能源互联网的提出和发展具有深刻的环境、经济、社会、技术和政策等诸多驱动力,既是能源系统自身发展的趋势,也有外部对能源系统提出的迫切需求,内因外因相结合,使之具有鲜明的时代意义和巨大的发展空间。

一、环境驱动力

环境问题已经成为制约人类可持续发展的世界性难题,也是我国发展面临的重要挑战。为了应对环境挑战,我国已经承诺2030 年左右CO2排放达到峰值,多项研究也给出了我国2050年可再生能源发电占80%以上的技术路线图。近几年我国可再生能源发展虽然十分迅速,但消纳问题依旧突出,弃风现象非常严重。随着可再生能源装机容量的继续增加和经济增速的放缓,可再生能源消纳变的更加迫切。而从用电侧来看,我国的能源使用效率较低,虽然我国单位GDP能耗持续下降,但仍远高于世界平均水平。为缓解环境压力,需要在现有基础上显著提高可再生能源消纳能力和能源利用效率,通过技术进步实现能源生产和消费模式革命。

二、经济驱动力

经过30多年的高速发展,我国经济进入新常态,面临转变经济发展方式的重要任务,需要培育新的支柱产业和新的经济增长点,促进我国产业升级。能源行业作为国民经济的传统支柱行业,对经济的发展和产业升级具有重要影响。

与此同时,互联网对GDP的贡献也越来越大。2013—2025年间,互联网将帮助中国GDP年增长4∼14万亿元,相当于GDP增长总量的7%∼22%,其中22%的乐观估计来自于以下假设:相应的扶持性政策框架将很快到位,各行业积极引入新的互联网应用,并打造数字产品和服务的新市场。互联网在能源行业的应用具有非常可观的空间。

三、社会驱动力

互联网的普及已经深刻改变了人们的观念和生活方式,也为创新创业提供了低成本和便捷的途径。可以预见未来人们将更加习惯并依赖于互联网实现各种功能,具有更强的个性化和用户体验需求,也具有更多的选择性。用户行为和选择的改变将倒逼能源供给和传输的变化。深入人心的互联网思维和互联网体验也正在改变能源行业,在能源市场比较发达的美国、德国等国家,许多融合互联网的新型的能源企业不断出现,比如Opower、Powershop、Johnson Controls等。在中国,新能源企业与互联网企业也开始尝试“跨界”合作,如阿里与阳光电源、中石油、中石化的合作,腾讯与四川电网的合作,绿能宝等。全新商业模式的出现将带来整个能源行业的变革。

四、技术驱动力

1.能源系统发展能源系统包括电力、供热、供冷、石油、天然气、交通用能等多个子系统,其中电能由于使用方便、清洁等特点,普及率最高,电力系统的自动化水平也处于领先位置。智能电网是电力系统发展的最新阶段,已被很多国家包括美国、欧盟、中国、日本等视为推动经济发展和产业革命、应对气候变化、建立可持续发展社会的新基础和新动力,取得了许多重要成果。和欧美的智能电网相比,我国智能电网在市场化、需求侧等方面还存在较大差距,而互联网技术为实现真正以用户为中心提供了技术突破的可能性。

近几年新能源发展十分迅速,除了带来接入和消纳的问题外,也给行业结构带来重要影响。不同于传统能源的集中式发展模式,多种新能源适合分布式发展。分布式能源的发展将使传统的能源消费者变为产消者,从而带来能源生产的去中心化,影响人们的生活工作习惯方式,进而影响整个能源行业的生产、传输、分配和消费方式,也将影响能源交易、融资等模式。在分布式发展迅速的地方,传统发电企业、电网企业已经明显感受到购售电量的下降。

能源领域的另一个重要发展方向是能源的综合利用,即综合能源系统。传统的能源子系统之间相对孤立,形成多个能源孤岛,不利于提高能效和可再生能源消纳。综合能源系统涵盖多个能源子系统,可以通过多种能源的综合管理和梯级利用,大幅提高能源的使用效率和减少碳排放,提高可再生能源的消纳能力,增强系统的可靠性和应对突发情况的能力,帮助边远地区实现能源供给。综合能源系统近年来得到了较快发展,尤其是在欧洲发展迅速。

图1 能源系统面面观

2.互联网发展

互联网是现代信息系统发展最重要的成果之一。互联网起源于20世纪60年代的美国,经过几十年的迅速发展,已经形成了全球性的互联网络。互联网技术在不断地快速演进,从集中式走向分布式,从用户单向接收信息的Web1.0时代进入了用户双向互动的Web2.0时代,移动互联网迅速发展。近几年,随着大数据、云计算、分布式计算、人工智能等新技术不断发展,互联网也向更高层次发展,以物联网技术为代表,将人与人的互联扩展到物与物、人与物的互联。互联网深刻影响了人类社会的各个层面,改变了人们生活和工作方式,甚至影响了人们的思维理念。互联网是目前最活跃的行业之一,新的企业和商业模式不断出现,并且正在改造和颠覆许多传统行业,比如零售、批发、广告、媒体、通信、物流、交通、餐饮、金融、教育、出版、手机等行业,创造了像阿里巴巴、腾讯、百度、小米等互联网巨头,产生了消费者对消费者(customer to customer,C2C)、消费者对企业(consumer to business,C2B)、(business to customer,B2C)、企业对企业(business tobusiness,B2B)、线上到线下(online to offline,O2O)、大规模在线开放课程(massive open online courses,MOOC)、创客、维基、众包、众筹等新的商业模式。

能源行业作为国民经济的支柱行业之一,也必将成为互联网改造和融入的对象。

五、政策驱动力

1. 能源革命

2014年6月13日,中央财经领导小组第六次会议研究中国能源安全战略。习近平提出能源生产和消费革命是国家的长期战略,定调“推动能源体制革命,还原能源商品属性”,构建有效竞争的市场结构和市场体系,强调“推动能源技术革命,把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点”。2015年3月15日通过的《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》的改革重点可以概括为“三放开、一独立、一深化、三加强”,将进一步推进我国电力市场的形成。各项配套的政策正在逐步出台和完善,我国能源革命的大幕已经拉开。

在新能源消纳方面,政府已经出台许多促进措施。2015年3月20日发布的《国家发展改革委、国家能源局关于改善电力运行调节促进清洁能源多发满发的指导意见》鼓励清洁能源发电参与市场,鼓励清洁能源优先与用户直接交易。

在电价改革方面,大用户直供已经在多地开展,输配电价改革试点已经在深圳开展,商业电价每kW⋅h平均降价8.43分。内蒙古也已经启动输配电价改革,近日安徽、湖北、宁夏、云南省(区)、贵州五省成为新的试点。

在需求侧管理方面,2015年4月7日发布的《国家发展改革委、财政部关于完善电力应急机制做好电力需求侧管理城市综合试点工作的通知》,提出试点城市及所在省份要加强电力需求侧管理平台建设,并要求通过手机APP等方式,向试点地区的用户提供其准实时用电数据,以便吸引用户参与需求响应。

2. 互联网+

2015年3月5日,李克强总理在政府工作报告中提出:“制定‘互联网+’行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。”7月1日发布的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中,“互联网+”智慧能源成为重点行动,“通过互联网促进能源系统扁平化”,其目标和内容与能源互联网具有一致性,并明确提到建设能源互联网。

“互联网+”战略顺应了世界工业发展的趋势。德国提出了工业4.0战略,美国提出了工业互联网战略,其核心特点都是利用互联网技术大幅提升生产率,降低成本,推动经济的发展。据美国通用电气预测,未来20年工业互联网将再造一个美国经济。“互联网+”战略上升至国家层面,将对我国的各行各业,尤其是工业、能源等行业的发展产生极大的推动作用。

3. 创新驱动战略

2015年3月13日,《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》发布,创新驱动成为我国的国家战略。其目标是“使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用”“营造大众创业、万众创新的政策环境和制度环境”。具体到能源领域,2014年发布的《能源发展战略行动计划(2014—2020年)》已经将创新驱动作为四大战略之一。创新驱动战略的实施,将激发全社会创新创业的热情,众筹、众创、创客等的兴起是最明显的体现。互联网降低了创新门槛,为创新提供了更多可能,具有庞大市场的能源领域将成为万众创新的沃土。

图2走创新驱动战略之路