本文阐述能源互联网落地和综合能源业务推进的内在逻辑时,力图尽可能的兼顾针对性和抽象化,既聚焦能源互联网与综合能源业务,乃至于园区能源互联网,但并不局限在某种典型的技术和业务形态;既定位于针对综合能源集团性企业和平台型综合能源服务型企业,但也涵盖从事综合能源业务中某些具体环节或提供能力支撑的企业。其根本目的,是希望通过对能源互联网和综合能源外在形态的描述和实质内涵的阐述,给予不同背景和角色的从业者更好的启发,以使得有更多的主体能够参与到能源互联网和综合能源中,助力产业发展。

疫情后期,既担心经济下行对行业乃至个人的冲击,也于各类信息的干扰下操着徒劳的心。有感于慎思而笃行,方能不负韶华,这就是一系列思考的初衷了。

由于笔者能力有限、时间仓促,有偏颇乃至谬误处,欢迎讨论指正。同时声明,所有表述仅为技术性探讨,并不针对任何主体。

以下正文。

 

能源互联网和综合能源是两个既相互依赖、又相对独立的概念。从狭义的角度讲,基于能源互联网技术体系下,方能为用户提供综合能源业务相关的服务,此二者能源互联网为表,综合能源为里,有较强的耦合关系。如:园区能源互联网形态下的综合能源系统方能为用户提供综合的能源供应;综合能源服务平台支撑下才能为用户提供运营、维修等核心的增值服务。

从广义的角度讲,能源互联网并不局限在综合能源系统,可以是智能微网,也可以是跨区域的风光水火储;综合能源也不局限在综合的能源供应,也可以是以线下能力为主的运维、代运营等增值型业务。

因此,对于能源互联网落地和综合能源业务的推进,本文是以开放的态度,来探讨技术的实质性内涵和业务的抽象化逻辑,既便于读者情景代入,也便于技术和业务因地制宜。

同时,在基于对能源互联网和综合能源的技术和业务形态有一个初步统一的认知基础上,进一步探索其本质性内涵,追本溯源,便于厘清关键问题,导出实质性建议

1. 能源互联网与综合能源的内涵

《浅谈能源互联网框架体系与综合能源业务落地》一文中,已经对能源互联网和综合能源的技术和业务形态有了基本的描述,本文暂且通过望文生义的方式,来进一步阐述其实质性内涵。

1.1. 能源互联网

1.1.1. 能源互联

释义:荷间协调互济、源间调配互补,荷源协同

举例:

荷间协调互济典型场景:包括不同负荷类型分级或负荷区域分类条件下,在能源供应受限情况下,限制部分负荷级别或区域的能源供应。

源间调配互补典型场景:包括微网条件下对光伏、储能、市电等能源供应设施进行调配,区域能源条件下对电制冷、热泵、储能等能源供应设施进行调配,在区域能源互联网条件下对风、光、水、火、储等能源供应设施进行跨区调度。

荷源协同典型场景:包括根据负荷类型、规模、供能能力、设备位置、设施可用性、路由条件、天气等外部环境等因素,根据用能需求对能源供应的设施进行调度;或根据能源供应能力对用能需求进行调节(需求管理或需求侧响应)。

说明:荷指负荷,即用能需求及其指代的用能设备设施,源指供能设备设施及其具备的供能能力。此处荷、源的用供能的能源形式不限,荷包括电、燃气、蒸汽、热水、冷水、氢气、压缩空气、动力、氧氮氩等能源或载能介质;源包括风、光、水、生物质、地热能、空气能等可再生能源,燃气、氢能等清洁能源,也包括燃煤、石油等一次能源以及余热、余压、煤气等可回收利用的能源,以及外源性电力。

1.1.2. 

释义:多节点多路由的网络拓扑

举例:智能电网、综合能源网、智能微网、智能能源网

说明:此处的网,指以的方式,构建成多荷多源多路由的网络拓扑。网络拓扑中,包括各能源类型的荷、源末端节点,交换、转换、存储等中间节点,以及部分荷、源、网集结而成的虚拟节点;除包括能源网络外,还包括与其配套的信息通讯网络。

1.1.3. 互联网

释义:技术数字化,模式平台化

举例:

技术数字化:技术类型包括云计算、大数据、ICTM-ICT、物联网、人工智能(AI)等,技术集成应用包括工业互联网、CPS

模式平台化:包括基于功能化数字平台基础上的线上线下模式,如电力运维检修;以及基于生态化数字平台基础上的多业务主体交互模式,参考的案例如京东、天猫等

说明:技术数字化除需平台型技术支撑外,尤其需要能源设备设施的自动化、数字化支撑;而技术数字化的目的在于发育其智能化而实现对业务的更好支撑。模式平台化重点考虑业务支撑问题,包括业务流程线上化之外,还需要线下业务能力和上线线下业务协同机制的支撑。

1.2. 综合能源

1.2.1. 能源

释义:能源是国民经济和社会发展不可缺少的生产要素和物质基础,能源设施为基础设施,能源服务为普遍服务

举例:-

说明:能源服务为普遍服务,一方面是政府要保障能源消费者的能源基本消费需求,但同时,能源的实际供需采用市场化方式来实现,政府更多从政策和机制上给予保障。

1.2.2. 综合

释义:能源形态多样性、行业包容性、技术融合化、市场需求综合化、市场主体和业务形态多样性、业务能力综合化、业务环节协同性

举例:-

说明:业务能力综合化包括技术和管理的专业业务能力,采用互联网技术赋能的赋能能力,以及基于既有业务进行领域拓展的业务延展能力等。业务环节协同性包括实现交互化线上线下融合,内部职能部门和业务部门的协同,业务平台与产业支撑单位协同

2. 能源互联网落地的关键要点

能源互联网的落地,其标准应该不是其技术层面的验证应用,而是其商业价值的充分外化,使其有推广应用的空间。

2.1. 能源互联网落地的着力点

能源互联网为能源、新能源、储能和互联网+融合后的一种技术形态,在其单项技术均有较成熟的应用场景的情况下,能源互联网主要达到以下目的:

Ø 克服单项能源技术本身的缺陷,拓展其适用场景;

Ø 通过技术融合,更低成本的满足用户不同方面的需求;

Ø 通过技术融合,提升设备能效、使用率,

Ø 通过互联网+技术,提升设备与主体的人机交互效率,支撑主体业务

Ø 在数字化基础上,发现和挖掘设备、能源和主体的数据价值,实现业务增值,乃至业务延伸。

2.2. 能源互联网的形和神

在能源互联网内涵的基础上,进一步讨论能源互联网的技术和业务两个核心形态。

2.2.1. 能源互联网的技术形态

能源互联网的技术形态可以从能源和互联网两个角度进行探讨。

² 能源互联网的能源技术形态

能源互联网在能源角度的核心技术形态为:采用以用能需求为导向,因地制宜,采用多能互补的方式构建综合能源系统(或智能电网、智能能源网、智能微网等),并根据外部条件变化(如可再生能源资源变化、外部能源供应条件调整、用户需求变化或能源价格变化等)和优化运行指标和优先级,调整综合能源系统的运行状态。

能源互联网的能源技术形态,从两个角度改变了传统的能源技术形态:

1) 区域范围内,以用能需求为导向,构建了具有各类能源相互转换转化和多源、多荷及源荷交互机制的综合能源网络;从而区别于传统能源中,能源从供到用、单向流动,各类能源竖井割裂的形态。

2) 区域范围内,基于多能互补和需供互动原则,构建了以自平衡为基本导向的分布式的优化调度中心;从而区别于传统能源中,能源系统重安全,轻管理,无优化的情况。

² 能源互联网的互联网技术形态

能源互联网在互联网角度的核心技术形态,在传统的本地化自动控制基础上,采用物联网等技术对能源设备设施的状态进行数字化的信息采集。在数字化的同时,做了两个层次的提升。

1) 在能源系统数字化和构建其数字孪生的基础上,进一步整合企业生产管理、外部能源购销、能源政策等多元数据,从而提高能源系统运行效率。

2) 基于对能源系统及关联信息数字化之后的价值洞察,可以挖掘出设备检修运维、节能改造、规划设计、能源购销、能源托管等一系列价值空间,并采用平台化的方式进行用能方、供能方、运维商、节能服务商、规划设计院和能源投资商之间的业务交互,以及采用B2BO2O的方式实现价值变现。

因此,能源互联网的互联网技术形态,是在自动化、数字化的基础上,按价值化的原则,首先对能源流进行优化,提高能源系统运行效率,实现第一层次价值;然后,进一步采用平台化的方式,提高能源相关业务主体间的交互效率,实现第二层次价值。第一层次价值在传统自控的技术条件下能够有一定程度的实现,第二层次价值则必须依托互联网+技术。

2.2.2. 能源互联网的业务形态

能源互联网的技术形态来源于新能源、储能和互联网+技术的进步,体现了其在能源系统运行效率和服务方面的潜在价值;而其业务形态则体现了其潜在价值落地变现的业务路径。

能源互联网的业务形态为综合能源业务。综合能源业务一方面是基于其能源技术形态下的综合能源供应,其业务实质为通过多能互补、智能微网和运行优化控制等技术降低能源系统全生命周期的投资费用和运营成本;另一方面是基于互联网技术形态的综合能源服务,其业务实质为通过数字化的手段降低能源系统的运行运营成本,以及提高能源服务效率。

因此,能源互联网的技术和业务形态,其目的在于通过技术和商业模式的演进,创造更多的价值,一方面有足够的动力来推动利益格局的改变,一方面有足够的利润来强化相关主体的技术能力。

2.3. 源互联网落地的三种姿态

2011年里夫金(Jeremy Rifkin)在其著作《第三次工业革命》提出能源互联网概念,到2015年电改及2016年后的多批能源互联网、多能互补和智能微网试点示范项目起,业内对能源互联网概念、技术形态和业务模式等方面的看法都存在较大差异,各类示范项目的实际情况也都差强人意。究其根本,在于忽略了能源互联网本身处于初级阶段,仍有极多问题需要解决,而非可以人为的制造概念后营造产业市场。

通过对当前能源互联网落地三类情况的分析,笔者试图通过对潜藏的问题的分析,找到其落地的核心逻辑、挑战和建议。

2.3.1. 形似而神不似

能源互联网落地过程中,特别在其前期阶段,容易因三类原因,使得能源互联网徒具其表有形无实

² 能源系统贪大求全

过度追求能源互联网的理想技术形态或投资规模,未切实根据用户需求或未充分考虑技术应用条件,导致能源互联网方案或项目投资效益较差,而缺乏落地推动力。

² 数字化平台无业务支撑

数字化平台无业务支撑主要有两类表现:

1) 未按业务的价值需求设计数字化平台,并进一步根据价值流、业务流来梳理数据流,而是更多停留在数据可视化、展示或监测层面。

2) 数字化平台缺乏业务手段进行价值变现,无法对能源系统的实际运行进行优化,或无法有效对接实际业务主体。

² 支撑条件未落实

支撑条件未落实主要体现在两个方面。

1) 政策支撑不到位:主要存在因配网等因素导致无法实现源荷互动或存量资产整合,或因能源交易结算因素导致综合能源系统所有用供能设施无法统筹优化调度。

2) 商业模式未建立:主要可能因为单个项目价值空间不够大而无法线下整合业务链上相关主体;或因为缺乏足够用户/项目基数,既无法分类构建标准化流程,也无法实现规模化效应,因此,无法线上平台化整合业务生态主体。

2.3.2. 神似而形不是

能源互联网落地过程中,也有部分项目或平台以实际用户或业务需求为牵引,因地制宜,得其精髓

此类落地可能是以下两类形态:根据多能互补原则,一定程度实现源荷间的优化匹配和优化运行,从而实现能源系统的优化;或根据规划设计、建设、运营、维护等生命周期流程进行数字平台设计,从而提升业务主体间的交互效率。

此类落地不一定覆盖了各种能源品类,或采用了体系化的能源互联网技术,或涵盖完整的全生命周期业务流程,但实质上实现了能源系统的优化和能源主体交互效率的提升,有机连接了更多的能源设施和能源主体,创造了更多的价值空间。

2.3.3. 神形兼备

理想的能源互联网落地,应当是从需求出发,价值化导向、数字化支撑、平台化模式,生态化落地,从而达到表里如一神形兼备

当前,各从业主体不应盲目追求理想的能源互联网技术形态,而应根据自身产业基础、资源条件、发展阶段,明确自身的定位、切入点和发展策略。

2.4. 能源互联网落地的核心逻辑

能源互联网落地的核心逻辑,在于基于需求的技术与业务的融合、基于价值的闭环与迭代、基于依赖的演进与贯通。

2.4.1. 基于需求的技术与业务的融合

能源互联网的技术形态与其综合能源的业务形态相互依赖、相辅相成环环相扣

综合能源业务中的综合能源供应,依赖于能源互联网技术形态所构建的综合能源系统,以及为其提供运行优化能力的综合能源管理平台。而综合能源系统的多种能源品类能源供应,则满足了用户的多种用能需求;同时,综合能源系统的优化运行,则挖掘了更多的价值空间,使得综合能源供应业务具有商业可行性。

综合能源业务重的综合能源服务,一方面依赖于能源互联网技术形态构建的综合能源服务平台,在满足用户多种能源服务需求;同时,通过基于数据基准基础上的快速服务对接,提高了业务互动效率,降低了业务合作成本,使得为用户提供高效、便捷的综合能源服务业务具有商业可行性。

2.4.2. 基于价值的闭环与迭代

满足用户差异性、多样性用能和服务需求的同时,降低投资强度增加收益,提升项目可行性,这是能源互联网和综合能源的核心价值,也是现实意义。

重点针对能源设备设施的综合能源管理平台,同时为综合能源服务平台提供关键数据支撑;而综合能源服务平台实现了数据价值的多层次、多维度挖掘和变现,使得更容易平衡平台建设中的成本。这体现了用户需求与基于数据支撑的业务之间的闭环和演进关系。

如此循环往复,迭代延展,在实现需求验证、价值落地的基础上,逐步完成能源互联网的价值闭环和生态构建。借用软件工程中DevOps的价值流逻辑,简要的能源互联网价值闭环逻辑如图1所示。

1. 简要的能源互联网的价值闭环逻辑

1中,用户需求可以是包括综合能源供应和各类能源服务的集合,也可以是其中一部分;业务载体既可以是综合能源系统,也可以是数字化能源服务平台;业务实施主体为综合能源服务商,主体1、主体2等,是提供综合能源服务的投资、建设、运营、服务等能力的业务主体。

2.4.3. 基于依赖的演进与贯通

能源互联网由于其技术和业务上的跨度和覆盖性,使得其落地具有强烈的内外部依赖性。

² 外部依赖

外部依赖主要体现在三个方面。

1) 资源和需求依赖

主要体现在根据用户用能需求和能源资源条件来选择技术路线来构建综合能源系统,以及根据用户业务需求和资金条件来构建数字化能源管理和能源服务平台。

2) 技术依赖

能源互联网在技术上既涵盖电、气、冷、热等能源品类,也贯穿荷、源、网、储等能源环节,同时,也跨越自动控制、云计算、大数据、物联网、人工智能等学科,因此,对于相关技术有强烈的依赖性。如:能源技术中,新能源和储能技术的效率和成本会显著影响其应用场景的适用性,互联网+技术中,人工智能技术的成熟度会显著影响数据价值的发掘。

3) 政策依赖

除环保等相关性政策影响外,能源互联网的政策依赖主要体现对破除行业壁垒、实现能源系统整体优化的支撑性政策的依赖,且重点已非宏观精神,而在具体可执行的政策和流程上。

4) 数据依赖

能源互联网的数据依赖除需要能源互联网设备设施的数据外,还依赖于用能用户的相关业务数据、能源服务主体企业的关联业务数据。因多主体而导致数据确权、数据安全等问题,将直接影响到多层次数据价值的发掘。

² 内部依赖

聚焦能源互联网的从业主体内部,其依赖主要体现在两个方面。

1) 流程贯通

能源互联网贯穿投资、建设、运营、服务等全生命周期,且涉及多个专业、业务领域,对于原从事单一业务或仅有单一专业背景的企业,其跨部门间协同的业务流程的贯通将成为业务决策的重要制约因素。而跨部门间的流程贯通,很多时候还取决于企业内部对能源互联网技术形态和综合能源的业务认知的共识和业务路径的选择。

2) 业务支撑

能源互联网的业务支撑,既体现在其业务能力的支撑,也体现在其业务来源的支撑

2.5. 落地建议

  能源互联网的实质性落地,需要逐渐实现价值外化、规模效应、产业推动、能源发展方式转型和消费互联网转向产业互联网转型等不同阶段目标的达成,现阶段应正视行业现实,坦率承认能源互联网尚处于初级阶段。

  因此,相关产业单位应客观务实,不宜一味追求大(大规模、大收益、大产业)、全(全产业链、生态圈、平台化)、新(新技术、新架构、新业务),而应结合自身资源和业务实际,选择适当的业务场景和路线,先实现纵深的业务贯穿和价值变现,再在场景拓展和能力拓展的基础上,追求横向业务规模的扩张。

  政府、学术界、产业界应结合此前推进过程中暴露的实际问题,通过政策、商业模式等解决资源优化配置和能源系统优化运行的约束和依赖问题。

能源互联网落地过程中,基于综合能源系统的生产和服务效率提升,以及基于互联网平台的服务效率提升,是其核心价值点和驱动力。基于能源领域的Know-how和互联网+领域的数字化、大数据、算力是能源互联网的核心竞争力,而其融合的关键体现在业务逻辑的构建整合,以及业务能力的快速复制拓展。( 能源物联网与综合能源)