能源互聯網將帶來顛覆性變革

■文 /董 鵬 楊 光 張麗娜

能源互聯網將是第四次工業革命的核心之一，是未來能源行業發展的方向。發展能源互聯網將有助于構筑能源發展新格局，激發經濟增長新活力，更是攻克全球氣候問題的利劍之一。能源互聯網是能源領域與自動控制、信息處理、網絡通信等領域深度融合的產物，是以電力網絡、熱力網絡、天然氣網絡及交通網絡等復雜網絡為物理實體，以能源技術、先進控制技術、智能優化技術及信息處理技術等為實施手段的一種新型開放式能源生態系統，可以實現對可再生能源的高效利用。能源互聯網在兩個方向上有著不同的作用：橫向上，它能夠實現不同類型能源的相互補充；縱向上，它能夠實現能源開發、生產、傳輸、分配、存儲和消費即“源—網—荷—儲”之間的協調，同時也將影響能源交易和融資等模式。能源與互聯網的結合，不是給每臺發電機、每個用電戶安一個IP地址就叫能源互聯網，也不是利用互聯網進行電力調度就叫能源互聯網，而是利用無處不在的互聯網，使能源像一般消費品那樣進行自由交易。這對于調整我國能源結構、提升能源綜合效率、形成新的經濟增長點等有重要意義。

能源互聯網大發展

當前，在全球新一輪科技革命和產業變革中，互聯網、先進信息技術與能源產業的深度融合，正在讓能源行業不斷進行變革。2017年2月，全球能源互聯網發展合作組織發布了《全球能源互聯網發展戰略白皮書》，提出分為國內互聯、洲內互聯和洲際互聯三個階段構建全球能源互聯網的路線圖。事實上，如果按照全球能源互聯網的設想推進，全世界的累計投資將超過50萬億美元。未來10年，在能源互聯網建設上，中國每年的投資將達到2萬億元人民幣，足以讓中國的GDP增長超過1.5%。

從現在起到21世紀中期是構建全球能源互聯網的關鍵時期，2020年前為國內互聯階段，重點加快各國清潔能源開發和國內電網互聯建設；2030年前為洲內互聯階段，重點推動洲內大型清潔能源基地開發和電網跨國互聯；2050年前為洲際互聯階段，重點開發“一極一道”（北極、赤道）能源基地和推動電網跨洲互聯，基本建成全球能源互聯網。歐盟、美國和中國相繼提出，到2050年實現可再生能源在能源供給中占100%、80%和60%～70%的目標。我國能源互聯網將分2個階段漸次推進，先期開展試點示范的模式，后續進行推廣應用。

資本的大量流入從側面印證了能源互聯網示范項目受到了青睞。《2018年中國能源互聯網市場價值鏈與商業模式分析報告》顯示，2018年，能源互聯網試點示范工作將帶動超過400億元的投資，拉動儲能、智能電網等相關設備的發展。2017年12月，埃森哲公司在報告中稱，到2020年中國能源互聯網的總市場規模將超過9 400億美元。未來3年，最具顛覆性的市場變化是能源電力行業的價值增長點的表現方式，將從傳統產品銷售轉向以數字化為基礎的能源互聯網服務。隨著能源消費者用能習慣的轉變和區域性、分布式可再生能源解決方案的成熟，傳統的大跨度集中供能方式將受到分布式能源就地產銷的沖擊。預計到2030年，中國新能源企業的增長能力和市場份額都將超過傳統能源企業，而能源服務科技企業、新能源企業和跨界企業，也將憑借能源互聯網領域帶來的新增長點迅速崛起，甚至趕超傳統油氣企業。

目前，我國能源互聯網項目發展勢頭越來越猛。2017年11月，南方電網綜合能源服務商轉型和產業發展現場研討會在廣州召開，南方電網的綜合能源服務業務開始提速。2018年該電網將能源互聯網的核心業務之一，即綜合能源服務作為企業的重點發展方向。此外，國家電投、京能集團、延長石油、協和新能源、愛康、泰豪、金風科技、協鑫、中民新能、奧德等國有企業與民營企業的能源互聯網試點正熱火朝天地展開，這使得能源互聯網發展的企業支持力度得到了全方位的顯著增強。此前，國家能源局公布了56個首批“互聯網＋”智慧能源示范項目，這意味著能源互聯網試點建設已正式啟動。據國家能源局估計，能源互聯網試點示范的實施將帶動超過400億元的投資。這一龐大的市場正引得各大企業摩拳擦掌。

能源行業面臨的挑戰

當前，全球能源發展面臨資源緊張、環境污染和氣候變化三大難題，我國能源發展也面臨諸多挑戰。清潔電源裝機規模仍有待提高，煤炭、電力、石油、天然氣、新能源和可再生能源等領域的價格改革仍有待實現市場化，關鍵技術仍有待突破，能源和互聯網也有待深度融合。目前，我國能源互聯網發展面臨的主要問題如下：

一是能源粗放開發，尚未能較好地利用起來。我國單位能耗高于全球平均水平，而在能源更替之后我們還是處于煤炭時代。在排名前十位的能源消費國中，我國的煤炭比重最高，還沒有進入油氣時代；能源結構不合理，傳統能源產能過剩、可再生能源發展不足、能源系統整體運行效率不高等問題制約著經濟發展。同時，我國能源分布不均及與需求分布不匹配，也制約了能源綜合利用效率的提升。另外，現在對大數據的分析利用雖存在于能源行業，但其數據利用程度卻遠遠不足，對能源行業缺乏充分完整的認識。

二是能源行業所有制結構單一，主要以國有經濟為主。成本缺少競爭力，產品思維單一，用戶體驗欠佳，同時缺少協同，管理效率不高。能源行業產業集中度過高，抑制了競爭，造成價格機制失靈和供求關系失衡。傳統國有企業存在很多弊端，如大而全、小而全、“吃大鍋飯”、效率不高及缺少自我約束機制等，能源流通目前主要靠國營貿易和特許經營的渠道。可再生能源的開發和利用面臨成本、技術、市場機制等因素的制約，“棄風、棄光、棄水”的現象明顯，發展遭遇瓶頸。在能量流方面，能量的儲存、高效運輸技術也遠遠達不到可以在較大范圍內普及能源互聯網的要求。

三是有關部門行政干預較多，價格杠桿失靈。當前，能源互聯網沒有得到充分發展的主要原因，是制度安排上尚不具備輔助發展的條件。有關部門對能源企業的管理仍是以指標控制、行政審批為主。這些問題的存在，使能源在國民經濟中仍然是一種特殊商品，消費者缺少選擇權。我國現有的能源制度使得能源和互聯網的銜接存在問題，當前的能源系統由按不同類型能源劃分的、相對獨立的多個行業組成。傳統能源技術的應用往往局限于某種具體能源，很難應用于其他類型的能源。每個行業通過自身的規劃、建設、投資和運營來確保該能源品種的供需平衡。當前電、熱、氣等各種形式的能源系統在規劃、運行等各方面幾乎都是保持獨立的，未來要實現“橫向突破”是一種趨勢。

四是信息保密性面臨挑戰，存在安全隱患。對于能源數據的保密性而言，數字經濟其實也是信任經濟，如果無法建立起信任機制，則未來數據發揮的作用將大打折扣。互聯網的優勢是信息共享和快捷方便的操控與傳輸，該優勢也會使病毒、木馬的破壞性無限擴大，造成信息安全方面的隱患。鑒于全球能源互聯網涵蓋范圍、所需資金、涉及信息的廣闊性、龐大性及多樣性，一旦遭遇安全問題，損失是不可估量的，病毒的多變性、傳播迅速性和破壞性更增加了管理、預防的難度，這是目前全球能源互聯網安全建設的明顯困難之一。

全方位推動能源革命

如何讓能源互聯網找到一條突圍之路，實現能源從業者對能源互聯網的愿景，關鍵是讓能源回歸商品屬性。具體來說，就是要降低準入門檻，允許多種所有制的市場主體從事能源供給、流通業務。對能源領域中的網絡型壟斷行業，實行“網運分開”、放開競爭性業務的改革，形成能源供給和能源消費之間多買多賣的市場格局。具體來說如下：

第一，突破技術瓶頸，以技術推動產業。能源互聯網可以打破不同類型能源之間的界限，實現各種能源在微觀層面的自平衡和廣域的聯動平衡。這就對相關信息和設備提出了高度智能化和精確化的要求。一方面，這將推動能源技術體系本身的變革，催生跨領域的能源系統規劃、控制、運行和安全等技術。另一方面，能源互聯網的構建將促進能源產業鏈各個環節的技術開發，也將推動能源技術與信息通信技術體系融合，進而推動能源行業基礎技術的創新發展，推動廣域電力網絡互聯技術、多能源融合與儲能技術、能源路由器技術、用戶側自動響應技術等的創新和應用，從而推動和支撐能源技術革命。

第二，變革組織方式，實現多源協同。能源互聯網能打破原先相對獨立的不同類型能源的壁壘，在先進信息技術的基礎上，形成以電力系統為核心、多種類型能源網絡和多種形式交通運輸網絡高度整合的新型能源供給利用體系。多源互補、綜合管理，產生多源的協同效應，實現各種形式的能源從生產到消費的高效性和便捷性轉換，能源互聯網帶來的“橫向突破”和“縱向突破”將打破現有各種形式能源的“條條框框”，實現能源在固有組織方式上的突破。徹底打破能源交易流通的行政壟斷和行業壟斷的體制，放開能源供銷價格，取消對能源價格與產量的計劃管理，讓能源市場在此充分發育。只有市場化改革到位，能源才能利用價格機制靈活地調節供給和需求，降低用能成本，尤其是用電、用油、用氣成本；減少能源粗放利用，從根本上解決“棄風、棄光、棄水”問題。能源互聯網不僅是復雜的物理系統，而且是復雜的經濟系統，市場機制建設是能源行業高效發展的關鍵。市場機制變革要求政策法規、監管體系等能源體制做出相應的變革，有效化解能源市場發展中的各種風險，推動能源市場健康發展。構建開放、公平、高效的市場機制，將為能源互聯網實現“平等開放、廣泛互聯”提供基本保障，新技術、新理念也將推動能源互聯網向這一目標發展。

第三，革新能源生產。能源市場的供求信息、價格信號和產業政策，可以引導市場主體在自主供需平衡基礎上與其他主體進行能源交易，推動整個能源互聯網中的市場主體、交易模式、產品類型發生變革，提高可再生能源在我國能源結構中的比重，推進能源體系清潔化和低碳化，從而優化我國的能源結構。能源互聯網將打破這種界限，推動不同類型的能源協調互補，改變能源的生產方式、供應體系和發展模式。一方面，通過互聯互通，能源互聯網可以增強能源生產、傳輸、存儲、分配等各個環節的靈活性，推動可再生能源開發設備和移動能量存儲設備的規模化、經濟化應用，有效改善能源生產和供應模式，提高可再生能源比重。另一方面，能源生產和供應將從原先的單一模式轉向多元模式，除了產品種類和業務結構更加豐富，還將形成新的市場主體，它們將從事數據分析、平臺服務、風險評估、后勤保障等創新業務。

第四，推動能源消費方式轉變。能源互聯網通過市場價格與供需信息的實時互動，實現供給與需求實時化、智能化匹配，最大限度地提高市場效率，降低無謂損失，并有效改善消費者的用能行為和消費方式。供給需求雙側互動，互相促進：一方面，能源互聯網中的市場主體更加多元、產品種類更加豐富，消費者的選擇更加廣泛，能源服務水平顯著提高；消費者也能通過各種智能化終端設備和信息技術獲得更加豐富的信息，根據市場價格自主選擇使用哪一種能源。另一方面，智能化用能輔助工具的廣泛使用，能全面、實時監測系統內能源的供給和消耗情況，并據此做出及時的反饋和調整，從而提高能源利用效率，優化系統運行狀態。

第五，積極通過產業聯盟等方式建立健全標準體系。目前，我國能源互聯網的發展主要集中在用戶側，特別是在試點階段，重點是探索區域級的方案和模式。確保多利益主體參與、多重設備互聯、多類能源互補運行的前提是建立規范、可操作的技術標準體系。由于配用電側的發展一直是我國電網發展的薄弱環節，設備設施水平參差不齊，許多標準不通用、不兼容。因此，積極推動形成政府主導、各方參與、合作共贏的產業聯盟，建立健全標準體系，將為市場化、規模化發展奠定堅實基礎，從而占據發展的主動地位。

能源互聯網發展具備良好的基礎，發展契機已然到來。在很大程度上，能源互聯網發展進程取決于清潔發電和用電技術、特高壓和智能電網技術、先進儲能技術、電網控制技術、大數據技術、綜合能源服務等各項技術的研發水平及合力驅策作用。

總之，當前我國政策、技術、資本、人才已聚成合力，能源互聯網迎來發展風口。未來應從變革組織方式、營造市場環境、突破關鍵技術和喚醒互聯網精神等方面著手，加快推進能源互聯網建設，實現綠色低碳發展。為此，我們建議下一步應該抓住改革契機，借鑒國際能源互聯網行業的先行推進經驗，積極鼓勵各類主體對能源互聯網的新技術和新模式進行探索嘗試，走中國互聯網與能源融合的創新之路。此外，我國應樹立系統思維，從能源技術、生產、消費、體制等多方面入手，改變能源利用方式，構建新型能源供給利用體系。