清华大学孙宏斌：科学透视能源互联网的“A B”面

2020年，我国能源互联网发展整整五周年。五年来，能源互联网经历了概念的兴起，政策的支持、示范项目的落地、民营企业的积极参与等高光时刻，也经历了理论基础的薄弱、配套政策不足、示范项目推进乏力现实挑战。在“十四五”能源规划正在起草之际，如何审视我国能源互联网发展的五年历程，如何重新定位能源互联网，考验着每一个行业决策者、从业者、参与者。

一年前，清华大学能源互联网创新研究院能量管理与调控研究中心主任，清华大学学术委员会委员，电机系学术委员会主席孙宏斌教授，集结各技术方向的30余位一线顶级专家编撰理论研究专著《能源互联网》。该书对能源互联网的基本概念、技术原理和应用场景等进行了系统阐述，详细介绍了能源互联网能量、信息、价值三个层面的多项关键技术，以及能源互联网最新指导政策和典型示范工程。

日前，该书正式出版发行，行业高度关注。关于能源互联网的各种讨论也逐渐现诸报端。在“十四五”能源规划起草之际，在我国能源体制改革逐步深入之时，广大能源企业意图借助能源互联网升级转型之交，我们应该如何审视能源互联网呢？

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日前，中电传媒数据研发中心与孙宏斌教授进行一场深度对话，我们将通过他的视角重新审视既熟悉又陌生的能源互联网。

出品：中电传媒数据研发中心

记者：张振兴

能源互联网是生态系统

记者：2015年7月国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》以来，我国能源互联网产业已经历了5年发展。各行各业对于能源互联网的认识似乎并不统一。能源行业认为是能源的互联网化升级转型、互联网行业则认为是互联网的能源化应用。您如何评价当前两种观点，您又如何界定能源互联网？

孙宏斌：能源互联网是能源系统和互联网深度融合的产物，具有明显的学科交叉特性，具有包容性，可以从不同角度进行阐述，这也是它的魅力所在。国内外的研究和实践趋势表明，能源互联网和互联网融合分为两个层面：

一是互联网思维对现有能源系统的改造，即“能源系统的类互联网化”，是指能量系统自身的变化，包括多能流开放互联、能量自由传输、开放对等接入，与通信、交通、工业、农业等其他行业的深度融合等。

二是互联网技术在能源系统的融入，即“互联网+”，互联网技术在能源系统中的应用，包括物联网、云计算、大数据、移动互联网、人工智能、区块链、5G等。但是，无论从哪个角度理解，“能源互联网”姓“能源”，研究和改造的对象是“能源”，互联网思维和技术是手段。

尤其重要的是，应该认识到能源互联网不单单是技术词汇，它是带着使命而来，是支撑我国能源革命的支点和颠覆性技术，是我国社会和经济崛起和发展的一个全新动能，一个巨大的动能。如果不从这个使命来看，所有的技术和商业形态的创新都会偏离初心。

能源互联网的愿景是构建绿色低碳、安全高效和开放共享的能源生态，其使命是突破这一生态形成的各式各样的壁垒，不但有技术壁垒，还有商业和市场壁垒，更有体制机制壁垒，从而促进能源系统更好的互联互通和开放共享，成为能源行业“大众创新、万众创业”的沃土。在需要突破的众多壁垒中，最难突破的是体制机制壁垒，唯有突破了体制机制壁垒，才能真正释放能源领域的先进生产力和创新力。这是一次先进生产力突破束缚它的生产关系的过程，因此是一次真正的革命。

记者：如今，电网企业信息化建设蓬勃发展，并成立自己的大数据中心，您讲的能源互联网和国家电网建设的智能电网是怎样的一个关系？

孙宏斌：我国发展能源互联网的首要任务是解决能源革命中的两大关键问题，一是改变我国以化石能源为主的能源结构，加快开发利用可再生能源，实现我国能源系统绿色低碳的目标；二是大幅度提高能源的综合利用效率，实现我国能源系统安全高效的目标。

能源互联网是对智能电网的发展和革新。在技术形态上，能源互联网比智能电网具有更多更开放的互联，是能源的开放生态和共享经济。主要解决以下两个层面的互联问题。

首先是物理能量互联，单一的电力系统转向关注供电、供热、供冷、供气、电气化交通等综合能源系统，关注能源与交通、通信、工业、商业和农业等众多行业的相互融合和现代化

其次是数据互联，互联网比传统电力专网更为开放，进一步实现能源资源的数字化和透明化，通过数据连接产消者，形成新的商业模式和新业态，促进大众创新创业，其社会影响力和公众兴趣度远高于智能电网。如果让我们只用一个标准来衡量能源互联网是否成功，那么这个金标准就是“能源互联网已成为能源行业大众创新、万众创业的沃土”。

在不同的电力能源公司及其不同的发展阶段，能源互联网具有不同的形态和实例。泛在电力物联网是能源互联网在国家电网公司的某一个发展阶段的实例，能源互联网的外延和范畴比泛在电力物联网大得多。国家电网公司和南方电网公司的能源互联网实例特别重要，在能源互联网中处于中心和枢纽的地位，这是由能源的绿色低碳转型和再电气化的大趋势决定的。

记者：在《能源互联网》理论框架中，电网是能源互联网的枢纽，热力网、燃气管网与电网如何实现能源、信息、价值的互联互通？互联网的本质是建立生态系统，各种类别能源供应商在这个系统中是怎样的关系？

孙宏斌：能量、信息、价值是能源互联网的三个层面。一是能量层：打破物理壁垒，利用互联网思维改造传统能源系统，构建电/热/冷/气/交通等综合能源系统，是物理基础；二是信息层：打破信息壁垒，将物联网、5G、大数据、云计算、人工智能和区块链等互联网技术应用到能源系统中，打造“互联网+”智慧能源，促进能源资源的数字化和开放协同。三是价值层：打破商业和市场壁垒，打造基于互联网的能源共享经济，创新商业模式和市场机制，促进能源互联网的共建共享共赢。

能源互联网是颠覆性技术，是来改变能源行业生态链的，是具有“破坏性”的巨大的创新力量，目标是促进整个能源行业的重大发展。它将打造一个新的扁平的以用户为中心的能源生态系统，其中会存在大型的能源互联网平台，但更多的是各种类别的能源供应商、综合能源服务商等新业态，他们都是推动能源变革、打破各种壁垒、创新商业模式和市场机制的重要力量，实现能源互联网的共建共享共赢。各种类别能源供应商和服务商在能源互联网生态中是共享共赢的关系。值得反复强调的是，建立共享共赢的能源生态的难点不在共享，而在于共赢，唯有共赢才可持续。而要共赢，就要有好的商业模式创新。就像信息互联网，一开始没有找到赚钱的商业模式，因此是烧钱的，不少互联网公司是探索者，成为了“先烈”，当找到好的商业模式后，才成就了今年大家耳熟能详的伟大的互联网企业。能源互联网应该也是这个规律，如果没有探索者，也不可能成就伟大的能源互联网企业。

商业模式才是生存之本

记者：对于能源互联网来讲，构建成功的商业模式才是其健康发展的关键。《能源互联网》对能源互联网商业模式进行了重点论述。在能源互联网生态系统中，能源企业都有哪些商业模式？对于电网企业来讲，和现在相比，其定位以及商业模式会有哪些不同？

孙宏斌：构建成功的商业模式确实是能源互联网的关键之一。比如目前大家在积极探索的虚拟电厂和需求侧响应，就是在电力市场支持下的较好的商业模式，能带来巨大的社会福祉，促进绿色低碳、安全高效的能源生态的形成。同时，在能源行业和其他行业的融合中，各类能源资源，包括：能量、数据、服务、设备和空间的共享协同上，也有巨大的想象空间和潜力，需要我们的企业家们有足够的创意和想象力。国家能源局首批能源互联网示范项目中，有个项目叫“特大城市（广州）能源互联网示范工程”，去年通过了国家能源局的验收，该项目提出并实现了“基于云边协同的大型城市能源互联网资源共享协同平台”、“通信基站备用储能云”、“集成高速充电桩和5G基站的智慧路灯”、“基于工业物联网的工业企业有序用能技术”、“打通信息孤岛的电动汽车有序充电技术”、“基于合同管理商业模式创新的四网合一”等，促进了电力行业与通信行业、交通行业和工业用户的融合和共赢，是较好的综合性探索和示范，该项目是广州供电局牵头，体现了电网公司作为大型国企的使命感。

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在我国能源革命长期战略指引下，国家电网公司作为共和国长子，具有最专业的技术队伍和处于中心地位的电网平台，肩负重大历史使命，快速转型，打造能源互联网的平台型和共享型企业，有望成为能源互联网发展的主导者。尤其在新冠疫情之后，正在努力成为我国经济振兴的主力军，为上下游企业创造良好的能源生态和营商环境，并带动相关的各个行业，主动让电力系统成为“大众创新、万众创业”的沃土，在我国伟大崛起的历史进程中再次书写浓墨重彩的一笔。

记者：能源互联网对于我国能源革命有着重要的意义，但是我国在推进能源互联网示范项目建设过程中，也遇到了诸多挑战。

记者：互联网的接入是开放的、分布式的，这意味着互联网具有无限的延展性、无边界。当前我们的电网、燃气、热力网都是集中式的，更多的是局域网，并且企业、用户的接入也面临多重因素影响。本质上只能说是能源网，远还未达到互联的程度。对此您怎么看，有什么建议？

孙宏斌：新事物的发展总是要逐步进行的，量变引起质变。当年的信息互联网的形成，也是从局域网发展到互联网，经历了较长的时间。而能源系统是重资产，不像信息互联网属于轻资产，因此，能源互联网的建成需要更长的时间，需要由小的局域网，逐步发展为广域网，需要不断突破技术、商业、市场、体制机制等各种壁垒。

其实电力系统已经是大范围互联一体的，只是其中有形和无形的壁垒众多。比如：大用户中的局部电网与大电网互联一体，但可能分属不同行业和主体，这些都阻碍了能源开放共享生态的形成。因此，我们需要用数字革命带动能源革命，通过数据把生产者和消费者连接在一起。一旦供需对接，创意创新无限。

近几年，我们已经看到了许多的发展。在技术上，国内外的研究进展很快，2015年召开了能源互联网香山科学会议，2017年召开了首届IEEE能源互联网与能源系统集成（IEEE EI2）会议，2018年成立了IEEE PES能源互联网技术委员会和中国电机工程学会能源互联网专委会。在商业上，近几年，国内涌现了大批售电公司和综合能源服务公司，跟能源互联网相关的新公司如雨后春笋般的快速增长，电网公司也和电信公司、汽车公司、互联网公司等进行了跨界合作。从面向工商业园区的能源局域网，到面向城市的能源广域网，进行了各种示范项目的探索。在体制机制上，电力市场改革等在多个试点省份快速推进。能源互联网也成为国家电网、南方电网和几大发电集团公司的发展战略。最近我国首部《能源法》公开征求意见，对能源互联网的发展也有重要的促进作用，前景总体上是乐观的。

能源互联网的发展，除了需要顶层设计，也需要鼓励底层的探索和试验，尤其是在商业模式、示范工程建设等方面，在此基础上总结经验并为体制机制变革提供现实依据，并积极推广成功经验。

对企业界的建议是，千万不要等到商业模式已经成熟了才介入能源互联网领域，而应该在该领域发展的上升沿的前部进入，否则将来就没你什么事了。对学术界的建议是，需要拥抱新生的学科交叉领域，能源互联网具有显著的学科交叉特性，研究空白点多，从0到1的原创机会多。对政府的建议是，在一些试验田（比如山西能源革命示范省），先行先试，并尽快出台可操作性强的支持政策，尽快突破体制机制的壁垒，释放巨大的先进能源生产力和创新力。

记者：2019年，国家能源局开展首批55个“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目验收工作，结果显示，55个首批能源互联网项目中，有37个面临延期，4个取消，只有14个项目通过了验收。在您看来，我国能源互联网示范项目推进难点在哪里？为什么出现这种情况？

孙宏斌：这种情况的出现我一点都不感到惊讶。示范项目推进有技术层面的重大难题，但更多的有商业模式和体制机制层面的难点，突破这些众多壁垒决不是一朝一夕的事情，这个也进一步说明了能源互联网的发展难度大，需要突破的壁垒多，特别是体制机制壁垒的突破难度最大。这些示范项目的情况，从一个侧面说明了，目前能源互联网的发展尚处于初级阶段。

在国家能源局开展首批55个“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目中，有成功度相对较高的项目，比如前述的广州特大城市能源互联网示范工程，也有不尽如人意的项目。现在应该是总结经验和吸取教训的阶段，咱们不急于求成，这些经验和教训都非常宝贵。

我相信能源互联网的成功，需要几代人的努力。而进一步，能源绿色革命的基本完成，需要上百年甚至更长时间的全球性努力。

记者：日前，我国能源“十四五”规划也在起草过程中，对于能源互联网未来发展，您有哪些建议？

孙宏斌：对于科技界而言，当前一个奇怪的现象是，虽然科技界对能源互联网的研究热度很高，但是并未正面拥抱这个新生的学科交叉领域，有点“犹抱琵琶半遮面”之感，迄今为止尚无一个专项是正式命名为“能源互联网”的，其实这个在很大程度上阻碍了重大创新，使得理论和技术创新滞后于重大工程的实施，这也在很大程度上影响了我国55个首批国家级能源互联网示范项目的落地实施，虽然导致这一结果的原因众多，但从一个侧面说明了我国电力能源学科需要更大的创新勇气。

对于行业而言，在能源安全和环境污染的倒逼下，我国对于能源互联网的需求强劲，同时我国的“互联网+”共享经济的理念和技术处于世界引领地位，如果再有好的可操作的体制机制创新，我国能源互联网行业将迎来井喷式发展，并很快抢占全球能源互联网生态链的上游，对我国社会和经济发展具有重大意义。

为此，建议在我国“十四五”的科技规划中，将“能源互联网”正式规范地确立为领域专项予以支持；同时在国家能源“十四五”规划中，将“能源互联网”作为疫情后拉动内需的国家社会和经济发展的重大计划来实施。我坚信，能源互联网的发展必将迎来春天，焕发勃勃生机，真正成为我国伟大崛起历史进程的一个巨大的新动能。

（孙宏斌，教授，清华大学能源互联网创新研究院能量管理与调控研究中心主任，清华大学学术委员会委员，电机系学术委员会主席。国家级教学名师，IEEE Fellow，IET Fellow，教育部长江学者，国家杰青，万人计划科技创新领军人才。兼任世界工程组织联合会(WFEO)能源委员会副主席，中国电机工程学会能源互联网专委会第一副主任，IEEE能源互联网与能源系统集成会议创会主席，能源互联网香山科学会议发起人与执行主席。研究领域为智能电网与能源互联网。）

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