能源是经济发展的基础,也是现代社会文明的基石。全球正面临气候变化、环境污染、化石能源短缺等一系列长期挑战,可持续发展必然要求能源市场进行彻底而系统的变革,面向碳中和目标进行能源转型。所有低碳情景都要求现行能源体制的制度、技术、用户实践和商业模式实现重大改变。然而,全球低碳能源转型的速度还不够快,难以避免气候变化所带来的糟糕影响,而人类对气候变暖带来的后果仍待进一步了解。
中国不仅是当今世界最大的碳排放国,也是世界最大的可再生能源投资国,拥有最大的能源市场;中国既是全球能源体系的主要参与者,也是能源互联网的倡导者和关键推动者。“中国建成了全球最大的清洁能源系统,新能源汽车产销量连续5年居世界首位。” 《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)秘书处执行秘书帕特里夏·埃斯皮诺萨曾这样评价:“中国为降低碳排放所做出的努力得到了越来越多的认可,甚至成为清洁能源领域的领军国家。”中国目前正在深入推进经济增长方式的转变,加快能源转型步伐。在2016年的《巴黎协定》中,中国承诺2030年之前达到碳排放峰值;2020年9月22日,中国在联合国大会上郑重承诺,到2060年前实现碳中和。 为实现“3060”目标,几乎所有行业要在30年时间里达到近零碳排放,中国需要加快推进能源转型。
能源转型是指能源生产和消费结构发生根本性的改变,它对一国经济社会发展乃至全球地缘政治格局都将产生深刻影响。清洁化、全球化、智能化是《巴黎气候协定》确定的全球能源转型战略方向(见表0-1)。要实现《巴黎气候协定》的气候变化目标,就要加快能源转型。
表0-1 《巴黎气候协定》2℃温控目标下不同情景参数设计
资料来源:中国石油经济技术研究院(2020)。
③ CCUS技术(Carbon Capture,Utilization and Storage),指碳捕获、利用与封存技术。该技术为传统能源向清洁能源转型提供了重要技术选择,有望实现化石能源大规模低碳利用。
如何在满足日益增长的能源需求的同时又能实现碳排放的减少,是现阶段全球能源转型的最大挑战。中国确定在2030年之前达到碳排放峰值;2020年9月,中国在联合国大会上郑重承诺到2060年实现碳中和。为实现这些分阶段目标(见图0-1),需要探索建立清晰而长期的脱碳轨道,进行可持续创新。
图0-1 中国能源转型路线
资料来源:《新时代的中国能源发展》白皮书(2020年12月);习近平主席在第75届联合国大会一般性辩论上的讲话(2020年9月22日);继往开来,开启全球应对气候变化新征程——习近平在气候雄心峰会上的讲话(2020年12月12日)。
作为全球最大的发展中国家和最大的能源消费国,中国的可持续发展面临着化石能源生产消费引起的生态破坏、资源枯竭、环境恶化等多重约束,加快推进能源转型迫在眉睫。为实现社会经济由高速增长转向高质量增长,从资源投入型粗放增长模式转向以全要素生产率提升为核心的可持续发展模式,中国正在进行一场深刻的能源变革。加之,中国目前正处在工业化、城镇化加速发展的阶段,要以更短的时间完成由高碳能源结构向低碳能源结构的根本性转变。
值得期待的是,互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能以及可再生能源技术为构建智慧能源系统提供了必要的技术储备,它们的融合有望形成“能源互联网”(Energy Internet),加速能源转型步伐。能源供应体系需要在能源互联网背景下实现全球一体化、自由化、脱碳化、数字化等根本性变革,同时保持健康运转。能源互联网因其必将对传统能源行业产生颠覆性影响,已迅速发展为产业界和学术界共同的热点话题。美国工程院院士穆罕默德·谢罕德普(Mohammad Shahidehpour)评价道:“能源互联网创新在未来几十年里将是能源研究最重要的课题,它可以打破传统能源生态系统中不同能源条块间的壁垒,并将对其他行业和整个社会产生深远影响。”我国已逐步在能源互联网领域确立国际引领地位。
能源互联网研究会集了来自许多学科的学者(包括工程、社会、政治、经济等跨学科领域的交叉研究)与许多行业的从业人员(包括公共、私人和非政府组织等第三部门、政府监管部门等)。现有研究主要从能源互联网基础设施、技术创新层面展开,但“一项技术的经济价值一直处在潜在状态,直到它通过某种商业模式实现商业化”。 能源互联网商业模式创新在提升可再生能源比率和解决能源效率低下问题上具有巨大潜力,目前尚缺乏相关研究。
随着可再生能源技术的快速发展,风能、太阳能等清洁可再生能源正在加速扩散,新的组织不断涌现出来,可持续能源供应得到可靠的保障。小规模可行的可再生能源发电技术,如风能和太阳能光伏,正在与之前一直占主导地位的发电技术(如煤电厂燃煤发电)展开竞争。这些新进入者带来了企业创造、传递和获取价值的新型商业模式,也为潜在竞争者进行更丰富的商业模式创新提供了机会。传统能源公用事业部门正处于剧烈动荡中,其现有的商业模式无法应对基于分布式的可再生能源系统的挑战。尽管很多传统能源企业已经围绕提高可再生能源比率制定了战略愿景,但如何实现这些战略愿景还有待深入探讨。目前,很少有研究对传统能源企业如何调整其商业模式提供具体的指导,以帮助其应对可持续能源的未来。
与此同时,智能家居技术的进步与能源系统的快速变化同步,为消费者、能源供应商和监管机构创造了新的机遇和挑战。面向终端用户的智慧能源平台或App大量涌现,互联网B2B(Business to Business,企业与企业间的电子商务)模式也在向大宗能源项目扩张,能源互联网正在快速发展、成形。
形势变化迫切需要对商业模式进行创新,通过利用不断创新的技术来提供新的产品和服务,包括微电网、独立电力系统、端到端(End to End,E2E)能源交易和电动汽车的网络支持服务。能源企业需要依靠商业模式创新来实现颠覆式转型——从集中式传统发电转向分散的、智能的和互联的可再生能源发电,使消费者能够生产、存储、分享、消费或在能源互联网市场上销售能源。可持续产品开发同样要依赖商业模式创新,以实现供应商和客户的无缝连接。能源互联网商业模式创新将成为整个能源领域系统性创新的驱动力。
尽管有大量新的参与者进入能源市场,但似乎很少有人进行有关能源互联网商业模式的研究。既然能源互联网是能源系统与互联网所代表的现代信息技术的深度融合,那么由谁来融合?如何融合?如果单纯依靠政府来推进,一定会举步维艰,几十年来电力体制改革进展相对缓慢就是明证。数量庞大、层次多元的各类市场主体,尤其是消费者、创业者和创新型企业,是值得期待、潜力巨大的市场力量。那么,各类市场主体如何实现融合呢?一个可能的方案是,着眼于能源互联网商业模式创新,找到从数字技术、可再生能源技术、现代通信技术融合中创造和获取价值的新方式。对促进能源互联网商业模式创新的方式进行研究,有助于加速能源互联网技术扩散并有效推动能源转型、行业改造以及创新创业。
能源互联网旨在实现人类从依赖化石能源到利用可再生能源的转变,这一转变将从根本上影响能源产业的结构,改变能源的生产、传递和销售方式(Small and Frantzis,2010;Klose et al.,2012)。
能源互联网不只是技术变革,更是商业模式、生活理念的更新。能源互联网技术创新往往伴随着高昂的成本、稀缺的配套资源和低下的市场认同度。如果缺乏技术创新或相关资源,商业模式创新不可能为企业带来持续竞争力;但如果不进行商业模式创新,技术创新将难以推广、扩散。因此,技术创新是商业模式创新成功的基础,商业模式创新会推动能源互联网技术创新并实现创新技术的商业化。能源互联网在全球范围内处于起步阶段,我国远未进入能源同互联网跨界融合发展的黄金时代,互联网企业涉足能源行业缺乏动力,大部分能源企业对互联网行业不够了解。能源行业的各类企业需要调整和重塑自己,接纳能源行业外企业的加入并与之共同构建新的行业生态。
以化石能源为主的传统能源生态体系已不能满足中国经济可持续发展的需要,能源互联网的兴起成为中国产业升级的重要机遇。自2016年以来,在国家政策支持和技术创新的双重推动下,能源互联网智慧园区示范试点项目在国内逐步实施。综合能源服务模式在这些智慧园区的可持续运行中发挥着关键作用。与传统的单一化石能源相比,面向能源互联网的综合能源供应链管理需要更多的变革,在此过程中,分布式可再生能源微电网的全覆盖有助于实现综合能源供需协调发展。中国的实践表明,示范试点项目的建设促进了不同资源禀赋地区在能源互联网商业模式创新实现路径方面的探索。
运转顺畅的市场是能源转型发展和经济增长的关键因素。自中华人民共和国成立以来,能源发展转型历程中一直存在政府干预占主导、市场主体缺失、资源难以实现最优配置、竞争协调机制不畅等现实困难,在外界形势压力下兴起的能源互联网有望突破能源转型困境。能源互联网市场体系建设,需要顺应数字技术革命浪潮,结合清洁技术来推进能源行业变革,激发企业商业模式创新,从而培育、形成新的竞争业态。
能源互联网商业模式创新研究必须基于不同视角和多学科对话,支持国家战略规划,重视与政府的合作,促进社区伙伴关系并鼓励公民参与。在能源互联网带来的变革中,居关键主体地位的是企业。本书以商业模式理论框架作为分析工具,采用社会技术系统转型理论的多层次视角和大系统视角,将能源互联网可持续创新的研究重点从单个企业和技术转向整个价值网络的创新系统,探讨引导企业为实现经济、社会和环境共赢发展建立广泛合作的关系网络,进行能源互联网商业模式创新的途径。
本研究将商业模式理论融入社会技术系统转型理论,对社会技术系统转型背景下的能源互联网商业模式创新动力进行分析,对面向清洁可再生能源不同参与主体的商业模式创新设计等进行探讨,最后提出促进能源互联网商业模式创新的政策建议。研究思路与研究方法见图0-2。
图0-2 研究思路与研究方法
案例研究方法有助于将复杂、综合的商业模式创新决策因素和过程具体细腻地呈现出来,将能源互联网和企业商业模式间的动态协同作用过程阐述清楚。比如,本书第七章“中国电力企业能源互联网商业模式创新”进行探索性案例研究,对我国能源电力部门、在位企业传统商业模式面临的挑战做出识别,对商业模式创新的动力及创新途径进行探讨。
社会技术系统转型理论将创新理论、制度理论、演化经济学、技术社会学联系起来,强调转型的过程和机制,为理解多维度、复杂的能源转型提供了一个全局性的视野,以多层次视角对长期的聚集动力和转型模式进行研究,对我国能源企业商业模式创新的动力机制进行分析,对新进入者和在位企业的创新冲突与角色变化进行重点关注。
采用活动系统方法,将我国能源企业的商业模式作为一系列相互依存的组织活动进行研究,不仅在行业内部与其他企业互相依存,也与社会公众、竞争者和合作者、政府相互依存。商业模式创新可以在企业内、外部任何一个业务活动中开展。该方法有助于发现商业模式创新路径。
一是基于历史逻辑的纵向对比,即对我国能源政策演变、能源企业商业模式演变进行纵向对比;二是横向对比,对国内外不同能源政策、不同能源部门(化石能源和新能源)的不同商业模式进行横向对比。纵向对比保证了对我国能源企业的分析立足于现实基础,横向对比则为企业商业模式创新和政府相关政策制定提供了新思路。
本书可以帮助政府、市场、社会不同主体以更有效的方式应对能源互联网带来的社会技术系统转型挑战。由于能源互联网具有开放性特征,本书不仅对能源领域具有应用价值,对其他行业领域也具有参考价值。
本书将商业模式理论与社会技术系统转型理论相结合,所探讨的能源互联网商业模式创新不仅追求经济价值,而且追求环境价值和社会价值,因此也属于社会可持续创新。在经济学、社会学、管理学、工学等跨学科研究中对能源互联网商业模式进行讨论,有助于促进多学科融汇交流和能源互联网市场理论的发展。
本书对全球范围内在位企业和新进入企业之间的能源互联网商业模式创新差异进行比较,对社会技术系统转型中面向能源互联网的创新商业模式进行剖析,对“自下而上”地推动面向碳中和目标的能源转型理论具有参考价值。
本书对政策制定部门创建促进能源互联网商业模式创新的市场机制具有参考价值,也为政府部门建构可持续的能源互联网治理框架提供借鉴。
在全面深化改革背景下从商业模式创新角度进行能源互联网的研究,为希望转变能源治理模式、推进能源互联网发展的政策制定者提供思路;有助于回应政府对气候环境的关切,提升大国形象和国民幸福度;也有助于深化能源体制改革,打破能源行业的垄断,降低企业成本,激发市场活力,提高市场的资源配置效率,增强国际竞争力。
本书将理论研究与实践研究相结合,对全球众多能源互联网商业模式创新案例进行分析,为关注能源互联网商业发展前景的研究者、投资者、创业者、企业管理者提供能源互联网商业模式创新的理论指导和实践启示,有助于他们把握能源互联网发展机遇,参与建设健全的能源互联网商业系统。