基于SCOR模型的能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

賈景姿 曾鳴

摘 要：當(dāng)前能源問題頻出，分析其發(fā)生根源，就在于能源的供需出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性失衡問題，這就要求我們加強對綜合能源的集成管理。基于此，能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)就被提上了日程。能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)需要集中于供與需兩個關(guān)鍵點，利用能源供應(yīng)鏈管理思想和SCOR模型，通過計劃、采購、生產(chǎn)、配送、退回五個流程管理加強能源供應(yīng)鏈中能量流、服務(wù)流、資金流和信息流的控制。因此，通過SCOR模型的應(yīng)用，對能源生產(chǎn)、輸送、消費等環(huán)節(jié)采取一定對策，可以進一步推動能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。

關(guān)鍵詞：能源供應(yīng)鏈;SCOR模型;能源互聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：F252.1? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2019）05-0087-04

當(dāng)前，我國能源管理形勢嚴(yán)峻。一方面，供需失衡導(dǎo)致的價格畸變，引起多方負面反響;另一方面，石油天然氣依賴進口，國家能源安全也受到威脅。同時，我國還面臨著嚴(yán)重的環(huán)境污染，也亟須通過能源生產(chǎn)和消費過程管理減少碳排放。以上這種種問題，蘊含著一次能源與二次能源的復(fù)雜轉(zhuǎn)化問題、緣起于化石能源與可再生能源的供需替代問題，被裹挾在互聯(lián)網(wǎng)的歷史潮流之中，促使我們不斷思考如何加強對多種能源的綜合集成管理，而不僅僅是局限在單一能源的供需配合上。這就需要我們應(yīng)用系統(tǒng)原理把能源的轉(zhuǎn)化與供需綜合平衡放在能源供應(yīng)鏈的架構(gòu)上進行分析。2015年，習(xí)近平主席在國際會議上關(guān)于構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的號召，更是引發(fā)了通過能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)解決當(dāng)前能源綜合問題的一系列思考。能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，從某種意義上正是構(gòu)建多元能源供應(yīng)鏈綜合系統(tǒng)并使之有效運作的思想。本文基于這一系列思考，分析了當(dāng)前能源問題發(fā)生的根本原因，提出能源供應(yīng)鏈管理思想與模型的應(yīng)用思路，并針對能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)提出相應(yīng)的建議與對策。

一、能源問題分析

（一）煤炭能源

作為我國能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的主要成員，煤炭行業(yè)首當(dāng)其沖，成為經(jīng)濟領(lǐng)域中最先需要通過削減產(chǎn)能參與供給側(cè)改革的行業(yè)之一。隨著中小型煤礦的關(guān)閉停產(chǎn)，大型煤礦集團的集結(jié)合并，煤炭產(chǎn)業(yè)市場集中度在逐漸提高，相應(yīng)賣方市場勢力在逐漸增加，由此電煤價格向下扭曲的程度相對減輕（王雨佳，2018）。盡管隨著供給側(cè)改革的推進，電煤價格扭曲率得到一定程度的修正，但是如果煤炭利用模式?jīng)]有從粗放型向精細型轉(zhuǎn)變，煤炭利用技術(shù)和利用效率沒有有效提高，那么這種修正也只是電力產(chǎn)業(yè)和煤炭產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有利益的重新分配，而沒有獲得利益的增長。而且隨著化石能源的枯竭，我們?nèi)匀徊豢杀苊獾孛媾R著煤電供應(yīng)缺位問題;只要以煤為主的一次能源消費結(jié)構(gòu)沒有從根本上得到調(diào)整，我們就仍然無法解決當(dāng)前橫亙于世界面前的大氣層受到破壞等環(huán)境污染問題。

（二）石油天然氣能源

作為化石能源的重要部分，我國石油天然氣存儲量目前所探測到的并不豐富，較大部分依賴進口。其中天然氣作為一種清潔能源，在環(huán)境治理和保護的壓力下，成為煤炭的重要取代來源。2017年，中央大力推進煤改氣政策，各地煤改氣工程超預(yù)期建設(shè)，由此不僅導(dǎo)致能源供應(yīng)鏈供需環(huán)節(jié)發(fā)生了重大改變，而且由供需失衡導(dǎo)致嚴(yán)峻的“氣荒”事件發(fā)生，以至于華北地區(qū)天然氣價格短短一個月時間內(nèi)就由4 000元/噸突破萬元大關(guān)。天然氣價格的暴漲，不僅使國內(nèi)企業(yè)面臨巨大的成本壓力，引起供應(yīng)鏈機制發(fā)揮失常，同時也導(dǎo)致各地方天然氣保障臨時政策的出臺，又進一步循環(huán)引發(fā)了供應(yīng)鏈運轉(zhuǎn)畸變。2018年，盡管從煤改氣轉(zhuǎn)向多能互補、地?zé)岬瓤稍偕鍧嵞茉矗烊粴膺M口國的穩(wěn)定供氣仍存在不可控因素，供小于求。因此只要存在進口依賴，國家能源安全就會受到威脅。

（三）電力能源

隨著煤改氣的推進，燃煤發(fā)電占煤炭消費比重進一步提高。由于國家火電規(guī)劃的滯后，燃煤火電裝機容量增速超過用電需求增速，火電利用小時數(shù)持續(xù)下降;此外，由于我國電力需求與風(fēng)、水、光等可再生能源存在逆向分布狀況，大量由可再生能源轉(zhuǎn)化生成的電力能源無法有效輸送到高電力需求地區(qū)，導(dǎo)致棄風(fēng)、棄水、棄光現(xiàn)象嚴(yán)重。而在電力需求端存在的現(xiàn)實仍然是邊遠地區(qū)的缺電斷電、部分農(nóng)村地區(qū)高昂的電價以及在用電高峰季節(jié)的停電限電，電力普遍服務(wù)水平有待進一步提高，供需錯位問題需要盡快解決。

基于對以上幾項主要能源供需結(jié)構(gòu)性失衡狀況分析，其中盡管有我國能源資源稟賦分布不平衡的因素，但主要原因首先是能源行業(yè)與交通運輸、制造業(yè)等其他行業(yè)之間能源開發(fā)、輸送、利用等整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)規(guī)劃不全面，其次是能源行業(yè)內(nèi)各種能源運作系統(tǒng)之間及一次能源與二次能源的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)交互單一、系統(tǒng)運作不協(xié)調(diào)。針對這種系統(tǒng)規(guī)劃、運作、交互問題，就需要樹立“頂層設(shè)計”的系統(tǒng)性思維，摒棄原有“各自為政”單純“擴張保供”的能源發(fā)展思路，充分認識并利用我國能源稟賦，發(fā)揮優(yōu)勢，回避劣勢，從整體能源行業(yè)的統(tǒng)籌規(guī)劃、整體開發(fā)、協(xié)同建設(shè)著手提高能源利用效率，在節(jié)能減排的基礎(chǔ)上實現(xiàn)供需平衡。

二、能源供應(yīng)鏈管理模型

供應(yīng)鏈的內(nèi)涵指產(chǎn)品或服務(wù)在流動過程中從最初的供應(yīng)商到最終的用戶之間形成的一種網(wǎng)狀關(guān)系模型，是一種更加緊密的戰(zhàn)略聯(lián)盟形式。相應(yīng)地，供應(yīng)鏈管理的內(nèi)涵即在于核心企業(yè)通過對參與供應(yīng)鏈合作的企業(yè)之間流動的產(chǎn)品、服務(wù)、信息、資金實施計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制等職能從而經(jīng)濟有效地滿足最終用戶的需求，是一種集成的管理思想和方法。

顯然，當(dāng)供應(yīng)鏈中流動的產(chǎn)品或服務(wù)是能源或者能源服務(wù)或者與能源供應(yīng)和能源需求相關(guān)的其他服務(wù)時，這條供應(yīng)鏈就是能源供應(yīng)鏈，多條能源供應(yīng)鏈相互交叉形成一個網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)模型。通過對該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的能量流或服務(wù)流、資金流、信息流的進行綜合系統(tǒng)的管理，以實現(xiàn)整個能源供應(yīng)鏈經(jīng)濟績效和環(huán)境績效提高為目的，就是能源供應(yīng)鏈管理。應(yīng)用能源供應(yīng)鏈管理思想，通過各種產(chǎn)業(yè)整合、技術(shù)創(chuàng)新等供應(yīng)鏈改進方式實現(xiàn)能源節(jié)約是解決當(dāng)前能源問題的一條重要途徑（Wang et al.，2016）。但是更重要的是，通過對能源供應(yīng)鏈的管理，可以開發(fā)可持續(xù)性能源供應(yīng)系統(tǒng)，促進能源資源合理配置，提高能源利用效率;可以構(gòu)筑多元能源網(wǎng)絡(luò)，促進橫向多能互補，縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)，實現(xiàn)能源的整體性供需平衡（Yan et al.，2016）。

（一）對多能源的有效管理

要實現(xiàn)對能源供應(yīng)鏈的有效管理，首先需要對于能源供應(yīng)鏈有別于傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的特征進行分析認識。能源供應(yīng)鏈中流動的能量有別于一般商品，從鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)向網(wǎng)絡(luò)化、多元化、復(fù)雜化發(fā)展，其中涉及多個組織，并涉及能量的多向流動（董明，2008）。具體如下：

1.配送服務(wù)具有即時性、連續(xù)性。針對石油天然氣，主要通過管道傳送，針對電力，主要通過輸配電網(wǎng)傳送，能源的配送具有連續(xù)流動、即時到達的特征。

2.多元能源具有互相轉(zhuǎn)化性。分布式能源系統(tǒng)中風(fēng)、光、水一次能源轉(zhuǎn)化為電力能源;冷熱電聯(lián)產(chǎn)中煤炭（天然氣）、電、熱能間的相互轉(zhuǎn)換（耦合），因此能源供應(yīng)鏈中能量可能以多種外在載體形式存在。

3.能量的多向流動性。典型的輸入輸出端口如儲能，在能源供應(yīng)鏈供能充裕時接受能量輸入，在能量缺乏時，又可供給供應(yīng)鏈內(nèi)其它組織能量需求。與此相似的還有聯(lián)網(wǎng)型微網(wǎng)系統(tǒng)，同樣可以多余發(fā)電上網(wǎng)，發(fā)電不足時接受大電網(wǎng)輸送的能量。

盡管能源供應(yīng)鏈具有高度復(fù)雜性、多元性，但作為供應(yīng)鏈通過集成運作經(jīng)濟有效地滿足最終用戶需求的基本特征不變。因此，供應(yīng)鏈管理的通用模型同樣可以應(yīng)用在能源供應(yīng)鏈管理上，其中比較典型的即SCOR模型。

SCOR模型，即供應(yīng)鏈流程參考模型，是1996年美國供應(yīng)鏈管理協(xié)會發(fā)布的。SCOR模型起源之初，主要應(yīng)用于企業(yè)層面，建立在計劃、采購、生產(chǎn)、發(fā)運、退貨五個流程上。這五個流程管理是企業(yè)與其供應(yīng)鏈伙伴進行有效溝通以及績效衡量指標(biāo)設(shè)立的參考工具。從績效目標(biāo)的設(shè)定和計劃的寬泛性來說，SCOR模型主要針對戰(zhàn)略層面的供應(yīng)鏈架構(gòu)設(shè)計，廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈中核心企業(yè)的競爭與合作戰(zhàn)略規(guī)劃。但是能源產(chǎn)業(yè)關(guān)系著國計民生，除了經(jīng)濟指標(biāo)的衡量，還需要注重提高普遍服務(wù)水平。因此，能源供應(yīng)鏈的運作不能以某具體能源行業(yè)或能源企業(yè)為核心進行，更不能脫離政府管制而存在，否則將會出現(xiàn)某核心行業(yè)或企業(yè)通過調(diào)配資源獲得更高的私利，從而打破整個產(chǎn)業(yè)的供需系統(tǒng)平衡，傷害國家利益。

（二）對能源供應(yīng)鏈管理

能源供應(yīng)鏈管理，需要跳脫出企業(yè)邊界，站在全產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈高度，將SCOR模型的應(yīng)用從企業(yè)戰(zhàn)略層面上移植到國家戰(zhàn)略層面上，開展能源大產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈架構(gòu)設(shè)計，才能促進多元能源合理轉(zhuǎn)化與替代，保證能源供需平衡、國家能源安全、自然環(huán)境友好。見圖1，具體如下。

1.能源供應(yīng)鏈的計劃元素應(yīng)上升匯總到政府相應(yīng)管制部門，針對能源供需全產(chǎn)業(yè)鏈開展國家能源計劃活動，再在該總體計劃的基礎(chǔ)上回到企業(yè)層面進行計劃流程管理。國家能源計劃覆蓋整個規(guī)劃周期，同時綜合模型中的服務(wù)和能量全部供方與需方，調(diào)整綜合資源以滿足預(yù)期需求量，使整個供應(yīng)鏈達到總需求平衡。

2.能源供應(yīng)鏈的執(zhí)行元素仍然由具體企業(yè)掌控，其中采購與生產(chǎn)流程管理由能量供方開展，并在能量供方之間按計劃進行能量各種載體的轉(zhuǎn)化與替代，而配送及退貨則由服務(wù)供方開展，服務(wù)供方在提供能量配送服務(wù)時與能量供方和需方進行三方互動，并與能量供方一起服務(wù)于最終用戶。根據(jù)計劃，使能量的外在載體發(fā)生變化，并妥善安排其中生產(chǎn)與配送進度、先后順序和數(shù)量，以滿足不同能源形式、不同時間、不同數(shù)量、不同空間的需求。

3.能源供應(yīng)鏈的集成運作還離不開信息等支持元素。計劃流程需要大量運行信息的支持，才能真正適應(yīng)變化。而在采購、生產(chǎn)、配送、退貨流程中也需要企業(yè)之間和企業(yè)內(nèi)部各部門建立充分的聯(lián)系，并對相應(yīng)的信息系統(tǒng)進行維護和管理。

綜上所述，能源供應(yīng)鏈中流動的有能量及能源服務(wù)，能量的流動具有多向性，服務(wù)的對象具有多元性，與能量和服務(wù)流動相反方向的即資金流，其中在供應(yīng)鏈所有成員間四通八達進行流動的是信息。只有通過對能量、能源服務(wù)、資金、信息流的有效控制，才能實現(xiàn)能源供應(yīng)鏈的持續(xù)、友好運轉(zhuǎn)。

三、能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)

顯然，要解決能源行業(yè)存在的結(jié)構(gòu)性失衡問題，需要應(yīng)用前瞻性視角、系統(tǒng)性思維來思考包括能源生產(chǎn)、運輸、配送、消費全行業(yè)在內(nèi)的廣義能源系統(tǒng)運作問題。能源供應(yīng)鏈管理思想及能源產(chǎn)業(yè)SCOR模型的應(yīng)用為我們提供了一個系統(tǒng)的架構(gòu)，但要完善能源供給規(guī)劃，促進多類型能源的相互補充與供需系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，則需要借助互聯(lián)網(wǎng)的東風(fēng)，開展能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。

能源互聯(lián)網(wǎng)提出于2015年。隨后，曾鳴等（2016A，2016B）一系列學(xué)者都對能源互聯(lián)網(wǎng)進行了充分的闡述與定義，明確了能源互聯(lián)網(wǎng)的主要特征、關(guān)鍵運營模式、技術(shù)框架。能源互聯(lián)網(wǎng)，基于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)背景下，強調(diào)橫向?qū)崿F(xiàn)電、氣、煤、油、熱、可再生能源等“多源互補”，縱向?qū)崿F(xiàn)能源生產(chǎn)、配送、消費、儲存各環(huán)節(jié)高度協(xié)調(diào)，通過生產(chǎn)和消費的雙向互動，集中與分布的充分結(jié)合，實現(xiàn)供需平衡。這也正是能源供應(yīng)鏈管理的要義。

基于能源供應(yīng)鏈管理思想，能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)主要包括以下幾個方面。

（一）橫向多能柔性互補

供應(yīng)鏈柔性是在不確定的、可變的環(huán)境下，響應(yīng)變化同時減少風(fēng)險的重要方法。橫向多能互補是指電力系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、煤炭系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、天然氣供應(yīng)系統(tǒng)等多種能源資源之間的互補協(xié)調(diào)，突出強調(diào)各類能源之間的“可替代性”，不僅有煤改氣，還有煤改電等等。能源供應(yīng)鏈的柔性互補是建立在能源互聯(lián)網(wǎng)的開放、對等的基礎(chǔ)上，提供多種能源的交流媒介，實現(xiàn)分布式電源、儲能等多種設(shè)備的適應(yīng)性接入，用戶不僅可以在其中任意選擇不同能源，也可自由選擇能源資源的使用方式。

（二）縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)同

供應(yīng)鏈的成功決定于供應(yīng)鏈成員間能否實現(xiàn)協(xié)同管理，包括聯(lián)合決策、組織協(xié)同，使供應(yīng)鏈成員無論是從信息還是業(yè)務(wù)、關(guān)系上均實現(xiàn)整合與同步。而能源互聯(lián)網(wǎng)中的縱向源網(wǎng)荷儲協(xié)同，其中，源指電力、煤炭、石油天然氣等能源開發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)，網(wǎng)指的是電力網(wǎng)絡(luò)、石油天然氣網(wǎng)絡(luò)等能源輸配網(wǎng)絡(luò)，荷指包括電力、熱能等多種能源需求，儲則指能源的儲存。能源互聯(lián)網(wǎng)一方面需要通過多種交互技術(shù)實現(xiàn)能源資源的開發(fā)生產(chǎn)和資源運輸網(wǎng)絡(luò)、能量傳輸網(wǎng)絡(luò)以及能源消費之間的相互協(xié)調(diào);另一方面針對用戶的多種用能需求開展需求側(cè)管理，提供綜合能源服務(wù)，在為用戶降低成本開支的同時引導(dǎo)清潔能源消納，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。能源互聯(lián)網(wǎng)的縱向協(xié)同則是建立在互聯(lián)的基礎(chǔ)上，保證子系統(tǒng)內(nèi)局部能源設(shè)備之間的互聯(lián)互通以及內(nèi)部供需自平衡，同時，保證分散式與集中式等子系統(tǒng)之間的互聯(lián)協(xié)調(diào)以及大系統(tǒng)內(nèi)的供需總體平衡，從而有效提高系統(tǒng)運行的安全性與經(jīng)濟性。

（三）全方位信息共享

無論是縱向多環(huán)節(jié)協(xié)同還是橫向柔性互補，能源互聯(lián)網(wǎng)的有效運行離不開信息的搜集、加工與利用。能源互聯(lián)網(wǎng)是各能量節(jié)點、信息節(jié)點之間進行能量流和信息流雙向流動的平臺，每個能源節(jié)點都有獲取數(shù)據(jù)信息的權(quán)限與能力，而這種信息的流通與共享將進一步發(fā)揮作用，實現(xiàn)能源系統(tǒng)的實時感知、動態(tài)控制，促進能源資源在廣域范圍內(nèi)的優(yōu)化配置。

四、政策與建議

要使能源互聯(lián)網(wǎng)更為行之有效，保證我國能源供需平衡，使國家能源安全得到保障，減少碳排放，促進能源低碳發(fā)展，優(yōu)化環(huán)境，需要在以下能源開發(fā)生產(chǎn)、輸運配送、消費利用等方面開展能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。

加大對煤炭清潔利用技術(shù)開發(fā)的投入力度，不斷研發(fā)洗煤等凈化加工技術(shù)、循環(huán)硫化床等清潔燃燒技術(shù)、碳捕獲等凈化處理技術(shù)，在符合國際碳排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上充分利用我國豐富的煤儲備資源保證能源的充足供給。

推進煤電產(chǎn)業(yè)縱向聯(lián)合，使煤電企業(yè)通過一體化建設(shè)減少雙方的交易成本和博弈成本，提高總收益，從而更好地發(fā)揮電煤資源的效用，促進煤電產(chǎn)業(yè)鏈長期穩(wěn)定發(fā)展。

大力開發(fā)頁巖氣，減少天然氣進口依賴，增加地?zé)岬绕渌鍧嵞茉垂?yīng)量，并在天然氣無法依靠自主供應(yīng)時，結(jié)合國際關(guān)系，謹(jǐn)慎有序地推進煤改氣進程，以避免天然氣供需失衡。

通過電力體制改革的推進，加快售電和綜合能源服務(wù)市場建設(shè)，推進輸配電價改革，引導(dǎo)電網(wǎng)等能源輸送網(wǎng)絡(luò)實體退出能量供需環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉摧斉浞?wù)供應(yīng)商角色，從而通過更加專業(yè)的服務(wù)，保證能量的合理、經(jīng)濟、有效流轉(zhuǎn)。

加快微網(wǎng)系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)的建設(shè)，一方面可以利用局部系統(tǒng)的建設(shè)與完善，逐步互聯(lián)互通促進能源互聯(lián)網(wǎng)大系統(tǒng)的建設(shè);另一方面也可以利用這些子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用，在能源供需出現(xiàn)失衡等風(fēng)險時發(fā)揮供應(yīng)鏈柔性，進行能量輸出或輸入，以應(yīng)對風(fēng)險。

調(diào)整政策導(dǎo)向，對綜合能源服務(wù)供應(yīng)商施加影響，通過市場手段引導(dǎo)消費者積極優(yōu)先消納綠色能源，參與需求側(cè)響應(yīng)，從而促進綠色能源消納，保證能源系統(tǒng)安全運行。

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