智慧能源革命將帶來何種機遇與挑戰
2008年,IBM首次提出“智慧地球”的概念,智慧城市建設應運而生,并在近年來的全球城市建設中掀起了一股新浪潮。智慧城市建設的核心是智慧能源,但智慧能源又不局限于智慧城市。隨著中國關于推進“互聯網+”智慧能源發展指導意見的出臺,智慧能源逐漸由概念探索步入實質建設階段。那么該如何正確理解智慧能源?中國在這場能源革命中將面臨何種機遇與挑戰?
智慧能源的本質是信息替代能源
“以更少投入獲得更多產出”是經濟學中的一個常見命題,同樣也適用于能源產業。推動能源轉型的核心動力是人類對能源投入產出效率永不止息的追求,這種潛意識的成本收益分析從深層支配了人類對能源的理性選擇。回顧人類歷史上前兩次能源轉型,分別以煤炭取代薪柴、以石油取代煤炭,主要體現在主導能源的形態轉變上,而正在發生的第三次能源轉型將構建一個多元化的能源圖景,將推動整個能源系統的全面升級,除了繼續在能源品種上遵循“去碳化”的規律之外,能源體系的組織形式也將生成為更開放的生態系統。
在互聯網高速發達的今天,信息將為能源的生產、運輸、存儲、消費提供更高效的溝通和反饋機制,信息技術的深度介入將改變以往能源利用單純追求規模擴大的定勢,而是更多地將人的智慧融入其中,通過提高非物質性的信息輸入,降低能源和資源消耗,使人類由被動使用能源變為主動改造能源,進而極大提高能源使用效率,獲得更高的能源回報。從某種意義上說,人類智慧本身就是一種“能源”,充分吸收和利用它,正是未來能源的“智慧”特征之所在。

杰里米·里夫金在《第三次工業革命》中曾提到,歷史上的工業革命均是通信技術與能源技術的結合。智慧能源被冠以“互聯網+”的修飾,也充分說明人們對能源系統和信息系統深度融合的期望。作為全新的能源形式,智慧能源代表了一種高效、安全、低碳、經濟、共享、可持續的現代化能源體系,在這個體系中,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,能源提升價值,將會改變甚至顛覆人類的現有生活方式。
智慧能源具有智能化、清潔化和去中心化三個主要特點。智能化體現在能源管理系統平臺的應用上,借助互聯網及能源大數據分析,使人類對能源的利用更加便捷高效,更加人性化;清潔化一方面體現在能源結構的清潔化程度提高,加大清潔能源的入網比例,另一方面,智慧能源將引領節能減排和提升能效的新風向,實現低碳化管理的實時監控與可視化管理;去中心化,體現在通過能源的互聯互通推動能源在不同區域的優化配置,減少遠距離集中式供應,增加近距離小范圍的能源自我消納。
智慧能源的四個誤區
誤區一:智慧能源就是智能電網的延伸。
電力系統網絡分布廣泛、傳輸高效快速、可接入性強,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+清潔能源”的網絡升級版。實際上,智慧能源更應該是骨干電網與分布式能源的結合,微電網的建設顯得更為重要。
回顧歷史,人類對能源的最初利用就是分布式的自給自足。電及電站出現后,傳統的集中式供能系統得以發展,能源通過集中大規模生產和長距離輸送,大范圍地輸送給不同區域的用戶。隨著城市規模的擴大,電網技術逐漸由高壓、超高壓發展到現在的特高壓,能源長距離輸送帶來的大量損耗、大設備維護成本日益增高、峰谷能差造成設備利用率偏低、能源供給單一化造成安全依賴等矛盾逐漸顯現。
未來,智慧能源將逐步調和這種矛盾,呈現集中式和分布式協同發展的局面。分布式能源強調圍繞消費者進行能源布局,突出對能源的就地收集、存儲和使用。它將通過微電網進行管理,再由骨干電網聯通起來,最大限度地實現能源與信息的流動與共享。微電網將作為智慧能源的最小能源載體,大幅分解骨干電網承載的壓力。也可以說,智慧能源將由智能電網橫向外延的平面模式,演變為家庭、社區、城市、區域不同層次電網組成的立體模式。
誤區二:智慧能源一定是可再生能源。
人類長期不合理的能源生產和利用方式,造就了現今日益嚴重的環境問題,也使人們對現有能源體系詬病頗多。智慧能源強調清潔化,以太陽能、風能、地熱能和海洋能等為代表的可再生能源在在其中發揮重要作用,但這并不等于說清潔能源是智能能源的唯一主角。未來的能源結構將是更加多元化的,將改變過去單一能源占據絕對主導的局面,清潔化的化石能源和清潔能源將會是智慧能源不可或缺的組成部分。特別是在中國,資源稟賦和終端用能結構決定了化石能源短時間內很難被無情拋棄,而應該更加務實地將其納入智慧能源的考慮和布局當中。

盧安武在《重塑能源》中曾描繪美國2050年將完全使用可再生能源,由國家發改委能源研究所牽頭完成的中國版《重塑能源》也指出,可再生能源在2035年將為中國提供68%的發電量。理想雖然美好,但現實依然骨感。可再生能源推廣之路似乎并不平坦。2016年,全國“棄水、棄風、棄光”電量共計近1100億千瓦時,超過當年三峽電站發電量約170億千瓦時,這無疑給可再生能源產業發展蒙上了陰影。究其原因主要包括:能源布局不均衡,當地消納能力不足,這種能源結構性矛盾在“三北”地區尤為突出;可再生能源成本高企,政府補貼到位困難,價格出現倒掛現象;行業壟斷等原因造成技術和行政壁壘,可再生能源入網門檻過高;傳統能源產能過剩,也間接給可再生能源發展帶來不小的沖擊。
中國能源發展的方向是化石能源清潔化與清潔能源規模化并重,相對于基數小的可再生能源而言,化石能源仍將在未來占據重要地位,特別是天然氣作為清潔的化石能源,是現有能源體系向未來低碳甚至無碳能源體系過渡的最佳橋梁,因此將是發展智慧能源所不可忽視的。最新發布的中國能源發展“十三五”規劃中指出,2030年天然氣有望成為世界經合組織(OECD)第一大能源品種,中國也將在“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,燃燒產生二氧化碳和水,碳排放遠小于其它化石燃料,且與可再生能源相比應用靈活、供能穩定、不受儲能設施限制,具有更為現實的可操作意義。實現天然氣和可再生能源協同發展,才是智慧能源的最終歸宿。
誤區三:智慧能源是個純技術問題。
當前,直流電網、儲能、安全通信等關鍵技術成為制約智慧能源發展的瓶頸,智慧能源的發展離不開能源技術的改革創新。然而智慧能源的發展并不能只依賴技術的單兵突進,比技術更重要的是智慧能源管理體系的建立和商業模式的創新。
智慧能源的發展離不開良好的制度設計和管理體系作為保障。從某種程度上說,智慧能源的發展是“三分技術,七分政策”,這包括高屋建瓴的頂層設計、廣泛適用的標準規范和與之匹配的監管體系,基礎設施建設的統籌部署,智慧能源管理系統的建立和完善,還要通過政策對公眾理念和投資進行引導,對重點產業和技術進行扶持,從而為智慧能源產業發展創造良好的土壤。
智慧能源的發展更離不開創新的商業模式作為支撐。有人將智慧能源稱為“能源淘寶”,一語點破未來能源交易個性化、多樣化和平等自由的新特點。2015年3月,國務院發布關于進一步深化電力體制改革的若干意見,提出要放開管制、打破壟斷、實現發電側和售電側的主體多元化,實際上就是希望以商業模式創新來激活能源產業的快速發展。未來,消費者將充分擁有能源使用的決定權,將有更多的零售商、小型用戶和代理商參與多方交易,真正實現能源的個性化定制和按需擇優選擇。
誤區四:智慧能源只是能源從業者的事情。
智慧能源倡導以互聯網的思維來推動能源發展,代表了一種全員參與、互通共享的發展理念,將是能源供給、需求和信息的互聯。與大工業條件下個人只是能源的被動參與者不同的是,在智慧能源體系當中,每個人都可以充分發揮主觀能動性,自主選擇能源、改造能源,積極創造新的能源形式,努力提高能源利用效率,當然,必要時也要付出經濟上或者習慣上的某些代價。

智慧能源的消費者同時也是能源的生產者。智慧能源將打破傳統能源的單向輻射狀供應模式,更注重能源的雙向按需交流和動態平衡使用。智慧能源的生產端更為多元化、小型化,鼓勵天然氣、可再生能源等分布式能源納入并網范圍,人人都可以成為能源的供應者。通過降低市場準入門檻,也將極大鼓勵能源領域的大眾創業、萬眾創新。
另外,智慧能源將真正實現“藏能于民”,有效保障國家能源系統安全。除了能源的生產和消費之外,儲能領域將會被極大擴展,形成“供能、輸能、儲能、用能”四合一的立體系統。用戶在用電低谷期,對儲能設施充電,降低家庭用電成本,在用電高峰期使用儲能設施供電,更好地起到削峰填谷的作用。
智慧能源的機遇與挑戰
中國于2012年推出首批90個國家智慧城市試點,預計今年年內啟動和在建的智慧城市將超過500個。與此同時,中國能源改革正逐步邁入“深水區”,推動能源生產和消費的“四個革命”勢在必行。智慧能源可以有效緩解城市建設過程中的能源與環境矛盾,實現對傳統能源行業的重新塑造和逆向整合,在中國將大有可為。
任何新事物的發展,都有一個循序漸進的過程。中國要想踏上智慧能源的快車道,不得不面對現實的挑戰。
首先,社會對如何推進智慧能源建設尚未達成共識,不同行業基于不同的立場,意見存在分歧,進而使公眾對此缺乏清晰的認知;其次,中國的能源管理系統相對閉塞,沒有開放共享的氛圍和基礎,尤其是相關能源數據庫難以開放,導致信息極不對稱,難以支持能源數據的匯聚共享以及挖掘分析;第三,直流電網、儲能、安全通信等關鍵技術還不成熟,間接造成智慧能源的用戶體驗較差,無人愿意為前期試驗買單;另外,市場交易規則不成熟、商業模式單一落后,導致能源交易市場缺乏朝氣。當然這些都是發展中的問題,只有正視并妥善解決這些問題,中國能源行業才能真正實現蛻變,也只有那時,智慧能源才能真正提速。

中國智慧能源建設將分2016-2018年和2019-2025年兩個階段分步推進,“獨立建設、連接成網”將是智慧能源建設的必由之路。就近中期而言,掌握智能電網、儲能、天然氣分布式利用等核心技術的創新型企業將會首先享受紅利,而傳統能源公司因其具有的基礎優勢,一旦插上互聯網思維的翅膀,將會成為未來的智慧能源巨頭,為終端用戶提供“電、熱、冷、氣、水”一攬子服務,和能源生產、轉換、運輸、存儲、消費一體化解決方案將成為這些企業的核心競爭力。同時,結合大數據分析,為用戶提供能源健康診斷、風險管理和解決方案等增值服務的管理咨詢公司也將占有一席之地。
近年來頗為人關注的是,在低油價的沖擊下,過去一向安枕無憂的殼牌、BP、雪佛龍等跨國石油巨頭們,紛紛開始謀劃和踏足新能源布局,似乎預示新一輪的能源轉型正加速啟程。智慧能源的發展,必然需要大企業的戰略眼光、智慧思維和胸懷格局,“不謀全局者不足以謀一域,不謀萬世者不足以謀一時”,未來的能源生產商將逐步向能源生產服務商轉變,成為新生產生活方式的創造者、能源解決方案的提供者和商業模式的創新者。在中國這塊孕育著無窮希望和機遇的土地上,將會涌現一批偉大的企業,在一個嶄新的智慧能源時代,開啟能源發展的新里程。



