈和调整,从而提高能源利用效率,优化系统运行状态。
  第五,积极通过产业联盟等方式建立健全标准体系。目前,我国能源互联网的发展主要集中在用户侧,特别是在试点阶段,重点是探索区域级的方案和模式。确保多利益主体参与、多重设备互联、多类能源互补运行的前提是建立规范、互操作的技术标准体系。由于配用电侧的发展一直是我国电网发展的薄弱环节,设备设施水平参差不齐,许多标准不通用不兼容。因此,积极推动形成政府主导、各方参与、合作共赢的产业联盟,建立健全标准体系,将为市场化、规模化发展奠定坚实基础,从而占据发展的主动地位。


发展机遇与建议


  能源互联网发展具备了良好基础,发展契机已然到来。在很大程度上,能源互联网发展进程取决于清洁发电和用电技术、特高压和智能电网技术、先进储能技术、电网控制技术、大数据技术、综合能源服务等各项的研发水平及合力驱策作用。整体发展趋势和建议主要如下:
  首先,技术层面,鼓励引入互联网思维解决能源系统的现有问题。从能源需求侧来看,消费者用能水平持续提升、诉求不断升级。我国能源互联网发展的重要驱动力在于信息革命在能源领域的价值释放,运用“比特管理瓦特”的创新理念,实现比特与瓦特的深度融合是大势所趋。加快在信息物理融合、电力大数据与云平台、用户行为分析、分布式能量管理、能源区块链等技术领域实现突破,率先将技术转化为商业化应用模式,使之成为把握市场先机的关键。区域能源站、车联网、能源管理云平台、智能园区、城市能源互联网、智慧城市等领域都是能源互联网可以大显身手、“百家争鸣”的舞台。
  其次,政策层面,鼓励能源互联网与其他产业相统筹的顶层设计。能源互联网是系统工程,需要自上而下的设计和自下而上的实施,需要以分布式能源、智能微网、需求侧管理、需求响应为切入点,做好规划及顶层设计。未来能源互联后形成的开放网络,将有海量的能源数据、更多元的责任主体、更丰富的商业模式,大量的企业会在试点示范时期进行创新模式的尝试和优化。因此,各个级别包括园区、城市乃至全国、全球能源互联网的发展均要与其他产业如大数据、交通等产业规划统筹考虑、协同支撑。
  再次,商业层面,鼓励各类业态模式在能源互联网领域大胆创新。随着分布式能源生产企业数量的迅速增长及储能技术的不断发展,成千上万个分布式能源生产与储能企业接入主干电网,从而完成从传统的单项电能供应商向双向电能供应商的转型。当前我国能源互联网创新条件已经形成,创新经济不断兴起、悄然壮大。在能源领域,新能源企业、电动车企业等正蓬勃发展,新兴商业模式层出不穷。要鼓励企业大胆创新,尤其是针对用户侧能源诉求,要在能源套餐、能源供给和能源服务等方面打造基于消费者的能源供应新模式。另外,我国能源资源禀赋特殊,与许多国家有互补性。为了满足经济社会发展需求,应切实把握“一带一路”建设带来的良机,全方位加强能源国际合作。
  最后,能源及高科技企业之间将加速整合。从技术储备层面看,页岩气、深海油气资源开发,电动汽车、智能电网等关键技术不断突破,储能产业井喷在即,都为能源互联网的发展提供了技术支撑。作为建设能源互联网的根本动力,实现从微观技术到宏观产业全新升级,首先应该优先推动配套技术创新,进一步通过技术革命切实改善电网升级发展,然后提高能源领域和服务领域的有机融合,最后在技术更加成熟的基础上,实现全球能源共享。未来能源企业可能呈现出能源企业与高科技企业之间的相互转变的状态,加速相关企业的整合。如光伏行业与互联网的结合,对可再生能源业而言就有一个加速整合的作用。

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