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智慧能源是以能源資源及其設施為基礎，以電力網絡為核心，依托互聯(lián)網、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術對能源的生產、運輸、儲存和消費過程進行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化處理，并通過數(shù)字化、網絡化、智能化手段，實現(xiàn)能源的安全、高效、綠色、智慧應用。信息通信技術高速發(fā)展、互聯(lián)網技術快速普及、能源轉換技術不斷革新，帶動智慧能源由初期的單點技術研發(fā)向系統(tǒng)型產業(yè)化發(fā)展過渡，這對于落后產業(yè)、傳統(tǒng)產業(yè)、新興產業(yè)都提出更高要求，迫使其打通行業(yè)壁壘，實行多領域深入融合，最終打造全行業(yè)能源智慧化應用。
一、背景
在“互聯(lián)網+實體經濟”政策帶動下，能源行業(yè)也進行著新一輪變革，從新能源開發(fā)到綜合管理平臺建立，都在“源-網-荷-儲”全流程對能源調度應用進行優(yōu)化。智慧能源涉及行業(yè)眾多，且已形成規(guī)?；l(fā)展，未來行業(yè)體量將呈指數(shù)增長，因此對該產業(yè)發(fā)展進行分析意義重大。
二、智慧能源產業(yè)鏈及關鍵環(huán)節(jié)分析
智慧能源產業(yè)鏈從能源本身運作、能源信息采集處理、用戶側能源綜合利用及檢測認證三個流程環(huán)節(jié)拆分為上、中、下游，產業(yè)鏈具體環(huán)節(jié)如圖1所示。
1、上游
能源層面，全生命周期包括能源獲取、轉換發(fā)電、輸配電、電力供應、儲能和用能及相應新技術研發(fā)環(huán)節(jié)。技術研發(fā)改善能源分配不均，電力供應不穩(wěn)等情況；初始能源中，以太陽能和風能為代表的可再生能源對彌補燃煤發(fā)電帶來的污染起重要作用；隨著儲能材料的革新及管理系統(tǒng)功能的完善，蓄電池產業(yè)發(fā)展呈指數(shù)增長，催生了電動汽車和配套充電樁產業(yè)。
2、中游
在能源全生命周期運作后，信息網絡及通信技術的運用會依托智能傳感對運作過程中的能源相關信息進行獲取，并通過軟件平臺的輔助進行數(shù)字化展現(xiàn)。其中，智能傳感的發(fā)展在信息通信領域成為熱點攻關，氣味獲取都可信息化處理；存儲器方面，在云產業(yè)滲透下，云存儲逐漸取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲介質，數(shù)據(jù)共享便捷度提高，存儲能力增長；5G技術的商用為智慧能源數(shù)字傳輸?shù)母咚俾?、低延時提供了堅實的網絡基礎，配套光纖傳輸也為智慧能源產業(yè)打通數(shù)字化道路；大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、邊緣計算、數(shù)據(jù)挖掘，這些信息通信前沿產業(yè)已成為智慧能源產業(yè)發(fā)展重要組成部分，為能源智慧優(yōu)化起到決定作用。
3、下游
智慧能源產業(yè)下游是能源數(shù)據(jù)信息展現(xiàn)平臺，通過定制化功能對中游獲取的海量數(shù)據(jù)進行平臺化展現(xiàn)，將智慧能源打造成以能源需求側為導向的新產業(yè)模式，衍生出的智慧城市、智慧交通產業(yè)均以智慧能源為主要目標；伴隨著產業(yè)化發(fā)展深入，對應的檢測認證及權威標準也成為產業(yè)鏈上的關鍵環(huán)節(jié)。
三、智慧能源相關產業(yè)發(fā)展趨勢分析
在當前萬物互聯(lián)的時代，越來越多的傳統(tǒng)行業(yè)需要用數(shù)據(jù)來連接，建立在數(shù)據(jù)基礎上的數(shù)字經濟，已成為拉動經濟增長和產業(yè)轉型升級的“引擎”。相關產業(yè)的未來發(fā)展要朝智慧能源和數(shù)字經濟方向轉型升級。
1、落后產業(yè)：積極轉型
可再生清潔能源的規(guī)模利用加劇了傳統(tǒng)化石能源行業(yè)危機，其產能過剩問題會持續(xù)惡化。以我國為例，煤炭行業(yè)的產能在2015年底接近每年50億噸，年產量約37億噸。還有批準在建的煤炭產業(yè)規(guī)模約為10億噸，這樣每年會有將近15億噸的能源缺口。
清潔替代及其相關技術，以及所屬領域制度的革新已隨著智慧能源的發(fā)展逐漸遞進。2020年，中國煤炭消費比重的硬性指標為62%，這也是我國“去產能”政策的實施內容之一，未來在政策的引領下，煤炭消費量會大幅降低。
為了應對這種變化，落后產業(yè)會在技術開發(fā)上加大投入，力爭進行產業(yè)轉型。減少煤炭開采中污染物的排放，減少相關產品的利用，從根本解決化石能源的弊端。同時，由于煤炭的特殊屬性，清潔化利用也是未來技術創(chuàng)新方面的側重點，同時可以依靠煤炭進行化工方面的產品發(fā)展，例如用煤煉油。對于污染物的治理，可以將如二氧化硫這種污染物從根部進行分離收集，在特定區(qū)域進行封存或者加工利用，這類技術在一定程度上已經成熟，產業(yè)中應用企業(yè)也較多。
2、傳統(tǒng)產業(yè)：清潔替代
傳統(tǒng)產業(yè)主要指能源消費有較大占比的高耗能領域，例如生產制造領域。在智慧能源規(guī)?；l(fā)展的推動下，傳統(tǒng)產業(yè)開始進行大規(guī)模的電能替代，減少火力發(fā)電的動力生產設備。我國在2016年也發(fā)布了《關于推進電能替代的指導意見》，從宏觀政策上對能源清潔利用進行支持和把控。
智慧能源的發(fā)展，將能源市場化這一議題呈現(xiàn)出來，這樣勢必會導致電價的波動，也對高耗能產業(yè)的發(fā)展提出了一定挑戰(zhàn)，迫使其投入的成本、在行業(yè)中獲得的利潤與電價和可再生能源的價格有著緊密的聯(lián)系。雖然電價在智慧能源規(guī)模化引入后會有大幅上漲，但若政府適時地提供補貼，會在很大程度上吸引傳統(tǒng)企業(yè)響應。以德國為例，其在能源領域的轉型較早，也使得其電價遠高于轉型前，因此德國政府也早通過實施對能源密集型的產業(yè)進行一定的稅收減免政策來穩(wěn)固能源市場的持續(xù)發(fā)展。
其他部分，例如火力發(fā)電，也逐步對設備進行技術改革，使得發(fā)電系統(tǒng)本身效率提升，同時逐步推進水力、風力、光伏發(fā)電，未來將會是以清潔發(fā)電系統(tǒng)為主，分布式能源為輔助的能源網。
3、新興產業(yè)：多領域研發(fā)
以清潔、可再生能源為支柱的企業(yè)，在智慧能源發(fā)展帶領下，已取得長足進步。2014年，我國可再生能源總量達到約4.8億噸標準煤，在一次能源中份額約為11.3%，這一份額在2013年也只有不到1%。如何將這些能源充分利用在智慧能源領域，這些企業(yè)還需要在產業(yè)鏈上眾多領域持續(xù)發(fā)力。
發(fā)展可再生能源并網，就要打造多能源電力耦合網絡，利用能量路由器技術，實現(xiàn)綜合能源調度。在用能側，打造光伏發(fā)電+電動汽車+儲能管理三者合一的電動汽車系統(tǒng)，依托光伏云、BMS、能源綜合管理平臺，將能源清潔化比例再一次提升。同時開展發(fā)電與用電側的電力交易平臺，擴大能源利用率，例如打造分布式光伏+智慧家庭新模式。
但是在此背景下，新興產業(yè)想發(fā)揮更大作用，還需要解決以下問題：
技術成果轉化。新產業(yè)所帶來的技術研發(fā)及政策支持是顯而易見的，但是如何將技術產業(yè)化、規(guī)?；?，需要依托相關行業(yè)標準來完善技術的實體轉化，也就是推動標準化產品的實際落地，這是在標準完善前提下進行的，因此對于新興產業(yè)相關企業(yè)，如何支撐政府和相關協(xié)會做好行業(yè)及國家甚至國際標準是未來著力點。
安全保障施行。新興發(fā)電領域上網難一直是困擾可再生清潔能源大力發(fā)展的瓶頸，呈現(xiàn)出供大于需的局面。在能耗日益增加的現(xiàn)代社會，用戶側對電力需求并非不大，只是礙于政策強制及電力行業(yè)壟斷。因此，新興企業(yè)若想擺脫被動局面，應該借智慧能源大行其道之際，在安全保障方面加大研究力度，為可再生能源并網尋找出路。
三、智慧能源相關企業(yè)融合發(fā)展趨勢分析
從智慧能源產業(yè)發(fā)展走向看，產業(yè)鏈上各環(huán)節(jié)企業(yè)傳統(tǒng)業(yè)務相對獨立，包括傳統(tǒng)發(fā)電、儲能、傳感計算、網絡通信、但在智慧能源的帶動下呈現(xiàn)交叉融合趨勢，具體體現(xiàn)在幾個方面。
1、傳統(tǒng)能源公司與大數(shù)據(jù)通信公司互相滲透。合作形式主要為：傳統(tǒng)能源企業(yè)和互聯(lián)網企業(yè)開始迅速尋求合作，各種模式的戰(zhàn)略組合不斷出現(xiàn)，形成互相滲透的格局，尤其是在可再生能源領域，光伏行業(yè)與互聯(lián)網的結合是目前整合速度最快的領域。合作具體內容為：
（1）傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)開始與互聯(lián)網公司合作，通過大數(shù)據(jù)分析典型耗能用戶的需求、進行用能預測；
（2）在能源基礎設施層面，互聯(lián)網公司與地方電力公司、供電局在城市供電系統(tǒng)等領域合作；
（3）互聯(lián)網公司與新能源企業(yè)在智慧光伏電站、互聯(lián)網金融、云計算、大數(shù)據(jù)、信息安全等領域合作。
2、傳統(tǒng)能源公司開始向互聯(lián)網金融拓展。合作形式主要為：金融行業(yè)在構建智慧能源體系中將扮演重要角色。從先期的基礎設施建設，到后期商業(yè)模式、支付體系的變革都離不開金融資本的深度介入與助推。合作具體內容為：
（1）通過打造各種能源互聯(lián)網金融平臺，建立起能源行業(yè)金融資本對接的橋梁；
（2）民營資本打造“能源+互聯(lián)網+金融”體系的速度遠遠快于國有能源企業(yè)或電網企業(yè)；
（3）從 “微能云”到“國鑫所”，民營資本構建的能源金融體系已經越來越成熟，同時帶動了國有能源企業(yè)進軍互聯(lián)網金融。
3、傳統(tǒng)能源公司集體向能源服務商轉型。合作形式主要為：在新電改政策的激勵下，傳統(tǒng)能源公司紛紛謀求向能源綜合服務商轉型。當前，各類能源企業(yè)都開始成立區(qū)域性售電公司，為開展后續(xù)能源服務做準備。截至2016年5月底，全國至少成立了559家售電公司。但運作方式、商業(yè)模式都尚未真正建立起來，各售電公司也都在觀望和摸索的狀態(tài)中。改革實質進展并不如預料的那么迅速，在實施過程中各方利益博弈重重。
四、結語
智慧能源產業(yè)發(fā)展迅速，對各行各業(yè)發(fā)展都提出了新的要求，也對各行業(yè)跨領域融合提供了新的方向。當前產業(yè)主要在技術研發(fā)及產品集成方面進行攻關，未來還需在系統(tǒng)全面化應用試點上加大力度，使智慧能源產業(yè)真正成為一個高度完善的功能化系統(tǒng)及平臺，讓各環(huán)節(jié)企業(yè)均有所作為。同時，作為政府壟斷領域，智慧能源產業(yè)應在政策利好的條件下，大力發(fā)展安全保障技術體系的建設，通過保障穩(wěn)定電力供應，試圖打通國家電力壟斷態(tài)勢，為可再生能源爭取發(fā)展地位。智慧能源產業(yè)是一個復雜體系，需要眾多獨立領域的企業(yè)相互協(xié)調融合，因此要求企業(yè)大力轉型創(chuàng)新，盡早占領智慧能源這種朝陽產業(yè)的主流位置，最終打造適合自身發(fā)展，也符合產業(yè)特色的智慧能源產業(yè)。
作者簡介
王夢迪，現(xiàn)就職于中國信息通信研究院泰爾系統(tǒng)實驗室能源與環(huán)境測評部。
聯(lián)系方式： wangmengdi@caict.ac.cn
