引言
改革開放四十年來,中國能源發(fā)展取得了舉世矚目的成就,能源生產(chǎn)和消費總量躍升世界首位,能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化,節(jié)能降耗成效顯著,能源安全保障能力實現(xiàn)跨越式發(fā)展。立足未來生態(tài)文明建設新高度,能源發(fā)展進入新的轉(zhuǎn)型期,亟待解決不同范圍、不同程度存在的高污染、高排放、高能耗、體驗不佳等問題,以建立現(xiàn)代能源經(jīng)濟體系,實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
本輪能源轉(zhuǎn)型相對于薪柴–煤炭–油氣的進化規(guī)律而言,出現(xiàn)了廣泛使用分散、低能量密度、高波動新能源的新特點,也面臨市場化改革深入推進和互聯(lián)網(wǎng)技術廣泛應用等新機遇,具有高度復雜性、高度不確定性,各類新理念、新技術開始涌現(xiàn)[1-5]。能源互聯(lián)網(wǎng)作為其中最具有包容性和時代技術特征的解決方案,受到政產(chǎn)學研金等社會各方廣泛關注[6-8]。在中國能源轉(zhuǎn)型的關鍵期,準確把握能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向成為構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系,落實建設生態(tài)文明千年大計,重塑能源行業(yè)未來發(fā)展形態(tài)的關鍵。
目前,對能源互聯(lián)網(wǎng)的研究與實踐呈快速擴張狀態(tài)[9-12]。本文在已有研究基礎上,結(jié)合對能源轉(zhuǎn)型路徑、與互聯(lián)網(wǎng)的關系、架構(gòu)與運行機理等分析,研判能源互聯(lián)網(wǎng)基本特征;進一步提出具有更大包容性的廣義能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念,并從互聯(lián)互通、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)等方面,探討影響能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頭部格局的關鍵因素。
1 能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路徑依賴特征
能源互聯(lián)網(wǎng)建立在未來的能源系統(tǒng)之上,研判中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景,需要放到中國能源生產(chǎn)與消費革命大背景下。在能源發(fā)展戰(zhàn)略目標和現(xiàn)實條件約束下[13],不同能源轉(zhuǎn)型路徑意味著各類能源品種的不同位置和作用,不同的節(jié)能降耗強度,不同的能源結(jié)構(gòu)和資源配置模式,從而形成不同的安全、經(jīng)濟、環(huán)境水平。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向、建設路徑、開發(fā)模式與中長期能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略密切相關,具有強路徑依賴特征。
一是基于不同轉(zhuǎn)型路徑的比較可知,突出電氣化將是中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要特征。文獻[14]立足于經(jīng)濟高質(zhì)量增長新趨勢和能源變革發(fā)展新格局,以提高能效水平和天然氣消費比重為基礎,以電氣化和清潔能源發(fā)展為重點構(gòu)建未來發(fā)展情景,研究設置了各類轉(zhuǎn)型措施實施力度相對平衡的常規(guī)轉(zhuǎn)型情景和電氣化水平更快提升的電氣化加速情景。分析表明,相對常規(guī)轉(zhuǎn)型,電氣化加速路徑有終端能源需求總量更少、能效水平提升更快、碳減排力度更大等優(yōu)勢。到2050年中國人均電力消費將達到8 800~10 300 kW˙h。
二是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)不能走促進用戶提高能源使用強度的道路,綜合能源服務業(yè)務開拓重點在于提高終端能源利用效率。文獻[14]測算表明,2040年以后人均能源需求穩(wěn)定在4.0~4.2 t標準煤,低于OECD國家目前平均水平,表明中國可以以更低的人均能源消費水平支撐經(jīng)濟長期增長。而到2050年能源消費強度將降至2015年的1/4,意味著巨大的提高能效市場空間。未來,工業(yè)部門、建筑部門(建筑部門分為城市住宅、農(nóng)村住宅和公共建筑三大類,包括統(tǒng)計口徑中的第三產(chǎn)業(yè)(不含交通運輸)和居民用能)、交通部門的終端用能占比從目前的63.5%、21.7%、13.5%演變成41.4%、30.0%、26.7%格局[14],綜合能源服務業(yè)務創(chuàng)新重點應隨著能源需求增長動力的轉(zhuǎn)變而逐步轉(zhuǎn)移。
三是解決高污染高排放等問題將成為能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務模式衍生的重點。能源系統(tǒng)產(chǎn)生的碳排放占排放總量的50%,而且空氣污染物中85%的顆粒物、幾乎所有的硫氧化物和氮氧化物也是由能源系統(tǒng)產(chǎn)生的。其中,碳排放量未來會進一步向電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)移,2025年前后電力部門碳排放達42億t峰值,排放指標成為促進產(chǎn)業(yè)升級的關鍵動力,通過用能方式轉(zhuǎn)變實現(xiàn)減排的需求日益增多。
四是有效支撐大規(guī)模發(fā)展的新能源的高效利用將成為能源互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的重要動力。電氣化加速情景下,到2030年陸上風電與光伏將達13.7億kW[14],為解決相應的電力電量平衡與調(diào)峰等問題,需要煤電等各類電源協(xié)同發(fā)展,大力推進需求側(cè)資源、儲能等重要靈活性資源發(fā)展。源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)運行作為多約束下實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型多目標的重要手段,也將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的典型運行特征。
五是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)需要著力于解決能源轉(zhuǎn)型實施中面臨的難題。能源消費總量雖然較快進入平臺期,但仍有大幅增加,考慮到能源利用空間的聚集性,在土地資源、水資源、環(huán)保容量有限等約束下,能源基礎設施布局等面臨較大挑戰(zhàn),綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設計需要更多創(chuàng)新突破。
此外,應客觀認識能源互聯(lián)網(wǎng)走電氣化加速路徑在發(fā)展速度、發(fā)展重點上的不確定性,需跟隨新能源、儲能等各類要素技術經(jīng)濟特性演化情況做出調(diào)整。
2 能源互聯(lián)網(wǎng)功能特征
能源互聯(lián)網(wǎng)概念的提出雖然源于互聯(lián)網(wǎng)的時代背景,但不能完全按照里夫金的“互聯(lián)網(wǎng)+”改造能源系統(tǒng)的理念來認識[15]。在充分吸收互聯(lián)網(wǎng)技術、共享經(jīng)濟思維基礎上,有必要在更高層面按照與“互聯(lián)網(wǎng)+”相似的“能源+”或“能源互聯(lián)網(wǎng)+”高度去認識能源在未來經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展中的位置,從而以更積極的態(tài)度、更開放的理念認識能源互聯(lián)網(wǎng)。這將有助于打開能源領域新動能、新模式、新業(yè)態(tài)創(chuàng)新的瓶頸,也有利于進一步找準能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的切入點。
2.1 以“能源+”功能定位能源互聯(lián)網(wǎng)
未來的能源互聯(lián)網(wǎng)將具有與互聯(lián)網(wǎng)相似的網(wǎng)絡特征和技術特點,采用相近的運行方式,表現(xiàn)出相仿的市場特性和組織模式。一是能源互聯(lián)網(wǎng)具有泛在、多層次結(jié)構(gòu),不同能源子網(wǎng)間多重耦合,與由主干網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)具有相似的廣泛互聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。二是能源互聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)都采用標準的接口與協(xié)議,支持海量主體即插即用。三是都通過“路由器”組網(wǎng),實現(xiàn)能量/信息流雙向快速變化。能源路由器通過能源轉(zhuǎn)換、分配技術控制能量傳輸路徑,通過內(nèi)部儲能裝置調(diào)整能量盈缺、實現(xiàn)能量雙向快速變化[16]。四是都注重能源/信息的雙向流動,激發(fā)主體互動。五是能源互聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)類似,通過打破傳統(tǒng)能源系統(tǒng)內(nèi)部的信息壁壘,促進價值發(fā)現(xiàn)和高度市場化。六是都接觸廣泛用戶,是廣泛創(chuàng)新、高速發(fā)展的系統(tǒng)。
以更長時間尺度、能源大歷史觀來看,能量作為與信息同等重要的要素,有望像“互聯(lián)網(wǎng)+”破除各行各業(yè)的信息壁壘一樣,以“能源+”的形態(tài)改進各類高污染、高排放、高能耗的生產(chǎn)生活方式,推動全社會綠色可持續(xù)發(fā)展??v覽人類上千年的用能歷史,能源始終是工業(yè)革命的先導。能源產(chǎn)業(yè)每一次躍遷都會帶來人類生產(chǎn)生活的巨變。事實上,相對于當代的“互聯(lián)網(wǎng)+”,“能源+”在人類歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過多輪。
綜上,“能源+”是充分發(fā)揮能量生產(chǎn)要素在經(jīng)濟社會發(fā)展中的基礎性、約束性(生態(tài))和驅(qū)動性作用,通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合,形成清潔低碳、優(yōu)質(zhì)高效、靈活便捷的能源消費新模式和產(chǎn)業(yè)升級新業(yè)態(tài)。
2.2 “能源+”功能特征引領能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新方向
現(xiàn)代能源經(jīng)濟的實質(zhì)是要求能源的角色從保障經(jīng)濟增長向驅(qū)動經(jīng)濟升級轉(zhuǎn)變。能源問題已經(jīng)成為各類產(chǎn)業(yè)升級亟待突破的瓶頸之一,能源轉(zhuǎn)型不會局限于行業(yè)內(nèi)部,能源產(chǎn)業(yè)的變化也會驅(qū)動相關行業(yè)模式和業(yè)態(tài)的創(chuàng)新?!澳茉?”經(jīng)濟將成為具有引領性的經(jīng)濟形態(tài)之一。
能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展將落腳到能源消費升級,以“能源+”的方式與農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通等其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合,表現(xiàn)為各行各業(yè)能源消費水平、消費結(jié)構(gòu)、排放程度、供能方式等變化。事實上,即使在農(nóng)村,新一輪“能源+”成效也已顯現(xiàn)。散燒煤、薪柴等初級能源的電能替代推動了農(nóng)村部分地區(qū)制茶等產(chǎn)業(yè)的興旺和生態(tài)環(huán)境改善。而隨著農(nóng)村能源消費空間相對進一步集聚和品質(zhì)逐步提升,鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略將得到更有效支撐。
“能源+”與用戶生活融合的重點是創(chuàng)造性解決存在的能源使用缺乏柔性和體驗不佳等問題,并引領消費模式升級。當前能源系統(tǒng)魯棒性不強,難以“即插即用”,難以應對潮流雙向變動,服務用戶模式單一。用戶正由滿足基本能源需求向更便捷、更經(jīng)濟發(fā)展,未來會逐步成為產(chǎn)銷一體者,并在引導下愿意為清潔能源支付更高的用能成本,能源消費需求層次在逐漸提高。
能量與信息、資本等其他要素的結(jié)合將推動形成包括“能源+互聯(lián)網(wǎng)”、“能源+金融”等新服務形態(tài)、新盈利模式及新組織形式。不同要素的融合,將帶來綠色金融、能源大數(shù)據(jù)、能源區(qū)塊鏈等一系列新產(chǎn)品和新服務,也會促進能源行業(yè)價值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化,進而推動平臺型組織興起。
3 能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與運行特征
3.1 能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)特征
結(jié)合“能源+”理念、能源系統(tǒng)特點等,多維度刻畫能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)特征。
一是與社會系統(tǒng)深度結(jié)合,協(xié)同特征[5]。這是與“能源+”功能特征具有內(nèi)在一致性的架構(gòu)特征,符合生產(chǎn)力與生產(chǎn)關系的辯證關系。面對能源技術發(fā)展帶來的生態(tài)問題、社會問題,需要能源產(chǎn)業(yè)與自然系統(tǒng)生態(tài)功能協(xié)調(diào),形成經(jīng)濟-社會-生態(tài)新平衡。在此基礎上,進一步推進能源利用過程與社會生產(chǎn)生活升級體驗相結(jié)合,實現(xiàn)能源系統(tǒng)與社會系統(tǒng)協(xié)同進化。同時,維持三方共生關系的能源政策制定、社會治理機制建設和用戶行為培養(yǎng)也是重要組成部分。
二是存量增量二元結(jié)構(gòu)特征。能源系統(tǒng)具有資本、人力、技術密集的特征,存在巨大的發(fā)展慣性。能源互聯(lián)網(wǎng)作為下一代能源系統(tǒng),其體系架構(gòu)必定以現(xiàn)有體系架構(gòu)為主體,需要通過存量升級和增量換代解決能源系統(tǒng)正面臨的多層次、多方面問題。多層次的存量與增量并存,包括煤、油、氣、電、熱等多個能源品種的獨立系統(tǒng)與多能互補的終端融合系統(tǒng)。存量相對獨立、封閉,增量相對融合、開放,目前增量主要是園區(qū)級、大工業(yè)用戶等末端。
三是網(wǎng)絡化、分層特征。以發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟、范圍經(jīng)濟作用為基礎,通過分層協(xié)同的架構(gòu)和運行機制,避免供需失衡向下層傳導和波動跨級上傳。大基地和分布式是可再生能源的主要開發(fā)形式,前者目前存在消納困難問題,亟需在能源主網(wǎng)進行大規(guī)模大范圍的供需匹配;后者在系統(tǒng)底層接入,未來數(shù)量大幅增長,將導致潮流波動加劇甚至逆轉(zhuǎn),對能源網(wǎng)絡形成明顯沖擊,需要在配網(wǎng)層或新建的微網(wǎng)層進行充分管理,平抑波動,避免波動跨級上傳。
四是終端融合、互補特征。通過高效轉(zhuǎn)化裝置互為備用以有效避免供能中斷,也可利用不同能源互補特性有效提高綜合能源利用效率,有力解決低質(zhì)量低效率問題。但受現(xiàn)有技術、體制和經(jīng)濟性的限制,多能互補多在微網(wǎng)層面推廣,不同能源的配網(wǎng)層和主網(wǎng)層難以實現(xiàn)大規(guī)?;ネǎ磥磔^長時間內(nèi)仍將保持相對獨立。
五是物理信息應用深度融合、平臺化特征[10]。以信息層為紐帶促使物理層、信息層、應用層更為柔性,并以綜合能源服務平臺等方式,綜合提升能源系統(tǒng)適應變化和滿足用戶更佳體驗的能力。
3.2 能源互聯(lián)網(wǎng)運行特征
能源互聯(lián)網(wǎng)運行特征是未來能源系統(tǒng)運行物理規(guī)律和市場規(guī)律的綜合表現(xiàn),是能源流、信息流、價值流之間關系的刻畫。一是以用戶為中心特征。這是改造傳統(tǒng)能源系統(tǒng)、達成“能源+”功能的關鍵,需要關注用戶需求,激發(fā)用戶互動,創(chuàng)新產(chǎn)品與服務。二是市場引導、多要素協(xié)同、共享互動特征。形成能源系統(tǒng)各節(jié)點間動態(tài)互動與交互式協(xié)同運作,從而統(tǒng)籌發(fā)揮大范圍能源資源配置優(yōu)勢、局部自平衡作用和閑置資源充分利用的價值。市場引導還原能源商品屬性,發(fā)揮資源配置的決定性作用,多能互補和源–網(wǎng)–荷–儲協(xié)調(diào)是具體調(diào)節(jié)手段,共享互動體現(xiàn)了能源領域共享經(jīng)濟思維。多能互補依據(jù)不同能源品種特點,調(diào)動能源轉(zhuǎn)換裝置,實現(xiàn)多種能源間余缺互濟。源–網(wǎng)–荷–儲協(xié)調(diào)通過各部分的深度交互,逐級消納供需矛盾、平抑波動。三是具有高比例可再生能源接入、多尺度動態(tài)、非線性隨機特征。包含連續(xù)動態(tài)行為、離散動態(tài)行為和混沌有意識行為的復雜系統(tǒng),控制優(yōu)化面臨更大挑戰(zhàn)[17]。四是大數(shù)據(jù)、人工智能驅(qū)動的智能特征。具體表現(xiàn)為廣泛挖掘潛藏信息價值,賦予系統(tǒng)預知供需變化能力,通過自我進化的方式高效滿足用戶需求,即自我感知、自我適應、自我進化。
4 能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念
4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)實踐特點
廣泛的實踐探索提供了認識能源互聯(lián)網(wǎng)特征的豐富樣本。以國家電網(wǎng)公司為代表的大型能源企業(yè)分別提出建設能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、向綜合能源服務商轉(zhuǎn)型等目標。傳統(tǒng)的能源規(guī)劃設計單位、節(jié)能服務公司、裝備制造企業(yè)及燃氣、熱力公司等積極拓展業(yè)務進入綜合能源系統(tǒng)建設。新奧、協(xié)鑫等新興能源企業(yè)以擅長的天然氣、光伏業(yè)務為基礎進入綜合能源服務領域。阿里、騰訊、浙江中控分別借助數(shù)據(jù)信息技術、人工智能,依靠對用戶行為的理解,參與能源行業(yè)競爭。此外,電動汽車、動力電池生產(chǎn)企業(yè)、建筑企業(yè)等也在延伸產(chǎn)業(yè)鏈進入能源行業(yè)。
能源互聯(lián)網(wǎng)作為新興事物,體現(xiàn)了貼近用戶、跨界探索、重視數(shù)據(jù)、合作共贏的實踐特點。一是進入企業(yè)類型多元化、分散化,均發(fā)展貼近用戶的業(yè)務,爭奪客戶粘性。二是相關企業(yè)均通過主營業(yè)務優(yōu)勢、某種技術優(yōu)勢、某細分市場優(yōu)勢開展價值鏈延伸,實現(xiàn)模式創(chuàng)新與市場突破,體現(xiàn)了業(yè)務拓展的路徑依賴特點和集成創(chuàng)新性。三是數(shù)據(jù)獲取、價值挖掘和平臺建設作為價值高地,成為很多企業(yè)建立護城河的選擇。四是BOT、PPP等商業(yè)模式很多,合作共贏成為共識。
4.2 廣義能源互聯(lián)網(wǎng)
綜上,能源互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)開放、融合態(tài)勢。政產(chǎn)學研各方探索著不同技術路線,初期分別針對能源系統(tǒng)靈活性不足問題、高污染和高排放問題、低質(zhì)量和低效率問題提出了多種理念:借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放對等理念及體系架構(gòu)變革能源系統(tǒng)關鍵設備、形態(tài)架構(gòu)、運行方式以實現(xiàn)海量主體即插即用;融合信息通信技術和先進輸電技術構(gòu)建能源堅強傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)清潔能源大范圍配置與大規(guī)模利用;通過信息技術促進多種能源之間的相互替代和綜合優(yōu)化等。在融合過程中,各理念在清潔低碳、電氣化特征、物理信息融合三方面交集不斷加強,而并集則持續(xù)豐富,包括網(wǎng)絡堅強、互聯(lián)互通、多能互補、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)、互聯(lián)網(wǎng)思維和技術、分布自治、市場化和商業(yè)模式等。
能源互聯(lián)網(wǎng)正處于快速演進中,而且相關要素的技術經(jīng)濟性、能源系統(tǒng)顛覆性技術、具有破壞性的商業(yè)模式等都有較大的發(fā)展不確定性,因此目前還遠未到可以較為成熟地全景勾勒其形態(tài)的階段??傮w而言,持續(xù)開放和創(chuàng)新將成為常態(tài)。結(jié)合對能源互聯(lián)網(wǎng)“能源+”功能特征和跨界融合實踐特點的分析,一個廣義定義有利于發(fā)揮各方力量的不同優(yōu)勢,加速能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的整體進化。這就如同互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)未限定在信息通信領域一樣,各行各業(yè)與能源行業(yè)一起在實踐中可以各有側(cè)重突出能源互聯(lián)網(wǎng)建設的某一方面。
綜合已有各方研究進展,結(jié)合前述發(fā)展方向研判和特征刻畫,本文試圖提出具有較大包容性的廣義能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念,即沿著能源轉(zhuǎn)型電氣化加速路徑,發(fā)展符合能源革命要求、以新一代電力系統(tǒng)為標志的未來能源系統(tǒng),形成基本的物理條件[1];同時,從邊緣開放出發(fā),以主動用戶需求和市場機制為內(nèi)生動力,推進技術、業(yè)務、主體、產(chǎn)業(yè)的跨界集成,達成能源系統(tǒng)與社會系統(tǒng)泛在的全新融合形態(tài);利用綜合能源服務平臺、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)、多能互補及大云物移新技術等實現(xiàn)工具,形成“能源+”系統(tǒng)功能,推動能源消費升級,催生經(jīng)濟新業(yè)態(tài)。
簡言之,這一理念著眼于發(fā)展現(xiàn)代能源經(jīng)濟,建立在能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動社會經(jīng)濟發(fā)展的理論邏輯架構(gòu)之上,吸收了能源網(wǎng)絡的互聯(lián)網(wǎng)特征認識及相應的網(wǎng)絡經(jīng)濟、范圍經(jīng)濟和共享經(jīng)濟等思維模式,有利于保持能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的強擴展性。
5 能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頭部格局影響因素
近年中國新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出明顯的頭部效應,有必要研究影響未來能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頭部格局的關鍵因素。這也是能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)塑造核心競爭力所在。產(chǎn)業(yè)頭部格局競爭表現(xiàn)在不同能源品種之間、網(wǎng)絡之間、技術和商業(yè)模式之間的競爭,具有多層次、多方位和多元化的特點。各類能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)需要充分發(fā)揮不同的能源資源優(yōu)勢、網(wǎng)絡優(yōu)勢、品牌優(yōu)勢、用戶優(yōu)勢和技術優(yōu)勢。
5.1 能源互聯(lián)互通能力
能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主導權(quán)的競爭關鍵在于互聯(lián)互通能力。一是各類能源網(wǎng)絡的規(guī)模、布局,其互聯(lián)互通所達范圍、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征、與其他網(wǎng)絡連接深度等,影響其在能源互聯(lián)網(wǎng)中的地位?;ヂ?lián)互通能力是各類能源網(wǎng)絡實力的傳遞和影響力的施展途徑[18]。能源系統(tǒng)中已形成了油氣管網(wǎng)等多種網(wǎng)絡,其中,電網(wǎng)相對是互聯(lián)互通范圍最大、配置能力最強、與海量用戶互動潛力最大的能源網(wǎng)絡,最具互聯(lián)網(wǎng)特征,智能化水平和互聯(lián)網(wǎng)應用基礎相對更好,開展能源增值服務潛力極大,因而在發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)方面具有先發(fā)優(yōu)勢。未來的電網(wǎng)不僅是傳統(tǒng)意義上的電能輸送載體,還將成為構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎平臺,通過與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端等相互融合,服務智能家居、智能社區(qū)、智慧城市發(fā)展。
二是綜合能源服務平臺建設。綜合能源服務平臺具有入口、聯(lián)接、激發(fā)屬性,是調(diào)控、交易及衍生各類應用的操作系統(tǒng),能實現(xiàn)廣泛主體間能源、信息、市場等方面的整合,是企業(yè)組織能夠平臺化的物質(zhì)基礎。這與“蘋果系統(tǒng)”、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等類似,均是各領域的底層核心競爭力。平臺的本質(zhì)之一是數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)獲取能力、價值挖掘能力及相關的能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務理解與創(chuàng)新能力對于平臺建設尤為關鍵。
三是標準體系建設。標準影響互聯(lián)互通發(fā)展效率和最終質(zhì)量,標準競爭獲得的產(chǎn)業(yè)領先能力可轉(zhuǎn)化為持續(xù)的比較優(yōu)勢,不同的標準體系也會在能源互聯(lián)網(wǎng)不同層面導致不同的發(fā)展形態(tài)。一個高質(zhì)量的標準體系應該有利于降低能源互聯(lián)網(wǎng)復雜度,即通過對多能轉(zhuǎn)換接口、綜合能源服務平臺交互接口等關鍵環(huán)節(jié)標準的設計,提高“即插即用”、信息交互水平。
5.2 綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設計環(huán)節(jié)
綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設計是能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條上的特殊一環(huán),尤其在當前發(fā)展路徑多元、導則標準缺失、技術融合難的產(chǎn)業(yè)引導期顯得更為重要。一是規(guī)劃層面較接近市政決策層的話語體系,易輸出理念,直接與市政規(guī)劃對接,是從上而下切入市場的重要入口。二是規(guī)劃理念、原則等影響一個地區(qū)綜合能源系統(tǒng)發(fā)展方向,決定未來幾十年的能源利用格局。三是規(guī)劃設計可以成為拓展綜合能源服務市場的先導,規(guī)劃層面易搭建生態(tài)體系,統(tǒng)籌理順新能源、儲能、電動汽車、節(jié)能各類業(yè)務邏輯,可帶動相關設備企業(yè)、金融企業(yè)進入,并發(fā)展為總包能力,進而形成規(guī)劃+能源實業(yè)的平臺。
以廣義能源互聯(lián)網(wǎng)為指導,綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設計可包括2個層面。底層是圍繞對象能源轉(zhuǎn)型指標要求,基于多能互補、源–網(wǎng)–荷–儲協(xié)調(diào)理念,按照充分利用清潔能源,充分考慮冷熱氣電等在滿足終端用戶用能需求上的等效替代關系,計及能源加工轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)經(jīng)濟性和轉(zhuǎn)化速度與效率條件下,規(guī)劃設計多能耦合環(huán)節(jié)的規(guī)模和布局。此外,要拓展形成能源子系統(tǒng)與交通等城市其他子系統(tǒng)一體化規(guī)劃能力,實施電、氣、冷、熱管網(wǎng)布局綜合規(guī)劃、管廊一體化規(guī)劃。上層是基于“能源+”理念,考慮對象產(chǎn)業(yè)升級等需求,因地制宜整合分布式光伏業(yè)務、儲能業(yè)務、清潔供暖業(yè)務、綠色建筑、工業(yè)節(jié)能、能源云(光伏云、儲能云、充電設施云)及能源數(shù)據(jù)平臺等,提供能源驅(qū)動生產(chǎn)生活方式優(yōu)化的構(gòu)想級的一攬子綜合解決方案。
5.3 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)建設水平
傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)向新興朝陽產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變,行業(yè)生態(tài)發(fā)生較大變化。傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)是“豎井式”垂直集成、邊緣封閉的業(yè)態(tài),未來將逐步向邊緣開放、各能源品種末端融合的能源新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)變。未來能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)將發(fā)展成為由傳統(tǒng)能源企業(yè)、新興能源企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、人工智能企業(yè)、金融機構(gòu)、規(guī)劃設計機構(gòu)、汽車企業(yè)、設備制造商、建筑企業(yè)等構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。
未來參與綜合能源服務市場競爭,要依靠生態(tài)模式、平臺模式實現(xiàn)共贏。新生態(tài)對傳統(tǒng)能源企業(yè)創(chuàng)新能力、體制活力、容忍風險提出了更高要求,需增強自身包容性、自適應性,以適應跨領域進入者,同時能創(chuàng)造性地通過“能源+”進入其他行業(yè)。一是有必要調(diào)整圍繞某能源品種或業(yè)務的單一產(chǎn)業(yè)鏈條,形成以資本為紐帶的產(chǎn)業(yè)集群能力和產(chǎn)融結(jié)合競爭力。二是由單一的商業(yè)模式向高維商業(yè)模式轉(zhuǎn)變,開展以用戶為中心的價值創(chuàng)造,以技術為驅(qū)動的業(yè)務革新,以數(shù)據(jù)為核心的信息增值,積極探索基于新生態(tài)的新型業(yè)務體系。三是面對潛在的大量小微主體帶來的邊緣創(chuàng)新、跨領域創(chuàng)新,需要建立能篩選、吸收創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊的創(chuàng)新生態(tài)體系,超前布局具有潛在顛覆性的獨角獸企業(yè),有效應對產(chǎn)業(yè)發(fā)展高不確定性帶來的風險。
5.4 關鍵技術創(chuàng)新能力
新科技新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍面臨諸多不確定因素,一些重大科技方向由于各種原因被忽視,而另一些一度被視為前景廣闊的科技項目最終被證實缺乏市場價值[19]。能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也在所難免。影響未來頭部格局的最大變數(shù)在于關鍵技術進展情況[20]。其復雜性不僅體現(xiàn)在新一代電力系統(tǒng)等能源技術突破性進展,而且由于能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的跨界特點,新材料、新一代信息技術、高端裝備制造等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重大突破也會帶來顛覆性影響。
在當前技術條件和商業(yè)環(huán)境下,綜合能源服務業(yè)務主要局限在能效提升領域,因而在新能源和多能互補技術上具備成本優(yōu)勢對提升競爭力很關鍵。未來來看,為打開產(chǎn)業(yè)空間,需立足能源互聯(lián)網(wǎng)多領域技術交叉融合趨勢,加快石墨烯、儲能、能源大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等各類核心技術、關鍵設備、新材料的研發(fā),加大前沿引領技術儲備。其中,儲能獨特的能量時空轉(zhuǎn)移特性,可能打破局部電力系統(tǒng)即發(fā)即用平衡模式,作為多能互補的紐帶和解放用戶主動性的關鍵,將帶來能源互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的關鍵性突破。
6 結(jié)語
本輪能源轉(zhuǎn)型將形成不同于化石能源時代的產(chǎn)業(yè)進化邏輯,更強調(diào)生態(tài)約束,更貼近用戶需求,更突出跨領域科技創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新的多輪驅(qū)動。為高質(zhì)量推進能源轉(zhuǎn)型,有必要加快發(fā)展更具有包容性的能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。這需要充分汲取四十年來寶貴的改革開放經(jīng)驗,堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享五大發(fā)展理念,以能源革命為統(tǒng)領,加強國家產(chǎn)業(yè)政策支持,并落腳為發(fā)揮市場配置資源的決定性作用。