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国网能源研究院石书德:能源互联网建设亟待突破的难点和关键点

北极星分布式能源网 来源:能源研究俱乐部  作者:石书德  2019/6/20 11:50:33 我要投稿

北极星分布式能源网讯:能源互联网建设亟待突破的难点和关键点

石书德

(国网能源研究院管理所副所长)

(来源:微信公众号“能源研究俱乐部” ID:nyqbyj)

随着能源革命和数字革命的不断深化,能源系统发展呈现出信息化水平显著提升、清洁能源开发集中式与分布式协同、横向不同能源品种间互联互通与互补协同、纵向“源—网—荷—储”协调性显著提升等趋势,能源系统的网络形态日趋明显,能源互联网初具雏形。能源互联网是能源基础设施和先进的ICT(信息通信)技术、互联网技术融合形成的新型生态化能源系统,也是互联网思维和理念与能源生产、传输、存储、交易和消费深度融合的智慧能源系统。

一、能源互联网特点及发展现状

与传统能源电力系统相比,能源互联网具有高度的互联协同化、高度的智能互动化、高度的开放共享化等特征。在互联协同化上,通过多能融合、协同调度,实现电、热、冷、气、油、煤等多能源的协同互补,实现能源网、信息网、交通网等网络之间的协同融合。在智能互动化上,广泛使用云计算、大数据、人工智能等先进技术,实现对能源生产、传输、存储、交易、消费各环节设备、客户数据全面感知、超级计算和智能应用,实现全部能源参与主体多边互联互动,促进供需对接、要素重组,以及能源供需的实时匹配和智能响应。在开放共享化上,对各种设备与系统开放接入,各种参与者和终端用户开放参与,各类主体既是创造价值者,又是价值分享者,形成多方参与、共商共治、合作共赢的格局。

我国能源互联网近年来发展迅速。2017年,国家能源局确定了首批“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目共55个,开启了能源互联网的先期试点示范。以电网企业为代表的能源央企,确定了转型能源互联网企业或综合能源服务商的战略目标,部署了能源互联网技术研究任务、示范工程和新兴业务。新能源企业、设备制造商、互联网公司、信息通信企业等市场主体,积极推进能源互联网相关的研发和业务布局。相关行业协会成立能源互联网的专委会,一批能源互联网相关的创新联盟也相继成立。相关大学、科研机构加强能源互联网的技术研发,一批能源互联网相关的科研机构和智库也相继成立。在上述各类主体的参与建设下,我国初步形成了一个能源互联网发展生态,共同推动能源互联网技术和产业演进。但是,我们也必须认识到,能源互联网还处于探索发展阶段,相关的技术、模式及业务还不成熟,相关项目的投资建设主要还停留在示范工程阶段。

二、能源互联网建设中存在的难点和壁垒

能源互联网作为新兴的技术和产业形态,将极大地冲击传统能源行业,在其建设过程中存在较多的障碍和挑战,需要长期的摸索和大量的投资,是一项复杂艰巨的系统工程。我国能源互联网探索已经取得了长足进展,但必须认识到,还存在较多的难点和壁垒亟待突破,主要来自理念、技术、商业和市场等方面。

首先是理念思维转变困难。长期以来,能源行业强调生产导向,有着“重发轻供不管用”的传统,建立的是“安全、稳定、可靠”的管理理念,对用户的关注是很不够的。但是,能源互联网更加注重开放、服务、平台、生态,要求从能源生产转向能源服务,即以客户和服务为核心,要求从过去“尊重设备”转向“尊重员工”“尊重客户”,要从toB的思维转向to C的思维,这是文化上的深层次转变,是脱胎换骨的变化,其挑战是非常大的。但是,如果能源企业没有在理念思维上真正转变,能源互联网建设将需要更长的时间,走更多的弯路,消耗更多的资本。

其次是技术上还存在瓶颈。能源互联网建设是各类先进技术的集成整合,有一系列关键技术需要攻关突破。目前,能源互联网行业通信协议标准还依然缺乏,不同能源之间数据互联互通存在障碍,电能的存储与多类型能源转化技术还是一个难点,多能源供需协调优化技术及经济性还需要提升,能源路由器技术还没有突破,大量分布式能源广泛接入后的高效管理还是个难题,大数据、云计算和人工智能等技术在能源系统的应用还在起步阶段。

第三是商业模式还需探索。能源互联网建设不仅是要解决在技术上的难题,更大的挑战是商业模式的创新。好的商业模式是设计不出来的,而是在市场竞争中不断迭代优化出来的,其关键点在于要把准客户的需求,将技术与场景有效结合,把需求变成商业上可行,这个过程也恰恰是能源互联网建设的难点。虽然市场上有不少探索实践,比如新能源大数据、光伏云网、储能云、智慧车联网等,但还处在示范摸索中,没有找到好的盈利模式。市场上还没有真正产生激发投资建设能源互联网热潮的引爆点,多数市场主体在试探性地验证投入,或者将传统业务重新包装再推广。

第四是市场建设相对滞后。传统能源中电力、热力、油气等主要领域规划、运行、管理保持独立,导致信息不共享、沟通协调困难等问题,需要在政策上搭建促进多能源开放融合的市场体系,打破专业之间的分离,支持发展综合能源系统。同时,能源互联网发展需要公平、透明和开放的市场环境,需要市场化的价格机制,促进充分的市场化交易,才能有效支持商业模式的创新,但目前市场环境和机制还在建设过程中。

能源互联网未来发展,有赖于以上四个方面的突破和协同。要以理念思维转变为先导,能源企业要真正践行以客户为中心,强化用户思维、生态思维和迭代思维,更多关注客户和市场需求是什么,坚持将客户价值作为创新起点,依靠生态合作提供整体解决方案。要以技术研发和商业模式创新为“两翼”,两者有机结合起来推进能源互联网建设,必须统筹兼顾技术可行性、工程可行性、经济可行性、政策可行性以及企业自身能力可行性。要以加快推进市场建设为支持,站在未来智慧能源系统的高度,搭建能源互联网市场体系,优化市场环境,健全市场化交易机制,为能源互联网厚植创新沃土。

三、能源互联网与“三型两网”战略间的内在联系

国家电网公司在今年年初提出了构建“三型两网、世界一流”能源互联网企业的新战略目标,给出了能源互联网建设中电网企业的解决方案,以及在能源互联网产业发展中电网企业的目标方向。其中,“三型”即枢纽型、平台型、共享型,是企业特征;“两网”即坚强智能电网和泛在电力物联网,是物质基础。

“三型”企业与能源互联网的关系要从两个方面综合理解:一是从技术角度,“三型”企业是以能源互联网技术为支撑,没有能源互联网建设作为基础,“三型”企业难以建成;二是从产业角度,“三型”企业是在能源互联网产业发展中,电网企业应该展现的企业特征。电网作为能源汇集传输和转换利用中的枢纽基础设施,要在能源转型中充分发挥枢纽作用,在能源互联网产业中占据枢纽位置,这是由电网属性决定的。相比之下,平台型和共享型是电网企业未来要着力提升的重点,当前还比较欠缺。其中,平台型要以能源互联网为支撑,搭建能源数据平台和服务业务平台,发展平台经济,培育新业务、新业态、新模式,充分发挥电网企业在促进能源互联网产业发展的平台功能价值。共享型则是要通过建设和运营好能源互联网,带动产业链上下游共同发展,打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,与全社会共享发展成果。

“两网”建设是电网企业对能源互联网建设提出的一种解决方案,勾勒出了当前能源互联网建设的着力点。坚强智能电网是能源互联网的骨架,经过十多年的建设,已经有非常好的基础,未来在坚持大电网发展的同时,重点提升配电网领域的自动化、信息化和智能化水平,满足各类供用电主体和设备便捷接入的需要,增强配电网运行灵活性、自愈性和互动性。泛在电力物联网是能源互联网的神经系统,是电网企业当前推进能源互联网建设的关键点,核心是要突破数字化壁垒,尤其是配用电环节的数字化壁垒,推动能源生产与消费各环节的人、机、物在线连接,实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活,与坚强智能电网融合,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

四、泛在电力物联网下的综合能源服务模式

综合能源服务为泛在电力物联网建设的重要应用领域,也是能源电力企业的重要发展方向。推动建设泛在电力物联网、开展综合能源服务,将吸引更多市场主体参与到能源互联网的建设之中。构建综合能源系统、发展综合能源服务,提高城市能源利用效率,也是推进城市能源变革的重要举措。

综合能源服务的特点是,必须以客户需求为导向,把握客户用能特点和需求,以提供定制化、个性化的解决方案。同时,综合能源服务的开展涉及客户业务模式、技术特征和特定需求,需要的知识和能力较多,需要依靠生态圈,协同合作提供解决方案。也就是客户不同,综合能源服务的内容就会有差异,合作伙伴之间的价值关系也会不同,很难有可以简单复制推广的商业模式。所以,我们探讨综合能源服务商业模式,主要针对的是综合能源服务业务层面。

在综合能源服务业务上,相对成熟的主要有能效服务、多能联供、分布式发电、微电网等。能效服务主要通过合同能源管理、建立能源信息平台等方式,为客户提供节能改造、用能监控与分析、能效管理等服务方案。多能联供是提供集多种能源形式于一体的供应服务,主要包括基于天然气的冷、热、电供应和基于电能的冷、热供应等。分布式发电是以光伏、风电、生物质等分布式新能源业务为切入点开展综合能源服务,屋顶资源丰富、电量消纳能力强的重点行业以及“光伏+储能+充电站”等优质资源项目是发展重点。微电网是为客户提供个性化的微电网设计、建设和管理服务,通过微电网管理平台,统一管理能源流、信息流和价值流,满足区域内用户能源需求。

当然,还有一些前瞻性的综合能源服务业务,如储能服务、数据增值服务、能源区块链服务等,具有广阔的市场前景,但目前尚未形成成熟的盈利模式。同时,还有不少城市在探索建设智慧能源小镇,发展智慧能源工厂、智慧能源建筑、智慧园区能源物联网,以及构建城市智慧能源大脑等,提出了不少新的城市能源管理概念,这些概念的具体业务都是综合能源服务,但这些实践也都处在探索理念、验证技术、工程示范的阶段,没有达到成熟可推广的程度。

在未来综合能源服务业务探索中,数据驱动的平台服务模式是发展的趋势和竞争的高地。这类模式不是去提供综合能源服务,而是为综合能源服务供需双方提供平台,让供需之间有效互动。它是通过“平台+生态”的发展思路,整合产业链上下游的供应商和运维服务商等,以及金融保险、广告增值等跨界配套服务商,提供交易撮合、能效评估与咨询、能源金融、广告服务等服务。但是,综合能源服务平台模式实现起来难度也非常大,其难点在于如何产生综合能源服务的网络效应,需要通过建立合适的平台推进实施策略、引流激励机制和生态构建策略来解决。


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