能源互联网-创新业务和商业模式

高峰fgao@2017年1月8日1清华大学能源互联网创新研究院EnergyInternetResearchInstitute,TsinghuaUniversity能源互联网的

创新业务和商业模式能源互联网成为国家战略2“能源互联网指导意见”

于2016年2月24日发布“将推进能源与信息等领域新技术深度融合，统筹能源与通信、交通等基础设施网络建设，建设“源-网-荷-储”协调发展、集成互补的能源互联网。”《能源技术革命创新行动计划（2016–2030年）》中“能源互联网技术”能源互联网的蓬勃发展

有着深刻的动因3变革需求技术机制变革滴滴

打车需求技术机制变革——示例移动互联网、云计算、

大数据乘客打不到车

司机拉不到人红包

滴米需求6环境的可持续发展2012年空气污染造成的损失成本占GDP的3.8%空气污染成为2014年两会最受关注话题能源的可持续发展中国人均能源资源拥有量不到世界平均水平的一半，单位GDP能耗却是世界平均水平的二倍以上70%的能源是基于不可再生的煤炭资源能源资源与消费需求逆向分布经济的可持续发展速度——从高速增长转为中高速增长结构——经济结构不断优化升级动力——从要素驱动、投资驱动转向创新驱动7技术——新能源技术快速发展、成本大幅降低各种能源技术的归一化度电成本各种能源技术的成本趋势技术——新能源汽车呈爆发性增长8发展趋势：进入新世纪以来，以混合动力和电动车为主的新能源汽车取代传统能源汽车的趋势明显。中国四年间增长超过40倍，整体汽车市场中占比突破1%的关键节点。在世界范围内，中国也已经超越美国，成为全世界新能源汽车销量最大的国家。发展重点：美国技术重点调整：混合动力-燃料电池-纯电动和插电混动。日本的大方向：电动-混合动力-纯电动-燃料电池。欧盟发展新能源汽车的特点是环保与经济并重：生物燃料-氢燃料/插电混动/纯电动。中国“三纵三横”的布局：纯电动、混合动力和燃料电池；总成控制、驱动电机、动力蓄电池。技术——各种储能技术不断涌现，处于突破前夜电磁储能储热机械能储能电化学储能抽水飞轮压缩空气锂离子铅酸钠硫镍氢镍镉显热潜热反应热超导超级电容电容/电感液流锂硫、金属空气特斯拉在内华达州推动Gigafactory

计划，计划在2020年生产超过50GWh的电池，满足50万辆电动汽车对电池的需求，并将成本降低50%。技术——互联网正在颠覆企业和个人的生存模式10主机部门式个人电脑因特网社交数据来源:comScoreMediaMetrix,Worldwide,March2007–October2011.“It’saSocialWorld:Top10Need-to-KnowsAboutSocialNetworkingandWhereIt’sHeaded”Comscore,2012;Burson-Marsteller,GlobalSocialMediaCheckup2012,releasedAugust15,2012数据

成为新的自然资源社交、移动、数据推动个体崛起，形成个性化互动机制云计算正在推动平台化服务机制——能源革命成为国家长期战略112014年6月13日，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；特别强调“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”。2014年11月12日，中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。2015年9月26日，习近平出席联合国发展峰会并发表题为《谋共同永续发展做合作共赢伙伴》：“中国倡议探讨构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。”机制——我国新一轮能源电力市场化改革启动122015年3月15日，中共中央下发9号文提出”三放开一独立三加强”：放开新增配售电市场，

符合条件5类企业未来可以开展售电业务。能源互联网时代传统电网时代国家电网

南方电网输配电公司服务国家战略和利益售电公司电力体制改革方案已经通过！电网业务模式将发生不可逆革命性变化！机制——“互联网+”带来革命性的发展机遇132015年6月24日李克强主持召开国务院常务会议，通过《“互联网＋”行动指导意见》，明确了推进“互联网＋”，促进创业创新、协同制造、现代农业、智慧能源、普惠金融、公共服务、高效物流、电子商务、便捷交通、绿色生态、人工智能等若干能形成新产业模式的重点领域发展目标（四）“互联网＋”智慧能源。

通过互联网促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能源利用效率，推动节能减排。加强分布式能源网络建设，提高可再生能源占比，促进能源利用结构优化。加快发电设施、用电设施和电网智能化改造，提高电力系统的安全性、稳定性和可靠性。（能源局、发展改革委、工业和信息化部等负责）

能源互联网需求技术机制变革可再生能源、储能和信息通信技术迅猛发展能源、环境、经济的可持续发展百年一遇的新一轮工业革命正在孕育？ ——世界产业发展趋势：第三次工业革命能源革命、电改、互联网+、创新创业、能源互联网的定义与特征15目标16“提高可再生能源比重”“促进化石能源清洁高效利用”“提升能源综合效率”“推动能源市场开放和产业升级，

形成新的经济增长点”“提升能源国际合作水平”能源互联网定义17

能源互联网是以可再生能源优先，以电力能源为基础，多种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同，大众广泛参与的新型生态化能源系统。在互联网理念、先进信息技术与能源产业深度融合基础上，通过多能协同的能源网络、信息物理融合的能源系统、创新模式的能源运营，实现绿色、协调、高效发展，带动经济增长，支撑能源革命。

能源互联网的三个层级18一、物理基础：多能协同能源网络

SynergisticEnergyNetwork二、实现手段：信息物理能源系统

Cyber-PhysicalEnergySystem三、价值实现：创新模式能源运营

EnergywithInternetBusinessModel一、多能协同能源网络19多能协同能源网络以电力网络为主体，并融合有气、热等网络，覆盖整个能源链一、多能协同能源网络——能源转换2020电动汽车交通网电力网热力网组成元素可控负荷燃烧锅炉热电耦合燃料汽车热源负荷不同类型能源的转换（切换）：不同承载方式的能源的转换（变换）：一、多能协同能源网络——局域能源网21能源消费能源存储能源生产外部能源燃气公司热力公司工商业居民电网公司光伏燃气发电冷热联供储能蓄冷/热垃圾/沼气发电风力局域能源网电能自供率新能源占比综合能源利用效率大幅度提升一、多能协同能源网络——广域能源网22以局域能源网为基本节点，以电网、管网为广域骨干网架。二、信息物理能源系统23物联网、大数据、移动互联网等信息技术的飞速发展，可为涵盖能源生产、存储、传输、转换和消费整个能源链条的效率、经济、安全提供有效支撑能源网络信息网络水电厂火电厂核电站光伏电站燃气厂大型风厂分布式电源智能楼宇智能家电储能系统电动汽车能源生产侧数据采集能源生产侧系统控制能源用户侧数据采集能源用户侧系统控制能源输配网络数据采集能源输配网络系统控制控制中心交易中心计算中心能量流信息流二、信息物理能源系统——智能电网是迈出的第一步24电能流信息流调度中心发电厂输电网变电站配电网用户火电水电核电风能太阳能电能交易中心分布式发电智能电表电网与用户互动风能、太阳能等清洁能源的大规模利用新型IED大量的数据采集新型IED大量的数据采集交易电量交易电价用电量分时电价机组出力交易电量电网状态电网控制电网状态电网控制电量用户侧电网状态电网状态电网状态电网状态新能源接入增加了电网调度的复杂性利用电价机制平衡和调节能量过程来源：IBM25主轴承滚动体疲劳状况实时监测实时滚动体载荷分布及受力状况监测实时润滑状况监测实时加速度和温度检测实时振动频率检测实时雷达，进行实时气压、风速、湍流、风向等检测轮毂和主轴连接螺栓疲劳状况实时监测齿轮箱输入输出扭矩实时监测以实时监控齿轮箱疲载荷提高齿轮箱疲劳寿命100%避免传动链共振风险风机和中央云平台实时交流二、信息物理能源系统——物联、传感、大数据、云计算技术使得“自学习、自适应、自优化”变成可能600个数据传感器，200万条控制代码的智能风机的可提高4%~15%的风电发电量二、信息物理能源系统——示例26感知层

分布式能源

管理云平台应用层能效管理云平台通信层NB-IoTRFMesh设备层二、信息物理能源系统——价值不断提升27valueSource:IBMCenterforAppliedInsights创新运营Furtherdeepen

theinsightbyapplyingintelligencetocollectedcustomerandbusinessinformationIncreasecredibility

inthemarketplacethroughintroduction

ofmoreintuitiveandrelevantproduct

andservicesExtendthevalue

oftheproductviaintroductionofnewvalue-addservicesGainnewinsightsthroughcollecting

andstandardizingdata优化管理提升体验信息获取leadingexploringmaturityovertimeVision:Customer

IntimacyTheJourneytoSmarterProductandServiceInnovation三、创新模式能源运营28互联网思维在能源互联网商业模式中的体现29（1）最上游的材料及设备领域，会产生如“找钢网”这类B2B产业垂直电商。（2）能源生产领域，会产生各种基于大数据的第三方工业节能商业模式。（3）能源生产的产品领域，会产生电子交易所这类B2B现货交易平台和期货交易平台。（4）能源消费领域最具想象空间，会产生各种类型的O2O商业模式（B2B，B2C，C2B，C2C，监控节能类、方案解决类、交易类）。（5）每个产业链条，都会产生基于大数据的第三方专业解决方案商业模式。（6）具有稳定现金流的能源资产领域，会产生基于资产证券化的互联网金融商业模式（P2P、众筹等）和基于交易的O2O平台商业模式。能源互联网本质特征30能量流和信息流融合，能源链实现资源和信息共享能源具备商品属性，通过市场化激发所有参与方的活力，形成创新商业模式。能源营销电商化、交易金融化、投资市场化、融资网络化。多能互联、协同调度，提升能源系统整体效率；提升资金利用效率与资产利用率盘活能源存量，支持即插即用，利用虚拟发电厂等方式提升资源利用效率，延缓能源生产、传输建设需求能源生产从集中式到分布式到分散式实现泛在，能源单元之间对等互联，能源链多方参与共赢，支撑万众创新能源

互联网能源

协同化能源

信息化能源

虚拟化能源

众在化能源

商品化能源

高效化高效包括效益、效用和效能。风能、太阳能等多种清洁能源接入保证环境效益、社会效益。以用户（能源生产者、消费者、运营者、监管者）效用为本。推动能源系统的整体效能能源互联网新业态31十大重点任务（一）推动建设智能化能源生产消费基础设施（二）加强多能协同综合能源网络建设（三）推动能源与信息通信基础设施深度融合（四）营造开放共享的能源互联网生态体系（五）发展储能和电动汽车应用新模式（六）发展智慧用能新模式（七）培育绿色能源灵活交易市场模式（八）发展能源大数据服务应用（九）推动能源互联网的关键技术攻关（十）建设国际领先的能源互联网标准体系两个发展阶段2016-2018年，着力推进能源互联网试点示范工作2019-2025年，着力推进能源互联网多元化、规模化发展国家能源互联网产业及技术创新联盟能源互联网正在得到国家的大力推进，新业态是重中之重32（一）推动建设智能化能源生产消费基础设施1.推动可再生能源生产智能化。2.推进化石能源生产清洁高效智能化。3.推动集中式与分布式储能协同发展。4.加快推进能源消费智能化。（二）加强多能协同综合能源网络建设1.推进综合能源网络基础设施建设。2.促进能源接入转化与协同调控设施建设。（三）推动能源与信息通信基础设施深度融合1.促进智能终端及接入设施的普及应用。2.加强支撑能源互联网的信息通信设施建设。3.推进信息系统与物理系统的高效集成与智能化调控。4.加强信息通信安全保障能力建设。重点任务——多能协同能源网络、信息物理能源系统33（五）发展储能和电动汽车应用新模式1.发展储能网络化管理运营模式。2.发展车网协同的智能充放电模式。3.发展新能源+电动汽车运行新模式。（六）发展智慧用能新模式1.培育用户侧智慧用能新模式。2.构建用户自主的能源服务新模式。3.拓展智慧用能增值服务新模式。（七）培育绿色能源灵活交易市场模式1.建设基于互联网的绿色能源灵活交易平台。2.构建可再生能源实时补贴机制。3.发展绿色能源的证书交易体系。（八）发展能源大数据服务应用1.实现能源大数据的集成和安全共享。2.创新能源大数据的业务服务体系。3.建立基于能源大数据的行业管理与监管体系。重点任务——创新模式能源运营34（四）营造开放共享的能源互联网生态体系1.构建能源互联网的开放共享体系。2.建设能源互联网的市场交易体系。3.促进能源互联网的商业模式创新。4.建立能源互联网国际合作机制。（九）推动能源互联网的关键技术攻关1.支持能源互联网的核心设备研发。2.支持信息物理系统关键技术研发。3.支持系统运营交易关键技术研发。（十）建设国际领先的能源互联网标准体系1.制定能源互联网通用技术标准。2.建设能源互联网质量认证体系。重点任务——体系机制与技术标准35（一）为中央和地方政府提供能源互联网产业发展、技术路线、试点示范、宏观战略与政策机制的决策支撑；（二）结合产业发展和使用需求实际，促进能源互联网标准、规范的研究制定和适时颁布，推动相关标准与国际接轨工作；（三）促进各项已颁布标准、规范的贯彻实施，配合有关政府部门严格能源互联网产品准入管理，开展标准、检测和认证相关工作，定期向社会发布满足标准、经过认证认可的能源互联网设备供应商和相关产品；（四）组织和开展能源互联网技术创新和关键技术专项研究，攻克关键技术难题，促进能源互联网技术在国内和国际上的技术合作与交流，加速创新成果转化;（五）建设能源数据平台和信息服务平台，推动多领域能源相关市场主体的数据与信息的安全集成和共享，提供能源互联网统计、分析、预测等服务，形成开放共享的能源互联网生态环境；（六）推动能源互联网试点示范建设，在技术创新、运营模式、发展业态和体制机制等方面深入探索，促进能源互联网产业体系建设；（七）为能源互联网相关单位提供咨询服务、第三方评估与认证服务等。产业服务孵化——国家能源互联网产业及技术创新联盟36联系人：杨超chaoyang@能源协同化示例——综合能源服务37传统方式能源互联网方式电网+热电站电网光伏三联供相变储能柔直需求侧响应传统规划按负荷优化前461MW计算，翠湖地区变电站设备平均利用率24.82%多能源协同规划按负荷优化后336MW计算，翠湖地区变电站设备平均利用率30.86%461MW336MW125MW27%的负荷削减节约变电站建设2座，减少建设投资1.6亿元海淀北部能源协同化示例——综合能源服务2381

建设主动配电网,提升能量传输网络的优化配置能力2

构建能源生产和消费单元，提升能源的综合利用效率和区域优化能力3建设基于能源大数据平台的能源管理与公共服务中心，支持区域能源的协同优化控制，提供能源公共服务4探索能源互联网建设与运营商业模式，组建智能电网创新示范区建设联盟，实现多方参与、合作共赢能源协同化示例——微网协同39多个分布式能源协同整合做为虚拟电厂，提高电力系统投资经济效益允许电力公司利用并控制用户侧资源，降低15%峰荷分布式控制提高电网的可靠性，稳定性，灵活性和安全性提供了软件定义的电力系统基础，是真正的多能源互联，电力系统未来的方向应用技术AMI技术与微网控制相融合的技术基于馈线自动化的配电网自愈技术系统故障下的用户孤岛策略利用信息化技术应对多种分布式能源并网影响能源协同化示例——能源互联网仿真云平台能源信息化示例——创新模式电动汽车电池容量(kWh)续驶里程(km)整车重量（kg）电池重量（kg）电池重量与车重比(%)每度电公里(km/kWh)能量消耗率

（Wh/km）85480201054026.8%5.66176.760370185438120.5%6.17162.140256172425414.7%6.4156.32014215971277.95%7.12140.4车电分离，电池自选，能量运营；可以支持电动车按需配置电池和电动车能量C2C／C2B运营模式能源虚拟化示例——虚拟储能电厂巨量的存量分布式储能通过互联网技术协同起来，作为虚拟调峰电厂，帮助电网延缓升级改造，还可以促进间歇性新能源发电接入插上能量网卡的电池基于动态电池网络的能量云、能量大数据平台和定制化能量服务（VPP）（电动汽车，通信基站，数据中心，建筑储能等）能源众在化示例43能源商品化示例德国E-Energy示范能源高效化示例——光伏大数据云平台监控层运维层营运层Cloud风险评估云计算专家系统物联网大数据流媒体分布集中预测预警……地面分布式电站农/渔光互补电站家庭屋顶电站地面集中式电站