能源互聯(lián)網(wǎng)研究與實(shí)踐快速推進(jìn)，新理念、新技術(shù)開始涌現(xiàn)，呈現(xiàn)開放、融合態(tài)勢。準(zhǔn)確把握能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向與基本特征對研判中國能源行業(yè)未來形態(tài)、科學(xué)推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型尤為重要。立足于中國中長期能源轉(zhuǎn)型不同路徑比較，著眼于“能源+”的高度去定位能源在未來經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展中的位置，結(jié)合對能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與運(yùn)行機(jī)理的分析以及對跨界融合實(shí)踐特點(diǎn)的總結(jié)，提出了廣義能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念;在此基礎(chǔ)上，探討影響其產(chǎn)業(yè)頭部格局的關(guān)鍵因素，即互聯(lián)互通能力、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)能力和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)能力等。這種更包容、更開放的能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念，有利于推動能源轉(zhuǎn)型突破新動能、新模式、新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新瓶頸。
引言：改革開放四十年來，中國能源發(fā)展取得了舉世矚目的成就，能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量躍升世界首位，能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，節(jié)能降耗成效顯著，能源安全保障能力實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。立足未來生態(tài)文明建設(shè)新高度，能源發(fā)展進(jìn)入新的轉(zhuǎn)型期，亟待解決不同范圍、不同程度存在的高污染、高排放、高能耗、體驗(yàn)不佳等問題，以建立現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)體系，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
本輪能源轉(zhuǎn)型相對于薪柴–煤炭–油氣的進(jìn)化規(guī)律而言，出現(xiàn)了廣泛使用分散、低能量密度、高波動新能源的新特點(diǎn)，也面臨市場化改革深入推進(jìn)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用等新機(jī)遇，具有高度復(fù)雜性、高度不確定性，各類新理念、新技術(shù)開始涌現(xiàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)作為其中最具有包容性和時(shí)代技術(shù)特征的解決方案，受到政產(chǎn)學(xué)研金等社會各方廣泛關(guān)注。在中國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期，準(zhǔn)確把握能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向成為構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系，落實(shí)建設(shè)生態(tài)文明千年大計(jì)，重塑能源行業(yè)未來發(fā)展形態(tài)的關(guān)鍵。
目前，對能源互聯(lián)網(wǎng)的研究與實(shí)踐呈快速擴(kuò)張狀態(tài)。本文在已有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合對能源轉(zhuǎn)型路徑、與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系、架構(gòu)與運(yùn)行機(jī)理等分析，研判能源互聯(lián)網(wǎng)基本特征;進(jìn)一步提出具有更大包容性的廣義能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念，并從互聯(lián)互通、綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)等方面，探討影響能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頭部格局的關(guān)鍵因素。
1 能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展路徑依賴特征
能源互聯(lián)網(wǎng)建立在未來的能源系統(tǒng)之上，研判中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景，需要放到中國能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命大背景下。在能源發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)和現(xiàn)實(shí)條件約束下，不同能源轉(zhuǎn)型路徑意味著各類能源品種的不同位置和作用，不同的節(jié)能降耗強(qiáng)度，不同的能源結(jié)構(gòu)和資源配置模式，從而形成不同的安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境水平。能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向、建設(shè)路徑、開發(fā)模式與中長期能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略密切相關(guān)，具有強(qiáng)路徑依賴特征。
一是基于不同轉(zhuǎn)型路徑的比較可知，突出電氣化將是中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要特征。
立足于經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量增長新趨勢和能源變革發(fā)展新格局，以提高能效水平和天然氣消費(fèi)比重為基礎(chǔ)，以電氣化和清潔能源發(fā)展為重點(diǎn)構(gòu)建未來發(fā)展情景，研究設(shè)置了各類轉(zhuǎn)型措施實(shí)施力度相對平衡的常規(guī)轉(zhuǎn)型情景和電氣化水平更快提升的電氣化加速情景。分析表明，相對常規(guī)轉(zhuǎn)型，電氣化加速路徑有終端能源需求總量更少、能效水平提升更快、碳減排力度更大等優(yōu)勢。到 2050 年中國人均電力消費(fèi)將達(dá)到 8 800~10 300 kW·h。
二是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)不能走促進(jìn)用戶提高能源使用強(qiáng)度的道路，綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)開拓重點(diǎn)在于提高終端能源利用效率。測算表明，2040 年以后人均能源需求穩(wěn)定在 4.0~4.2 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，低于 OECD 國家目前平均水平，表明中國可以以更低的人均能源消費(fèi)水平支撐經(jīng)濟(jì)長期增長。而到 2050 年能源消費(fèi)強(qiáng)度將降至 2015 年的1/4，意味著巨大的提高能效市場空間。未來，工業(yè)部門、建筑部門(建筑部門分為城市住宅、農(nóng)村住宅和公共建筑三大類，包括統(tǒng)計(jì)口徑中的第三產(chǎn)業(yè)(不含交通運(yùn)輸)和居民用能)、交通部門 的 終 端 用 能 占 比 從 目 前 的 63.5%、 21.7%、13.5% 演變成 41.4%、30.0%、26.7% 格局，綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)創(chuàng)新重點(diǎn)應(yīng)隨著能源需求增長動力的轉(zhuǎn)變而逐步轉(zhuǎn)移。
三是解決高污染高排放等問題將成為能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模式衍生的重點(diǎn)。能源系統(tǒng)產(chǎn)生的碳排放占排放總量的 50%，而且空氣污染物中 85% 的顆粒物、幾乎所有的硫氧化物和氮氧化物也是由能源系統(tǒng)產(chǎn)生的。其中，碳排放量未來會進(jìn)一步向電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，2025 年前后電力部門碳排放達(dá)42 億 t 峰值，排放指標(biāo)成為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵動力，通過用能方式轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)減排的需求日益增多。
四是有效支撐大規(guī)模發(fā)展的新能源的高效利用將成為能源互聯(lián)網(wǎng)持續(xù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Αｋ姎饣铀偾榫跋?，?2030 年陸上風(fēng)電與光伏將達(dá)13.7 億 kW，為解決相應(yīng)的電力電量平衡與調(diào)峰等問題，需要煤電等各類電源協(xié)同發(fā)展，大力推進(jìn)需求側(cè)資源、儲能等重要靈活性資源發(fā)展。源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)運(yùn)行作為多約束下實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型多目標(biāo)的重要手段，也將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的典型運(yùn)行特征。
五是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)需要著力于解決能源轉(zhuǎn)型實(shí)施中面臨的難題。能源消費(fèi)總量雖然較快進(jìn)入平臺期，但仍有大幅增加，考慮到能源利用空間的聚集性，在土地資源、水資源、環(huán)保容量有限等約束下，能源基礎(chǔ)設(shè)施布局等面臨較大挑戰(zhàn)，綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)需要更多創(chuàng)新突破。
此外，應(yīng)客觀認(rèn)識能源互聯(lián)網(wǎng)走電氣化加速路徑在發(fā)展速度、發(fā)展重點(diǎn)上的不確定性，需跟隨新能源、儲能等各類要素技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性演化情況做出調(diào)整。
2 能源互聯(lián)網(wǎng)功能特征
能源互聯(lián)網(wǎng)概念的提出雖然源于互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代背景，但不能完全按照里夫金的“互聯(lián)網(wǎng)+”改造能源系統(tǒng)的理念來認(rèn)識。在充分吸收互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、共享經(jīng)濟(jì)思維基礎(chǔ)上，有必要在更高層面按照與“互聯(lián)網(wǎng)+”相似的“能源+”或“能源互聯(lián)網(wǎng)+”高度去認(rèn)識能源在未來經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展中的位置，從而以更積極的態(tài)度、更開放的理念認(rèn)識能源互聯(lián)網(wǎng)。這將有助于打開能源領(lǐng)域新動能、新模式、新業(yè)態(tài)創(chuàng)新的瓶頸，也有利于進(jìn)一步找準(zhǔn)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展的切入點(diǎn)。
2.1 以“能源+”功能定位能源互聯(lián)網(wǎng)
未來的能源互聯(lián)網(wǎng)將具有與互聯(lián)網(wǎng)相似的網(wǎng)絡(luò)特征和技術(shù)特點(diǎn)，采用相近的運(yùn)行方式，表現(xiàn)出相仿的市場特性和組織模式。一是能源互聯(lián)網(wǎng)具有泛在、多層次結(jié)構(gòu)，不同能源子網(wǎng)間多重耦合，與由主干網(wǎng)、區(qū)域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)具有相似的廣泛互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。二是能源互聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)都采用標(biāo)準(zhǔn)的接口與協(xié)議，支持海量主體即插即用。三是都通過“路由器”組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能量/信息流雙向快速變化。能源路由器通過能源轉(zhuǎn)換、分配技術(shù)控制能量傳輸路徑，通過內(nèi)部儲能裝置調(diào)整能量盈缺、實(shí)現(xiàn)能量雙向快速變化。四是都注重能源/信息的雙向流動，激發(fā)主體互動。五是能源互聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)類似，通過打破傳統(tǒng)能源系統(tǒng)內(nèi)部的信息壁壘，促進(jìn)價(jià)值發(fā)現(xiàn)和高度市場化。六是都接觸廣泛用戶，是廣泛創(chuàng)新、高速發(fā)展的系統(tǒng)。以更長時(shí)間尺度、能源大歷史觀來看，能量作為與信息同等重要的要素，有望像“互聯(lián)網(wǎng)+”破除各行各業(yè)的信息壁壘一樣，以“能源+”的形態(tài)改進(jìn)各類高污染、高排放、高能耗的生產(chǎn)生活方式，推動全社會綠色可持續(xù)發(fā)展。
縱覽人類上千年的用能歷史，能源始終是工業(yè)革命的先導(dǎo)。能源產(chǎn)業(yè)每一次躍遷都會帶來人類生產(chǎn)生活的巨變。事實(shí)上，相對于當(dāng)代的“互聯(lián)網(wǎng)+”，“能源+”在人類歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過多輪。
綜上，“能源+”是充分發(fā)揮能量生產(chǎn)要素在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中的基礎(chǔ)性、約束性(生態(tài))和驅(qū)動性作用，通過能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合，形成清潔低碳、優(yōu)質(zhì)高效、靈活便捷的能源消費(fèi)新模式和產(chǎn)業(yè)升級新業(yè)態(tài)。
2.2 “能源+”功能特征引領(lǐng)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新方向
現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)是要求能源的角色從保障經(jīng)濟(jì)增長向驅(qū)動經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)變。能源問題已經(jīng)成為各類產(chǎn)業(yè)升級亟待突破的瓶頸之一，能源轉(zhuǎn)型不會局限于行業(yè)內(nèi)部，能源產(chǎn)業(yè)的變化也會驅(qū)動相關(guān)行業(yè)模式和業(yè)態(tài)的創(chuàng)新。“能源+”經(jīng)濟(jì)將成為具有引領(lǐng)性的經(jīng)濟(jì)形態(tài)之一。
能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展將落腳到能源消費(fèi)升級，以“能源+”的方式與農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通等其他產(chǎn)業(yè)結(jié)合，表現(xiàn)為各行各業(yè)能源消費(fèi)水平、消費(fèi)結(jié)構(gòu)、排放程度、供能方式等變化。事實(shí)上，即使在農(nóng)村，新一輪“能源+”成效也已顯現(xiàn)。散燒煤、薪柴等初級能源的電能替代推動了農(nóng)村部分地區(qū)制茶等產(chǎn)業(yè)的興旺和生態(tài)環(huán)境改善。而隨著農(nóng)村能源消費(fèi)空間相對進(jìn)一步集聚和品質(zhì)逐步提升，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略將得到更有效支撐。
“能源+”與用戶生活融合的重點(diǎn)是創(chuàng)造性解決存在的能源使用缺乏柔性和體驗(yàn)不佳等問題，并引領(lǐng)消費(fèi)模式升級。當(dāng)前能源系統(tǒng)魯棒性不強(qiáng)，難以“即插即用”，難以應(yīng)對潮流雙向變動，服務(wù)用戶模式單一。用戶正由滿足基本能源需求向更便捷、更經(jīng)濟(jì)發(fā)展，未來會逐步成為產(chǎn)銷一體者，并在引導(dǎo)下愿意為清潔能源支付更高的用能成本，能源消費(fèi)需求層次在逐漸提高。
能量與信息、資本等其他要素的結(jié)合將推動形成包括“能源+互聯(lián)網(wǎng)”、“能源+金融”等新服務(wù)形態(tài)、新盈利模式及新組織形式。不同要素的融合，將帶來綠色金融、能源大數(shù)據(jù)、能源區(qū)塊鏈等一系列新產(chǎn)品和新服務(wù)，也會促進(jìn)能源行業(yè)價(jià)值鏈、產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化，進(jìn)而推動平臺型組織興起。
3 能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與運(yùn)行特征
3.1 能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)特征
結(jié)合“能源+”理念、能源系統(tǒng)特點(diǎn)等，多維度刻畫能源互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)特征。
一是與社會系統(tǒng)深度結(jié)合，協(xié)同特征。這是與“能源+”功能特征具有內(nèi)在一致性的架構(gòu)特征，符合生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的辯證關(guān)系。面對能源技術(shù)發(fā)展帶來的生態(tài)問題、社會問題，需要能源產(chǎn)業(yè)與自然系統(tǒng)生態(tài)功能協(xié)調(diào)，形成經(jīng)濟(jì)-社會-生態(tài)新平衡。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)能源利用過程與社會生產(chǎn)生活升級體驗(yàn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)與社會系統(tǒng)協(xié)同進(jìn)化。同時(shí)，維持三方共生關(guān)系的能源政策制定、社會治理機(jī)制建設(shè)和用戶行為培養(yǎng)也是重要組成部分。
二是存量增量二元結(jié)構(gòu)特征。能源系統(tǒng)具有資本、人力、技術(shù)密集的特征，存在巨大的發(fā)展慣性。能源互聯(lián)網(wǎng)作為下一代能源系統(tǒng)，其體系架構(gòu)必定以現(xiàn)有體系架構(gòu)為主體，需要通過存量升級和增量換代解決能源系統(tǒng)正面臨的多層次、多方面問題。多層次的存量與增量并存，包括煤、油、氣、電、熱等多個(gè)能源品種的獨(dú)立系統(tǒng)與多能互補(bǔ)的終端融合系統(tǒng)。存量相對獨(dú)立、封閉，增量相對融合、開放，目前增量主要是園區(qū)級、大工業(yè)用戶等末端。
三是網(wǎng)絡(luò)化、分層特征。以發(fā)揮能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模經(jīng)濟(jì)、范圍經(jīng)濟(jì)作用為基礎(chǔ)，通過分層協(xié)同的架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，避免供需失衡向下層傳導(dǎo)和波動跨級上傳。大基地和分布式是可再生能源的主要開發(fā)形式，前者目前存在消納困難問題，亟需在能源主網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模大范圍的供需匹配;后者在系統(tǒng)底層接入，未來數(shù)量大幅增長，將導(dǎo)致潮流波動加劇甚至逆轉(zhuǎn)，對能源網(wǎng)絡(luò)形成明顯沖擊，需要在配網(wǎng)層或新建的微網(wǎng)層進(jìn)行充分管理，平抑波動，避免波動跨級上傳。
四是終端融合、互補(bǔ)特征。通過高效轉(zhuǎn)化裝置互為備用以有效避免供能中斷，也可利用不同能源互補(bǔ)特性有效提高綜合能源利用效率，有力解決低質(zhì)量低效率問題。但受現(xiàn)有技術(shù)、體制和經(jīng)濟(jì)性的限制，多能互補(bǔ)多在微網(wǎng)層面推廣，不同能源的配網(wǎng)層和主網(wǎng)層難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；ネǎ磥磔^長時(shí)間內(nèi)仍將保持相對獨(dú)立。
五是物理信息應(yīng)用深度融合、平臺化特征。以信息層為紐帶促使物理層、信息層、應(yīng)用層更為柔性，并以綜合能源服務(wù)平臺等方式，綜合提升能源系統(tǒng)適應(yīng)變化和滿足用戶更佳體驗(yàn)的能力。
3.2 能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行特征
能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行特征是未來能源系統(tǒng)運(yùn)行物理規(guī)律和市場規(guī)律的綜合表現(xiàn)，是能源流、信息流、價(jià)值流之間關(guān)系的刻畫。一是以用戶為中心特征。這是改造傳統(tǒng)能源系統(tǒng)、達(dá)成“能源+”功能的關(guān)鍵，需要關(guān)注用戶需求，激發(fā)用戶互動，創(chuàng)新產(chǎn)品與服務(wù)。二是市場引導(dǎo)、多要素協(xié)同、共享互動特征。形成能源系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)間動態(tài)互動與交互式協(xié)同運(yùn)作，從而統(tǒng)籌發(fā)揮大范圍能源資源配置優(yōu)勢、局部自平衡作用和閑置資源充分利用的價(jià)值。市場引導(dǎo)還原能源商品屬性，發(fā)揮資源配置的決定性作用，多能互補(bǔ)和源–網(wǎng)–荷–儲協(xié)調(diào)是具體調(diào)節(jié)手段，共享互動體現(xiàn)了能源領(lǐng)域共享經(jīng)濟(jì)思維。多能互補(bǔ)依據(jù)不同能源品種特點(diǎn)，調(diào)動能源轉(zhuǎn)換裝置，實(shí)現(xiàn)多種能源間余缺互濟(jì)。源–網(wǎng)–荷–儲協(xié)調(diào)通過各部分的深度交互，逐級消納供需矛盾、平抑波動。三是具有高比例可再生能源接入、多尺度動態(tài)、非線性隨機(jī)特征。包含連續(xù)動態(tài)行為、離散動態(tài)行為和混沌有意識行為的復(fù)雜系統(tǒng)，控制優(yōu)化面臨更大挑戰(zhàn)。四是大數(shù)據(jù)、人工智能驅(qū)動的智能特征。具體表現(xiàn)為廣泛挖掘潛藏信息價(jià)值，賦予系統(tǒng)預(yù)知供需變化能力，通過自我進(jìn)化的方式高效滿足用戶需求，即自我感知、自我適應(yīng)、自我進(jìn)化。
4 能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念
4.1 能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐特點(diǎn)
廣泛的實(shí)踐探索提供了認(rèn)識能源互聯(lián)網(wǎng)特征的豐富樣本。以國家電網(wǎng)公司為代表的大型能源企業(yè)分別提出建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型等目標(biāo)。傳統(tǒng)的能源規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、節(jié)能服務(wù)公司、裝備制造企業(yè)及燃?xì)狻崃镜确e極拓展業(yè)務(wù)進(jìn)入綜合能源系統(tǒng)建設(shè)。新奧、協(xié)鑫等新興能源企業(yè)以擅長的天然氣、光伏業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)進(jìn)入綜合能源服務(wù)領(lǐng)域。阿里、騰訊、浙江中控分別借助數(shù)據(jù)信息技術(shù)、人工智能，依靠對用戶行為的理解，參與能源行業(yè)競爭。此外，電動汽車、動力電池生產(chǎn)企業(yè)、建筑企業(yè)等也在延伸產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入能源行業(yè)。
能源互聯(lián)網(wǎng)作為新興事物，體現(xiàn)了貼近用戶、跨界探索、重視數(shù)據(jù)、合作共贏的實(shí)踐特點(diǎn)。一是進(jìn)入企業(yè)類型多元化、分散化，均發(fā)展貼近用戶的業(yè)務(wù)，爭奪客戶粘性。二是相關(guān)企業(yè)均通過主營業(yè)務(wù)優(yōu)勢、某種技術(shù)優(yōu)勢、某細(xì)分市場優(yōu)勢開展價(jià)值鏈延伸，實(shí)現(xiàn)模式創(chuàng)新與市場突破，體現(xiàn)了業(yè)務(wù)拓展的路徑依賴特點(diǎn)和集成創(chuàng)新性。三是數(shù)據(jù)獲取、價(jià)值挖掘和平臺建設(shè)作為價(jià)值高地，成為很多企業(yè)建立護(hù)城河的選擇。四是BOT、PPP 等商業(yè)模式很多，合作共贏成為共識。
4.2 廣義能源互聯(lián)網(wǎng)
綜上，能源互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)開放、融合態(tài)勢。政產(chǎn)學(xué)研各方探索著不同技術(shù)路線，初期分別針對能源系統(tǒng)靈活性不足問題、高污染和高排放問題、低質(zhì)量和低效率問題提出了多種理念：借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放對等理念及體系架構(gòu)變革能源系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備、形態(tài)架構(gòu)、運(yùn)行方式以實(shí)現(xiàn)海量主體即插即用;融合信息通信技術(shù)和先進(jìn)輸電技術(shù)構(gòu)建能源堅(jiān)強(qiáng)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)清潔能源大范圍配置與大規(guī)模利用;通過信息技術(shù)促進(jìn)多種能源之間的相互替代和綜合優(yōu)化等。在融合過程中，各理念在清潔低碳、電氣化特征、物理信息融合三方面交集不斷加強(qiáng)，而并集則持續(xù)豐富，包括網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)強(qiáng)、互聯(lián)互通、多能互補(bǔ)、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)、互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)、分布自治、市場化和商業(yè)模式等。
能源互聯(lián)網(wǎng)正處于快速演進(jìn)中，而且相關(guān)要素的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、能源系統(tǒng)顛覆性技術(shù)、具有破壞性的商業(yè)模式等都有較大的發(fā)展不確定性，因此目前還遠(yuǎn)未到可以較為成熟地全景勾勒其形態(tài)的階段?？傮w而言，持續(xù)開放和創(chuàng)新將成為常態(tài)。結(jié)合對能源互聯(lián)網(wǎng)“能源+”功能特征和跨界融合實(shí)踐特點(diǎn)的分析，一個(gè)廣義定義有利于發(fā)揮各方力量的不同優(yōu)勢，加速能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的整體進(jìn)化。這就如同互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)未限定在信息通信領(lǐng)域一樣，各行各業(yè)與能源行業(yè)一起在實(shí)踐中可以各有側(cè)重突出能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的某一方面。
綜合已有各方研究進(jìn)展，結(jié)合前述發(fā)展方向研判和特征刻畫，本文試圖提出具有較大包容性的廣義能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念，即沿著能源轉(zhuǎn)型電氣化加速路徑，發(fā)展符合能源革命要求、以新一代電力系統(tǒng)為標(biāo)志的未來能源系統(tǒng)，形成基本的
物理?xiàng)l件;同時(shí)，從邊緣開放出發(fā)，以主動用戶需求和市場機(jī)制為內(nèi)生動力，推進(jìn)技術(shù)、業(yè)務(wù)、主體、產(chǎn)業(yè)的跨界集成，達(dá)成能源系統(tǒng)與社會系統(tǒng)泛在的全新融合形態(tài);利用綜合能源服務(wù)平臺、源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)、多能互補(bǔ)及大云物移新技術(shù)等實(shí)現(xiàn)工具，形成“能源+”系統(tǒng)功能，推動能源消費(fèi)升級，催生經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)。
簡言之，這一理念著眼于發(fā)展現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)，建立在能源轉(zhuǎn)型驅(qū)動社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的理論邏輯架構(gòu)之上，吸收了能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)特征認(rèn)識及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)、范圍經(jīng)濟(jì)和共享經(jīng)濟(jì)等思維模式，有利于保持能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的強(qiáng)擴(kuò)展性。
5 能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頭部格局影響因素
近年中國新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展表現(xiàn)出明顯的頭部效應(yīng)，有必要研究影響未來能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頭部格局的關(guān)鍵因素。這也是能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)塑造核心競爭力所在。產(chǎn)業(yè)頭部格局競爭表現(xiàn)在不同能源品種之間、網(wǎng)絡(luò)之間、技術(shù)和商業(yè)模式之間的競爭，具有多層次、多方位和多元化的特點(diǎn)。各類能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)需要充分發(fā)揮不同的能源資源優(yōu)勢、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢、品牌優(yōu)勢、用戶優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢。
5.1 能源互聯(lián)互通能力
能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)的競爭關(guān)鍵在于互聯(lián)互通能力。一是各類能源網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、布局，其互聯(lián)互通所達(dá)范圍、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、與其他網(wǎng)絡(luò)連接深度等，影響其在能源互聯(lián)網(wǎng)中的地位?；ヂ?lián)互通能力是各類能源網(wǎng)絡(luò)實(shí)力的傳遞和影響力的施展途徑。能源系統(tǒng)中已形成了油氣管網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)，其中，電網(wǎng)相對是互聯(lián)互通范圍最大、配置能力最強(qiáng)、與海量用戶互動潛力最大的能源網(wǎng)絡(luò)，最具互聯(lián)網(wǎng)特征，智能化水平和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基礎(chǔ)相對更好，開展能源增值服務(wù)潛力極大，因而在發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)方面具有先發(fā)優(yōu)勢。未來的電網(wǎng)不僅是傳統(tǒng)意義上的電能輸送載體，還將成為構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)平臺，通過與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端等相互融合，服務(wù)智能家居、智能社區(qū)、智慧城市發(fā)展。二是綜合能源服務(wù)平臺建設(shè)。綜合能源服務(wù)平臺具有入口、聯(lián)接、激發(fā)屬性，是調(diào)控、交易及衍生各類應(yīng)用的操作系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)廣泛主體間能源、信息、市場等方面的整合，是企業(yè)組織能夠平臺化的物質(zhì)基礎(chǔ)。這與“蘋果系統(tǒng)”、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等類似，均是各領(lǐng)域的底層核心競爭力。平臺的本質(zhì)之一是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)獲取能力、價(jià)值挖掘能力及相關(guān)的能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)理解與創(chuàng)新能力對于平臺建設(shè)尤為關(guān)鍵。三是標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)影響互聯(lián)互通發(fā)展效率和最終質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)競爭獲得的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先能力可轉(zhuǎn)化為持續(xù)的比較優(yōu)勢，不同的標(biāo)準(zhǔn)體系也會在能源互聯(lián)網(wǎng)不同層面導(dǎo)致不同的發(fā)展形態(tài)。一個(gè)高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)該有利于降低能源互聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜度，即通過對多能轉(zhuǎn)換接口、綜合能源服務(wù)平臺交互接口等關(guān)鍵環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，提高“即插即用”、信息交互水平。
5.2 綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)是能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條上的特殊一環(huán)，尤其在當(dāng)前發(fā)展路徑多元、導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)缺失、技術(shù)融合難的產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)期顯得更為重要。一是規(guī)劃層面較接近市政決策層的話語體系，易輸出理念，直接與市政規(guī)劃對接，是從上而下切入市場的重要入口。二是規(guī)劃理念、原則等影響一個(gè)地區(qū)綜合能源系統(tǒng)發(fā)展方向，決定未來幾十年的能源利用格局。三是規(guī)劃設(shè)計(jì)可以成為拓展綜合能源服務(wù)市場的先導(dǎo)，規(guī)劃層面易搭建生態(tài)體系，統(tǒng)籌理順新能源、儲能、電動汽車、節(jié)能各類業(yè)務(wù)邏輯，可帶動相關(guān)設(shè)備企業(yè)、金融企業(yè)進(jìn)入，并發(fā)展為總包能力，進(jìn)而形成規(guī)劃+能源實(shí)業(yè)的平臺。
以廣義能源互聯(lián)網(wǎng)為指導(dǎo)，綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)可包括 2 個(gè)層面。底層是圍繞對象能源轉(zhuǎn)型指標(biāo)要求，基于多能互補(bǔ)、源–網(wǎng)–荷–儲協(xié)調(diào)理念，按照充分利用清潔能源，充分考慮冷熱氣電等在滿足終端用戶用能需求上的等效替代關(guān)系，計(jì)及能源加工轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)經(jīng)濟(jì)性和轉(zhuǎn)化速度與效率條件下，規(guī)劃設(shè)計(jì)多能耦合環(huán)節(jié)的規(guī)模和布局。此外，要拓展形成能源子系統(tǒng)與交通等城市其他子系統(tǒng)一體化規(guī)劃能力，實(shí)施電、氣、冷、熱管網(wǎng)布局綜合規(guī)劃、管廊一體化規(guī)劃。上層是基于“能源+”理念，考慮對象產(chǎn)業(yè)升級等需求，因地制宜整合分布式光伏業(yè)務(wù)、儲能業(yè)務(wù)、清潔供暖業(yè)務(wù)、綠色建筑、工業(yè)節(jié)能、能源云(光伏云、儲能云、充電設(shè)施云)及能源數(shù)據(jù)平臺等，提供能源驅(qū)動生產(chǎn)生活方式優(yōu)化的構(gòu)想級的一攬子綜合解決方案。
5.3 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)水平
傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)向新興朝陽產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，行業(yè)生態(tài)發(fā)生較大變化。傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)是“豎井式”垂直集成、邊緣封閉的業(yè)態(tài)，未來將逐步向邊緣開放、各能源品種末端融合的能源新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)變。未來能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)將發(fā)展成為由傳統(tǒng)能源企業(yè)、新興能源企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、人工智能企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、規(guī)劃設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)、汽車企業(yè)、設(shè)備制造商、建筑企業(yè)等構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。
未來參與綜合能源服務(wù)市場競爭，要依靠生態(tài)模式、平臺模式實(shí)現(xiàn)共贏。新生態(tài)對傳統(tǒng)能源企業(yè)創(chuàng)新能力、體制活力、容忍風(fēng)險(xiǎn)提出了更高要求，需增強(qiáng)自身包容性、自適應(yīng)性，以適應(yīng)跨領(lǐng)域進(jìn)入者，同時(shí)能創(chuàng)造性地通過“能源+”進(jìn)入其他行業(yè)。一是有必要調(diào)整圍繞某能源品種或業(yè)務(wù)的單一產(chǎn)業(yè)鏈條，形成以資本為紐帶的產(chǎn)業(yè)集群能力和產(chǎn)融結(jié)合競爭力。二是由單一的商業(yè)模式向高維商業(yè)模式轉(zhuǎn)變，開展以用戶為中心的價(jià)值創(chuàng)造，以技術(shù)為驅(qū)動的業(yè)務(wù)革新，以數(shù)據(jù)為核心的信息增值，積極探索基于新生態(tài)的新型業(yè)務(wù)體系。三是面對潛在的大量小微主體帶來的邊緣創(chuàng)新、跨領(lǐng)域創(chuàng)新，需要建立能篩選、吸收創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新生態(tài)體系，超前布局具有潛在顛覆性的獨(dú)角獸企業(yè)，有效應(yīng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展高不確定性帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
5.4 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新能力
新科技新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍面臨諸多不確定因素，一些重大科技方向由于各種原因被忽視，而另一些一度被視為前景廣闊的科技項(xiàng)目最終被證實(shí)缺乏市場價(jià)值。能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也在所難免。影響未來頭部格局的最大變數(shù)在于關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展情況。其復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在新一代電力系統(tǒng)等能源技術(shù)突破性進(jìn)展，而且由于能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的跨界特點(diǎn)，新材料、新一代信息技術(shù)、高端裝備制造等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重大突破也會帶來顛覆性影響。
在當(dāng)前技術(shù)條件和商業(yè)環(huán)境下，綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)主要局限在能效提升領(lǐng)域，因而在新能源和多能互補(bǔ)技術(shù)上具備成本優(yōu)勢對提升競爭力很關(guān)鍵。未來來看，為打開產(chǎn)業(yè)空間，需立足能源互聯(lián)網(wǎng)多領(lǐng)域技術(shù)交叉融合趨勢，加快石墨烯、儲能、能源大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等各類核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備、新材料的研發(fā)，加大前沿引領(lǐng)技術(shù)儲備。其中，儲能獨(dú)特的能量時(shí)空轉(zhuǎn)移特性，可能打破局部電力系統(tǒng)即發(fā)即用平衡模式，作為多能互補(bǔ)的紐帶和解放用戶主動性的關(guān)鍵，將帶來能源互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的關(guān)鍵性突破。
6 結(jié)語
本輪能源轉(zhuǎn)型將形成不同于化石能源時(shí)代的產(chǎn)業(yè)進(jìn)化邏輯，更強(qiáng)調(diào)生態(tài)約束，更貼近用戶需求，更突出跨領(lǐng)域科技創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新的多輪驅(qū)動。為高質(zhì)量推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，有必要加快發(fā)展更具有包容性的能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。這需要充分汲取四十年來寶貴的改革開放經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享五大發(fā)展理念，以能源革命為統(tǒng)領(lǐng)，加強(qiáng)國家產(chǎn)業(yè)政策支持，并落腳為發(fā)揮市場配置資源的決定性作用。
