文/牛祿青
能源互聯(lián)網(wǎng)從概念到行動
文/牛祿青
當前,能源電力系統(tǒng)面臨六大迫切挑戰(zhàn):可再生能源的快速發(fā)展對傳統(tǒng)能源體系造成沖擊、消費者對能源電力服務和信息的需求、電力峰谷矛盾、能源電力資產(chǎn)損失和巨額維護保養(yǎng)支出、可靠性要求、節(jié)能與環(huán)保要求。為了解決這些問題,能源互聯(lián)網(wǎng)技術應運而生。
這是一個“互聯(lián)網(wǎng)+”的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)時代,同樣是一個能源互聯(lián)網(wǎng)的能源變革時代。借助能源互聯(lián)網(wǎng),傳統(tǒng)能源行業(yè)迎來新一輪轉(zhuǎn)型升級機遇,消費者的個性化能源需求也將得以實現(xiàn)。
據(jù)媒體報道,由國家能源局、工信部牽頭的《能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃大綱》和12個支撐課題正式確定。國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃籌備組組長、華北電力大學教授曾鳴主持起草的相關文件大綱正在制定中,并有望在最近完成首稿。
此前,國家能源局已經(jīng)就能源互聯(lián)網(wǎng)組織了四次座談會,邀請了包括國家電網(wǎng)、五大電力公司、煤炭企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等多個行業(yè)企業(yè)進行探討,內(nèi)容包括能源互聯(lián)網(wǎng)的定位、目標、技術實現(xiàn)等問題。
對于能源互聯(lián)網(wǎng)的定義和內(nèi)涵,業(yè)界仍存在爭議。但所有人都認為信息技術將在未來的能源系統(tǒng)中扮演核心角色,成為能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的基礎,因為只有信息技術才能實現(xiàn)整個能源系統(tǒng)內(nèi)各系統(tǒng)和設備的互聯(lián)互通。時下,傳統(tǒng)能源企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已開始搶占這個新的“風口”,積極布局能源互聯(lián)網(wǎng)。
能源互聯(lián)網(wǎng)概念最早由美國于2008年提出,近兩年成為熱點,特別是經(jīng)由杰里米·里夫金的《第三次工業(yè)革命》傳播,影響甚廣。
《第三次工業(yè)革命》、《零成本社會》作者杰里米·里夫金表示,互聯(lián)網(wǎng)技術和可再生能源已經(jīng)開始聯(lián)合打造一個能源互聯(lián)網(wǎng),它將改變能源的生產(chǎn)和社會分配方式。在即將到來的時代,數(shù)億人將在家里、辦公室和工廠中生產(chǎn)自己的可再生能源,并且在能源互聯(lián)網(wǎng)上共享綠色電力,就像現(xiàn)在我們在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布和分享信息一樣。
清華大學信息技術研究院研究員曹軍威在《能源互聯(lián)網(wǎng)探析》一文中指出,能源互聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)思維與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)”,以開放對等的信息-能源一體化架構真正實現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(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法比擬的優(yōu)勢,未來能源基礎設施在傳輸方面的主體必然還是電網(wǎng),因此未來能源互聯(lián)網(wǎng)基本上是以互聯(lián)網(wǎng)式的電網(wǎng)為樞紐構成的能源-信息系統(tǒng)。
國網(wǎng)能源研究院首席專家馮慶東曾公開提出,能源互聯(lián)網(wǎng)是在能源轉(zhuǎn)型大背景下提出來的。能源互聯(lián)網(wǎng)就是智能電網(wǎng)2.0版。它是以互聯(lián)網(wǎng)技術為核心,以配電網(wǎng)為基礎的,以新能源接入為主,通過能量管理系統(tǒng)作為分布式能源設備,實施廣域優(yōu)化協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)冷、熱、氣、水、電等多種能源互補,提高用能效率的智慧能源管控系統(tǒng)。
“這么提是有依據(jù)的,國際電工委員會把以多種能源網(wǎng)絡智能化為基礎的多能源網(wǎng)架定義為智能電網(wǎng)2.0版。把實現(xiàn)能源網(wǎng)絡、社會網(wǎng)絡、信息網(wǎng)絡、環(huán)境網(wǎng)絡及自然網(wǎng)絡的整體融合定義為智能電網(wǎng)的3.0版?!瘪T慶東解釋說,智能電網(wǎng)2.0版是能源互聯(lián)網(wǎng)一個近期目標。
中國經(jīng)濟研究院院長白津夫則持有不同看法。他認為,能源互聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)的能源雙向配置平臺,主要適應于分布式能源,能夠?qū)L能、太陽能等可再生能源輸送到各類用戶,同時也能夠把個體電源通過網(wǎng)絡回購再配置,促進產(chǎn)消一體,雙向交互。能源互聯(lián)網(wǎng)不能單向考慮“主體自由接入和分享”,還要形成能源網(wǎng)上可交易。
遠景能源是國內(nèi)排名第四的風機制造商,該公司董事長張雷表示,遠景在能源互聯(lián)網(wǎng)領域的目標,即建立一個類似微信的生態(tài)圈。能源互聯(lián)網(wǎng)的核心,是如何利用互聯(lián)網(wǎng)更好地做能源。全球能源發(fā)展正呈現(xiàn)三大趨勢——分布化、市場化和民主化,這正是遠景的機遇所在。
能源的互聯(lián)網(wǎng)會帶來什么樣的市場空間呢?張雷認為,第一,是有形的能源資產(chǎn)市場;第二,則是能源交易市場。能源互聯(lián)網(wǎng)是由智能硬件、軟件平臺和市場組成,這三者互聯(lián)促進。比如應該要建成一個大的光伏能源市場,在這個平臺上面形成包括開發(fā)商、設備供應商、銀行、保險公司等均在內(nèi)的抱團效應。而我們推出的格林威治平臺就是從這方面開始做嘗試。
協(xié)鑫集團董事長朱共山表示,具體到對分布式可再生能源的能源互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)利用,就要在生產(chǎn)、輸配、消費等環(huán)節(jié)上,貼近用戶側(cè)。就要以能源微網(wǎng)為基本單元的能源互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)信息流、能量流、業(yè)務流、資金流系統(tǒng)的連通和耦合。目前,協(xié)鑫的“六位一體”能源微網(wǎng)模式,就是利用太陽能、天然氣、風能、低位熱能、LED及節(jié)能技術、儲能技術構建微型能源網(wǎng),已經(jīng)取得了一定的效果,比傳統(tǒng)能源系統(tǒng)利用效率提升40%以上。
國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞在2015年2月3日出版了《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書,提出到2050年要基本建成“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”。即以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道),以輸送清潔能源為主導,全球互聯(lián)泛在的堅強智能電網(wǎng)。將由跨國跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國各電壓等級電網(wǎng)的國家泛在智能電網(wǎng)構成,連接“一極一道”(北極、赤道)和各洲大型能源基地,適應各種分布式電源接入需要,能夠?qū)L能、太陽能、海洋能等清潔能源輸送到各類用戶,是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺,也是實施“兩個替代”的關鍵。
有評論認為,這一能源互聯(lián)網(wǎng)是基于工業(yè)思維追求規(guī)模效益的認識,與“因地制宜、因需而設、就地取材、就近供能、自下而上、參與互動”的互聯(lián)網(wǎng)思維下的能源互聯(lián)網(wǎng)是完全逆向的思維。
曾鳴在中國能源報《能源革命與能源互聯(lián)網(wǎng)+》一文中,權威闡述了國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動的原則與主張。他認為,在“能源互聯(lián)”背景下,傳統(tǒng)的以生產(chǎn)順應需求的能源供給模式將被徹底顛覆,處于能源互聯(lián)網(wǎng)中的各個參與主體既是“生產(chǎn)者”,又是“消費者”,互聯(lián)共享將成為新型能源體系中的核心價值觀。
因此,能源互聯(lián)網(wǎng)是要構建一個以電力系統(tǒng)為核心與紐帶,多類型能源網(wǎng)絡和交通運輸網(wǎng)絡的高度整合,具有“橫向多能源體互補,縱向源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)”和能量流與信息流雙向流動特性的大能源互聯(lián)圈,是要實現(xiàn)更廣泛意義上的“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)互動。其中,“源”是指煤炭、水能、天然氣等各類型一次能源和電力等二次能源,“網(wǎng)”涵蓋了天然氣和石油管道網(wǎng)、電力網(wǎng)絡以及鐵路、公路等運輸網(wǎng)絡,“荷”與“儲”則是指各種能源需求以及存儲設施。通過“源-網(wǎng)-荷-儲”協(xié)調(diào)互動達到最大限度消納利用可再生能源,能源需求與生產(chǎn)供給協(xié)調(diào)優(yōu)化以及資源優(yōu)化配置的目的,從而實現(xiàn)整個能源網(wǎng)絡的“清潔替代”與“電能替代”,推動整個能源產(chǎn)業(yè)以及經(jīng)濟社會的變革與發(fā)展。
參與制定能源互聯(lián)網(wǎng)標準的中國智慧能源產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務副理事長劉東的觀點,他認為,能源互聯(lián)網(wǎng)要秉承互聯(lián)網(wǎng)理念,綜合利用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)技術,對能源產(chǎn)業(yè)進行互聯(lián)網(wǎng)化,將能源賦予新的數(shù)據(jù)屬性,并實時網(wǎng)狀流動,動態(tài)調(diào)配能源生產(chǎn)、傳輸和消費,繼而構建出基于互聯(lián)網(wǎng)模式的新格局、新業(yè)態(tài),使得能源產(chǎn)業(yè)更開放、更透明、更便利、更高效。
中國能源互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟專家委員曹寅認為,能源互聯(lián)網(wǎng)應該包括六大板塊:智能發(fā)電、智能電網(wǎng)、智能儲能、智能用電、智能能源交易、智能管理和服務。這六個板塊無法割裂,渾然一體,構成了完整的能源互聯(lián)網(wǎng)。
“互聯(lián)網(wǎng)+”是國家倡導的產(chǎn)業(yè)升級戰(zhàn)略,“互聯(lián)網(wǎng)+”生態(tài)將構建在萬物互聯(lián)的基礎之上。而能源互聯(lián)網(wǎng)只是把交換的“介質(zhì)”從信息和商品變成了能源,并實現(xiàn)開放協(xié)作、跨界融合。
能源行業(yè)正在“互聯(lián)網(wǎng)+”的風潮下發(fā)生巨變。無論是傳統(tǒng)能源企業(yè)、新能源企業(yè)還是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),都紛紛在“互聯(lián)網(wǎng)+油氣”、“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)”、“互聯(lián)網(wǎng)+煤炭”和“互聯(lián)網(wǎng)+電力”等領域布局。
6月10日,中國石油與騰訊簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,探討如何利用互聯(lián)網(wǎng)技術促進能源企業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展,實施“互聯(lián)網(wǎng)+油氣產(chǎn)業(yè)”。根據(jù)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,雙方將在業(yè)務開發(fā)與推廣、移動支付、互聯(lián)網(wǎng)金融、媒介宣傳、020(線上與線下聯(lián)動)業(yè)務、地圖導航、醫(yī)療、旅游、團購、用戶忠誠度管理(積分會員管理)、云服務、大數(shù)據(jù)應用與聯(lián)合營銷等領域探索開展合作,通過充分發(fā)揮雙方核心能力和戰(zhàn)略資源互補優(yōu)勢,共同推進相關產(chǎn)品和服務的創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)升級。
此前,中國石油與騰訊公司已在網(wǎng)上充值、微信服務號等方面展開合作。中石油集團副總經(jīng)理喻寶才稱,油品銷售業(yè)務亟須利用互聯(lián)網(wǎng)來促進企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。
中國能源網(wǎng)首席信息官韓曉平亦認為,中石油與騰訊的合作會首先在下游終端發(fā)力?!膀v訊在微信上擁有巨大的客戶群體和便捷的用戶體驗,騰訊與中石油方面合作,首先面向的是終端的消費者,未來或可實現(xiàn)微信支付加油?!?/p>
去年8月26日,中石化率先與騰訊科技簽訂合作協(xié)議,從銷售端擁抱互聯(lián)網(wǎng),雙方在業(yè)務開發(fā)與推廣、移動支付、媒介宣傳、020業(yè)務、地圖導航、用戶忠誠度管理、大數(shù)據(jù)應用與交叉營銷等領域探索合作。騰訊還參與了中石化銷售公司引資。
今年4月份,中石化又與阿里巴巴達成合作協(xié)議,雙方將在大數(shù)據(jù)提升產(chǎn)油量、統(tǒng)一支付體系、車聯(lián)網(wǎng)、電商020等方面進行廣泛合作。其時,中石化表示,正以積極的態(tài)度擁抱“互聯(lián)網(wǎng)+”帶來的新機遇,謀求在新一輪科技革命產(chǎn)業(yè)變革中搶得先機,實現(xiàn)轉(zhuǎn)型發(fā)展。
在電力領域,國家電網(wǎng)也早已布局。國網(wǎng)四川省電力公司與騰訊公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方約定就“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)”服務應用平臺展開深層次合作,實施“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)”戰(zhàn)略。“互聯(lián)網(wǎng)+電網(wǎng)”項目將以“互聯(lián)網(wǎng)+”解決方案為抓手,以騰訊智慧城市為平臺,依托國網(wǎng)四川電力的電力智能化服務,結合騰訊在網(wǎng)絡社交、云計算、大數(shù)據(jù)等領域的領先優(yōu)勢,開展全方位、深層次的戰(zhàn)略合作。
電網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)量大,普遍認為目前對數(shù)據(jù)的挖掘不夠,接近用戶側(cè)的數(shù)據(jù)價值很大,也是智能生活的重要節(jié)點。國家電網(wǎng)在一直倡導的智能電網(wǎng)之外,6月初還正式上線運營電子商城,做起了“電商”。
面臨產(chǎn)能過剩的煤炭行業(yè),也想抓住“互聯(lián)網(wǎng)+”這根救命稻草。5月份,神華集團董事長張玉卓撰文稱,神華利用網(wǎng)絡銷售產(chǎn)品打開了“互聯(lián)網(wǎng)+煤炭行業(yè)”的小窗口。目前,神華正在積極進行轉(zhuǎn)型,數(shù)字化及信息化將作為神華“十三五”規(guī)劃的一部分。如探索成立售電公司,通過互聯(lián)網(wǎng)平臺銷售包括新能源在內(nèi)的電力產(chǎn)品和碳配額。另外,搭載互聯(lián)網(wǎng)銷售電力寬帶及其他電子、電力改造產(chǎn)品和服務。
除了傳統(tǒng)能源行業(yè),新能源企業(yè)搭載“能源互聯(lián)網(wǎng)”之勢更是愈演愈烈。一個近期在行業(yè)引發(fā)廣泛關注的,是前江西賽維LDK董事長、現(xiàn)SPI綠能寶董事長彭小峰6月16日在北京公布能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的戰(zhàn)略布局。其推出的“綠能寶”是一款實物租賃理財產(chǎn)品,投資者可在平臺購買光伏產(chǎn)品,并通過綠能寶委托租賃給光伏電站項目獲得收益。
相關上市公司如智慧能源、積成電子、科華恒盛等也在積極涉足能源互聯(lián)網(wǎng)領域。6月16日,積成電子與英特爾亞太研發(fā)有限公司簽署了《戰(zhàn)略備忘錄》,雙方將在山東省智慧能源公共服務平臺、智能終端設備以及大數(shù)據(jù)、云計算和數(shù)據(jù)中心等領域展開全面合作。
作為“全國智慧能源公共服務云平臺”戰(zhàn)略合作伙伴, 積成電子目前已經(jīng)積累了16000家以上企業(yè)用能信息數(shù)據(jù),公司參與研發(fā)的全國智慧能源聯(lián)盟公共服務云平臺規(guī)劃中的首個省域?qū)嶒炐云脚_“山東省智慧能源公共服務云平臺”已經(jīng)實驗運行,計劃未來將采集3000家以上企業(yè)動態(tài)用能信息數(shù)據(jù)。同時公司承建的山東省節(jié)能信息系統(tǒng)平臺建設項目業(yè)務范圍覆蓋了全省17個地市、140個縣和省重點用能單位的節(jié)能信息系統(tǒng),布局了25000個用能采集點,這些采集點是公司卡位能源互聯(lián)網(wǎng)入口端的重要布局。未來公司將通過合作方式或外延發(fā)展積極布局“能源端+微網(wǎng)+用能端”等各環(huán)節(jié),與英特爾合作,有利于推進基于數(shù)據(jù)分析的增值服務解決方案,達到能源高效利用的最終目的。
根據(jù)媒體報道,4月17日國家能源局召開的第一次能源互聯(lián)網(wǎng)會議傳出消息,國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃主要著力點在分布式能源、微網(wǎng)、需求側(cè)管理、合同能源管理、基于數(shù)據(jù)的服務等商業(yè)模式上。
一位與會的企業(yè)代表透露,國家能源局提出了自己的初步設想,能源互聯(lián)網(wǎng)可以兩步走,第一步在售電端通過鼓勵多元售電主體的競爭,鼓勵清潔能源運營商參與售電和碳配額交易,形成售電公司與用戶的互聯(lián)互通;第二步,通過儲能技術的發(fā)展,電力消費的終端隨著電動汽車、綠色建筑、智慧城市等新載體,提高社會的電氣化程度。
曹軍威分析,單純靠售電側(cè)的競爭,不足以推動能源互聯(lián)網(wǎng)的建設?!爸挥性诨A設施層面的改變,如配電網(wǎng)的建設運營與分布式能源、微網(wǎng)、需求側(cè)管理等進行統(tǒng)籌,才能節(jié)約電網(wǎng)容量,提高效率?!北热鐓^(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)建設目前應將重點放在四個方面的開放互聯(lián):分布式能源、風光儲微網(wǎng)、需求側(cè)管理與配電網(wǎng)。
無論《能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃》如何落地,能源互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)實與愿景之間,還存在巨大的體制機制性鴻溝,而且在近期難以跨越。例如微電網(wǎng)示范工程屬于毫無爭議的能源互聯(lián)網(wǎng)項目,但它的推廣并不順利。
“盡管‘十二五’期間我們提出要建設100座新能源示范城和30個微電網(wǎng)示范工程,但這一雄心勃勃的計劃進展并不如人意?!眹夷茉淳中履茉磁c可再生能源司副司長史立山說。
一些地方政府官員也指出,阻礙微電網(wǎng)示范工程推廣的體制機制性障礙比較多,如果這些障礙不掃除,《能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃》寫得再漂亮,對現(xiàn)實都不會有太大觸動。
隨著新一輪電改的強力啟動,中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的體制障礙或?qū)⒈黄瞥?。未來,在電改得到有力落實的前提下,發(fā)電、售點、配電行業(yè)的競爭將充分市場化,電價競爭和用戶側(cè)服務將會出現(xiàn)。
曹寅在《互聯(lián)網(wǎng)+:國家戰(zhàn)略行動路線圖》一書中認為,根據(jù)電改未來分階段的進展和時間安排,中國能源互聯(lián)網(wǎng)建設將會按照“三步走”的順序有序落實。從目前開始是能源互聯(lián)網(wǎng)的第一階段,重心在于能源互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的大規(guī)模建設和改造。包括分布式能源、儲能、數(shù)據(jù)采集器、智能電表、充電樁、智能逆變器等設備和系統(tǒng),這些能源設備相當于能源互聯(lián)網(wǎng)的五官和觸手,構成了能源互聯(lián)網(wǎng)最基礎的設備層。這一階段的大規(guī)模建設將持續(xù)數(shù)年,帶來萬億計的市場。
隨著基礎設施的基本完善,以及售電側(cè)市場的逐步放開,預計中國將于2017年進入能源互聯(lián)網(wǎng)的第二階段——需求側(cè)管理和服務市場。屆時,面向工商業(yè)用戶的電力交易市場機制將基本建立;同時,也會有大量多背景的企業(yè)主體進入售電市場,包括發(fā)電企業(yè)、園區(qū)管理企業(yè)、大型用電企業(yè)、公用事業(yè)企業(yè)、分布式電站項目公司等。因此,售電側(cè)的競爭也將日趨激烈,價格競爭難以避免。而能夠提供基于能源互聯(lián)網(wǎng)的綜合性智慧用電服務的企業(yè)將會在價格競爭的泥潭中脫穎而出。
第三階段將以配電側(cè)的智能化和競爭為主要特色。伴隨著電改的深入貫徹,預計在2020年左右,所有增量配電和大量存量配電將向市場開放。配電網(wǎng)絡作為智能管道和管理平臺的角色將得到企業(yè)重視,一大批基于能源互聯(lián)網(wǎng)建設和改造的、以分布式發(fā)電項目為核心的智能微網(wǎng)將出現(xiàn)。同時,虛擬電廠作為分布式電站智能運維平臺和需求側(cè)響應及管理系統(tǒng)的高階形式,將基于智能微網(wǎng)蓬勃發(fā)展。至此,一個以分布式發(fā)電和智能用電器為核心,通過互聯(lián)網(wǎng)廣泛互聯(lián)和智能管理,以綜合性服務為特點,以電力消費者為核心,充分競爭和開放的能源互聯(lián)系統(tǒng)將初步成型。
能源互聯(lián)網(wǎng)時代,并不意味著電力公司的消亡。但電力公司的角色將發(fā)生轉(zhuǎn)變,他們的專長并不是去售電,而是成為能源互聯(lián)網(wǎng)的管理者和服務者,從價值鏈的每一個環(huán)節(jié)來降低邊際成本。
里夫金指出,電力或水電公司不再靠銷售掙錢,而是把能源生產(chǎn)的個體戶、小型企業(yè)等整合起來,管理它們的同時也降低邊際成本,共享所獲得的利益。未來將會有數(shù)億的人生產(chǎn)電力,把它放到能源的互聯(lián)網(wǎng)當中去。對于這些電力公司來講他們會怎么樣呢?他們會去管理這個能源或者電力的互聯(lián)網(wǎng),就像阿里巴巴,他們?nèi)ス芾砭W(wǎng)絡平臺。
張雷也表示,能源互聯(lián)網(wǎng)未來會跟互聯(lián)網(wǎng)沒有多大區(qū)別,實際上今天互聯(lián)網(wǎng)無處不在,但互聯(lián)網(wǎng)演化到最后會形成幾個集群,像BAT一樣這種模式,你有阿里巴巴的平臺,有百度的平臺,有騰訊的平臺,有Facebook的平臺,未來的能源互聯(lián)網(wǎng)也慢慢地收攏,變成平臺化、集群化和生態(tài)化。在這么大的平臺里面,比如有光伏的能源市場,平臺上面有你的開發(fā)商、設備供應商、銀行、保險公司等等。
未來能源產(chǎn)業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)化的進程中,將會涌現(xiàn)非常多的商業(yè)模式,有不少商業(yè)模式將是顛覆性的商業(yè)模式。比如,最上游的材料及設備領域,會產(chǎn)生如“找鋼網(wǎng)”這類B2B產(chǎn)業(yè)垂直電商;能源生產(chǎn)領域,會產(chǎn)生各種基于大數(shù)據(jù)的第三方工業(yè)節(jié)能商業(yè)模式;能源生產(chǎn)的產(chǎn)品領域,會產(chǎn)生電子交易所這類B2B現(xiàn)貨交易平臺和期貨交易平臺;能源消費領域最具想象空間,會產(chǎn)生各種類型的020商業(yè)模式(B2B,B2C,C2B,C2C,監(jiān)控節(jié)能類、方案解決類、交易類);每個產(chǎn)業(yè)鏈條,都會產(chǎn)生基于大數(shù)據(jù)的第三方專業(yè)解決方案商業(yè)模式;具有穩(wěn)定現(xiàn)金流的能源資產(chǎn)領域,會產(chǎn)生基于資產(chǎn)證券化的互聯(lián)網(wǎng)金融商業(yè)模式(P2P、眾籌、融資租賃等)和基于交易的020平臺商業(yè)模式。
據(jù)曹寅介紹,虛擬電廠這種新的業(yè)態(tài)將大規(guī)模涌現(xiàn)。一個虛擬發(fā)電廠可以由不同類型電源組成,如風力發(fā)電機、光伏組件、微型水電站以及微型生物質(zhì)電站、電梯勢能發(fā)電等小規(guī)模并且不穩(wěn)定的電源。虛擬電廠運營商可以像現(xiàn)在的金融工程一樣,利用先進的電力電子技術、通信技術和機械技術,在各種現(xiàn)有電源的基礎上,進行不同電源、不同項目之間的組合和分解(消納和儲能),以設計出符合客戶特定用能需要并具有經(jīng)濟性的電源組合。通過虛擬電廠工程,可以彌補不同類型可再生能源發(fā)電項目自身的不穩(wěn)定性缺陷,從而使虛擬電站也可以被當成傳統(tǒng)電站一樣對待。
德國已經(jīng)有多個虛擬發(fā)電廠“落成”,電廠的構成包括熱電聯(lián)產(chǎn)機組、水電站、風電場、光伏電站等電源,其實際能效和經(jīng)濟效益均要高于單獨運行這些電源。根據(jù)美國調(diào)查公司Navigant Research 2014年10月最新公布的預測,全球虛擬電廠合計容量到2023年將擴大至28吉瓦,相當于1.3個三峽電站,而這些發(fā)電能力將大部分由居民屋頂?shù)墓夥娬竞秃I系娘L力發(fā)電機組提供。
美國最早提出了能源互聯(lián)網(wǎng)概念。2008年,美國國家科學基金(NSF)在北卡羅納州立大學建立了未來可再生電力能源傳輸與管理系統(tǒng)(The Future Renewable Electric Delivery and Management system,F(xiàn)REEDM),提出能源互聯(lián)網(wǎng)概念,希望將電力電子技術和信息技術引入電力系統(tǒng),在未來配電網(wǎng)層面實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)理念。美國政府每年資助經(jīng)費就高達1800萬美元,此外還聯(lián)合了其他若干著名大學和跨國企業(yè)進行共同研究。
FREEDM結構針對的問題是分布式發(fā)電大量發(fā)展可能引起的電網(wǎng)不適應性,各種分布式電源、分布式儲能設備和負載通過固態(tài)變壓器提供的接口接入系統(tǒng),各個固態(tài)變壓器連接的子系統(tǒng)采用并聯(lián)結構,而其中的FID是一種新型電子斷路器,其可以起到故障隔離的作用,同時還集成了通信單元可以實現(xiàn)對系統(tǒng)智能開關。
FREEDM與現(xiàn)有電網(wǎng)的不同在于:傳統(tǒng)電網(wǎng)中電能的流向是單向的,即只能由發(fā)電廠流向用戶。而在FREEDM中,電能的流動是多向的,它是一個能源互聯(lián)網(wǎng),每個電力用戶既是能源的消費者,也是能源的供應者,且用戶可以將分布式能源產(chǎn)生的多余電能賣回給電力公司。FREEDM系統(tǒng)的理念是在電力電子、高速數(shù)字通信和分布控制技術的支撐下,建立具有智慧功能的革命性電網(wǎng)構架吸納大量分布式能源。通過綜合控制能源的生產(chǎn)、傳輸和消費各環(huán)節(jié),實現(xiàn)能源的高效利用和對可再生能源的兼容。
作為一個綠色網(wǎng)絡,它的主要特點在于:1、系統(tǒng)內(nèi)分布式電源、負載、儲能設備可以即插即用;2、通過分布式智能網(wǎng)絡通信中樞來管理分布式電源和儲能設備;3、供電穩(wěn)定高質(zhì),供電效率高。截至目前,F(xiàn)REEDM項目仍處于試驗階段。
2011年2月,美國能源部發(fā)起Sunshot計劃,擬在2020年前將太陽能光伏系統(tǒng)總成本降低75%,達到6美分/kWh.Sunshot計劃若成功實現(xiàn)將使能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)成本極大降低。
歐洲等國也在能源互聯(lián)網(wǎng)領域積極探索。從2000年起,歐盟就開始大規(guī)模推進碳減排計劃和政策,加速未來新經(jīng)濟和能源模式朝可再生能源的循環(huán)清潔模式轉(zhuǎn)換。歐洲各國制定了目標和基準,形成了主流的第三次工業(yè)革命。2011年,歐盟發(fā)布“能源基礎設備”戰(zhàn)略報告,提出將歐盟各個國家的電網(wǎng)、氣網(wǎng)等能源網(wǎng)絡連起來,建成跨歐洲的能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略構想。英國政府也積極對以能源互聯(lián)網(wǎng)為核心的第三次工業(yè)革命進行政策支持,將能源互聯(lián)網(wǎng)落實到電動汽車和電網(wǎng)基礎設備等建設項目上。
德國通過信息化積極構建能源互聯(lián)網(wǎng)。2008年,德國聯(lián)邦經(jīng)濟技術部與環(huán)境部在智能電網(wǎng)基礎上推出為期4年的技術創(chuàng)新促進計劃E-Energy,提出打造新型能源網(wǎng)絡,實現(xiàn)綜合數(shù)字化互聯(lián)以及計算機控制和監(jiān)測的目標。2011年8月,德國第六能源研究計劃決定2011-2014年撥款34億歐元,重點資助與能源互聯(lián)網(wǎng)相關的關鍵技術,包括可再生能源、能源效率、能源儲存系統(tǒng)、電網(wǎng)技術以及可再生能源在能源供應中的整合等。
E-Energy也是德國綠色IT先鋒行動計劃的組成部分。綠色IT先鋒行動計劃總共投資1.4億歐元,包括智能發(fā)電、智能電網(wǎng)、智能消費和智能儲能四個方面。為了分別開發(fā)和測試智能電網(wǎng)不同的核心要素,德國聯(lián)邦經(jīng)濟技術部通過技術競賽選擇了6個試點地區(qū)團體,之后又從6個試點擴展到了11個試點。E-Energy計劃主要內(nèi)容如下:
通過現(xiàn)代信息和通信技術優(yōu)化能源供應系統(tǒng)。E-Energy充分利用信息和通信技術開發(fā)新的解決方案,以滿足未來以分布式能源供應結構為特點的電力系統(tǒng)的需求。它將實現(xiàn)電網(wǎng)基礎設施與家用電器之間的相互通信和協(xié)調(diào),進一步提高電網(wǎng)的智能化程度。換句話說,其目標不僅是通過供電系統(tǒng)的數(shù)字聯(lián)網(wǎng)保證穩(wěn)定高效供電,還要通過現(xiàn)代信息和通信技術優(yōu)化能源供應系統(tǒng)。
把信息通信技術和能源這兩個領域綜合起來是E-Energy項目的重點,在解決核心技術之后,德國準備從配電到循環(huán)電網(wǎng)打造一個全新的能源互聯(lián)網(wǎng)。在不到十年的時間,“智能電網(wǎng)”概念已從最初的輸配電過程中的自動化技術,擴展到電力產(chǎn)業(yè)全流程實現(xiàn)智能化、信息化、分級化互動管理。現(xiàn)在,電網(wǎng)正充分利用現(xiàn)代通信和信息技術成果,向著智能化的方向發(fā)展。
探索能源生產(chǎn)和消費的新模式。E-Energy試圖在“面向耗電的發(fā)電”基礎上加上“面向發(fā)電的耗電”。換句話說,就是改變以前按需生產(chǎn)的模式,通過E-Energy協(xié)調(diào)用戶實現(xiàn)按照生產(chǎn)情況來進行消費。實踐中則是通過將可轉(zhuǎn)移負荷轉(zhuǎn)移到非峰值時間,從而減少峰值負荷。該理論模式影響深遠,對電網(wǎng)進行“平峰填谷”不僅可以節(jié)約大量的能源,提高電網(wǎng)效率,還可以抑制不斷攀升的峰值負荷。
綜合考慮可再生能源和電動汽車的影響和應用。E-Energy計劃不僅涵蓋了各種可再生能源的并網(wǎng)應用,還充分考慮了將來電動汽車的大量應用可能對電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。根據(jù)該計劃的安排,2009年至2012年除了進行智能電網(wǎng)實證實驗以外,同時還將進行風力發(fā)電和電動汽車等的實證實驗,并對互聯(lián)網(wǎng)管理電力消費進行檢測。其中包括合理調(diào)控電動汽車的充電,避免分支電網(wǎng)出現(xiàn)電力負荷。此外,通過智能調(diào)控系統(tǒng),還可以把電動汽車用作備用電源和移動存儲器,在用電較少的時段進行充電,在用電高峰時將電力反哺到電網(wǎng),從而起到削峰填谷的作用。這樣的綜合考慮和試驗,可以為電動車與電力系統(tǒng)的一體化提供必要的技術,把將來電動汽車對電網(wǎng)的影響降到最低,并且實現(xiàn)可再生能源發(fā)電的分散性與電動汽車的集成性之間的互補。
根據(jù)美國調(diào)查公司Navigant Research 2014年10月最新公布的預測,全球虛擬電廠合計容量到2023年將擴大至28吉瓦,相當于1.3個三峽電站,而這些發(fā)電能力將大部分由居民屋頂?shù)墓夥娬竞秃I系娘L力發(fā)電機組提供。
高度重視新式智能電網(wǎng)技術的標準化。從資金投入和試驗范圍來看,E-Energy只是一個技術研發(fā)和綜合驗證項目,參加試驗的范圍并不大,多的不過就1000名用戶,有的示范模型中分散的小型發(fā)電廠也只是20個微型熱電聯(lián)產(chǎn)機組,似乎無法與投資巨大的電網(wǎng)改建項目相提并論。不過如果換一個角度來看,在目前智能電網(wǎng)技術尚未成熟,標準正在逐步制定的時候,德國通過E-Energy計劃不僅推進了自己的技術研發(fā),驗證了相關的平臺系統(tǒng),綜合了不同用戶的反饋,更重要的是進一步制定出德國甚至歐盟的智能電網(wǎng)標準。這將為德國繼續(xù)建設自己的智能能源網(wǎng)絡打下堅實基礎,也將為其進軍世界智能電網(wǎng)市場備足“糧草彈藥”。