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能源工业的互联网时代 生活更智能也更节能

时间:2015-02-27 21:20  来源:上海证券报


    从衣食住行到金融资本,互联网不仅改造了传统服务业,还不断渗透到工业细分领域,激活传统工业和大宗商品领域。

  去年以来,“能源互联网”一词席卷能源圈,成为行业论坛提及的高频词,企业纷纷布局。传统而稳定的能源企业,正在用物联网等新技术,改变生产方式,直面挑战。

  我们完全可以设想一下能源互联网在2030年所能到达的极限:人们在平板电脑上手指轻划就能把自家屋顶多余的光伏发电通过微信卖给附近准备给电动汽车停车充电的陌生人;每一个家用电器会根据能耗曲线设置最佳的开关时间并随时远程遥控,建筑物的能耗控制随时依据会议活动类型人数和实时电价进行动态调整;沙漠和大海里安装的各种新能源发电设备可以通过程序由各国人民竞拍自由交易;城市的整体能源消耗和二氧化碳排放随时依据天气和事件变化进行需求侧编排以实现最优;每件商品、每个活动、每个人都会头顶一个碳排放状态条并可随时与周围进行交易……

  什么是能源互联网

  互联网的核心本质是信息数据电子化,在移动互联、云计算、物联网、大数据等新技术推动下,打破信息不对称的格局,提升存储和传输的效率,从而改变一个行业。网络专家分析称,从这个角度看,互联网既是现代通信技术(ICT)对能源电力系统的实体连接,也是一种概念、一种思维方式,所有的企业都可以是互联网企业,工业也不例外。

  然而,什么是能源互联网,由于还处于概念阶段,业界对此仍莫衷一是。

  航禹太阳能执行董事欧文凯总结得出,业界对“能源互联网”概念的认知主要分为两类:一类是“从能源生产端到能源消费端,通过电网都连接起来,成为不同能源间互相物理连接的一张巨网”,这类认知主要来自于电力界;另一类是“对能源产业进行互联网化,将能源赋予新的数据信息属性,应用IPv6、大数据、云计算等互联网技术,动态调配能源生产、传输和消费,提高整个能源产业的效率和能源使用的效率,避免巨大的能源浪费及损失”。

  纽约时报畅销书《第三次工业革命》作者、美国华盛顿特区经济趋势基金会总裁里夫金是第一种“能源互联网”的忠实拥趸,他最著名的理论之一就是,通过互联网技术和可再生能源的结合,在能源开采、配送、利用从石油世纪的集中式变为智能化分散式,将全球电网方便地进行能源共享。“当地球的一半处于黑夜时,富余的能源可以通过互联网智能的转移到处于白昼的另一个半球。”

  分散化的信息通信技术和分布式的可再生能源融合,开启第三次工业革命。他在去年下半年的一次公开演讲中说,中国是在共享经济中走得最快,缘于互联网技术等基础设施得到根本改变,中国有发展能源互联网的机会。

  在不少人认为里夫金的理论是天方夜谭时,国家电网公司董事长刘振亚则几乎要将其付诸实践,他在新书《全球能源互联网》中展望,全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道),以输送清洁能源为主导,全球互联泛在的坚强智能电网,将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网的国家泛在智能电网构成,连接“一极一道”和各洲大型能源基地,适应各种分布式电源接入需要。到2050年基本建成全球能源互联网。

  这是一张有形的“能源互联网”,业界更普遍认为互联网是一种无形网,融入能源工业生产的每个环节,包括对能源数据的采集、分析、共享和处理,由此带来商业模式的颠覆。也就是欧文凯总结的另一类认知。

  Martec迈哲华咨询公司咨询总监曹寅预测,互联网和能源结合后,首先各种设备将实现端对端的连接,比如分布式能源、楼宇管理系统、电动汽车、智能家居等。其次,能源互联网会接入巨量设备并产生天量数据,对于数据的管理和利用会更智能化,系统内的发电设施,储能设施,企业和家庭内每一台用能设备和电动汽车,都可以智能化。第三是服务。现在电力等部分制造业的商业模式还是基于产品的,基于设备或者硬件。未来互联网能够支持新的基于信息的能源互联网应用,比如电力消费者和电力生产者之间,以及消费者和消费者,生产者和生产者之间的信息共享,设施共享,即时合作,费用实时和跨期分摊,动态电价和计费服务等。

  总的来说,能源互联网由用能设备,包括楼宇能源管理系统、智能家居系统、工业节能系统;储能设备,分布式储能单元电动汽车;微电网、输配电网、电力交易市场等组成。

  行业新变量

  对中国而言,改革进入实质性操作阶段将是未来一段时间能源行业面临的“新常态”。因此,在新电改、油改等行业改革的契机下,能源行业更市场化,如最新电改方案提出增量售电放开,给能源互联网带来更大机遇,售电公司可利用用户用电习惯的大数据,作出更优的电力调配;加油站与电商的结合,都是相应实践。

  以电力为例,在华北电力大学能源与电力经济咨询中心主任曾鸣看来,电力体制改革意味着未来电力系统的售电侧将强化竞争机制,形成市场化的售电新机制。售电侧放开将成为能源服务公司进一步发展的重要推动力:能源服务公司的业务范围将不再仅限于降低用户能源消耗,而应当进一步扩展到提高用户能源利用效率、帮助电网企业平滑用户负荷曲线等业务上来。

  “电网的电在高峰贵、低谷便宜,能源公司的系统集成为电网系统负荷做了贡献,电网批发价可以降低,通过服务优化用电曲线,价格才会便宜。”他对上证报记者说。这样的需求侧响应实践,在德国已经有了应用。德国是最早提出工业4.0概念的国家,这一工业强国,也在智能化改造中。

  德国Parce公司开发了一款名叫Parce One的智能插头,可以追踪连接该设备的耗电量,并根据用户使用家电的习惯收集数据,用户也可通过智能手机远程控制。如主人出门一小时以后,空调、冰箱用电自动调低,储热装置加满热水,等主人回到家后,用电高峰来临,就可以减少电力使用。

  德国华人新能源协会主席廖宇称,随着欧美国家电力市场的不断放开和能源价格的攀升,IT技术尤其是移动互联网技术的不断发展,“能源互联网”在不少国家形成了一个新的创业生态圈:Energy’s Web/App ( 能源圈的互联网应用)。比如在美国的opower,新西兰的powershop和德国的Green Packet等,都是借助开放的售电端活跃市场和节能增效的大背景出现的新型互联网创业公司。

  与之类似,美国新能源上市公司EnerNoc也是电能管理公司,美国智能能源软件和服务的最大提供商之一,其软件和咨询服务包括需求响应、能效、能源供给管理和温室气体管理。通过控制商业用户的高用能设备,如办公建筑物的空调系统,在负荷高峰时将其短时间停运,EnerNoc可以通过与电力公司谈判取得折扣电价来减少用户的用电支出,同时降低电力公司高成本的停电风险。

  此外,EnerNoc还在开发大农场、果园和葡萄园远程浇灌设备的节能新业务,通过智能传感器和对水泵的控制,减少人工劳动和故障检测。药店、便利店、加油站等小型商业建筑打捆进行能源服务,能够给每个店铺节省10%的支出。

  颠覆性的商业实践

  能源产业在互联网化进程中,会涌现非常多的商业模式,有不少商业模式将是颠覆性的商业模式。

  欧文凯认为,能源产业的产业链条非常长,从最上游的材料及设备,到一次能源生产,二次能源生产,到最终的能源消费。每个产业链条都要沉淀大量的投资资金,这些资金最终要依靠终端能源消费的实现来获得投资回报。每个产业链条与互联网相结合,都可以产生各式各样的商业模式,包括上游的B2B行业垂直电商;B2B现货交易平台和期货交易平台;O2O商业消费模式;基于大数据的第三方工业节能商业模式;和基于资产证券化的互联网金融商业模式。

  还有基于能源产品的服务,如售电、售气等;基于能源的增值服务,如用能咨询、能效产品销售、EV充换电等;以及一揽子解决方案服务,如HEMS、工商业节能方案、小型分布式能源开发等。

  事实上,能源企业从提供单一的能源产品转变为提供综合能源服务,已在大数据和物联网的支持下成为趋势,如协鑫“六位一体”的能源微网模式,新奥集团的“泛能网”,都是集合了太阳能、天然气、热能等多种能源的综合能源供应,比传统能源系统效率更高。

  据介绍,国内某公司利用物联网和移动互联网技术,形成由各类“终端”+ “云平台”的智能化系统,对工商业用户进行能源管理。该系统已在某大型央企应用取得了显著的效果和效益。经节能环保中心检测认证,该系统有效节能30%-50%。

  民营企业则更热衷于占领能源互联网的高地。在国内率先完整提出这一概念的是风机制造新秀远景能源,公司CEO张雷提出能源互联网包括智能硬件、软件平台和市场组成。公司战略业务负责人孙捷在一场小型能源互联网沙龙中介绍,能源互联网能够自我学习、自我进化,智能的发电、用电、储电设备通过物联介入能源互联网平台,机器之间形成自我对话,进一步做人工智能、机器学习和大数据分析,同时通过平台整合分散的需求,形成能源交易市场。

  公司能源互联网的最新实践是风电领域的“格林威治”云平台和阿罗波光伏云平台,利用第三方云平台和大数据,帮助开发商、投资商从早期的电站选址、项目开发、建设运营到后续资产交易,进行全流程风险管控,控制整个电站全生命周期的投资风险,同时准确评估资产价值,建立系统的指标体系进行投资决策分析,形成投资管理闭环。

  目前,风电的实时操作系统Wind OS平台管理着包括全球美国最大的新能源上市公司Pattern能源、美国大西洋电力公司以及中广核集团等在内的1300万千瓦的全球新能源资产。

  昔日新能源首富彭小峰卷土重来的SPI公司定位就是新能源互联网公司,意在构建一个能源互联网生态系统。公司设立了7家子公司,主攻电子商务、融资租赁、能源互联网交易平台等。彭小峰说,“这些公司,都是彼此相互联系的,并且可以实现互联网的对接。比如说,你既可以在我们电子商务平台上采购组件,自己去做电站。也可以委托我们在线下帮你安装整套的光伏产品。这就是能源互联网。”

  未来才刚刚开始

  风乍起时,BAT等互联网巨头轮番登场,B2B模式、C2C、B2C模式在为争论高下相互亮剑,这场战役持久且没有定论。针对谁吞并谁的问题,互联网其他领域的实践给出回答,如优酷、土豆视频网站,滴滴、快的打车软件之间,你死我活的战争以合并友好落幕,能源互联网的未来或许也是融合之道。

  能源企业从提供单一的能源产品转变为提供综合能源服务,已在大数据和物联网的支持下成为趋势,如协鑫“六位一体”的能源微网模式,新奥集团的“泛能网”,都是集合了太阳能、天然气、热能等多种能源的综合能源供应,比传统能源系统效率更高。

  廖宇在他的专栏文章中写道,“我们完全可以设想一下能源互联网在2030年所能到达的极限:人们会在平板电脑上手指轻划就能把自家屋顶多余的光伏发电通过微信卖给附近准备给电动汽车停车充电的陌生人;

  每一个家用电器会根据能耗曲线设置最佳的开关时间并随时远程遥控,建筑物的能耗控制随时依据会议活动类型人数和实时电价进行动态调整;

  沙漠和大海里安装的各种新能源发电设备可以通过程序由各国人民竞拍投资自由交易;

  城市的整体能源消耗和二氧化碳排放随时依据天气和事件变化进行需求侧编排以实现最优;

  每件商品、每个活动、每个人都会头顶一个碳排放状态条并可随时与周围进行交易。”