智慧能源革命將帶來(lái)何種機(jī)遇與挑戰(zhàn)
2008年,IBM首次提出“智慧地球”的概念,智慧城市建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生,并在近年來(lái)的全球城市建設(shè)中掀起了一股新浪潮。智慧城市建設(shè)的核心是智慧能源,但智慧能源又不局限于智慧城市。隨著中國(guó)關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)的出臺(tái),智慧能源逐漸由概念探索步入實(shí)質(zhì)建設(shè)階段。那么該如何正確理解智慧能源?中國(guó)在這場(chǎng)能源革命中將面臨何種機(jī)遇與挑戰(zhàn)?
智慧能源的本質(zhì)是信息替代能源
“以更少投入獲得更多產(chǎn)出”是經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一個(gè)常見(jiàn)命題,同樣也適用于能源產(chǎn)業(yè)。推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型的核心動(dòng)力是人類對(duì)能源投入產(chǎn)出效率永不止息的追求,這種潛意識(shí)的成本收益分析從深層支配了人類對(duì)能源的理性選擇?;仡櫲祟悮v史上前兩次能源轉(zhuǎn)型,分別以煤炭取代薪柴、以石油取代煤炭,主要體現(xiàn)在主導(dǎo)能源的形態(tài)轉(zhuǎn)變上,而正在發(fā)生的第三次能源轉(zhuǎn)型將構(gòu)建一個(gè)多元化的能源圖景,將推動(dòng)整個(gè)能源系統(tǒng)的全面升級(jí),除了繼續(xù)在能源品種上遵循“去碳化”的規(guī)律之外,能源體系的組織形式也將生成為更開(kāi)放的生態(tài)系統(tǒng)。
在互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)達(dá)的今天,信息將為能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)提供更高效的溝通和反饋機(jī)制,信息技術(shù)的深度介入將改變以往能源利用單純追求規(guī)模擴(kuò)大的定勢(shì),而是更多地將人的智慧融入其中,通過(guò)提高非物質(zhì)性的信息輸入,降低能源和資源消耗,使人類由被動(dòng)使用能源變?yōu)橹鲃?dòng)改造能源,進(jìn)而極大提高能源使用效率,獲得更高的能源回報(bào)。從某種意義上說(shuō),人類智慧本身就是一種“能源”,充分吸收和利用它,正是未來(lái)能源的“智慧”特征之所在。

杰里米·里夫金在《第三次工業(yè)革命》中曾提到,歷史上的工業(yè)革命均是通信技術(shù)與能源技術(shù)的結(jié)合。智慧能源被冠以“互聯(lián)網(wǎng)+”的修飾,也充分說(shuō)明人們對(duì)能源系統(tǒng)和信息系統(tǒng)深度融合的期望。作為全新的能源形式,智慧能源代表了一種高效、安全、低碳、經(jīng)濟(jì)、共享、可持續(xù)的現(xiàn)代化能源體系,在這個(gè)體系中,能源流將如信息流一樣多元、雙向、順暢、自由配置,由信息配置能源,能源提升價(jià)值,將會(huì)改變甚至顛覆人類的現(xiàn)有生活方式。
智慧能源具有智能化、清潔化和去中心化三個(gè)主要特點(diǎn)。智能化體現(xiàn)在能源管理系統(tǒng)平臺(tái)的應(yīng)用上,借助互聯(lián)網(wǎng)及能源大數(shù)據(jù)分析,使人類對(duì)能源的利用更加便捷高效,更加人性化;清潔化一方面體現(xiàn)在能源結(jié)構(gòu)的清潔化程度提高,加大清潔能源的入網(wǎng)比例,另一方面,智慧能源將引領(lǐng)節(jié)能減排和提升能效的新風(fēng)向,實(shí)現(xiàn)低碳化管理的實(shí)時(shí)監(jiān)控與可視化管理;去中心化,體現(xiàn)在通過(guò)能源的互聯(lián)互通推動(dòng)能源在不同區(qū)域的優(yōu)化配置,減少遠(yuǎn)距離集中式供應(yīng),增加近距離小范圍的能源自我消納。
智慧能源的四個(gè)誤區(qū)
誤區(qū)一:智慧能源就是智能電網(wǎng)的延伸。
電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布廣泛、傳輸高效快速、可接入性強(qiáng),將成為智慧能源布局的核心紐帶,但智慧能源并非很多人狹義理解的“特高壓電網(wǎng)+清潔能源”的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)版。實(shí)際上,智慧能源更應(yīng)該是骨干電網(wǎng)與分布式能源的結(jié)合,微電網(wǎng)的建設(shè)顯得更為重要。
回顧歷史,人類對(duì)能源的最初利用就是分布式的自給自足。電及電站出現(xiàn)后,傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)得以發(fā)展,能源通過(guò)集中大規(guī)模生產(chǎn)和長(zhǎng)距離輸送,大范圍地輸送給不同區(qū)域的用戶。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大,電網(wǎng)技術(shù)逐漸由高壓、超高壓發(fā)展到現(xiàn)在的特高壓,能源長(zhǎng)距離輸送帶來(lái)的大量損耗、大設(shè)備維護(hù)成本日益增高、峰谷能差造成設(shè)備利用率偏低、能源供給單一化造成安全依賴等矛盾逐漸顯現(xiàn)。
未來(lái),智慧能源將逐步調(diào)和這種矛盾,呈現(xiàn)集中式和分布式協(xié)同發(fā)展的局面。分布式能源強(qiáng)調(diào)圍繞消費(fèi)者進(jìn)行能源布局,突出對(duì)能源的就地收集、存儲(chǔ)和使用。它將通過(guò)微電網(wǎng)進(jìn)行管理,再由骨干電網(wǎng)聯(lián)通起來(lái),最大限度地實(shí)現(xiàn)能源與信息的流動(dòng)與共享。微電網(wǎng)將作為智慧能源的最小能源載體,大幅分解骨干電網(wǎng)承載的壓力。也可以說(shuō),智慧能源將由智能電網(wǎng)橫向外延的平面模式,演變?yōu)榧彝ァ⑸鐓^(qū)、城市、區(qū)域不同層次電網(wǎng)組成的立體模式。
誤區(qū)二:智慧能源一定是可再生能源。
人類長(zhǎng)期不合理的能源生產(chǎn)和利用方式,造就了現(xiàn)今日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,也使人們對(duì)現(xiàn)有能源體系詬病頗多。智慧能源強(qiáng)調(diào)清潔化,以太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮芎秃Q竽艿葹榇淼目稍偕茉丛谠谄渲邪l(fā)揮重要作用,但這并不等于說(shuō)清潔能源是智能能源的唯一主角。未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)將是更加多元化的,將改變過(guò)去單一能源占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)的局面,清潔化的化石能源和清潔能源將會(huì)是智慧能源不可或缺的組成部分。特別是在中國(guó),資源稟賦和終端用能結(jié)構(gòu)決定了化石能源短時(shí)間內(nèi)很難被無(wú)情拋棄,而應(yīng)該更加務(wù)實(shí)地將其納入智慧能源的考慮和布局當(dāng)中。

盧安武在《重塑能源》中曾描繪美國(guó)2050年將完全使用可再生能源,由國(guó)家發(fā)改委能源研究所牽頭完成的中國(guó)版《重塑能源》也指出,可再生能源在2035年將為中國(guó)提供68%的發(fā)電量。理想雖然美好,但現(xiàn)實(shí)依然骨感??稍偕茉赐茝V之路似乎并不平坦。2016年,全國(guó)“棄水、棄風(fēng)、棄光”電量共計(jì)近1100億千瓦時(shí),超過(guò)當(dāng)年三峽電站發(fā)電量約170億千瓦時(shí),這無(wú)疑給可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展蒙上了陰影。究其原因主要包括:能源布局不均衡,當(dāng)?shù)叵{能力不足,這種能源結(jié)構(gòu)性矛盾在“三北”地區(qū)尤為突出;可再生能源成本高企,政府補(bǔ)貼到位困難,價(jià)格出現(xiàn)倒掛現(xiàn)象;行業(yè)壟斷等原因造成技術(shù)和行政壁壘,可再生能源入網(wǎng)門檻過(guò)高;傳統(tǒng)能源產(chǎn)能過(guò)剩,也間接給可再生能源發(fā)展帶來(lái)不小的沖擊。
中國(guó)能源發(fā)展的方向是化石能源清潔化與清潔能源規(guī)模化并重,相對(duì)于基數(shù)小的可再生能源而言,化石能源仍將在未來(lái)占據(jù)重要地位,特別是天然氣作為清潔的化石能源,是現(xiàn)有能源體系向未來(lái)低碳甚至無(wú)碳能源體系過(guò)渡的最佳橋梁,因此將是發(fā)展智慧能源所不可忽視的。最新發(fā)布的中國(guó)能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃中指出,2030年天然氣有望成為世界經(jīng)合組織(OECD)第一大能源品種,中國(guó)也將在“十三五”期間將天然氣比重提高到10%。天然氣的主要成分是甲烷,燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水,碳排放遠(yuǎn)小于其它化石燃料,且與可再生能源相比應(yīng)用靈活、供能穩(wěn)定、不受儲(chǔ)能設(shè)施限制,具有更為現(xiàn)實(shí)的可操作意義。實(shí)現(xiàn)天然氣和可再生能源協(xié)同發(fā)展,才是智慧能源的最終歸宿。
誤區(qū)三:智慧能源是個(gè)純技術(shù)問(wèn)題。
當(dāng)前,直流電網(wǎng)、儲(chǔ)能、安全通信等關(guān)鍵技術(shù)成為制約智慧能源發(fā)展的瓶頸,智慧能源的發(fā)展離不開(kāi)能源技術(shù)的改革創(chuàng)新。然而智慧能源的發(fā)展并不能只依賴技術(shù)的單兵突進(jìn),比技術(shù)更重要的是智慧能源管理體系的建立和商業(yè)模式的創(chuàng)新。
智慧能源的發(fā)展離不開(kāi)良好的制度設(shè)計(jì)和管理體系作為保障。從某種程度上說(shuō),智慧能源的發(fā)展是“三分技術(shù),七分政策”,這包括高屋建瓴的頂層設(shè)計(jì)、廣泛適用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和與之匹配的監(jiān)管體系,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的統(tǒng)籌部署,智慧能源管理系統(tǒng)的建立和完善,還要通過(guò)政策對(duì)公眾理念和投資進(jìn)行引導(dǎo),對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)進(jìn)行扶持,從而為智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的土壤。
智慧能源的發(fā)展更離不開(kāi)創(chuàng)新的商業(yè)模式作為支撐。有人將智慧能源稱為“能源淘寶”,一語(yǔ)點(diǎn)破未來(lái)能源交易個(gè)性化、多樣化和平等自由的新特點(diǎn)。2015年3月,國(guó)務(wù)院發(fā)布關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn),提出要放開(kāi)管制、打破壟斷、實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)和售電側(cè)的主體多元化,實(shí)際上就是希望以商業(yè)模式創(chuàng)新來(lái)激活能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。未來(lái),消費(fèi)者將充分擁有能源使用的決定權(quán),將有更多的零售商、小型用戶和代理商參與多方交易,真正實(shí)現(xiàn)能源的個(gè)性化定制和按需擇優(yōu)選擇。
誤區(qū)四:智慧能源只是能源從業(yè)者的事情。
智慧能源倡導(dǎo)以互聯(lián)網(wǎng)的思維來(lái)推動(dòng)能源發(fā)展,代表了一種全員參與、互通共享的發(fā)展理念,將是能源供給、需求和信息的互聯(lián)。與大工業(yè)條件下個(gè)人只是能源的被動(dòng)參與者不同的是,在智慧能源體系當(dāng)中,每個(gè)人都可以充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,自主選擇能源、改造能源,積極創(chuàng)造新的能源形式,努力提高能源利用效率,當(dāng)然,必要時(shí)也要付出經(jīng)濟(jì)上或者習(xí)慣上的某些代價(jià)。

智慧能源的消費(fèi)者同時(shí)也是能源的生產(chǎn)者。智慧能源將打破傳統(tǒng)能源的單向輻射狀供應(yīng)模式,更注重能源的雙向按需交流和動(dòng)態(tài)平衡使用。智慧能源的生產(chǎn)端更為多元化、小型化,鼓勵(lì)天然氣、可再生能源等分布式能源納入并網(wǎng)范圍,人人都可以成為能源的供應(yīng)者。通過(guò)降低市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻,也將極大鼓勵(lì)能源領(lǐng)域的大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新。
另外,智慧能源將真正實(shí)現(xiàn)“藏能于民”,有效保障國(guó)家能源系統(tǒng)安全。除了能源的生產(chǎn)和消費(fèi)之外,儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)?huì)被極大擴(kuò)展,形成“供能、輸能、儲(chǔ)能、用能”四合一的立體系統(tǒng)。用戶在用電低谷期,對(duì)儲(chǔ)能設(shè)施充電,降低家庭用電成本,在用電高峰期使用儲(chǔ)能設(shè)施供電,更好地起到削峰填谷的作用。
智慧能源的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
中國(guó)于2012年推出首批90個(gè)國(guó)家智慧城市試點(diǎn),預(yù)計(jì)今年年內(nèi)啟動(dòng)和在建的智慧城市將超過(guò)500個(gè)。與此同時(shí),中國(guó)能源改革正逐步邁入“深水區(qū)”,推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的“四個(gè)革命”勢(shì)在必行。智慧能源可以有效緩解城市建設(shè)過(guò)程中的能源與環(huán)境矛盾,實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)能源行業(yè)的重新塑造和逆向整合,在中國(guó)將大有可為。
任何新事物的發(fā)展,都有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。中國(guó)要想踏上智慧能源的快車道,不得不面對(duì)現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)。
首先,社會(huì)對(duì)如何推進(jìn)智慧能源建設(shè)尚未達(dá)成共識(shí),不同行業(yè)基于不同的立場(chǎng),意見(jiàn)存在分歧,進(jìn)而使公眾對(duì)此缺乏清晰的認(rèn)知;其次,中國(guó)的能源管理系統(tǒng)相對(duì)閉塞,沒(méi)有開(kāi)放共享的氛圍和基礎(chǔ),尤其是相關(guān)能源數(shù)據(jù)庫(kù)難以開(kāi)放,導(dǎo)致信息極不對(duì)稱,難以支持能源數(shù)據(jù)的匯聚共享以及挖掘分析;第三,直流電網(wǎng)、儲(chǔ)能、安全通信等關(guān)鍵技術(shù)還不成熟,間接造成智慧能源的用戶體驗(yàn)較差,無(wú)人愿意為前期試驗(yàn)買單;另外,市場(chǎng)交易規(guī)則不成熟、商業(yè)模式單一落后,導(dǎo)致能源交易市場(chǎng)缺乏朝氣。當(dāng)然這些都是發(fā)展中的問(wèn)題,只有正視并妥善解決這些問(wèn)題,中國(guó)能源行業(yè)才能真正實(shí)現(xiàn)蛻變,也只有那時(shí),智慧能源才能真正提速。

中國(guó)智慧能源建設(shè)將分2016-2018年和2019-2025年兩個(gè)階段分步推進(jìn),“獨(dú)立建設(shè)、連接成網(wǎng)”將是智慧能源建設(shè)的必由之路。就近中期而言,掌握智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能、天然氣分布式利用等核心技術(shù)的創(chuàng)新型企業(yè)將會(huì)首先享受紅利,而傳統(tǒng)能源公司因其具有的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì),一旦插上互聯(lián)網(wǎng)思維的翅膀,將會(huì)成為未來(lái)的智慧能源巨頭,為終端用戶提供“電、熱、冷、氣、水”一攬子服務(wù),和能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)一體化解決方案將成為這些企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,為用戶提供能源健康診斷、風(fēng)險(xiǎn)管理和解決方案等增值服務(wù)的管理咨詢公司也將占有一席之地。
近年來(lái)頗為人關(guān)注的是,在低油價(jià)的沖擊下,過(guò)去一向安枕無(wú)憂的殼牌、BP、雪佛龍等跨國(guó)石油巨頭們,紛紛開(kāi)始謀劃和踏足新能源布局,似乎預(yù)示新一輪的能源轉(zhuǎn)型正加速啟程。智慧能源的發(fā)展,必然需要大企業(yè)的戰(zhàn)略眼光、智慧思維和胸懷格局,“不謀全局者不足以謀一域,不謀萬(wàn)世者不足以謀一時(shí)”,未來(lái)的能源生產(chǎn)商將逐步向能源生產(chǎn)服務(wù)商轉(zhuǎn)變,成為新生產(chǎn)生活方式的創(chuàng)造者、能源解決方案的提供者和商業(yè)模式的創(chuàng)新者。在中國(guó)這塊孕育著無(wú)窮希望和機(jī)遇的土地上,將會(huì)涌現(xiàn)一批偉大的企業(yè),在一個(gè)嶄新的智慧能源時(shí)代,開(kāi)啟能源發(fā)展的新里程。