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智慧能源是以能源資源及其設(shè)施為基礎(chǔ)，以電力網(wǎng)絡(luò)為核心，依托互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)對能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存和消費(fèi)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化處理，并通過數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化手段，實(shí)現(xiàn)能源的安全、高效、綠色、智慧應(yīng)用。信息通信技術(shù)高速發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速普及、能源轉(zhuǎn)換技術(shù)不斷革新，帶動(dòng)智慧能源由初期的單點(diǎn)技術(shù)研發(fā)向系統(tǒng)型產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過渡，這對于落后產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)都提出更高要求，迫使其打通行業(yè)壁壘，實(shí)行多領(lǐng)域深入融合，最終打造全行業(yè)能源智慧化應(yīng)用。
一、背景
在“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)體經(jīng)濟(jì)”政策帶動(dòng)下，能源行業(yè)也進(jìn)行著新一輪變革，從新能源開發(fā)到綜合管理平臺建立，都在“源-網(wǎng)-荷-儲”全流程對能源調(diào)度應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。智慧能源涉及行業(yè)眾多，且已形成規(guī)模化發(fā)展，未來行業(yè)體量將呈指數(shù)增長，因此對該產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行分析意義重大。
二、智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈及關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析
智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈從能源本身運(yùn)作、能源信息采集處理、用戶側(cè)能源綜合利用及檢測認(rèn)證三個(gè)流程環(huán)節(jié)拆分為上、中、下游，產(chǎn)業(yè)鏈具體環(huán)節(jié)如圖1所示。
1、上游
能源層面，全生命周期包括能源獲取、轉(zhuǎn)換發(fā)電、輸配電、電力供應(yīng)、儲能和用能及相應(yīng)新技術(shù)研發(fā)環(huán)節(jié)。技術(shù)研發(fā)改善能源分配不均，電力供應(yīng)不穩(wěn)等情況；初始能源中，以太陽能和風(fēng)能為代表的可再生能源對彌補(bǔ)燃煤發(fā)電帶來的污染起重要作用；隨著儲能材料的革新及管理系統(tǒng)功能的完善，蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈指數(shù)增長，催生了電動(dòng)汽車和配套充電樁產(chǎn)業(yè)。
2、中游
在能源全生命周期運(yùn)作后，信息網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)的運(yùn)用會依托智能傳感對運(yùn)作過程中的能源相關(guān)信息進(jìn)行獲取，并通過軟件平臺的輔助進(jìn)行數(shù)字化展現(xiàn)。其中，智能傳感的發(fā)展在信息通信領(lǐng)域成為熱點(diǎn)攻關(guān)，氣味獲取都可信息化處理；存儲器方面，在云產(chǎn)業(yè)滲透下，云存儲逐漸取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，數(shù)據(jù)共享便捷度提高，存儲能力增長；5G技術(shù)的商用為智慧能源數(shù)字傳輸?shù)母咚俾省⒌脱訒r(shí)提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，配套光纖傳輸也為智慧能源產(chǎn)業(yè)打通數(shù)字化道路；大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘，這些信息通信前沿產(chǎn)業(yè)已成為智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要組成部分，為能源智慧優(yōu)化起到?jīng)Q定作用。
3、下游
智慧能源產(chǎn)業(yè)下游是能源數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)平臺，通過定制化功能對中游獲取的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行平臺化展現(xiàn)，將智慧能源打造成以能源需求側(cè)為導(dǎo)向的新產(chǎn)業(yè)模式，衍生出的智慧城市、智慧交通產(chǎn)業(yè)均以智慧能源為主要目標(biāo)；伴隨著產(chǎn)業(yè)化發(fā)展深入，對應(yīng)的檢測認(rèn)證及權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)也成為產(chǎn)業(yè)鏈上的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
三、智慧能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢分析
在當(dāng)前萬物互聯(lián)的時(shí)代，越來越多的傳統(tǒng)行業(yè)需要用數(shù)據(jù)來連接，建立在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，已成為拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的“引擎”。相關(guān)產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展要朝智慧能源和數(shù)字經(jīng)濟(jì)方向轉(zhuǎn)型升級。
1、落后產(chǎn)業(yè)：積極轉(zhuǎn)型
可再生清潔能源的規(guī)模利用加劇了傳統(tǒng)化石能源行業(yè)危機(jī)，其產(chǎn)能過剩問題會持續(xù)惡化。以我國為例，煤炭行業(yè)的產(chǎn)能在2015年底接近每年50億噸，年產(chǎn)量約37億噸。還有批準(zhǔn)在建的煤炭產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為10億噸，這樣每年會有將近15億噸的能源缺口。
清潔替代及其相關(guān)技術(shù)，以及所屬領(lǐng)域制度的革新已隨著智慧能源的發(fā)展逐漸遞進(jìn)。2020年，中國煤炭消費(fèi)比重的硬性指標(biāo)為62%，這也是我國“去產(chǎn)能”政策的實(shí)施內(nèi)容之一，未來在政策的引領(lǐng)下，煤炭消費(fèi)量會大幅降低。
為了應(yīng)對這種變化，落后產(chǎn)業(yè)會在技術(shù)開發(fā)上加大投入，力爭進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。減少煤炭開采中污染物的排放，減少相關(guān)產(chǎn)品的利用，從根本解決化石能源的弊端。同時(shí)，由于煤炭的特殊屬性，清潔化利用也是未來技術(shù)創(chuàng)新方面的側(cè)重點(diǎn)，同時(shí)可以依靠煤炭進(jìn)行化工方面的產(chǎn)品發(fā)展，例如用煤煉油。對于污染物的治理，可以將如二氧化硫這種污染物從根部進(jìn)行分離收集，在特定區(qū)域進(jìn)行封存或者加工利用，這類技術(shù)在一定程度上已經(jīng)成熟，產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用企業(yè)也較多。
2、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)：清潔替代
傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)主要指能源消費(fèi)有較大占比的高耗能領(lǐng)域，例如生產(chǎn)制造領(lǐng)域。在智慧能源規(guī)模化發(fā)展的推動(dòng)下，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)開始進(jìn)行大規(guī)模的電能替代，減少火力發(fā)電的動(dòng)力生產(chǎn)設(shè)備。我國在2016年也發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)電能替代的指導(dǎo)意見》，從宏觀政策上對能源清潔利用進(jìn)行支持和把控。
智慧能源的發(fā)展，將能源市場化這一議題呈現(xiàn)出來，這樣勢必會導(dǎo)致電價(jià)的波動(dòng)，也對高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了一定挑戰(zhàn)，迫使其投入的成本、在行業(yè)中獲得的利潤與電價(jià)和可再生能源的價(jià)格有著緊密的聯(lián)系。雖然電價(jià)在智慧能源規(guī)模化引入后會有大幅上漲，但若政府適時(shí)地提供補(bǔ)貼，會在很大程度上吸引傳統(tǒng)企業(yè)響應(yīng)。以德國為例，其在能源領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型較早，也使得其電價(jià)遠(yuǎn)高于轉(zhuǎn)型前，因此德國政府也早通過實(shí)施對能源密集型的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行一定的稅收減免政策來穩(wěn)固能源市場的持續(xù)發(fā)展。
其他部分，例如火力發(fā)電，也逐步對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改革，使得發(fā)電系統(tǒng)本身效率提升，同時(shí)逐步推進(jìn)水力、風(fēng)力、光伏發(fā)電，未來將會是以清潔發(fā)電系統(tǒng)為主，分布式能源為輔助的能源網(wǎng)。
3、新興產(chǎn)業(yè)：多領(lǐng)域研發(fā)
以清潔、可再生能源為支柱的企業(yè)，在智慧能源發(fā)展帶領(lǐng)下，已取得長足進(jìn)步。2014年，我國可再生能源總量達(dá)到約4.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在一次能源中份額約為11.3%，這一份額在2013年也只有不到1%。如何將這些能源充分利用在智慧能源領(lǐng)域，這些企業(yè)還需要在產(chǎn)業(yè)鏈上眾多領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。
發(fā)展可再生能源并網(wǎng)，就要打造多能源電力耦合網(wǎng)絡(luò)，利用能量路由器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合能源調(diào)度。在用能側(cè)，打造光伏發(fā)電+電動(dòng)汽車+儲能管理三者合一的電動(dòng)汽車系統(tǒng)，依托光伏云、BMS、能源綜合管理平臺，將能源清潔化比例再一次提升。同時(shí)開展發(fā)電與用電側(cè)的電力交易平臺，擴(kuò)大能源利用率，例如打造分布式光伏+智慧家庭新模式。
但是在此背景下，新興產(chǎn)業(yè)想發(fā)揮更大作用，還需要解決以下問題：
技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。新產(chǎn)業(yè)所帶來的技術(shù)研發(fā)及政策支持是顯而易見的，但是如何將技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化，需要依托相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來完善技術(shù)的實(shí)體轉(zhuǎn)化，也就是推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的實(shí)際落地，這是在標(biāo)準(zhǔn)完善前提下進(jìn)行的，因此對于新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)，如何支撐政府和相關(guān)協(xié)會做好行業(yè)及國家甚至國際標(biāo)準(zhǔn)是未來著力點(diǎn)。
安全保障施行。新興發(fā)電領(lǐng)域上網(wǎng)難一直是困擾可再生清潔能源大力發(fā)展的瓶頸，呈現(xiàn)出供大于需的局面。在能耗日益增加的現(xiàn)代社會，用戶側(cè)對電力需求并非不大，只是礙于政策強(qiáng)制及電力行業(yè)壟斷。因此，新興企業(yè)若想擺脫被動(dòng)局面，應(yīng)該借智慧能源大行其道之際，在安全保障方面加大研究力度，為可再生能源并網(wǎng)尋找出路。
三、智慧能源相關(guān)企業(yè)融合發(fā)展趨勢分析
從智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展走向看，產(chǎn)業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)企業(yè)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)相對獨(dú)立，包括傳統(tǒng)發(fā)電、儲能、傳感計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)通信、但在智慧能源的帶動(dòng)下呈現(xiàn)交叉融合趨勢，具體體現(xiàn)在幾個(gè)方面。
1、傳統(tǒng)能源公司與大數(shù)據(jù)通信公司互相滲透。合作形式主要為：傳統(tǒng)能源企業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始迅速尋求合作，各種模式的戰(zhàn)略組合不斷出現(xiàn)，形成互相滲透的格局，尤其是在可再生能源領(lǐng)域，光伏行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合是目前整合速度最快的領(lǐng)域。合作具體內(nèi)容為：
（1）傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)開始與互聯(lián)網(wǎng)公司合作，通過大數(shù)據(jù)分析典型耗能用戶的需求、進(jìn)行用能預(yù)測；
（2）在能源基礎(chǔ)設(shè)施層面，互聯(lián)網(wǎng)公司與地方電力公司、供電局在城市供電系統(tǒng)等領(lǐng)域合作；
（3）互聯(lián)網(wǎng)公司與新能源企業(yè)在智慧光伏電站、互聯(lián)網(wǎng)金融、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、信息安全等領(lǐng)域合作。
2、傳統(tǒng)能源公司開始向互聯(lián)網(wǎng)金融拓展。合作形式主要為：金融行業(yè)在構(gòu)建智慧能源體系中將扮演重要角色。從先期的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，到后期商業(yè)模式、支付體系的變革都離不開金融資本的深度介入與助推。合作具體內(nèi)容為：
（1）通過打造各種能源互聯(lián)網(wǎng)金融平臺，建立起能源行業(yè)金融資本對接的橋梁；
（2）民營資本打造“能源+互聯(lián)網(wǎng)+金融”體系的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于國有能源企業(yè)或電網(wǎng)企業(yè)；
（3）從 “微能云”到“國鑫所”，民營資本構(gòu)建的能源金融體系已經(jīng)越來越成熟，同時(shí)帶動(dòng)了國有能源企業(yè)進(jìn)軍互聯(lián)網(wǎng)金融。
3、傳統(tǒng)能源公司集體向能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。合作形式主要為：在新電改政策的激勵(lì)下，傳統(tǒng)能源公司紛紛謀求向能源綜合服務(wù)商轉(zhuǎn)型。當(dāng)前，各類能源企業(yè)都開始成立區(qū)域性售電公司，為開展后續(xù)能源服務(wù)做準(zhǔn)備。截至2016年5月底，全國至少成立了559家售電公司。但運(yùn)作方式、商業(yè)模式都尚未真正建立起來，各售電公司也都在觀望和摸索的狀態(tài)中。改革實(shí)質(zhì)進(jìn)展并不如預(yù)料的那么迅速，在實(shí)施過程中各方利益博弈重重。
四、結(jié)語
智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，對各行各業(yè)發(fā)展都提出了新的要求，也對各行業(yè)跨領(lǐng)域融合提供了新的方向。當(dāng)前產(chǎn)業(yè)主要在技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品集成方面進(jìn)行攻關(guān)，未來還需在系統(tǒng)全面化應(yīng)用試點(diǎn)上加大力度，使智慧能源產(chǎn)業(yè)真正成為一個(gè)高度完善的功能化系統(tǒng)及平臺，讓各環(huán)節(jié)企業(yè)均有所作為。同時(shí)，作為政府壟斷領(lǐng)域，智慧能源產(chǎn)業(yè)應(yīng)在政策利好的條件下，大力發(fā)展安全保障技術(shù)體系的建設(shè)，通過保障穩(wěn)定電力供應(yīng)，試圖打通國家電力壟斷態(tài)勢，為可再生能源爭取發(fā)展地位。智慧能源產(chǎn)業(yè)是一個(gè)復(fù)雜體系，需要眾多獨(dú)立領(lǐng)域的企業(yè)相互協(xié)調(diào)融合，因此要求企業(yè)大力轉(zhuǎn)型創(chuàng)新，盡早占領(lǐng)智慧能源這種朝陽產(chǎn)業(yè)的主流位置，最終打造適合自身發(fā)展，也符合產(chǎn)業(yè)特色的智慧能源產(chǎn)業(yè)。
作者簡介
王夢迪，現(xiàn)就職于中國信息通信研究院泰爾系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室能源與環(huán)境測評部。
聯(lián)系方式： wangmengdi@caict.ac.cn
