能源互聯，激盪十年_風聞

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強筋骨，通經絡，走出去。

作者 | 熊文明

編輯 | 劉愛國

數據支持 | 鈦禾產業研究院

變革者

No.28

2010年3月5日，美國時任總統奧巴馬訪問了位於阿靈頓的一家科技創新公司Opower，將這家初創公司推到風口浪尖。Opower被奧巴馬吹捧成“全美國的典範”和“清潔能源的偉大象徵”。

Opower於2007年由兩位哈佛畢業的年輕人Dan Yates和Alex Laskey共同創立，最初只是提供家庭能源消耗的真實數據，後來逐漸壯大為全球領先的家庭能源數據分析和家庭能源管理企業。Opower最為人所稱道的是其個性化的、堪稱貼心的電力賬單。

這份賬單上，家庭的基本負荷、製冷、採暖等所有能耗數據一目瞭然。你還能看到左鄰右里的能耗和自己的歷史能耗，不僅鼓勵你跟鄰居進行能耗比拼，還提醒你要比過去的自己更“進步”。Opower甚至還在賬單上表達它的態度，如果對你的節能效果表示滿意，就會給你一個高興的表情，被稱為“笑臉提示”。

2012年，Opower以5000萬家庭能耗數據為基礎，推出了流行數據博客Outlier，這些數據分析迅速吸引了主流媒體的目光，打造出超級碗對美國能源使用影響、電動汽車車主的用電模式、屋頂光伏板的朝向問題等爆款新聞，引領一時風騷。

2013年，Opower的發展到達另一個巔峯，不僅入選CNBC顛覆者50強名單，還被德勤評為美國增長最快的高科技公司第20強。直到2016年被甲骨文公司以5.32億美元收購，Opower一路高歌猛進的傳奇才暫告一段落。

在Opower風頭最盛的那幾年，國內也曾掀起過類似“中國會不會誕生Opower公司”的探討。當年一些宣稱要做“中國的Opower”的公司，有的還在艱難求存，有的已經折戟沉沙。畢竟，複製一個美國明星企業的商業模式，到中國就能融資圈錢的時代已經去而不返。

能源互聯網的概念在全球已經盛行了十餘年，各國對此都有不同的理解和思考，也導向了各自不同的發展路徑。以即產即用的電力為例，能源需求響應速度需要非常迅速，這需要相當強大的硬件設施和算法能力，彼時人們距此太遠，因此早期的能源互聯網註定只是一個概念和方向。

如今，隨着5G、區塊鏈、物聯網、雲計算、人工智能的日益成熟，能源互聯網正在逐步走向現實。能源互聯網發展的十年間，傳統產業價值鏈逐漸被解構，一個全新的能源生態系統正在成型。埃森哲預計2018至2050年，全球能源互聯網累計總投資規模約38萬億美元，將釋放出巨大的市場價值。

無論是智能電網、需求側管理、柔性輸電，還是大數據、雲計算、人工智能，率先進入“無人區”，提出概念體系並合理佈局的公司和國家，才能在全球競爭中處於領跑地位。跟隨他人理念和標準，就不得不面對經濟擠壓和文化輸出。

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當ET遇見IT

2007年，美國通過《能源獨立和安全法案（EISA-2007）》，正式定義了智能電網（Smart Grid）的官方表述。隨即在硅谷颳起了一陣大風，VC圈對ET+IT（能源技術+信息技術）的概念趨之若鶩。

2011年，美國學者傑里米·裏夫金在其新書《第三次工業革命》中進一步提出了“能源互聯網（Energy Internet）”的概念。在裏夫金的概念裏，能源互聯網是新能源技術和信息技術的深刻融合，是一種新的能源利用體系。

技術成熟、政策支持、資金追捧，眾多圍繞能源信息技術的新勢力企業應運而生。

2017年，EnerNOC被Enel集團收購後，全球最大的DR（需求響應）供應商Enel X就此誕生，Enel X通過不斷收購或控股能源數字化服務公司和寬帶公司來擴展業務。

2006年，新西蘭電力工程師Ari Sargent突發奇想，在超市出售電力代幣。雖然由於成本原因最終放棄，但這位工程師後來將其設想投諸於互聯網，並於2007年創立了Powershop公司。僅僅半年時間，媒體就從抨擊它“擾亂電源市場”，到承認“Powershop被證明是最便宜的”，並紛紛讚揚：

“新電力公司承諾沒有合同、沒有線路費，也沒有麻煩。”

能源互聯網賦予商業模式和技術創新的想象空間，也為那些從事傳統能源行業以外的進入者鋪平了道路。

除了像Opower這樣提供toC能耗數據的公司，提供toB能耗分析的軟件公司Autogrid也迅速成長起來。

Autogrid於2011年成立於美國硅谷，由前斯坦福大學智能電網研究室負責人Amity Narayan創辦，基於能源數據平台，為電力供應商提供各種規模的電力消耗預測，以此來優化電網運行，節能減耗。微軟、E.ON、施耐德電氣等國際巨頭都曾使用AutoGrid的大數據平台來提升運行效率。2016年，中國企業遠景能源成為AutoGrid最大的戰略投資人。

2015年，美國kickstarter上的眾籌項目SunPort吸引了諸多眼球。這個項目的商業模式簡單到一句話就能概括：

“Join the movement to crowdsource demand for solar energy，just by  plugging in.(加入眾籌太陽能需求的運動，只需插上電源)”

SunPort就是一個智能三孔插座，有點類似我們出國旅行時用的插座轉換頭。經這個插座轉換後的電全部來源於太陽能電。人們可以通過APP觀察自己太陽能用電情況，從而鼓勵公眾使用可再生能源。

SunPort就是一個小巧的黃色插頭轉換器

SunPort麻雀雖小但五臟俱全，幾乎嫁接了裏夫金對能源互聯網的全部定義：可再生（光伏能源）、分佈式（進入每家每户）、互聯性（聯網）、開放性（即插即用）、智能化（手機應用控制）。因此，儘管這個初創項目並沒有給用户帶來實際的經濟受益，更像是販賣對未來能源的情懷，但在當時依然成為了明星眾籌項目。

用一個插座來辨別並甄選電力來源，除了智能化的技術外，美國走在前列的再生資源配額制度也是其軟件基礎。為可再生能源頒發擁有REC證書，將其定義為一種無形的能源商品，就可以通過相應渠道進行交易。我國在2018年也正式提出了《可再生能源電力配額及考核辦法（徵求意見稿）》，目前設計思路已經成型，正在進一步制定管理辦法。

一批新興企業應運而生，能源互聯網逐漸從概念走向落地，源源不斷創造出新的產業機會。正如消費互聯網改變了商品的生產和分配方式，創造了一批新財富人羣和企業。人們對於能源互聯網帶來的產業機會也充滿了期待，電動汽車、增量配網、需求側管理、光伏分佈、燃氣分佈、微電網、儲能、虛擬電廠、能源交易等領域都被資本看作是未來風口。

2015年前後，人們對能源互聯網的產業機會有過非常多的思考。有人總結為智能化能源生產者、智能化網絡優化者、智能化消費賦能者三個方向，認為能源互聯網將在實體、信息、運營三個層面孕育出大量科技公司。能源互聯網的創新，被一些研究機構劃分為商業、功能、信息、通信、設備五個層次。

能源互聯網的5個創新層

其中，商業層被描述為能源互聯網的入口，大量新型互聯網創業公司成為創新推動主體，比如美國的Opower，英國的Pilio，新西蘭的Powershop、德國的Ubitricity ，Endios ，GreenPacket等。在中國表現為“互聯網+”能源的形式，BAT在智慧電力、營銷服務和品牌建設方面與電力部門的合作，都是這個層面的創新發展。

功能層是信息通信技術的優化，未來要實現個人售賣自家屋頂的光伏剩餘電，主要就是靠這個層面的創新。信息層是依靠大數據分析、雲計算、量子計算等技術分析和處理能源大數據的能力，AutoGrid就是這個層面的典型代表。

通信層是海量能源數據的有效存儲和傳輸，這是能源互聯網首先要面對的巨大挑戰。設備層比較容易理解，就是能源互聯網的實體物聯基礎，包括智能用電終端、儲能設備、電動汽車、電網等，美國的特斯拉、JLM Energy和德國的Younicos都是典型代表。

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強筋骨：堅強智能電網

能源技術（ET）和信息技術（IT）的每一種排列組合，都可能成為實現能源互聯網的一種路徑，進而裂變出一大批新興公司。

從2008年開始，美國、德國、日本不約而同地開始了對能源互聯網的應用探索，分別啓動了Freedm、E-Energy和DigitalGrid項目。

美國的Freedm項目側重於能源網的物理互聯。這個項目由美國國家科學基金會於2008年在北卡羅納州立大學發起，旨在開發智能電網技術，實現分佈式發電和存儲的即插即用集成，有17個科研院所和30餘個工業夥伴參與。與此同時，芝加哥伊利諾伊理工學院開始研究分佈式能源和創建需求響應的微電網，夏威夷大學則負責探索配電系統管理。

德國的E-Energy項目側重於信息網的數據互聯。項目旨在基於信息和通訊（ICT）技術搭建信息網絡，實時收集電力生產和消費端數據並進行處理，從而支持能源網絡決策，最終形成一個廣泛參與的電力交易市場。為期4年的E-Energy計劃結束後，德國又在2016年開啓了以“能源轉型數字化”為特徵的SINTEG計劃，在五個示範區試點，吸引了超過300家企業參與。

日本的DigitalGrid項目既包含能源網的物理互聯，又包含信息網的數據互聯。“數字電網”的概念最初由東京大學教授阿部力也提出，旨在借鑑互聯網的概念重組國家電力系統，將同步電網細分成異步自主但相互聯繫的局域網，為電力系統中的每個基礎結構分配相應IP，通過電力路由器實現能源流和信息流的雙向傳輸。

中國的能源互聯網起步較晚，在2015年的“互聯網+”熱潮下才逐漸為公眾所關注。時任國家電網一把手的劉振亞曾在2014年首次提出“全球能源互聯網”概念，指出能源互聯網的實質就是“特高壓電網+智能電網+清潔能源”。

2015年，劉振亞發表《全球能源互聯網》一書，進一步完善了全球能源互聯網的概念。他在該書中提出“一極一道”的概念，“一極”即北極圈，“一道”即赤道——集中北極風能和赤道太陽能，通過特高壓等輸電技術送至各大洲負荷中心，與各洲大型能源基地和分佈式電源相互支撐，提供清潔能源供應。劉振亞還提出了“兩個替代”的發展主線，即發電端清潔能源替代化石能源，消費端電能替代化石能源。

某種意義上，劉振亞提出的“全球能源互聯網”代表了官方高層對能源互聯網的理解，從電網端提出了可行的技術路徑，即通過構建特高壓電骨幹網架，以輸送清潔能源為主導，建立全球互聯的堅強智能電網，強調的是能源圈的物理互聯。

2016年3月，首個由中國發起成立的能源領域國際組織——

全球能源互聯網發展合作組織在北京成立。

在當時，“全球能源互聯網”概念的提出也一定程度表達了中國對能源互聯網的態度，能源是人類的共同需求，能源優化應當在全球範圍內進行佈局。2015年9月，中國國家領導人在聯合國發展峯會上莊嚴宣佈：

“中國倡議探討構建全球能源互聯網，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求。”

在這個使命感的驅動下，中國國家電網於2016年3月發起成立“全球能源互聯網發展合作組織”，這是中國在能源領域發起成立的首個國際組織，也是全球能源互聯網的首個合作組織。2017年，國家能源局公佈首批55個“互聯網＋”智慧能源示範項目,標誌着中國能源互聯網正式從概念走向落地。

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通經絡：開放、融合、分佈

2017年，財大氣粗的沙特宣佈投入5000億美元，建設一座完全使用清潔能源的智慧城市“紅海新城”。這個項目具有未來之城的樣板意義，因為迄今為止，全球還沒有任何百萬級人口以上的城市能夠完全使用清潔能源。

這個雄心勃勃的計劃在實施過程中遭遇了各種困難，又因為疫情而一度受阻，直到2021年10月才終於塵埃落定。中國兩家企業成為最大的贏家：華為數字能源和山東電力。華為數字能源為紅海新城提供1300MWH的儲能設施和400MW光伏，山東電力則負責整個項目的EPC。

紅海新城是全球規模最大的儲能項目，

也是全球最大的離網儲能項目。

“紅海新城”是目前全球最大的儲能項目。華為給出“設備+管理系統+併網算法”的整套微網儲能方案，可並可離。為應對當地50℃高温以及高濕高鹽環境，方案中還設計了特殊材料和AI技術對其進行系統性防護。

逆變器是光伏設備的核心組件，而華為在主串逆變器方面的競爭力已經保持了多年，2014年就曾參與全球最大光伏基地青海塔拉灘的建設（參見前文《“電荒”陣痛裏的中國能源大變局》），通過智能手段提升電站發電量2%以上，提升運維效率50%以上，為光伏發電降本增效。至2020年，華為光伏逆變器已經連續位居6年全球市佔率第一。

紅海新城的落地，是全球能源互聯網發展的一個里程碑。不僅意味着光伏技術的成熟，更重要是經濟效益的提高，中東盛產石油和天然氣，供應商提供的光儲方案成本要足夠低，才能顛覆傳統的能源形式，讓清潔能源全面替代化石能源。

2021年12月，華為數字能源技術總裁侯金龍在一個全球性的科技峯會中提出：

“智能化需要數字技術，低碳化離不開電力電子技術，全球能源產業正從資源依賴型走向技術驅動型。”

作為ICT（信息與通信）企業，華為對能源互聯網的思考與國家電網角度不同。國家電網提出的技術路徑是基於物理互聯的堅強智能電網，華為則更為強調“數字技術和電力電子技術與能源的融合”，提出了“比特管理瓦特”的口號——未來電網是基於ICT（信息與通信）技術的能源系統，ICT基礎設施是支撐數字世界的基座。

清華大學能源互聯網創新研究院研究員曹軍威認為，能源互聯網就是通過信息和能源融合，實現信息主導、精確控制的能源體系。以開放的原則重構電力系統網絡，用互聯網媒質把全民各業納入能源產業圈各端，把電變成一種24小時商品，去搭建新的金融、物流、生活、交通產業羣。能源就像Internet中的信息一樣，任何合法主體都能自由接入和分享。

十年來，能源互聯網的內涵持續迭代、持續豐富，由過去大工業的集中模型逐漸向分佈式微網模型發展。能源互聯網既有國家電網倡導的全球性，又有類似於紅海新城的區域性。

未來的能源互聯網甚至不侷限於“網”，而是一個去中心化的“星系”型生態系統。在這個生態裏，多種能源相互融合，可再生能源作為主要能源，電力系統作為核心系統，與天然氣網絡、交通網絡等系統緊密耦合。

由於能源互聯網的概念過於宏大，因而在早期導向了許多條支路。不同企業、不同國家都在探索過程中形成了自己的發展路徑，然而條條道路通羅馬，發展到一定階段即互為彼此，殊途同歸。國家電網主張的堅強電網同樣是融合了信息與通信技術的智慧電網，華為的信息技術也是構建於能源互聯的基礎之上。

在終點，人們對於能源互聯網的想象並無二致。未來，人們可以通過手機和平板電腦，把自家樓頂多餘的光伏電賣給附近停車場準備給電動汽車充電的陌生人，也可以在電力交易市場追漲殺跌獲取利潤。家庭能耗通過一個APP就可以實時監控，電器則會根據家庭生活習慣和實時電價調配能源情況。相應的，一棟建築、一座城市，也會根據氣候和事件來動態調整能耗狀態。每個商品、每個活動，甚至每個人都將有一個碳排放狀態顯示，並可隨時交易。

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走出去：建標準、促合作

作為全球最大的能源市場，全球能源互聯網的發展離不開中國。據埃森哲諮詢統計，2020年中國能源互聯網的市場規模超過9400億美元，而美國和歐洲的能源互聯網市場規模約為1.1萬億美元。中國能源互聯網幾乎佔據全球的半壁江山。

從技術上來看，中國通過基於應用場景的技術創新，湧現出一批頗具實力的企業和研究機構。

在20項與能源互聯網相關的關鍵技術裏，中國在儲能和電池生產技術、高級太陽能、高級風能、高級核能、區塊鏈、交通效能、人工智能、高級材料、高級生物燃料9個領域全球領先。然而，在強化採油技術、量子計算、車輛自動化、高級機器人、大數據、高級呈現/分析、3D打印、生物質產品、非機械鑽探、非傳統石油/天然氣、燃料電池11個關鍵領域暫不具備優勢。

從政策上來看，據清華大學能源互聯網創新研究院發佈的《2021年國家能源互聯網發展年度報告》統計，2014-2020年，中國共發佈了997項能源互聯網相關政策法規，足見國家對能源互聯網的重視。

開放的電力市場是能源互聯網發展的前提，推動業態多元化發展，讓更多競爭者進入產業，帶來技術和機制上的創新。從全球國家的電力體制改革來看，大多遵循逐步放開管制，並且向（部分）私有化的方向發展。當前，中國也進入到了電力體制改革的第四個階段，為能源互聯網創造新的發展生態和監管體系，釋放從壟斷到拆分的政策紅利。

在此背景下，中國能源互聯網市場的參與者數量迅速增長。截至2020年12月，能源互聯網行業共計註冊企業66843家，而這個數據在2019年底是39174家，相當於一年時間幾乎翻了一番。又據第三方機構不完全統計，截至2020年12月31日，中國共有332支能源互聯網相關股票，總市值達6.79萬億元。

在能源互聯網工程建設和技術應用方面，國家政府部門、相關機構陸續批准啓動了一系列試點示範項目和示範工程，包括新能源微網、增量配電網、多能互補集成優化、“互聯網+”智慧能源等，有力推動了我國能源互聯網產業的健康發展和新技術推廣應用。

小到企業、大到國家，都有各自規劃的能源互聯實現路徑，點對科技樹，確保技術和商業模式的持續創新，才能在這場“無人區”的競賽中掌握主動權。

從裏夫金明確提出“能源互聯網”概念至今已經整整十年，全球能源互聯網的激盪十年，也是中國快速追趕，駛向未來的十年。目前，中國正在逐步將自己的能源體系推向全球，同時積極參與產業標準的建立。

2015年，我國主導的IEEE1888標準正式成為全球能源互聯網產業首個ISO/IEC國際標(ISO18880)。IEEE1888相當於能源互聯網領域的TCP/IP標準，可以解決能源設備的“互聯互通”問題，為構建能源互聯網奠定重要基礎。在特高壓領域，國家電網提出了特高壓交流輸電技術標準體系和±800kV特高壓直流成套標準體系。

加強與沿線國家的能源合作，是“一帶一路”戰略構想的重要命題之一，全球能源互聯網也正在成為“一帶一路”建設的新引擎和新載體。在這張共同利益和共同使命驅動的藍圖下，中國企業有機會藉助這一難得的戰略機遇，將能源互聯網的“中國方案”帶出國門，推向世界。

參考文獻：

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[6] 艾意凱諮詢，開啓中國的“能源互聯網”時代，2020

[7] New York Times，Finding the ‘Weapons’ ofPersuasion to Save Energy，2010

[8] 2018-2023 Smart Grid Network Market Current Scenario - MajorApplications, Product Type, Key Players & Regions，2019

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