截至2018年12月,能源互聯網行業相關注冊企業共計24651家。“能源互聯網”這一新概念,也掀起了資本市場的熱潮,據不完全統計,目前有近287支能源互聯網相關股票,總市值超3萬億,涉及能源互聯網全產業鏈系統集成、儲能系統解決方案、綜合能源服務及平臺、新能源分布式能源開發運營等領域。
2014年6月13日習近平總書記提出中國能源革命與能源發展戰略,首次給出“四革命一合作”的戰略部署,2015年李克強總理在政府工作報告中提出制定“互聯網+”行動計劃,2016年國家能源局、發改委、工信部共同推出《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》。此后,國家能源局2017年公布啟動首批55個能源互聯網示范項目建設。2018年,越來越多的研究機構從學術角度探討能源互聯網的理論、技術、方法等問題,一批有關能源互聯網的研究組織應運而生。
當今世界能源格局正經歷著深刻的變化,以清潔、低碳、高效為主題的能源互聯網變革和轉型影響著社會的變革進程,并成為各國政府和工商界各路精英爭相布局的重地。我國自2014年首次提出“中國能源革命和能源發展戰略”以來,便緊鑼密鼓地穩步推進能源互聯網領域的工作。正如IEEE電力與能源協會主席Saifur Rahman所說,“從國際看,很少能看到一個國家像中國一樣在推進某一領域的發展上如此快速?!?/p>
為了推進國務院“互聯網+”行動戰略部署,貫徹落實《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導性意見》的要求,鞏固能源互聯網產業發展的階段性成果,清華大學能源互聯網研究院和國家能源互聯網產業及技術創新聯盟聯合編制了《國家能源互聯網發展白皮書2018》,并于2019年3月29日在清華大學西主樓電機系報告廳正式亮相。
白皮書回顧了能源互聯網的發展背景,構建了能源互聯網發展指標體系,描繪了中國能源互聯網政策、產業、技術、創新、建設、公眾生態等方面的發展現狀,總結了中國能源互聯網十大關鍵事件,探討了全球視角下的能源互聯網發展現狀,展望了能源互聯網面臨的挑戰與未來發展方向。
本文將通過“使命”、“顛覆”、“試金石”三個關鍵詞,同讀者一起細讀《國家能源互聯網發展白皮書2018》。
能源互聯網的使命——打破能源界的“次元壁”
“互聯網+”智慧能源即能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、儲存、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態,具有設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放等主要特征。
國際范圍上,能源互聯網的發展已大致經歷了四個階段:1970-2003概念孕育期、2004-2013初步研究期、2014-2016啟航階段,以及2017年至今的實質性推進階段。
我國能源互聯網的發展歷程,大致可分為兩個階段。第一階段為2016-2018年著力推進能源互聯網試點示范工作階段。第二階段為2019-2025年著力推進能源互聯網多元化、規?;l展階段。爭取初步建成能源互聯網產業體系,建成較完善的能源互聯網市場機制,形成較為完備的技術及標準體系并推動實現國際化,形成開放共享的能源互聯網生態環境。
在這一發展過程中,逐步建成從政策、產業、技術、創新、建設、公眾生態六個方面全方位評估我國能源互聯網發展態勢的指標體系。定量與定性指標相結合,兼顧全局性與局部性,形成了一套包容、可復現、可追蹤的特色指標體系。截至目前,能源互聯網標準共計申報23項。其中,國家標準審批9項,團體標準審批14項。
從更寬泛的角度看,能源互聯網是以電力系統為核心與紐帶,構建多種類型能源的互聯網絡,利用互聯網思維與技術改造能源行業,實現橫向多能互補、縱向“源-網-荷-儲”協調。能源互聯網涉及物理基礎層、信息融合層、應用實踐層和體制機制層等方面技術元素的融合,通過協同設計和規劃,力求打破系統“源-網-荷-儲”各環節的“次元壁”,實現能源系統的綜合優化,構建開放共享的能源生態,變得綠色生態安全高效。
清華大學孫宏斌教授就此談到:“某種意義上,我們在突破一種不適應于能源互聯網快速發展的生產關系,這是我們很重要的使命。傳統的能源里面,這樣的墻無處不在,可以說是“泛在”。其中既有物理之墻,如行業間的壁壘。更重要的非物理之墻,如體制之墻?!?/p>
發展現狀——先破后立,“顛覆”能源舊生態
從政策層面看,2014-2018五年間,涵蓋國際條約、宏觀戰略、法律法規、行業標準、部門規章及規范性文件多層級的中國能源互聯網政策體系已初步建成。據統計,各政府機構共發布296項政策法規。國家能源互聯網政策涵蓋能源互聯網建設的各個方面,其中頂層設計和體制改革最受重視,此外,源-網-荷-儲-信息各個方面均受到政策關注。
從企業發展層面看,跨界成為能源互聯網企業不約而同的選擇。
傳統能源企業的跨界方式主要有以下四種:從生產單一能源轉向供應多種能源,從提供石化能源轉向提供清潔可再生能源,從能源產生企業轉向能源服務企業,從單一類型能源服務轉向多功能的綜合能源服務。因為這些能源行業的傳統巨頭已經意識到:“如果不自己轉型,就會被別人革命?!?/p>
而互聯網企業則通過“互聯網+”通道向能源服務領域進軍。例如打通能源生產到消費的全流程信息渠道,通信技術擴展能源互聯范圍;或收集分析能源、設備、通道、消費的物聯網數據并提高能源效率,大數據技術增加能源互聯網深度;抑或通過預測負荷與氣象變化,合理規劃能源生產,精確設計能源路由,提高能源互聯網智慧水平。成功的案例如進軍光伏產業的華為,將AI技術同光伏相結合,為用戶提供更加智能和安全的清潔能源。
截至2018年12月,能源互聯網行業相關注冊企業共計24651家?!澳茉椿ヂ摼W”這一新概念,也掀起了資本市場的熱潮,據不完全統計,目前有近287支能源互聯網相關股票,總市值超3萬億,涉及能源互聯網全產業鏈系統集成、儲能系統解決方案、綜合能源服務及平臺、新能源分布式能源開發運營等領域。
新政策的密集出臺,企業的跨界轉型,都是以先破后立的姿態對能源行業舊生態的顛覆,塑造行業新格局。顛覆性在近期的表現,就是能源互聯網激活了上下游,產生大量的互動主體,利潤出現空間轉移。顛覆性不僅是技術的顛覆性創新,更是效果的顛覆性。給行業帶來創造性的破壞,產生新的商業模式。從目前看,這種顛覆性已然開始涌動。
創新創業新沃土——能源互聯網發展的“試金石”
能源互聯網發展的成熟度,直接體現在技術創新的發展程度上。從當前的技術成果看,縱向層面上,有多能融合能源網絡技術、信息物理能源系統技術、創新能源運行技術等;橫向層面上,有能源生產與轉換技術、能源傳輸技術、能源消費技術、儲能技術等。代表性的技術,有儲能技術、多能源集成技術、電力大數據技術、電力市場與交易平臺技術,等等。部分相關技術已實現大規模商用,當然,另有許多技術仍處于示范階段,還有很多核心技術難題等待攻克。
截至2018年12月,能源互聯網相關研究機構共計3118家。相關論文數量近五年來呈遞增趨勢,研究領域主要集中于多能源系統/綜合能源系統、虛擬電廠、能量路由器、“能源+大數據”、“能源+區塊鏈”、“能源+分布式交易”六大主題。相關專著數量也呈逐年增加態勢,代表性著作如劉振亞的《全球能源互聯網》,阿諾德·皮科特、卡爾-海因茨·諾依曼的《能源互聯網》等。
此外,這五年里,能源互聯網方向的專利申請數量逐年增加,2014年僅有14項,2018年飆升至299項。同時在人才培養方面,無論是研究生人數還是相關科研基金數量,都呈現出相同的增加趨勢。
基礎設施建設方面,能源互聯網的發展建設現狀廣泛體現在供給側多能聯供互補水平、用戶側互聯互動情況以及可控可觀程度等多個方面。涌現了一批先進的示范項目,如“云南能源大數據智慧能源行業融合應用平臺”、“蘇州同里能源小鎮”,等等。首批55個能源互聯網示范項目已經陸續進入驗收階段。
全球范圍內,無論是傳統的能源巨頭,還是手握技術的初創企業,都在加緊布局能源互聯網。政府機構和工商業界已在攜手探索能源互聯網實踐的可能性。
能源互聯網技術成熟程度表在能源互聯網從理念誕生,到技術萌芽,到現在快速發展的整個技術發展全過程。從當前的態勢看,無論是學界,還是商界,對能源互聯網概念和技術的創新都取得了很大成就,創新創業的活躍度,真正成為檢驗能源互聯網發展的“試金石”。同時還應該注意到目前這兩個領域遇到的最大困境,即集成有余,智慧不足。
小結
能源互聯網建設是一項龐大的系統工程,行業發展離不開體制機制創新和良好的頂層設計,也有賴于關鍵技術裝備的研發和推廣應用。白皮書全面總結了我國近五年來能源互聯網事業發展的基本情況,通過白皮書,能了解我國能源互聯網事業在過去五年究竟發展到什么程度,如何從國家層面去衡量能源互聯網事業的發展情況。理論層面進行分析和梳理,政策方面給出了政策總攬,從縱向和衡量兩個層面展示了技術發展的歷程。這幾方面,也恰好印證了“使命”、“顛覆”、“試金石”這三個關鍵詞。
白皮書的發布,是我國能源互聯網事業發展的一座里程碑,將推動該行業的健康發展。