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第四节
能源互联网生态系统

一、能源互联网生态系统的概念界定

商业生态系统概念沿用自生物学领域的生态系统概念。在联合国《生物多样性公约》( Convention on Biological Diversity )中对“生态系统”的定义为:由植物、动物和微生物群落及其无机环境相互作用构成的动态、复杂的功能单元。

商业生态系统是以组织和个体的相互作用为基础的经济联合体,并生产出对消费者有价值的产品或服务。商业生态系统的构成体包括核心企业、消费者、市场中介(代理商、销售渠道商等)、供应商、竞争者、银行、风险承担者与权力机构(政府、立法机构等)。

能源互联网生态系统属于商业生态系统的一种类型。能源互联网生态系统是以与能源生产消费相关的个体、企业、组织或机构为物种,以能源互联网为交流与沟通的媒介和渠道,通过虚拟、联盟等形式进行优势互补与资源共享,实现商品、资金、能源及信息的流动、沟通、分享与循环,形成了多维度、多层级、多样化的复杂性生态系统。生态系统、商业生态系统和能源互联网生态系统概念的提出关系见图0-3。

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图0-3 能源互联网生态系统的提出

生态位(Ecological Niche)指在生态系统中的一个种群在时间、空间上所占据的位置,及其与相关种群间的功能关系和作用。生态位又称为“利基”(音译)或“生态龛”,表示生态系统中每种生物生存所必需的最小阈值的生存环境。“利基”概念在创新领域得到广泛应用。利基市场指市场上现有企业没有触及而给创业企业带来生存和发展机会的小众市场。

基于传统能源开发利用的能源产业,生产资源集中,技术密集度高,适合规模化开发和资本密集型投资。其在能源的输配和使用上,采用的是高度集中的层级制管理。技术壁垒和信息壁垒造成了交易过程不透明,消费者与政府对能源生产、输配、使用等过程不能更好地参与和监督,没有形成有效的互动关系。能源生产、输配等环节也难以存在真正意义上的内部竞争,却很有可能形成集中垄断和价格失衡。由于是社会必需品,消费者不得不为传统能源系统的低效买单。因此,严格来说,传统能源产业形态并没有形成一个完整的商业生态系统。

互联网具有强大的组织集聚功能,由此诞生的能源互联网可以迅速发展出能源生态群。互联网影响传统能源行业的特点有三个。第一,万物互联。打破能源信息的不对称性格局。第二,云计算结合能源大数据。对产生的大数据进行整合利用,使得资源利用最大化。第三,众创众包。互联网提供公众平等参与可再生能源生产和消费的机会,促使能源行业涌现大量颠覆式创新,突破技术壁垒,改变传统能源层级式管理格局。可以说,能源互联网是重塑传统能源结构的最好手段,将推动既有能源设施、既有行业网络、既有生产关系的巨大变革,奠定真正的市场化产业生态的基础。

能源互联网双向互动的扁平化结构和分布式可再生能源的纳入,使集中式的传统能源产业发生转变并形成完善的商业生态系统成为可能。能源互联网所发展的新型能源产业中,能源资源的分散性和多样性决定了开发者及开发技术、能量供给方式的多样化,新能源的分布式特性将部分消解投资规模化、技术密集型的问题。通信和信息技术的高水平发展奠定了过程透明化、操作智能化的技术基础和低成本的经济基础。开放多元的互联网思想和自然生态环境保护意识也引导了民众对于分布式、扁平化、透明化、智能化的新型能源产业的积极诉求。这一切变革,为能源互联网生态系统的形成提供了必要条件。

能源互联网商业模式下从业者的最大变化,是既可以是消费者也可以是生产者(产消一体者),这对能源互联网发展具有深远的意义。基于生产、交易、消费过程可将利益相关方划分为材料和设备供应商、能量生产商、输配商、交易商、消费者、投资商、中介服务方、行业组织、政府和监督方等。同一个实体或组织,可以身兼数个角色,并在市场中进行调整。特别需要注意的是能源是一种关系民生刚需和国家安全的特殊商品,承担了引导、监督、规范职能的政府是其中的关键角色。能源互联网商业生态系统的从业者中,最重要的是生产商、输配商和消费者。

能源互联网生态系统的核心产品是能量。围绕能量的生产交易过程衍生出信息服务、交易服务和金融服务,而系统内所有活动的基础是信息。因此,能源互联网生态系统是由信息流、业务流、能量流和资金流的融合流动而形成的系统。信息流带动了业务流和能量流,业务流带动了能量流和资金流,业务流和能量流既是信息流的结果,又将新的数据反馈到信息流中。理想状态下的能量流和资金流是过程一体化的。在实际操作中,依据信息的交换和处理结果,能量流和资金流通过不同的渠道分别流动,会在时间和空间上形成位差。

能源互联网生态系统的基本内涵是多元化组合。能源互联网多元化主要包括能源资源的多元化、能量需求的多元化、供给方式的多元化。这些多元化形成互补,为系统更好的抗干扰性、高恢复力、强调节能力奠定了基础,催生了从业者的多元化和整个系统的网络化。太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等和煤炭、石油、天然气、核电、水能等的互补关系,保证了能源供给的稳定性;热电气能源微网的发展是对配电网的重要补充,热力供给、燃气供给、冷量供给和电力供给的结合互补,保证了能量消费的稳定性;分布式能源的发展是对集中式能源的重要补充,大量分布在能源主干网末端的微电源、微热源,保证了能量系统的结构稳定性;私企、民间组织、个人和社会资本融入能源生产端,是对大型能源开发商的重要补充,保证了能源生产群体的动态稳定。正是由于多元化组合,能源互联网生态系统具有了随技术进步和需求变动的生长调节能力,是结构化的、有活力的、可发展的、先进的能源生态系统,代表着能源产业系统的发展方向。

传统能源价值链主要靠上下游供需关系维系。能源互联网的生态系统远比传统能源价值链复杂。开放的能源互联网生态系统包含更多的新业务和新角色,参与主体更加多元化。生态系统内的企业需要进行多边合作,使传统价值链演变为多边合作的价值网络。 能源互联网的各个利益相关方和信息、业务、能量、资金等要素的流动,共同构成了能源互联网生态系统的节点和网络(见图0-4)。

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图0-4 能源互联网构成商业生态系统

注: 节点企业:A:材料/设备供应商;B:规模化/小众式投资商;C:大规模/分布式能源生产商;D:集中式能量输配商;E:区域能源配售商;F:大宗/小型/家庭能源消费者;H:干网/微网能源交易平台;M:金融平台;N:信息/业务平台;O:能源主管部门;P:能源行业协会;Q:能源行业中介组织。
资料来源:曾鸣.泛在电力物联网与互惠共赢能源互联网生态圈[J].中国电业,2019(8):22-27。
刘永相,徐华池,江冰,等.基于充电网络与车联网平台的能源互联网生态体系研究[J].全球能源互联网,2019,2(5):492-501。

二、能源互联网生态系统中的信息流、业务流、能量流和资金流

能源互联网中的信息包括能源资源信息、能量需求信息、能源开发信息、能量供需和交易信息、能量流动信息、能量使用信息等。能源资源信息和能量需求信息决定了能源开发的力度和梯度,是决定能源互联网生态系统所处发展阶段的基础。能量供需和交易信息是能源互联网生态系统的核心,是业务流的直接基础。能量流动信息和能量使用信息对能源互联网生态系统完善起着反馈和调节作用。

相对于传统能源产业,能源互联网的信息具有全面、快捷、透明、分散、互动等特征,其流通渠道是扁平化、智能化的通信系统。

能源互联网中的业务,包括对材料、设备、能量、服务等的交易和调度,其本质上是通过对信息进行有效的、针对性的加工应用实现对能量流的管控过程。对材料和设备的交易,是系统搭建和优化的基础。对能量和服务的交易,是系统运转的核心,反映和实现系统从业者的本质价值。无论哪个环节的业务及衍生服务,最终都落脚于能量交易。能源互联网中的服务,包括能量相关服务、信息相关服务和金融相关服务。其中,能量相关服务是主流,包括能效核算、系统设计、咨询评估等;信息相关服务是对有附加价值的能量信息进行筛选、分析而衍生的数据服务;金融相关服务是基于能量流和资金流分离所产生的机会价值而衍生的金融服务。

相对于传统能源产业,能源互联网的业务具有高效、迅速、及时、针对性强、互动性强、预测性好、匹配度高等特征,其流通渠道是智能化交易平台。

能源互联网中的能量,包括热(冷)、电、气、油、煤炭、氢气等多种能源形式。其中,电因其应用广泛、易于输配而适宜作为能源微网和主干网中能量交换的最主要形式。热因其直接需求高、长距离传输困难而确定为能源微网内与电力并列的主要能量形式。作为传统能源资源的主力,油气和煤炭在相当长一段时间内仍然是终端能量供给的主体,但其主导地位会随着资源枯竭、碳排放限制和可再生能源份额增加而逐步衰退。氢气暂未作为能量来大规模地生产使用,在未来的能量消费中将占据一席之地。

能量流体现着能源互联网系统最终的价值流向。相对于传统能源产业,能源互联网的能量具有分散、清洁、便利、高能效、可持续等特征,其流通渠道是集分布式和集中式于一体的多样化、智能化能量系统。

能源互联网中的资金,是对材料、设备、能量、服务等进行交易的价值交换媒介,也是与系统外进行交换的元素。资金相关数据能够反映能源互联网社会价值。例如,同样能量需求或同等产品产出下,资金占用越少,说明能源互联网系统越高效。信息流以其低廉成本和高效机制保证能源互联网系统的高效。

相对于传统能源产业,能源互联网的资金具有分散、多元、稳定、占用时间短、衍生品丰富等特征,其流通渠道是金融系统。

三、能源互联网生态系统中的节点企业

能源互联网生态系统中的节点企业包括投资商,能源、电力或热力供应商,智能技术供应商(如华为、苹果),软件或平台供应商(如阿里巴巴、亚马逊),电网运营商和配电网络运营商,能源服务公司或综合能源服务提供商,中介服务商(如广告和营销公司),以及保险公司、行业组织、政府,甚至涉及了建筑师和建造商。任何单一类型的公司都不能主导能源互联网商业空间。

投资商、材料供应商、设备供应商是能源互联网商业生态系统中的重要角色,他们对能源互联网的认识、服务水平直接反映系统处于什么样的发展阶段。新材料和新设备的研发、创新设备工程的投资建设,是能源互联网系统持续发展的物理基础,但是需要通过其他从业者的反馈获得驱动和调控。相对于传统能源产业,能源互联网中的材料和设备供应规模小、投资少,技术集成度高但是开放性好,具有良好的试错性和可匹配度,有助于促进能源互联网商业生态系统的优化升级。

能量生产者和能量消费者的供需关系构成了能源互联网生态系统运行的驱动力。在扁平化、智能化的能源互联网系统中,生产者和消费者将形成市场化的互利共赢关系。分布式架构使得产消一体者的生产和消费均与整个系统联通,服从于系统的优化调配,从而使自身的生产和消费过程更加稳定。

传统能源产业中的渠道商或中介商、输配商、交易商都具有规模经营、集中运作的特点。在能源互联网系统中,能量的输运和配售被分离成两个不同环节,能量交易将在独立的第三方平台上匹配进行,按照约定的规则调控生产者和消费者的行为,控制输送者和配售者的操作。为避免集中式、规模化的能量输配和交易过程催生新的垄断群体,避免交易失配造成的低效率,必须对输配者和交易者进行准入性约束和控制性监督。一般地,可以由政府授权的非营利性组织直接担任能量输运机构或承建交易匹配平台。

作为服务方和监督方,行业组织、中介服务商、政府是维护系统稳定、优化、健康的重要保障。行业组织提供从业者协调、资源优化配置、标准规范制定等服务;中介服务商提供咨询、评估、设计等服务;政府和监督方起到引导、规范和监督作用。相对于传统行业,这些参与者的话语权将明显增加,其服务内容也更丰富有效。

更重要的是,能源互联网生态系统能够吸引多样化的新进入者。各行各业的企业家或创业者都感知到了能源互联网市场潜在的巨大价值。他们意识到,能源行业的价值不再仅仅体现在能源销售的利润上,更体现为由用户数量和市场份额带来的衍生价值。这些企业不但可以依托互联网平台提供整合的B2B和B2C能源产品和服务,还会借此平台延伸至相邻行业——如家居和零售业,以创造价值更大的跨界服务市场。

例如,英国OVO能源公司依靠固定资费产品打开能源互联网市场进行商业模式创新。如利用技术降低成本和提升服务,捕捉到客户对价格敏感的特点,与比价网站合作,发挥互联网在售电中的优势,为用户提供标准化的电力供应商更换手续。它们还与地方政府合作,建立能源零售平台。

四、能源互联网生态系统带来的价值

能源互联网时代的竞争将不再是独立的企业间的竞争。拥有不同核心能力的企业按照能源互联网相关合作协议形成包含供应商、渠道商、客户以及竞争者的关系网络,从而实现差异化、整合化的用户价值,并最终获得群体竞争优势、网络结构优势和抗风险能力。企业间、用户间及企业与用户间的链式关系,逐渐演化为相互依存、相互关联的价值关系网络,甚至价值生态系统。

作为价值生态系统,能源互联网不仅为参与其中的企业带来价值,也为社会带来价值。

第一,能源互联网将促进风、光等清洁可再生能源的发展,促进能源绿色转型,实现社会效益、环境效益和经济效益的三重提升。

第二,能源互联网将改造传统的能源行业结构、市场环境、技术体系。能源互联网改变传统的能源生产和消费模式,有助于打破行业垄断,推进能源行业的金融化及市场化,增加公众对能源系统的参与度,促进能源体制改革。

第三,能源互联网通过多种形态的能源互补融合和能源梯级利用,能卓有成效地提升能源综合利用效率,减少能源使用和能源支出。

第四,能源互联网通过信息的实时开放共享,能提高能源行业资源资产的利用率,满足能源需求的不确定性,实现能源供给的高度灵活性,并提高能源价值链各环节——生产、输配、交易、消费、节能减排、循环利用、金融及管理的便捷性,加强对能源消费的控制,提高客户的满意度和舒适度。

第五,能源互联网通过分布式可再生能源形成“生产—消费”一体化的、人人可参与的能源网络,形成巨大的创新创业动能,有利于国家创新驱动战略的实施。 jq6Qp0kW3CPG+8Bz1ULEUBhwz7dQqwGyO0iCnamVvJkkC8Bqkq5V8YRCSC8+Nmgj

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