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能源互联网的商业模式和机会
发布日期:2015-05-13  浏览次数:669
       新电改来了,能源互联网真的来了。目前我国用户端电力销售的金额大约2.5 万亿元,加上建设投资,可以估计能源互联网的市场至少在5 万亿以上。能源互联网的商业机会在电力调配、交易市场和微电网为中心的网络中传递,重点在寻找能源互联网的平台和入口,开创合适的商业模式。


当前,言必及“互联网+”,尤其是能源互联网的概念,更是受人瞩目。怎样理解能源互联网,它将在哪些层面或程度上影响企业和民众的行为?这些都需要我们不断地探索和总结。

什么是能源互联网

美国著名学者杰里米·里夫金在其着作《第三次工业革命》一书中,首先提出了能源互联网的愿景,引发了国内外的广泛关注。里夫金认为,由于化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环境污染问题,在第二次工业革命中奠定的基于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终结。里夫金预言,以新能源技术和信息技术的深入结合为特征的一种新的能源利用体系,即“能源互联网”(Energy Internet) 即将出现。而以能源互联网为核心的第三次工业革命将给人类社会的经济发展模式与生活方式带来深远影响。

里夫金认为, 能源互联网应具有以下四大特征:以可再生能源为主要一次能源;支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入;基于互联网技术实现广域能源共享;支持交通系统的电气化( 即由燃油汽车向电动汽车转变)。从上述特征可以看出,里夫金所倡导的能源互联网的内涵主要是利用互联网技术实现广域内的电源、储能设备与负荷的协调;最终目的是实现由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的转变。

美国最早在2008 年提出了能源互联网的概念,美国国家科学基金在北卡州立大学建立了未来可再生能源传输与管理系统(FREEDM),提出了能源互联网的概念,希望将电力电子技术和信息技术引入电力系统,以分布对等的系统控制与交互,在未来配电网层面实现能源互联网的概念,智能分析是通过云计算和大数据来实现的。

德国于2008 年在智能电网的基础上选择了6 个试点地区进行为期4 年的E-Energy技术创新促进计划,成为实践能源互联网最早的国家,力图打造新型能源网络, 在整个能源供应体系中实现数字化互联及计算机控制和监测。

日本数字电网联盟提出了基于“电力路由器”的能源互联网。电力路由是能够使现有的电网接入互联网,通过互联网上的IP 地址进行电源和符号的识别,通过“区域A 的电力路由器将电能传输到区域B 的电力路由器”。

由于能源互联网的概念刚提出不久, 其定义、架构、组成和主要功能都还需要不断完善。目前市面上呈现出三种对能源互联网的理解版本:从通信的角度强调各种设备的互联,以华为等通信公司为代表;从软件的角度强调第三方数据的优化管理,以美国Opower 等公司为代表;以及从国与国之间的角度强调跨区域电网的互联,以国家电网为代表。

尽管观点不一,大多数人的共识是:能源互联网= 能源产业+ 信息互联网。基本内涵包括:支持由化石能源向可再生能源转变;支持大规模分布式电源的接入;支持大规模储能的接入;利用互联网技术改造电力系统;支持新能源汽车的大规模使用与接入;能源消费智能化。

综合各家观点,能源互联网的概念可以表述为:以互联网技术为核心,以配电网为基础,以大规模可再生能源和分布式电源接入为主,实现信息技术与能源基础设施融合,通过能源管理系统对大规模可再生能源和分布式能源基础设施实施广域优化协调控制,实现冷、热、气、水、电等多种能源优化互补,提高用能效率的智能能源管控系统。

能源互联网的商业模式和机会

2013 年中期, 我们提出了围绕节能减排和能源安全作为行业投资的逻辑主线。能源互联网是在这个主线下重要的投资板块。节能减排和能源安全,需要电源结构的多元化,需要可再生能源的大规模接入,需要分布式能源的兴起,需要有效侧需求侧管理。而大规模可再生能源的接入和分布式能源的兴起需要更加智能的电力调控系统,都为能源互联网的发展提供了基础条件。

提高效率是能源互联网最大的效益。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,避免能源互联网构成能源互联网要素关系巨大的能源浪费及损失。

电力体制改革释放能源互联网的商机。按照新电改方案初稿的内容,增量配电放开,增量售电放开,能源行业更市场化。1)新增配电意味着微电网将得到大发展,微电网中接入分布式新能源,储能、新能源汽车充电,分布式新能源可以全微网内售电,不再局限于单个客户自供电余额上网。2)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限于降低用户能源消耗,会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。3)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。

目前我国用户端电力销售的金额大约2.5 万亿元,加上建设投资,可以估计能源互联网的市场至少在5 万亿以上。能源互联网的商业机会在电力调配、交易市场和微电网为中心的网络中传递。

在互联网化进程中,能源产业会涌现非常多的商业模式,有不少商业模式将是颠覆性的。能源产业的产业链条非常长,从上游的材料及设备,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,包括能源产品的交易、能源资产的服务、能源的增值服务、设备与解决方案的电子商务等。

能源互联网的形成要依靠各种能源平台的搭建。目前观察和想到的主要包括能源链条中的能源的增值服务平台、能源资产的服务平台、能源产品的交易平台、设备与解决方案平台等。

能源增值服务平台

能源的增值服务包括基于大数据的用能咨询、能效产品销售、新能源汽车后市场、节能解决方案、O2O 商业消费。

以用能服务为例,需求侧管理的重视和逐渐兴起,需要建立国家级的电力需求侧管理平台。目前国家电力需求侧管理(在线监测)平台,已接入企业2398 家,其中江苏省接入2024 家。而已接入的电能服务商包括国电南瑞、积成电子、智光电气、新联电子等企业。用能管理平台的搭建还需要省级用能管理平台和企业用能管理平台的搭建。其中,新一轮电力体制改革为电能服务商提出了更多的要求。

本轮电力体制改革前,电能用能服务提供的服务主要包括虚拟电厂、负荷优化、移峰填谷、需求响应等;电改之后,电能服务商将增加分布式电源运营、售电、配电资产运营等服务。这种情况下,需要电能服务商要达到用户的需求,形成客户粘性,不仅能提供节约电费综合方案、售电零售服务等降低用户用电成本,还能够通过智能安全运维服务等保障用户用电安全,并且能够通过节电改造服务等技术手段提升用户用电效率。所以,未来拥有电站资源、配售电资产和用户粘性的电能服务商将具有更强的竞争优势。

能源资产服务平台

能源资产的服务平台包括能源资产的代理运营服务,能源资产的开发和交易、能源资产证券化的互联网金融,能源资产的电子商务。

以新能源电站开发为例。能源资产服务平台,需要记录电站从前期测风、测光数据,采购、施工和运营维护等数据,电站交易平台将为光伏电站提供前期融资、后期的交易和资产证券化提供大数据支撑,从而降低电站在各个环节的风险,降低融资和交易成本。在该平台的基础上还可以嵌入能源运维服务平台,该运维平台的建设不仅仅包括在线监控系统对电站的运营进行实时监控,还可以根据实时情况,提供线上和线下的运维解决方案和零部件管理。

能源产品交易平台

能源产品的交易平台包括电力的批发和零售、虚拟电厂、售气、供暖、电动汽车的购电和返售电等。随着售电的放开和节能的兴起,随着大规模可再生能源、分布式电源和电动汽车接入用电系统,可以预见的是,电力的批发和零售逐步兴起、节约下来的电量可以进行交易、可再生能源和分布式电源都可以成为售电主体、电动汽车也具有反售电的特性。多样化的电力供给和需求,多样化的生产方和需求方需要系统的协调,这就需要一个电力、燃气等能源产品交易平台。

同时,能源交易平台不仅仅是一个电力、燃气等现货的交易平台,还可以开展电力期货交易,以及从该平台延伸出来的金融交易平台。

设备与解决方案的电子商务平台

能源设备与解决方案的电子商务平台包括,材料及设备的B2B 行业垂直电商;B2B 现货交易平台和期货交易平台。以更加贴近用户的光伏为例。随着分布式光伏的逐渐兴起,未来完全有可能诞生光伏电站材料和系统解决方案的电子商务平台,一方面可以实现光伏材料和系统解决方案的快速销售,另一方面还可以通过公众的监督保证光伏材料和系统解决方案的质量。

同时,随着光伏材料和系统解决方案的电子商务平台的兴起,用户可以将自己的屋顶或空地提供出来,通过网上的筛选和实地勘测,减少项目寻找的盲目性。

能源互联网的入口

能源互联网还包括很多子板块,我们目前观察和想到的包括电网技术的升级、大规模可再生能源接入电网的调节、分布式电源接入电网的解决方案、储能技术的应用、基于新能源的碳交易、工商业节能、用户节能、电动汽车充电桩用电方案等。

电网技术的升级主要包括跨区域输电线路的修建和配电网的改造;而大规模可再生能源的接入和分布式电源的接入使得电源更加多样化,而分布式电源和用户的对接就迫切的需要提供高效的贴近用户的解决方案,更高效的需求侧管理,这也会相应的催生储能市场的兴起;在电价市场化的条件下,工商业节能和用户节能需要用电的精确性,这相应的催生监测、调节和解决方案的形成;而电动汽车充电桩则更加需要对用户进行监测,收集大数据,形成更高效的解决办法。

工业与建筑需求侧管理

能源互联网的建设需要高级量测体系(AMI )的兴起。智能仪表是信息的入口,基于此建立起来的智能监控系统和形成的有效解决方案是平台。在终端用能层面,AMI 的实现,既可以使用户直接参与到能源市场中来,又可以为能源互联网和智能电网提供完整的开放的通讯网络,为需求响应,高级配电自动化,资产管理,提高能效及多种能源协调互补奠定基础。同时,节能服务公司还可以通过电源的建设、售电牌照的获得、在保证用户粘性的情况下,为客户提供节能、售电、运维和用电安全等一体化服务。

工业节能系统采用采样监测技术、通讯技术和计算机软硬件技术等,以水、电、气、汽、风、油等能源介质为监测对象,为企业建立一个能源管控平台,对其生产用能进行实时采集、计算分析和集中调度管理,解决重点用能企业的能源监测计量、用能控制及预测等问题,实现对能源的全方位监控和管理,达到供需平衡和节能环保目的。

家庭能源管理中心

建筑与家庭能源管理建筑物内的电能、液体介质能源(如水、油等)、气体介质能源(如燃气)等能源种类进行实时监测,数据采集与存储,数据统计与分析等,对建筑物内的能耗进行动态监测和分析,实现用能的精细化管理。

智慧风场/光伏电站和运行管理平台

大规模可再生能源的接入和分布式电源的兴起需要更加高效、智能的运营管理平台。这个平台不仅包括前期的测风系统,还包括风功率预测、并网支持、监控预警、运营管理、快速响应等管理系统,为发电侧的有效管理提供大数据支撑。同时,新能源电站企业也是具备申请售电牌照的资格,还可以通过售电资格开展多种服务。同时,分布式能源的启动也将催生储能市场的兴起。

电动汽车充电桩和运营

能源互联网的时点上,电改是一个非常大的催化因素,新能源汽车是最早实现售电侧放开的行业,预计今年将会有非常强的充电设施建设刺激措施出台。同时,充电桩作为能源互联网的入口主要有两层含义,一是充电过程中电动车与充电后台需要数据交换来控制充电电流,因而获得电动车的数据;二是电动车充电缴费一般会采用手机等移动设备,APP 绑定银行卡等。未来随着电动汽车的大量接入会给电力系统带来严峻的挑战,电动汽车既可以作为电力系统的负荷,又可以作为储能设备和分布式电源的外接设备。这就需要根据用电大数据等提供更加高效的充电桩用电管理。

同时,有充电桩的建设才会有新能源汽车的发展。新能源汽车面临基础设施发展滞后的问题,基础设施的建设缺乏系统的规划,对电动汽车的认识不一致,充电设施的发展思路不清晰,协调的力度也有待加强,根据新能源汽车百人会上政府部门透露的信息,按照国务院办公厅加快新能源汽车推广应用指导意见有关精神规定国家级别的充电设施的发展规划即将出台。

按照规划,2020 年电动车会由现在的十万辆增加到五百万辆,增长速度是五十倍。能源局按照这个规划进行的测算,集中式的充换电站从现在的593 座(2014 年6 月的数据)增长到1.2 万座,大概是30 倍,分散式充电桩到2020 年达到450 万个,增长大概一百倍。按照能源局电力司副司长童光毅先生个人的判断,一旦机制和体制运作到位了,条件成熟了,这个数字比想象得要快。新能源汽车充电设施和运营巨大的投资机会来临,充电设施市场预计达到千亿元。

[案例]Opower所诠释的能源互联网

说到互联网与商业的结合,大概很多人会想到马云的阿里巴巴和淘宝。互联网购物的奇妙之处在于,无论你想要的商品与服务有多新奇和个性,只要输入到网络,都会有意想不到的结果。而今,当互联网遇上能源,又会碰撞出什么火花?

试想有一天,你打开电脑或者手机,就会有一条定制的信息告诉你,你家各种电器的耗能情况,你们小区用电账单对比,你家屋顶光伏发电当天的收益,还有某发电商推出的购电优惠套餐、节能返券……位于美国弗吉尼亚州的Opower 公司就在提供这样的服务。该公司客户通过电脑和手机就可以知晓这个月的空调用了多少电,手机用了多少电,冰箱用了多少电,与上个月相比的电费使用情况如何,哪个部分耗电超出了社区居民平均水平,等。其鲜亮的图表呈现方式让用户对自己的耗能情况一目了然。

打开Opower 的网站,底端一行实时跳动的数据格外醒目:Opower 客户已经节省了XXX 千瓦时电,减少了XXX 磅二氧化碳,节约了XXX 能源费用。据了解,该公司的用能节能方案已经帮助来自北美、欧洲和亚洲的90 多家发电商和数百万用户加入到了“精打细算”的行列。这些客户包括大名鼎鼎的NationalGrid, Progress Energy, Gulf Power, CenterPointEnergy 和XcelEnergy 等。

对于能源互联网的现实版本,有从通信角度强调各种设备互联的公司代表,如华为;有从国与国之间的角度强调跨区域电网的互联,如国家电网;还有一种则是从软件的角度强调第三方数据优化管理的公司,如Opower。不同于传统的硬件解决方案,Opower 提供的是一个客户交互平台,包括提高能效,行为需求反应以及智能调节装置等,以重新定位公用事业单位与消费者之间的关系,并持续激励客户节能。一方面,公共事业公司(例如电力和天然气公司)可以通过它的服务了解到他们客户是如何使用能源的,还可以了解智能电网投资是否成功等;另一方面,一般家庭则可以使用Opower 的网上应用了解自己的能源使用情况,设定每个月的使用标准并在接近目标时给出预警。当然,如果用户的电费超支了,收到的Opower 账单表情也会不那么好看。

2007 年,总部位于美国弗吉尼亚州的Opower成立。成立之初,它就已经为家庭用户节省了2.5%的能源,并在此基础上慢慢扩大业务,为更多客户提供家庭能源报告、web访问接口。2014年4月4日,Opower 公司在纽交所首发上市,并逐渐在旧金山、伦敦、新加坡和东京等城市建立办事处。到2015年3 月,Opower 已经发展成为一家员工超过560人的新兴创业公司,其提供的数据已经覆盖5000多万户企业和个人,风投资金额达到6570 万美元,收入连续几年实现持续增长,并声称已经帮其公用事业单位客户累计节省了超过61亿千瓦时的电量,为用户共节约了7 亿多美元的能源费用支出,同时减少二氧化碳排放量超过90 亿磅。

这家致力于做全球级家庭能源管理先锋的企业开始向世人证明,在互联网时代孕育一个创新的点子也可以改变世界。

不过,业内也有人质疑Opower公司这种“锦上添花”的业务服务模式能走多久。

根据资料显示,前几年,美国几大公用事业公司与用户之间一度紧张的关系意外地让Opower的各种方案有了用武之地。譬如,美国加利福尼亚州最大的电力公司太平洋天然气与电力公司、南加州爱迪生公司和圣地亚哥天然气与电力公司都曾因为高昂的趸售电价和饱受诟病的服务使用户体验降至冰点,这让Opower 意外地获得了许多老牌电力公司客户。可以说,Opower 的成功得益于某种时势。

不管怎样,Opower 的案例让业内看到了互联网与能源产业结合的巨大魅力和商机。而随着越来越多的国家将提高能效、节能环保列入经济和社会发展的重要战略部署,那些以云架构、大数据为平台的创新公司或许拥有更多的机会。