【新能源行业专题】:能源互联网,风兮渐近

【新能源行业专题】:能源互联网,风兮渐近
作者:杨敬梅

“互联网互联网+””时代,能源互联网是另一个风口
能源市场上,新的变革正在萌动。三个风口都在呼唤能源互联网的来临:柴静《穹顶之下》;总理强调“互联网+”的时代来临,节能减排和环境治理也成为政府工作之重点;“新电改”落地,电力市场市场化和自由化为重塑能源网络结构提供契机。

能源互联网,互联网和新能源技术相融合的能源生态系统
我们倾向于认为,能源互联网是以可再生能源为主导,依托能源物联网和互联网相结合的开放平台,平等、自主地进行能源产品及服务的多边交易,形成产能用能一体,实现能源系统效率最大化和能源价值最大利用的生态系统。作为一个完整的生态系统,能源互联网具有五个特征:智能化、民主化、自由化、去中心化和物联化。

能源互联网的架构:“主干网”+“局域网”
能源互联网要求支持大规模分布式电源和储能装置的接入使其结构中必须存在以微网形式存在的结构单元,其架构也必须充分考虑基于现有的电网设施。

ICT技术的发展支持能源流和信息流的自由交换
能源互联网的核心目的是实现能源流和信息流的双向甚至多向交换。大数据、云计算和云平台是解决能源互联网对多尺度动态性的要求。

可再生能源:能源互联网下的发电主体
可在生能源将成为能源互联网中最主要的一次能源。分布式光伏和风力发电在此之中将扮演重要角色

储能是能源互联网中的重要一环
在能源互联网结构中,储能的功能将从单纯的能源贮存上升为可再生能源输出保证、能源交易市场基石、电网状态即时调节器、孤网运行必要条件等多功能多角色综合者。

智能终端是能源互联网需要解决的关键课题

智能楼宇、智能家居、新能源汽车及其充电装置是能源互联网中闭环,其发展和应用将与能源互联网的发展相辅相成、互为因果。

投资摘要

关键结论与投资建议
能源互联网的核心要素涵盖了:1.可再生能源替代化石能源成为主要能源供应方式;2.支持以局域网或微网形式广泛存在的分布式发电系统与分布式储能系统;3.建立在ICT技术上的能源流和信息流的共享和自由流动;4.支持智能终端系统,包括智能建筑、智能家居及新能源汽车等。

在2015年,能源互联网不再仅仅局限在概念范畴,而将成为重要风口。在新经济新常态,以及“互联网+”行动计划的风潮下,传统能源行业触网,电力行业智能化、物联化、市场化、民主化、去中心化成为趋势。

两会之后,新电改为能源网络结构重塑提供契机。在能源互联网背景下,行业内企业将面临一次重要的发展机遇。

在能源互联网情况下,企业的盈利模式将主要包括提供设备、搭建平台提供服务及购售电方面,企业的布局也将主要是围绕这几块。

核心假设或逻辑
能源互联网的概念广阔,涉及设备、通信、数据、应用、商业等多个层次,影响能源行业及通信、软件、互联网行业等众多企业。随着能源互联网的推进,涉及的企业将获得巨大的发展空间。

从能源互联网的发电端看,其依赖于新能源发电,尤其以分布式的光伏和风能为主。

可再生能源分布式和间歇性需要可靠的储能技术调节电力的供需。储能也是建设微网的核心技术。

预计未来能源互联网的架构有可能由国网这样的大电网扮演“主干网”,众多分布式电源和储能为基础的微网作为“局域网”接入。智能电网的建设、特高压线路的推进以及新电改的蓝图预示着这样的未来。主干网络的建设也将利好电气设备企业的发展。

能源互联网的目的是实现能源流和信息流的自由交换,能源路由器可能扮演重要的控制器的角色。

由于行业壁垒的存在,现有电力服务公司或智能电力设备公司可以做到既对行业有深刻的理解,又拥有ICT相关技术基础,会是能源互联网ICT领域的重要竞争者。

在能源互联网中,用电终端升级为智能终端,智能终端是能源互联网的闭环,包括智能建筑(包括智能家居、智慧楼宇)、交通系统电气化等内容。

核心假设或逻辑的主要风险
我们认为可能影响到能源互联网及相关企业的因素可能有:
1.国家电力供应过剩,对电力行业投资热情降低;
2.涉及的技术手段过于复杂,整体方案无法实现,能源互联网停留在概念阶段;
3.耗费时间过长,投资者人气降低。

能源“互联网+”时代,能源变革的必然选择

穹顶之下穹顶之下,能源变革迫在眉睫
3月初,前央视主持人柴静的雾霾调查吹起一阵环保飓风。在公众环保意识觉醒的当下,原有以化石燃烧为主的电力结构受到了越来越多的转型压力。能源结构调整,降低二氧化硫、二氧化碳等气体排放,治理雾霾等环境问题,成为执政层工作的重点。
2015年政府工作报告提出要大力发展风电光电等新型能源,同时把节能环保产业打造成新兴支柱产业。近期能源局又提出了2015年17.8GW的新增光伏装机目标,清洁能源产业迎来战略性发展的契机。

“互联网+”行动计划,风口上的顺势而为
3月15日两会,李克强总理在会见中外记者的时候表示,要制定“互联网+”行动计划,推动互联网与现代制造业结合。在国家经济进入新常态,能源结构调整的关键时期。电力的生产、输送、使用及服务向智能化、信息化转型,实现能源的有效配置和高效利用是必然选择。

“新电改”打开能源互联网之窗
经过国务院常务会议通过的新电改方案终于落地,新电改的基本思路是“三放开、一独立、三加强”,即放开输配以外的竞争性环节电价、放开配售电业务、放开公益性和调节性以外的发用电计划、建立相对独立的电力交易机构、强化政府监管、强化电力统筹规划、强化和提升电力安全高效运行和可靠性供应。

其目的是还原电力的商品属性,形成电价的市场导向;构建电力市场体系,促进电力资源在更大范围内的优化配置。新电改虽然没有提及能源互联网的名词,但是能源互联网愿景实现的必要条件。比如电力的商品属性是实现能源互联网民主化、自由化的前提;而可再生能源的发展和配售电开放都将直接刺激能源互联网去中心化的发展。电网职能的改变将使其从电力输配的垄断者转型为能源互联网主干线路的运营商。

什么是能源互联网

能源互联网的愿景
能源互联网虽没有统一的定义,但我们更倾向于认为,能源互联网的愿景是以可再生能源为主导,依托能源物联网和互联网相结合的开放平台,平等、自主地进行能源产品及服务的多边交易,形成产能用能一体,实现能源系统效率最大化和能源价值最大利用的生态系统。

能源互联网的特征
在里夫金在《第三次工业革命》中,能源互联网应该具备四个特征:
以可再生能源代替化石能源成为主要一次能源;
支持以局域网或微网形式广泛存在的分布式发电系统与分布式储能系统;
建立在ICT技术上的能源流和信息流的共享和自由流动;
支持智能终端系统,尤其是以新能源汽车为代表的交通系统电气化。
能源互联网发展将导致一个以绿色能源为主的生态网络的出现,在这个生态系统中,以分布式发电系统为主的电源供给和以新能源汽车为代表的用电需求在智能网络的调控下动态的平衡。

能源互联网的可能性架构:“主干网”+“局域网”
超特高压构筑“骨干网”的骨架
目前我国已经形成以超高压电网为骨架的6大区域电网,而通过建设特高压网络则实现了能源在区域之间的协调配置。

2015年的国网工作会议又提出了全球能源互联网的概念,其核心思想是实现能源在全球范围内实现优化配置的美好愿景,特高压将是实现这一愿景的重要途径。

分布式能源及微网系统组成“局域网”
大量的分布式能源及微网的出现是发展能源互联网的重要推动力量,这就必然决定了能源互联网必须支持大规模分布式电源和微网的接入。分布式或微网系统作为能源互联网的基本单元,这需要他们内部和之间能够实现能源的多向流动,形成星罗棋布的“局域网”。

智能电网是实现能源互联网的必然途径
2009年5月,国家电网公司正式发布了坚强智能电网发展战略。该战略目标是全面建设以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础,以信息化、自动化、互动化为特征的自住创新、国际领先的坚强智能电网
能源互联网最可能的架构就是,参照互联网“主干网”+“局域网”的网络架构,在现有能源发输配供系统的基础上,深入融合新能源技术、控制技术、电力电子技术和信息技术,将大量分布式能量采集装置和分布式能量储存装置互联起来。某种程度上说,智能电网也可以认为是这种观点的直接产物。


能源互联网的国外经验
2008年,美国科罗拉多州的波尔得成为美国第一个智能电网城市。智能电表安装在波尔得的每户家里并与电力公司实现双向通信。消费者不仅可以直观地了解即时电价,从而错开用电量和电价的峰平谷阶段,还可以优先使用风电和太阳能等清洁能源。智能变电站可收集到每家每户的用电状况,一旦出现问题,可以重新配备电力,更为有效、安全和可靠地运行电网。

2008年,德国联邦经济和技术部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。其目标是建立一个基于信息和通信技术实现自我调控的智能化能源系统,在整个能源供应体系中实现综合数字化互联以及计算机控制和监测的目标。
ICT技术是实现能源互联的关键
能源互联网的核心就是实现能源流和信息流的自由流动
能源互联网的核心就是实现能源流和信息流的自由流动相比传统电网,能源互联网对系统除了传统的设备层外,也对通讯层和数据层提出了更高的要求。由于能源互联网的多尺度动态性,局域网内设备的易接触性和高动态拓扑变化性,使得能源互联网的通讯结构复杂,数据处理量大。因此能源互联网对设备的稳定性要求高外,也需要大量的数据采集能力、及时的信息传输能力、高效的控制能力。

能源路由器是能源互联网架构的重要组成成分
在我们以大电网为“主干网”和微网为“局域网”的电网架构中,可能涉及到“能源路由器”这样的智能控制器。能源路由器的作用是实现分布式能源流管控,完成能源的双向按需传输和动态平衡使用。