如何全面認識能源互聯(lián)網(wǎng)？

發(fā)布時(shí)間：2015-10-14

能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構建的新型信息—能源融合“廣域網(wǎng)”。

能源互聯(lián)網(wǎng)之所以被稱(chēng)為是互聯(lián)網(wǎng)，是因為它充分體現了互聯(lián)網(wǎng)的特征和理念。能源互聯(lián)網(wǎng)的核心是互聯(lián)網(wǎng)思維，是以用戶(hù)為中心的分散式合作共享精神。作為第三次工業(yè)革命的核心概念，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是單純的能源+互聯(lián)網(wǎng)，能源互聯(lián)網(wǎng)的根本不同則在于其采用互聯(lián)網(wǎng)理念、方法和技術(shù)實(shí)現能源基礎設施架構本身的重大變革，使得能量的開(kāi)放互聯(lián)與交換分享可以跟互聯(lián)網(wǎng)信息分享一樣便捷，能源互聯(lián)網(wǎng)中用戶(hù)既是能源的消費者，又是能源的生產(chǎn)者。

我們認為新電改將開(kāi)啟能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，核心是以用戶(hù)為中心的分散式合作共享精神，微網(wǎng)、分布式、電動(dòng)汽車(chē)和儲能受益，建議緊抓兩大新機遇。

摘要

體制性變革開(kāi)啟能源互聯(lián)網(wǎng)。在原本電力體制下市場(chǎng)化作用無(wú)法得到發(fā)揮，電價(jià)形成機制不順，交易平臺不完善，在這種情況下無(wú)從談起用戶(hù)端的互動(dòng)參與，新電改放開(kāi)配售電側，強調電機定價(jià)市場(chǎng)化及交易系統獨立，為能源互聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn)打下堅實(shí)基礎。

用戶(hù)為中心的分散式合作共享精神。1）微網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心組成細胞單元，將迎來(lái)真正的高速發(fā)展期，在能源互聯(lián)網(wǎng)這張新型信息—能源融合的“廣域網(wǎng)”中，“主干網(wǎng)”是大電網(wǎng)，而微網(wǎng)等能量自治單元則構成了“局域網(wǎng)”；2）分布式光伏將成為能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最重要的能源來(lái)源之一，只有分布式光伏最貼近用電主體，能靈活調控以滿(mǎn)足用戶(hù)對能源的不同需求，隨著(zhù)新電改的推行，分布式運營(yíng)商有望拿到售電牌照，由節能服務(wù)商變成售電主體，破除分布式轉售電的制度性障礙；3）電動(dòng)汽車(chē)是能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，充電設施發(fā)揮接口作用，電動(dòng)車(chē)可實(shí)現儲能功能，互聯(lián)網(wǎng)將顛覆新能源汽車(chē)商業(yè)模式，預計未來(lái)5年電動(dòng)汽車(chē)將迎來(lái)60%以上的復合高速增長(cháng)；4）儲能在改善能源互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量，提高系統穩定性和提升經(jīng)濟效益方面有巨大作用，是系統中不可缺少的組成部分，近期看好鉛炭，中長(cháng)期看好鋰電，高成本是最大制約因素，政策扶持是關(guān)鍵。

跟緊兩條主線(xiàn)緊抓新機遇。1）配售電側市場(chǎng)化，用戶(hù)的深度參與孕育新商業(yè)模式：開(kāi)放售電牌照開(kāi)啟萬(wàn)億市場(chǎng)，體制變革釋放紅利，輕資產(chǎn)、高盈利的服務(wù)型行業(yè)有望崛起，開(kāi)放互動(dòng)將成為能源互聯(lián)的核心亮點(diǎn)，用戶(hù)定位的根本性轉變導致了能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現了能源和信息的雙向自由流動(dòng)，形成廣泛的C2C模式。2）大數據應用將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的潮流：有了智能電網(wǎng)的數字化基礎，能源互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的不僅是互聯(lián)網(wǎng)理念對能源行業(yè)的根本性變革，而且也會(huì )隨之產(chǎn)生爆炸式的信息數據，在智能電網(wǎng)的基礎上能源互聯(lián)網(wǎng)將達成大數據背景下的超個(gè)體能源生產(chǎn)和使用分析。

1.新電改破局，擁抱能源互聯(lián)網(wǎng)

1.1 新電改破局，擁抱能源互聯(lián)網(wǎng)

體制性改革是迎來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的關(guān)鍵前提。能源互聯(lián)網(wǎng)做為第三次工業(yè)革命的核心概念，不僅僅是單純的能源+互聯(lián)網(wǎng)，它的核心是互聯(lián)網(wǎng)思維，是以用戶(hù)為中心的分散式合作共享精神。只有配售電側放開(kāi)及交易系統獨立后能源互聯(lián)網(wǎng)才有實(shí)現的可能。

新電改方案為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)一步掃清了障礙。新電改方案按照“管住中間、放開(kāi)兩頭”的體制架構，可以概括為“三放開(kāi)、一獨立、三加強”，即：新增的配售電市場(chǎng)放開(kāi)、放開(kāi)輸配以外的經(jīng)營(yíng)性電價(jià)、公益性調節性以外的發(fā)電計劃放開(kāi)、交易機構相對獨立、加強政府監管，強化電力統籌規劃，強化和提升電力安全高效運行和可靠性供應水平。毋庸置疑，新電改有利于掃除分布式能源發(fā)展的體制性障礙，方案中提出的建立相對獨立的交易機構，發(fā)用電計劃改革和售電側市場(chǎng)化改革對于能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了堅實(shí)的制度支撐和保障。

1.2 能源發(fā)展面臨的挑戰

能源互聯(lián)網(wǎng)是傳統能源行業(yè)被逼入絕境后的一次窮則思變。能源互聯(lián)網(wǎng)是在能源發(fā)展面臨巨大挑戰的背景下提出的。

能源需求不斷增長(cháng)：進(jìn)入二十一世紀以來(lái)，我國乃至全球范圍內的能源消費總量快速增長(cháng)且波動(dòng)性日益擴大、傳統化石能源資源制約、傳統化石能源供應成本不斷上升而新能源供應成本持續下降，加之長(cháng)期消耗化石能源帶來(lái)的氣候變暖和環(huán)境惡化問(wèn)題越來(lái)越嚴重。

表1：2012~2040年世界及主要地區能源消費年均增長(cháng)率預測

氣候變暖，環(huán)境惡化：化石能源燃燒是全球溫室氣體排放的主要來(lái)源，其燃燒產(chǎn)生的二氧化碳占人類(lèi)活動(dòng)溫室氣體排放的56.6%。石能源燃燒排放大量的煙塵等污染物，導致霧霾頻發(fā)。近年來(lái)中國連續出現污染范圍廣、持續時(shí)間長(cháng)、污染程度嚴重、污染濃度累積迅速的區域性霧霾天氣。

圖1：2013年中國霧霾日數分布

1.3 國外能源互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展

歐洲主要通過(guò)探索實(shí)踐項目推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。德國于2008年宣布了全面轉向可再生能源的戰略目標，在智能電網(wǎng)的基礎上進(jìn)行為期4年的E-Energy計劃，其目標是建立一個(gè)基于信息和通信技術(shù)實(shí)現自我調控的智能化能源系統。

表2：德國E-Energy計劃項目詳情

美國以智能電網(wǎng)建設為先導推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)建設。美國智能電網(wǎng)技術(shù)主要應用在智能電網(wǎng)平臺、電網(wǎng)監控和管理、智能計量、需求方管理、集成可再生能源、充電式油電混合動(dòng)力車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē)等方面。早在2008年，美國科羅拉多州的波爾得就完成了智能電網(wǎng)的一期工程，成為全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市。此外，通用、IBM、西門(mén)子和谷歌等大企業(yè)都積極加入到美國智能電網(wǎng)的建設中。

2.能源互聯(lián)網(wǎng)的核心是互聯(lián)網(wǎng)思維

2.1 能源互聯(lián)網(wǎng)

能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)理念構建的新型信息—能源融合“廣域網(wǎng)”。它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”，以微網(wǎng)、分布式能源等能量自治單元為“局域網(wǎng)”，以開(kāi)放對等的信息—能源一體化架構真正實(shí)現能源的雙向按需傳輸和動(dòng)態(tài)平衡使用，因此可以最大限度的適應新能源的接入。雖然能源形式多種多樣，電能源僅僅是能源的一種，但電能在能源傳輸效率等方面具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢，未來(lái)能源基礎設施在傳輸方面的主體必然還是電網(wǎng)，因此未來(lái)能源互聯(lián)網(wǎng)基本上是互聯(lián)網(wǎng)式的電網(wǎng)。

圖2：能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構和組成元素

通俗的說(shuō)，人們在自己家里、辦公室里、工廠(chǎng)里生產(chǎn)出自己的綠色能源（比如電），并在“能源互聯(lián)網(wǎng)”上與大家分享，就像現在我們在網(wǎng)上發(fā)布、分享消息一樣。任何一個(gè)能源生產(chǎn)者都能夠將所生產(chǎn)的能源通過(guò)一種外部網(wǎng)格式的智能型分布式電力系統與他人分享。

2.2 微網(wǎng)：能源互聯(lián)網(wǎng)的核心組成單元

微網(wǎng)、分布式能源等能量自治單元構成了“局域網(wǎng)”。微網(wǎng)或分布式能源的接入、互聯(lián)和調度比較靈活，但存在供電不穩定等問(wèn)題；大電網(wǎng)供電穩定但無(wú)法適應大量新能源的靈活接入和動(dòng)態(tài)調度。而能源互聯(lián)網(wǎng)可以起到銜接作用，綜合兩方面的優(yōu)勢。能源互聯(lián)網(wǎng)采取自下而上分散自治協(xié)同管理的模式，與目前集中大電網(wǎng)模式相輔相成，符合電網(wǎng)發(fā)展集中與分布相結合的大趨勢。微網(wǎng)是是一個(gè)能夠實(shí)現自我控制、保護和管理的自治系統。核心要素是分布式電源、儲能和電動(dòng)汽車(chē)。分布式電源最大化資源效能，通過(guò)對光伏分布式發(fā)電和風(fēng)能分布式發(fā)電等分布式電源有效地利用閑置資源（例如：光照充足地閑置屋頂），為用電系統提供穩定和充足的電力資源。而儲能技術(shù)在微電網(wǎng)中起到的作用包括（1）提供短時(shí)供電（2）電力調峰（3）改善微電網(wǎng)電能質(zhì)量（4）提升微電源性能。

2.3 分布式光伏：能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的關(guān)鍵能源來(lái)源

分布式光伏將成為能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最重要的能源來(lái)源之一。分布式電源應用是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要基礎，其分布地域廣泛、建設周期短，可就近利用，避免電力在輸電過(guò)程中的損耗，更重要的是，分布式光伏發(fā)展潛力極大，而且只有分布式光伏最貼近用電主體，能靈活調控以滿(mǎn)足用戶(hù)對能源的不同需求。未來(lái)大量的分布式能源接入，將打破發(fā)電方的壟斷，顛覆能源行業(yè)的商業(yè)模式。目前分布式光伏的商業(yè)模式以第三方租賃（美國模式）和PPA模式（中國模式）為主。自發(fā)自用比例不確定是分布式推廣難的關(guān)鍵問(wèn)題，《關(guān)于分布式光伏發(fā)電項目管理暫行辦法的通知》允許開(kāi)發(fā)區內的分布式轉售電，但一直沒(méi)有制度性保障。隨著(zhù)新電改的推行，分布式運營(yíng)商有望拿到售電牌照，由節能服務(wù)商變成售電主體，破除分布式轉售電的制度性障礙。如果改革順利，用電方能在分布式電源構建的能源體系中自由選擇電力來(lái)源，而分布式運營(yíng)商可充分保證運營(yíng)收益率。

圖3：自發(fā)自用比例對ROE的影響顯著(zhù) 圖4：分布式裝機將迎來(lái)快速發(fā)展

新能源運營(yíng)具有很強金融屬性，把能源互聯(lián)網(wǎng)和金融結合起來(lái)，借助互聯(lián)網(wǎng)金融渠道，或顛覆行業(yè)格局。未來(lái)運營(yíng)商有望攜手互聯(lián)網(wǎng)巨頭，以20年電站收費權做質(zhì)押推出理財產(chǎn)品，定價(jià)比同期銀行存款利率高出一定百分比，安全性方面通過(guò)善后基金、保險和銀行授信解決。目前運營(yíng)商仍處于籌備和摸索期，但未來(lái)將成為一種趨勢。

2.4 儲能：能源互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的環(huán)節

儲能在改善能源互聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量，提高系統穩定性和提升經(jīng)濟效益方面有巨大作用，是系統中不可缺少的組成部分。特別是平抑大規模清潔能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來(lái)的波動(dòng)性，提高電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟性、靈活性。鉛炭循環(huán)壽命與鋰電接近，但成本僅為鋰電1/3，綜合穩定性、安全性和經(jīng)濟性比較突出，預計是近幾年最切實(shí)可行的儲能技術(shù)之一，鋰電儲能潛力大，大規模推廣有待技術(shù)進(jìn)一步成熟，鈉硫電池技術(shù)被日本NGK壟斷，國內尚無(wú)較為成熟的廠(chǎng)商。近期看好鉛炭，中長(cháng)期看好鋰電。高成本是最大制約因素，政策扶持是關(guān)鍵。

圖5：2020年儲能需求預測（不考慮車(chē)載儲能）

2.5 電動(dòng)汽車(chē)：融入互聯(lián)網(wǎng)是大勢所趨

新能源汽車(chē)將是能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要組成。電動(dòng)汽車(chē)本質(zhì)上是移動(dòng)儲能的裝置，通過(guò)充電實(shí)現與能源互聯(lián)網(wǎng)的銜接。同時(shí)，電動(dòng)車(chē)有望成為電腦、手機之后的第三個(gè)信息入口，電動(dòng)車(chē)的購置、充放電和運營(yíng)都可以圍繞互聯(lián)網(wǎng)展開(kāi)。未來(lái)通過(guò)光伏和風(fēng)力發(fā)電獲得的清潔能源電力經(jīng)過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)的調配后，可用于電動(dòng)汽車(chē)的充電，實(shí)現清潔能源利用的閉路循環(huán)。

互聯(lián)網(wǎng)將顛覆新能源汽車(chē)商業(yè)模式。業(yè)內用互聯(lián)網(wǎng)思維做電動(dòng)汽車(chē)的典型是時(shí)空汽車(chē)，以互聯(lián)網(wǎng)運營(yíng)思維和科技型資本為雙重杠桿，推動(dòng)傳統汽車(chē)行業(yè)從產(chǎn)業(yè)鏈構成、生產(chǎn)銷(xiāo)售模式和利益分配格局的全方位變革。

圖6：國內新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將迎來(lái)快速增長(cháng)

3.兩大新機遇涌現

3.1 配售電側市場(chǎng)化，用戶(hù)的深度參與孕育新商業(yè)模式

能源互聯(lián)網(wǎng)之所以被稱(chēng)為是互聯(lián)網(wǎng)，是因為它充分體現了互聯(lián)網(wǎng)的特征和理念。1.能源互聯(lián)網(wǎng)有著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)一般連接的廣泛性。用戶(hù)從一個(gè)單獨的設備，到一個(gè)家庭、一棟樓宇、一個(gè)園區都可以平等地連接到這個(gè)網(wǎng)絡(luò )當中。2.能源互聯(lián)網(wǎng)像互聯(lián)網(wǎng)一樣，核心都是用戶(hù)思維，使得消費者與生產(chǎn)者平等參與。能源互聯(lián)網(wǎng)打破了傳統能源電力行業(yè)的信息不對稱(chēng)，使得信息更加透明化，能源消費者獲得更大的話(huà)語(yǔ)權。3.能源互聯(lián)網(wǎng)中能源和信息像互聯(lián)網(wǎng)中的信息一般自由流動(dòng)。依托能源互聯(lián)網(wǎng)，可以形成綜合服務(wù)平臺，開(kāi)展豐富的多元化服務(wù)，拉動(dòng)上下游及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，推動(dòng)形成良性發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)園。

能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的本質(zhì)區別在于個(gè)體用戶(hù)的定位。智能電網(wǎng)雖然將電力流和信息流高度融合，但是生產(chǎn)者和消費者的定位沒(méi)有改變，電力仍然是由傳統生產(chǎn)者流向傳統消費者。而能源互聯(lián)網(wǎng)中用戶(hù)既是能源的消費者，又是能源的生產(chǎn)者。定位的根本性轉變導致了能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現了能源和信息的雙向自由流動(dòng)。若采用互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的概念來(lái)描述，智能電網(wǎng)是B2C，而能源互聯(lián)網(wǎng)則是C2C。

開(kāi)放互動(dòng)式的能源互聯(lián)網(wǎng)，體現了以用戶(hù)為中心、分散式合作共享的互聯(lián)網(wǎng)精神。能源互聯(lián)網(wǎng)一改傳統的能源配置模式，不再是壟斷電力企業(yè)自上而下地集中式解決配置問(wèn)題，而變革為讓消費者也參與到能源生產(chǎn)消費鏈條的每一個(gè)環(huán)節中，讓消費者能夠自主選擇所用電力來(lái)源，并且允許消費者不僅消費電力，還能利用自家的分布式光伏電站生產(chǎn)電力，銷(xiāo)售電力，打造一個(gè)開(kāi)放的生態(tài)體系，吸引更多的參與者進(jìn)入能源價(jià)值鏈。

高度智能通過(guò)廣泛使用信息網(wǎng)絡(luò )、廣域測量、高速傳感、高性能計算、智能控制等技術(shù)，實(shí)現各層網(wǎng)架和各個(gè)環(huán)節的高度智能化運行，自動(dòng)預判、識別大多數故障和風(fēng)險，具備故障自愈能力；通過(guò)信息實(shí)時(shí)交互支撐整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中各種要素的自由流動(dòng)，真正實(shí)現能源在各區域之間的高效配置。

圖7：“放兩頭、管中間”實(shí)現后的“發(fā)-輸配-售”產(chǎn)業(yè)鏈

售電牌照放開(kāi)，開(kāi)啟萬(wàn)億市場(chǎng)，用戶(hù)側孕育新商業(yè)模式。本次新電改最大的亮點(diǎn)之一就是新增售電的放開(kāi)。2014年中國全社會(huì )用電總量達5.5萬(wàn)億度，對應的售電市場(chǎng)容量達幾萬(wàn)億。我們認為用戶(hù)側放開(kāi)后將孕育多種新商業(yè)模式，能源和信息的流動(dòng)從單向轉向雙向，系統運行從B2C轉向C2C。

圖8：從托管服務(wù)向高端增值服務(wù)延伸

3.2 大數據應用將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的潮流

能源互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的不僅是互聯(lián)網(wǎng)理念對能源行業(yè)的根本性變革，而且也會(huì )隨之產(chǎn)生爆炸式的信息數據。數據應用將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的潮流。大數據分析技術(shù)是從超過(guò)傳統數據庫處理能力的海量數據中，提取重要的有價(jià)值信息的技術(shù)。對于能源互聯(lián)網(wǎng)乃至全球能源互聯(lián)網(wǎng)，資源、電網(wǎng)運行、用戶(hù)等信息從原來(lái)的一個(gè)地區擴大到國家乃至全球范圍，數據信息量猛增，大數據分析技術(shù)的運用對于更好地管理和運行能源互聯(lián)網(wǎng)具有及其重要的現實(shí)意義。如果用互聯(lián)網(wǎng)的思維來(lái)看待，能源互聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的用戶(hù)參與度的大幅提升和數據信息的爆炸發(fā)展可以產(chǎn)生很多增值服務(wù)空間，比如對銀行的貸款模型支撐，或者對投資用戶(hù)的投資行為論證等等，而這些很可能才是能源互聯(lián)網(wǎng)的真正入口所在。能源互聯(lián)網(wǎng)將達成大數據背景下的超個(gè)體能源生產(chǎn)和使用分析。（案例德國Parstream平臺）

表3：物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)大數據分析在能源領(lǐng)域的應用

(來(lái)源：新能在線(xiàn)）