将客户价值作为创新起点,合作以赢
——专访国网能源研究院管理所副所长石书德

2019-05-13 12:19周倜然
中国电业与能源 2019年4期
关键词:区块电网能源

本刊记者 周倜然

《中国电业》:请您简要介绍能源互联网的特点和发展情况。

石书德:随着能源革命和数字革命的不断深化,能源系统发展呈现出信息化水平显著提升、清洁能源开发集中式与分布式协同、横向不同能源品种间互联互通与互补协同、纵向“源—网—荷—储”协调性显著提升等趋势,能源系统的网络形态日趋明显,能源互联网初具雏形。能源互联网是能源基础设施和先进的ICT(信息通信)技术、互联网技术融合形成的新型生态化能源系统,也是互联网思维和理念与能源生产、传输、存储、交易和消费深度融合的智慧能源系统。

与传统能源电力系统相比,能源互联网具有高度的互联协同化、高度的智能互动化、高度的开放共享化等特征。在互联协同化上,通过多能融合、协同调度,实现电、热、冷、气、油、煤等多能源的协同互补,实现能源网、信息网、交通网等网络之间的协同融合。在智能互动化上,广泛使用云计算、大数据、人工智能等先进技术,实现对能源生产、传输、存储、交易、消费各环节设备、客户数据全面感知、超级计算和智能应用,实现全部能源参与主体多边互联互动,促进供需对接、要素重组,以及能源供需的实时匹配和智能响应。在开放共享化上,对各种设备与系统开放接入,各种参与者和终端用户开放参与,各类主体既是创造价值者,又是价值分享者,形成多方参与、共商共治、合作共赢的格局。

我国能源互联网近年来发展迅速。2017年,国家能源局确定了首批“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目共55个,开启了能源互联网的先期试点示范。以电网企业为代表的能源央企,确定了转型能源互联网企业或综合能源服务商的战略目标,部署了能源互联网技术研究任务、示范工程和新兴业务。新能源企业、设备制造商、互联网公司、信息通信企业等市场主体,推进能源互联网相关的研发和业务布局。相关行业协会成立能源互联网的专委会,一批能源互联网相关的创新联盟也相继成立。相关大学、科研机构加强能源互联网的技术研发,一批能源互联网相关的科研机构和智库也相继成立。在上述各类主体的参与建设下,我国初步形成了一个能源互联网发展生态,共同推动能源互联网技术和产业演进。但是,我们也必须认识到,能源互联网还处于探索发展阶段,相关的技术、模式及业务还不成熟,相关项目的投资建设主要还停留在示范工程阶段。

《中国电业》:我国能源互联网探索已经取得长足进展,能源互联网建设过程中存在什么样的难点和壁垒?如何突破?

石书德:能源互联网作为新兴的技术和产业形态,将极大地冲击传统能源行业,在其建设过程中存在较多的障碍和挑战,需要长期的摸索和大量的投资,是一项复杂艰巨的系统工程。我国能源互联网探索已经取得了长足进展,但必须认识到,还存在较多的难点和壁垒亟待突破,主要来自理念、技术、商业和市场等方面。

首先是理念思维转变困难。长期以来,能源行业强调生产导向,有着“重发轻供不管用”的传统,建立的是“安全、稳定、可靠”的管理理念,对用户的关注是很不够的。但是,能源互联网更加注重开放、服务、平台、生态,要求从能源生产转向能源服务,即以客户和服务为核心,要求从过去“尊重设备”转向“尊重员工”“尊重客户”,要从to B 的思维转向to C 的思维,这是文化上的深层次转变,是脱胎换骨的变化,其挑战是非常大的。但是,如果能源企业没有在理念思维上真正转变,能源互联网建设将需要更长的时间,走更多的弯路,消耗更多的资本。

其次是技术上还存在瓶颈。能源互联网建设是各类先进技术的集成整合,有一系列关键技术需要攻关突破。目前,能源互联网行业通信协议标准还依然缺乏,不同能源之间数据互联互通存在障碍,电能的存储与多类型能源转化技术还是一个难点,多能源供需协调优化技术及经济性还需要提升,能源路由器技术还没有突破,大量分布式能源广泛接入后的高效管理还是个难题,大数据、云计算和人工智能等技术在能源系统的应用还在起步阶段。

汽车充电桩安装。

第三是商业模式还需探索。能源互联网建设不仅是要解决在技术上的难题,更大的挑战是商业模式的创新。好的商业模式是设计不出来的,而是在市场竞争中不断迭代优化出来的,其关键点在于要把准客户的需求,将技术与场景有效结合,把需求变成商业上可行,这个过程也恰恰是能源互联网建设的难点。虽然市场上有不少探索实践,比如新能源大数据、光伏云网、储能云、智慧车联网等,但还处在示范摸索中,没有找到好的盈利模式。正因为如此,市场上还没有真正产生激发投资建设能源互联网热潮的引爆点,多数市场主体在试探性地验证投入,或者将传统业务重新包装再推广。

第四是市场建设相对滞后。传统能源中电力、热力、油气等主要领域规划、运行、管理保持独立,导致信息不共享、沟通协调困难等问题,需要在政策上搭建促进多能源开放融合的市场体系,打破专业之间的分离,支持发展综合能源系统。同时,能源互联网发展需要公平、透明和开放的市场环境,需要市场化的价格机制,促进充分的市场化交易,才能有效支持商业模式的创新,但目前市场环境和机制还在建设过程中。

能源互联网未来发展,有赖于以上四个方面的突破和协同。要以理念思维转变为先导,能源企业要真正践行以客户为中心,强化用户思维、生态思维和迭代思维,更多关注客户和市场需求是什么,坚持将客户价值作为创新起点,依靠生态合作提供整体解决方案。要以技术研发和商业模式创新为“两翼”,两者有机结合起来推进能源互联网建设,必须统筹兼顾技术可行性、工程可行性、经济可行性、政策可行性以及企业自身能力可行性。要以加快推进市场建设为支持,站在未来智慧能源系统的高度,搭建能源互联网市场体系,优化市场环境,健全市场化交易机制,为能源互联网厚植创新沃土。

《中国电业》:嘉兴城市能源互联网示范项目是2017年6月国家能源局首批55个能源互联网的示范项目之一。其建成的城市综合能源服务体系有什么样的特点?

石书德:浙江嘉兴城市能源互联网示范项目是低碳能源互联网示范城市一个探索实践。它选择海宁尖山作为示范区,目标是探索将集中式的、单向的电网,转变成源网荷储互动的能源互联电网。从建设内容来看,它是通过打造以电为中心的能源交互配置平台,以数据驱动的城市能源互联网资源配置机制与体系,支撑综合能源服务平台及其创新服务机制与体系建设。这个项目的特点有三个方面:

一是推动数据共享化。创建城市能源大数据共享平台,整合示范区内的可再生能源资源、建筑能效管理、电动汽车、储能系统、智慧用能等数据资源,覆盖能源供给、传输、存储、消费各环节信息,实现互联共享。在这个平台上,未来进一步强化运用大数据和云计算等先进技术,可以朝着构建城市智慧能源大脑的方向发展,为城市能源服务创新提供基础支撑。

二是推动用能智慧化。推进储能技术、“互联网+”在市场化服务、供需互动等智慧用能领域创新探索、深度融合与协同应用,大幅提升智慧用能的安全化、便捷化。开展智慧家居用能的非侵入式用能监测,搭建“互联网+”智慧用能平台,提高对居民客户的用能状态感知和服务提升能力。创建多楼宇协同用能监控平台,解决公共建筑的能耗高、用能分散、监控难等问题,提高建筑群的能效管理水平。

三是推动能源低碳化。海宁的太阳能、生物质能、风能等可再生能源资源丰富,风力发电和光伏发电量增长迅速。建设主动配电网示范工程和配电网新型运维示范工程,提高配电网的主动感知与系统支撑能力,满足配电网分布式光伏等新能源接入。创建电动汽车充电桩省级智能服务统一信息监控平台,充分融合互联网、物联网、智能交通、大数据等技术,提高绿色交通出行服务能力。

《中国电业》:目前,城市综合能源服务体系有哪些可推广的商业模式?未来在探索新的商业模式上将有怎样的布局?

石书德:构建综合能源系统、发展综合能源服务,提高城市能源利用效率,是推进城市能源变革的重要举措。综合能源服务的特点是,必须以客户需求为导向,把握客户用能特点和需求,以提供定制化、个性化的解决方案。同时,综合能源服务的开展涉及客户业务模式、技术特征和特定需求,需要的知识和能力较多,需要依靠生态圈,协同合作提供解决方案。也就是客户不同,综合能源服务的内容就会有差异,合作伙伴之间的价值关系也会不同,很难有可以简单复制推广的商业模式。所以,我们探讨综合能源服务商业模式,主要针对的是综合能源服务业务层面。

在综合能源服务业务上,相对成熟的主要有能效服务、多能联供、分布式发电、微电网等。能效服务主要通过合同能源管理、建立能源信息平台等方式,为客户提供节能改造、用能监控与分析、能效管理等服务方案。多能联供是提供集多种能源形式于一体的供应服务,主要包括基于天然气的冷、热、电供应和基于电能的冷、热供应等。分布式发电是以光伏、风电、生物质等分布式新能源业务为切入点开展综合能源服务,屋顶资源丰富、电量消纳能力强的重点行业以及“光伏+储能+充电站”等优质资源项目是发展重点。微电网是为客户提供个性化的微电网设计、建设和管理服务,通过微电网管理平台,统一管理能源流、信息流和价值流,满足区域内用户能源需求。

当然,还有一些前瞻性的综合能源服务业务,如储能服务、数据增值服务、能源区块链服务等,具有广阔的市场前景,但目前尚未形成成熟的盈利模式。同时,还有不少城市在探索建设智慧能源小镇,发展智慧能源工厂、智慧能源建筑、智慧园区能源物联网,以及构建城市智慧能源大脑等,提出了不少新的城市能源管理概念,这些概念的具体业务都是综合能源服务,但这些实践也都处在探索理念、验证技术、工程示范的阶段,没有达到成熟可推广的程度。

在未来综合能源服务业务探索中,数据驱动的平台服务模式是发展的趋势和竞争的高地。这类模式不是去提供综合能源服务,而是为综合能源服务供需双方提供平台,让供需之间有效互动。它是通过“平台+生态”的发展思路,整合产业链上下游的供应商和运维服务商等,以及金融保险、广告增值等跨界配套服务商,提供交易撮合、能效评估与咨询、能源金融、广告服务等服务。但是,综合能源服务平台模式实现起来难度也非常大,其难点在于如何产生综合能源服务的网络效应,需要通过建立合适的平台推进实施策略、引流激励机制和生态构建策略来解决。

《中国电业》:今年国家电网公司提出“三型两网”战略,能源互联网建设及探索与新战略新要求之间存在什么样的内在联系?

石书德:国家电网公司在今年年初提出了构建“三型两网、世界一流”能源互联网企业的新战略目标,给出了能源互联网建设中电网企业的解决方案,以及在能源互联网产业发展中电网企业的目标方向。其中,“三型”即枢纽型、平台型、共享型,是企业特征;“两网”即坚强智能电网和泛在电力物联网,是物质基础。

“三型”企业与能源互联网的关系要从两个方面综合理解:一是从技术角度,“三型”企业是以能源互联网技术为支撑,没有能源互联网建设作为基础,“三型”企业难以建成;二是从产业角度,“三型”企业是在能源互联网产业发展中,电网企业应该展现的企业特征。电网作为能源汇集传输和转换利用中的枢纽基础设施,要在能源转型中充分发挥枢纽作用,在能源互联网产业中占据枢纽位置,这是由电网属性决定的。相比之下,平台型和共享型是电网企业未来要着力提升的重点,当前还比较欠缺。其中,平台型则要以能源互联网为支撑,搭建能源数据平台和服务业务平台,发展平台经济,培育新业务、新业态、新模式,充分发挥电网企业在促进能源互联网产业发展的平台功能价值。共享型则是要通过建设和运营好能源互联网,带动产业链上下游共同发展,打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,与全社会共享发展成果。

“两网”建设是电网企业对能源互联网建设提出的一种解决方案,勾勒出了当前能源互联网建设的着力点。坚强智能电网是能源互联网的骨架,经过十多年的建设,已经有非常好的基础,未来在坚持大电网发展的同时,重点提升配电网领域的自动化、信息化和智能化水平,满足各类供用电主体和设备便捷接入的需要,增强配电网运行灵活性、自愈性和互动性。泛在电力物联网是能源互联网的神经系统,是电网企业当前推进能源互联网建设的关键点,核心是要突破数字化壁垒,尤其是配用电环节的数字化壁垒,推动能源生产与消费各环节的人、机、物在线连接,实现状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活,与坚强智能电网融合,共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。

《中国电业》:能源互联网与区块链概念在内涵上有什么一致性?在能源互联网的基础上,可以进行哪些区块链方面的实践落地?

石书德:区块链是一种分布式的共享数据库技术,在能源互联网发展中具有广阔的应用前景,它们在内涵上具有较高的契合性。首先是在理念上,区块链具有去中心化、透明性、公平性和公开性的特征,各参与节点的权力和义务对等,而能源互联网强调开放、互联、对等、分享,二者理念上是吻合的,区块链在能源互联网中应用,可以促进产销合一,让个体可以平等地进行能源分享。其次是在技术上,区块链利用有序链接的加密区块来验证并存储数据信息,采用分布式数据校验、记录和存储技术,实现信息的数据化和网络化,防止虚假交易和记录篡改,可化解能源互联网由于交易主体多元、交易决策分散而带来的如何保障信息传输准确、主体自律和信任等问题。第三是在运作模式上,区块链基于智能合约,有效集结产业链和价值链相关方,通过自组织网络的方式实现生态化,形成业务生态系统,支撑商业模式创新,与能源互联网强调系统的自调度和生态化运行,以及对商业模式创新的需求相契合。

能源互联网与区块链的结合应用场景有很多,覆盖在能源行业全链条上的较多环节领域。在发电领域,澳大利亚Power Ledger 公司在该国珀斯市区推出覆盖80个家庭的P2P分布式光伏电能交易系统,住户将剩余电能直接卖给其他住户,价格高于出售给电力公司。在输配电领域,澳大利亚Filament公司在偏远地区的电线杆上安置集温度、湿度、光和声音等传感器于一体的探测器,将收集到的电线杆状况和传感器数据以授权方式通过区块链卖给数据集成商、电力公司、政府、电线杆制造商等。在储能领域,荷兰Tennet 公司使用IBM 开发的Hyperledger 区块链技术网络,将储存于电动车和家用储能系统中的电力整合到电网中。在电动汽车领域,德国Innogy SE 公司推出区块链电动汽车充电系统,搭建了一个连接电动汽车车主和私有、公共充电设施的去中心化区块链平台,私人可以在平台上设置充电价格等信息,将自己的充电桩进行共享出租,车主使用该区块链平台来处理所有计费、支付和身份验证问题。

我国也有不少企业开展了能源区块链的实践探索。国网浙江省电力公司开发了基于区块链技术的能源计量数据共享平台;国网电商公司自主开发了国网电商区块链平台;中化能源科技公司利用互联网及区块链等新技术,打造大宗石化商品全产业链交易及服务平台;北京能链科技公司与深圳排放权交易所合作共同搭建“碳链”,建立基于区块链的绿色碳减排资产数字化交易平台。但是,无论是国外还是国内,能源区块链现有实践大多处于验证示范阶段,主要受区块链技术和监管存在局限的影响,未来还要走较长的路,才能逐渐成熟和推广应用。

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