當前能源(yuan)(yuan)(yuan)革命和(he)數(shu)字革命深度融合是大(da)勢所(suo)趨,能源(yuan)(yuan)(yuan)系統(tong)日(ri)益(yi)呈現數(shu)字化、智能化屬性。在以(yi)新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)、可再生(sheng)(sheng)能源(yuan)(yuan)(yuan)生(sheng)(sheng)產為代(dai)表(biao)的(de)清潔能源(yuan)(yuan)(yuan)迅猛發(fa)展和(he)“云大(da)物移(yi)智鏈”等新(xin)一代(dai)數(shu)字技術與能源(yuan)(yuan)(yuan)行業日(ri)益(yi)融合發(fa)展背景下(xia),需要關(guan)注(zhu)到能源(yuan)(yuan)(yuan)系統(tong)的(de)生(sheng)(sheng)產關(guan)系將逐(zhu)漸發(fa)生(sheng)(sheng)變化。
能(neng)源數字經(jing)濟(ji)將(jiang)推動(dong)能(neng)源消費者向產消者轉變,系(xi)統不確定性顯著增加(jia),有(you)必要分析在這樣的(de)背景(jing)下,如何充分發(fa)揮(hui)能(neng)源革命和數字技術在觀念(nian)認(ren)知、技術革新、關系(xi)重塑方面的(de)作用,推動(dong)能(neng)源系(xi)統的(de)形態和市場交(jiao)易形式(shi)發(fa)生改變,進而實現能(neng)源企業業態及模式(shi)創新。
一、能源系統在數字經濟沖擊下不確定性顯著增加
(一)能源系統中的參與主體愈加多元
傳統(tong)(tong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)系統(tong)(tong)以能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)供(gong)需平衡為主(zhu)要約束,生產側(ce)為主(zhu)導(dao)的(de)(de)(de)是大(da)(da)型的(de)(de)(de)火力發電(dian)(dian)廠、水電(dian)(dian)廠、風(feng)電(dian)(dian)場等。在消費(fei)側(ce),各(ge)種社會生產、生活等行為成為能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費(fei)的(de)(de)(de)主(zhu)體(ti)。但在數(shu)字經(jing)濟時代,由于(yu)數(shu)字技術的(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)和廣泛應用(yong),傳統(tong)(tong)認(ren)為不(bu)(bu)具備成熟條件,或者未能(neng)(neng)(neng)想(xiang)到(dao)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)形態逐(zhu)漸涌現。分布式的(de)(de)(de)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)、氫能(neng)(neng)(neng)、頁巖氣、儲能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)大(da)(da)力發展(zhan)(zhan),極大(da)(da)的(de)(de)(de)改變(bian)了(le)傳統(tong)(tong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)生產格局(ju),電(dian)(dian)氣化(hua)、低碳(tan)化(hua)、清(qing)潔化(hua)成為主(zhu)要發展(zhan)(zhan)趨勢(shi)。在能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消費(fei)側(ce),用(yong)戶(hu)用(yong)能(neng)(neng)(neng)形式愈加多元(yuan),電(dian)(dian)動汽車普及率提高,家用(yong)電(dian)(dian)器類型多樣(yang),用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)用(yong)能(neng)(neng)(neng)需求也不(bu)(bu)再僅僅滿(man)足于(yu)基本使用(yong),而對能(neng)(neng)(neng)源(yuan)價格、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)穩定性(xing)、能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)(de)(de)清(qing)潔化(hua)水平有了(le)更(geng)高要求。
(二)先進的信息交互手段推動產生能源產消者
得(de)益(yi)于能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的數字(zi)化(hua)轉(zhuan)型,供需兩側的信息(xi)可以(yi)及(ji)時(shi)傳遞,能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的運行(xing)可以(yi)通(tong)過(guo)實(shi)時(shi)監控到的設備狀態進(jin)行(xing)有效調控。在可再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)技(ji)術可行(xing)性和先進(jin)數字(zi)技(ji)術成熟(shu)應用(yong)的基(ji)礎上(shang),能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)“產消者(zhe)”逐漸從虛擬(ni)走(zou)向現實(shi)。能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)“產消者(zhe)”是(shi)指(zhi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消費(fei)者(zhe)也可以(yi)同時(shi)是(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的生產者(zhe)。“扁平化(hua)”能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)(xi)統(tong)(tong),將引導電力(li)、天(tian)然氣(qi)用(yong)戶(hu)自主參(can)與調峰(feng)、錯(cuo)峰(feng),發展(zhan)分布式(shi)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)、虛擬(ni)電廠(chang),將用(yong)戶(hu)由(you)傳統(tong)(tong)的受能(neng)(neng)者(zhe)轉(zhuan)變(bian)為主動參(can)與能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供需平衡的供能(neng)(neng)者(zhe)。
以往的(de)單向(xiang)信息(xi)流動,需要向(xiang)雙向(xiang)互動拓展,系(xi)統的(de)響應速度(du)和(he)穩定性都面(mian)臨較大挑(tiao)戰。能(neng)源系(xi)統的(de)運行方式(shi)(shi),也將由集中式(shi)(shi)大能(neng)源網的(de)形態(tai)向(xiang)集中式(shi)(shi)與分布式(shi)(shi)可獨立、可互動的(de)形式(shi)(shi)變革(ge)。
(三)多主體的多維互動為能源系統的安全穩定帶來挑戰
隨著能源系(xi)統(tong)中的(de)(de)主體類(lei)型多樣,交(jiao)互(hu)效率和頻(pin)率提高,系(xi)統(tong)的(de)(de)傳(chuan)統(tong)運行模式和管理方式都將產(chan)生(sheng)顛(dian)覆性的(de)(de)變(bian)化,因此產(chan)生(sheng)了(le)以下(xia)幾個方面的(de)(de)不確(que)定因素。
系統(tong)控制策略(lve)的(de)(de)不確定性(xing)。由于(yu)源荷雙側的(de)(de)隨機性(xing)變化,以及多樣的(de)(de)交互方式,對系統(tong)的(de)(de)運(yun)行控制造成了(le)一定挑戰。
一是(shi)要(yao)及時響應(ying)終端用戶的多類型(xing)需求(qiu),比(bi)如電動(dong)汽車反送電、負荷(he)需求(qiu)響應(ying)等。二(er)是(shi)要(yao)面(mian)對(dui)高(gao)比(bi)例可再生能源(yuan)接入對(dui)系統(tong)造成的穩定運(yun)行(xing)壓力,精準實(shi)現負荷(he)匹配。三是(shi)要(yao)調動(dong)系統(tong)中(zhong)各類負荷(he)潛力,組織參(can)與(yu)調峰調頻等輔助服務(wu)交易(yi),對(dui)控制(zhi)策略設計的合理性、經濟性、有效性都提出了較高(gao)要(yao)求(qiu)。
系統(tong)(tong)(tong)設(she)備(bei)(bei)元件的(de)(de)(de)(de)不確(que)定性。隨(sui)著系統(tong)(tong)(tong)中(zhong)數字終(zhong)端、傳(chuan)感(gan)器等(deng)信息化設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)接入,在傳(chuan)統(tong)(tong)(tong)能源生產、傳(chuan)輸、控(kong)制等(deng)各級(ji)設(she)備(bei)(bei)基礎上,增加(jia)了(le)(le)更(geng)(geng)多元件變量造成的(de)(de)(de)(de)系統(tong)(tong)(tong)不穩定因素。一方面(mian),信息化設(she)備(bei)(bei)和智(zhi)能化技術的(de)(de)(de)(de)加(jia)入,增加(jia)了(le)(le)系統(tong)(tong)(tong)運行的(de)(de)(de)(de)復雜(za)性,同(tong)時也對人員操作的(de)(de)(de)(de)精準(zhun)、科學(xue)提出了(le)(le)更(geng)(geng)高的(de)(de)(de)(de)要求。
共(gong)(gong)享開(kai)放產生的(de)(de)安(an)全(quan)不確(que)定性。現代能(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)是與(yu)數(shu)字經濟技(ji)術充分融合(he)的(de)(de)智能(neng)系(xi)統(tong)(tong),因此開(kai)放協(xie)同(tong)的(de)(de)互聯網(wang)思維也(ye)將逐漸(jian)改(gai)變(bian)傳統(tong)(tong)能(neng)系(xi)統(tong)(tong)條塊分割、各(ge)(ge)自(zi)為政的(de)(de)問(wen)題。各(ge)(ge)能(neng)源(yuan)子(zi)類中的(de)(de)數(shu)據逐漸(jian)開(kai)放、各(ge)(ge)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)運行狀態(tai)將進行充分共(gong)(gong)享。但這同(tong)時也(ye)帶來能(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)信息安(an)全(quan)問(wen)題。能(neng)源(yuan)數(shu)據與(yu)社(she)會生產生活狀態(tai)緊密(mi)相關,數(shu)據泄(xie)露將造成嚴重的(de)(de)用戶隱私和(he)社(she)會公共(gong)(gong)混亂等問(wen)題。
因此在當前建設的(de)現代能源系(xi)統當中,要充分考慮能源系(xi)統的(de)信息安全問題,進行有效的(de)評(ping)估,并利(li)用合理的(de)手段進行防范。
二、能源系統和數字技術融合創造虛實互動的平行能源世界
物(wu)理(li)能源(yuan)(yuan)系統(tong)產生(sheng)的(de)諸多不(bu)(bu)確定性,是因為(wei)改變(bian)了(le)以往能源(yuan)(yuan)系統(tong)運行(xing)中信息(xi)不(bu)(bu)對稱情況,但仍是依靠(kao)物(wu)理(li)世(shi)(shi)界的(de)人為(wei)操作進行(xing)運行(xing)。平行(xing)能源(yuan)(yuan)世(shi)(shi)界中,智能化(hua)的(de)機器人、高(gao)性能計算機等,將成為(wei)和(he)現實世(shi)(shi)界緊密配合的(de)虛擬主體。這樣(yang)一來,傳(chuan)統(tong)的(de)生(sheng)產關(guan)系、生(sheng)產角色(se)會發生(sheng)變(bian)化(hua)。
(一)新型能源基礎設施構建學習型能源網
一是數(shu)(shu)據(ju)(ju)采集等基礎設施建設將實現能源(yuan)系統數(shu)(shu)字(zi)化。在能源(yuan)系統生產、傳輸、配置、利(li)用的全過程所涉及的設備和管網上,加(jia)裝傳感(gan)器、數(shu)(shu)據(ju)(ju)采集終端等,通過通訊網絡(luo)、數(shu)(shu)字(zi)處理平臺(tai)形成可供(gong)系統使用的數(shu)(shu)據(ju)(ju)資源(yuan)。
二是算法算力資(zi)源(yuan)(yuan)部署(shu)將推(tui)動能(neng)源(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)智能(neng)化。傳(chuan)統(tong)的能(neng)源(yuan)(yuan)網(wang)絡在(zai)融合(he)了(le)傳(chuan)感設(she)備、感應裝置(zhi)的基礎(chu)上,通過(guo)利(li)用人工智能(neng)、云計算、復雜(za)程(cheng)序、區塊鏈等(deng)工具庫開(kai)展移動應用、數據整合(he)、預測算法、集(ji)成運算等(deng)功能(neng),建設(she)各能(neng)源(yuan)(yuan)用戶端的學習、思維、交流能(neng)力及其之(zhi)間(jian)相互連接的網(wang)絡。
學習型(xing)能(neng)(neng)源(yuan)網(wang)以用戶為主,實現(xian)人、機(ji)、網(wang)合一,能(neng)(neng)源(yuan)消費(fei)不僅(jin)是用戶主體(ti)(ti)與能(neng)(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)客體(ti)(ti)的(de)互動(dong),也是用戶借助智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)能(neng)(neng)源(yuan)工具庫實現(xian)新的(de)智(zhi)(zhi)慧能(neng)(neng)源(yuan)互動(dong),解決(jue)各種(zhong)能(neng)(neng)源(yuan)生產(chan)、供應(ying)、消費(fei)、風險管理運行(xing)問題。
三(san)是(shi)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)機(ji)器的(de)應(ying)用推動(dong)未來能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)實現(xian)虛實互(hu)動(dong)。在能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)具備了基本的(de)數(shu)據(ju)采集、傳(chuan)輸、處(chu)理(li)等基礎設(she)備以及高(gao)性(xing)能(neng)(neng)的(de)運算分(fen)析資源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)基礎上,逐步建立(li)和物理(li)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)世界(jie)相對應(ying)的(de)數(shu)字孿生(sheng)世界(jie)。利用機(ji)器人、智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)設(she)備處(chu)理(li)現(xian)實能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)中不定性(xing)、多樣性(xing)、復(fu)雜性(xing)的(de)問題,實現(xian)“小數(shu)據(ju)”導成(cheng)“大(da)數(shu)據(ju)”,再把“大(da)數(shu)據(ju)”煉(lian)成(cheng)“小智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)”,賦予能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)系(xi)統(tong)操作者真(zhen)正的(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)。
這樣一(yi)來,就形成一(yi)個人(ren)機結合、虛實(shi)一(yi)體的(de)平行能(neng)源(yuan)世界(jie)。智能(neng)機器人(ren)將(jiang)成為平行世界(jie)中的(de)能(neng)源(yuan)系(xi)統工(gong)作者(zhe),與現實(shi)中的(de)操(cao)作人(ren)員形成智能(neng)化(hua)互動、精(jing)準化(hua)預(yu)測和(he)科學化(hua)決策,真正實(shi)現能(neng)源(yuan)系(xi)統中的(de)多(duo)主(zhu)體、多(duo)要素有序高效運轉。
(二)能源數字交易體系推動還原能源商品屬性
市場各主體通(tong)過(guo)能(neng)(neng)源(yuan)數字(zi)交易平臺(tai)(tai)實(shi)(shi)現(xian)(xian)可靠交易。借助于數字(zi)經(jing)濟技(ji)術,傳統能(neng)(neng)源(yuan)由于其獨特的資源(yuan)屬性而存在的行(xing)業交易壁壘將(jiang)逐漸被打破,信息將(jiang)實(shi)(shi)現(xian)(xian)有效(xiao)流(liu)通(tong),能(neng)(neng)源(yuan)將(jiang)回(hui)歸(gui)一般(ban)商(shang)品(pin)的屬性。能(neng)(neng)源(yuan)數字(zi)交易平臺(tai)(tai)通(tong)過(guo)提(ti)供實(shi)(shi)時流(liu)動的供需信息,也將(jiang)各主體的操作行(xing)為透(tou)明地展現(xian)(xian)在平臺(tai)(tai)上(shang),有效(xiao)解(jie)決交易市場中信息不對稱問題(ti),實(shi)(shi)現(xian)(xian)快速(su)發現(xian)(xian)價格并(bing)自(zi)動觸發交易。同(tong)時利用(yong)先(xian)進數字(zi)智(zhi)能(neng)(neng)技(ji)術,解(jie)決智(zhi)力(li)不對稱問題(ti)。
在交(jiao)易(yi)平臺中,通過能(neng)源數據的(de)(de)共享,實現高精度(du)的(de)(de)能(neng)源價格預測(ce);通過區塊鏈(lian)加密技術,保障能(neng)源交(jiao)易(yi)過程的(de)(de)可(ke)靠可(ke)信;通過人(ren)工(gong)智能(neng)、深度(du)學習等基于海(hai)量數據的(de)(de)智能(neng)算法,為交(jiao)易(yi)雙(shuang)方提供個(ge)性化、多樣(yang)化的(de)(de)交(jiao)易(yi)策略(lve)選(xuan)擇(ze)。
三、能源數字經濟推動業態及模式創新
(一)企業在市場中的定位將產生變化
交(jiao)易(yi)成本經濟(ji)學認(ren)為,由(you)于(yu)物(wu)質資產(chan)具有不(bu)同程度的專用性,以及(ji)物(wu)質資產(chan)的所(suo)有者之間(jian)(jian)存在(zai)信息不(bu)對稱等原因,使得不(bu)同所(suo)有者之間(jian)(jian)的交(jiao)易(yi)存在(zai)著機會(hui)主(zhu)義的風(feng)險,而企業能夠通過內部組織和內部協調等方(fang)式來減少這一缺(que)陷。
在(zai)信息不對稱(cheng)的(de)(de)時代,企業(ye)(ye)成為(wei)保(bao)(bao)障(zhang)社會可重復博弈(yi)的(de)(de)有效載(zai)體,但是數字經濟時代,隨著(zhu)區塊(kuai)鏈等(deng)相關技術(shu)的(de)(de)發展應用,市場(chang)中的(de)(de)交易(yi)行為(wei)以(yi)及(ji)企業(ye)(ye)生產(chan)環節的(de)(de)安全控制(zhi),都(dou)可以(yi)依托技術(shu)進行保(bao)(bao)障(zhang),社會聲譽機制(zhi)建設的(de)(de)主(zhu)要主(zhu)體角色也(ye)將逐(zhu)漸(jian)由企業(ye)(ye)轉變為(wei)各類組織(zhi)或者(zhe)獨立個體。企業(ye)(ye)傳統的(de)(de)功能將逐(zhu)漸(jian)弱化(hua),未來市場(chang)中,各類平(ping)臺(tai)將承擔起資源有效調配、推進合作(zuo)與共贏、敏(min)捷創(chuang)新的(de)(de)角色。
(二)數字能源成為能源業態創新新動能
數字能(neng)(neng)(neng)源依據(ju)其(qi)虛擬(ni)化(hua)(hua)、平臺(tai)化(hua)(hua)、生態化(hua)(hua)的(de)(de)特征,使得能(neng)(neng)(neng)源能(neng)(neng)(neng)夠進行跨越時(shi)間和(he)空間的(de)(de)控制、管理(li)和(he)交易,最大化(hua)(hua)地保障價值向(xiang)需要它的(de)(de)方向(xiang)流動。平臺(tai)的(de)(de)構建,將(jiang)(jiang)推動能(neng)(neng)(neng)源生產消(xiao)費環節的(de)(de)多主(zhu)體按照有(you)效(xiao)規(gui)則參與市場活動。能(neng)(neng)(neng)源系統(tong)將(jiang)(jiang)由單一能(neng)(neng)(neng)源發展模式(shi)向(xiang)綜(zong)合能(neng)(neng)(neng)源發展模式(shi)轉變(bian)(bian),集中(zhong)式(shi)能(neng)(neng)(neng)源系統(tong)向(xiang)集中(zhong)式(shi)與分(fen)布式(shi)相協調轉變(bian)(bian)。
能(neng)源(yuan)經(jing)濟產業體(ti)(ti)系,將通過數字能(neng)源(yuan)的運轉,實現“能(neng)源(yuan)+綠(lv)色產業鏈(lian)”發展模(mo)式,各類主體(ti)(ti)能(neng)夠共(gong)同參與并(bing)實現能(neng)源(yuan)資源(yuan)的高效調配(pei),依靠多產業融合實現價值增長(chang),共(gong)享現代能(neng)源(yuan)體(ti)(ti)系發展帶來的綜合效益。
(三)進一步發揮能源企業“民生”屬性
開放的(de)(de)(de)市場(chang)環(huan)境以及先進(jin)的(de)(de)(de)數(shu)字(zi)智(zhi)能技術,將能源(yuan)數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)行業節(jie)點作用(yong)(yong)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui),通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)進(jin)一(yi)步(bu)洞察用(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)用(yong)(yong)能需求,以及行業的(de)(de)(de)發(fa)展趨勢。進(jin)而結合金融、交(jiao)通(tong)、公共(gong)服務(wu)等領域,設計更符合用(yong)(yong)戶用(yong)(yong)能習慣(guan)、滿足多(duo)樣化用(yong)(yong)能需求的(de)(de)(de)產(chan)品服務(wu)。同時在農村等經濟(ji)條件較為落后的(de)(de)(de)地區,發(fa)揮(hui)能源(yuan)數(shu)字(zi)經濟(ji)作用(yong)(yong),創新商(shang)業模式(shi)、創新產(chan)業業態,提供均等化的(de)(de)(de)能源(yuan)服務(wu),縮減“數(shu)字(zi)鴻溝(gou)”,讓數(shu)字(zi)經濟(ji)發(fa)展的(de)(de)(de)紅利進(jin)一(yi)步(bu)向普通(tong)大眾(zhong)的(de)(de)(de)生活中滲透。
四、結論
能(neng)源(yuan)數字經(jing)濟不是簡單(dan)的(de)(de)數字技術為能(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)賦(fu)能(neng),而是將一種新(xin)(xin)的(de)(de)發展理念、新(xin)(xin)的(de)(de)要素(su)組成方式、新(xin)(xin)的(de)(de)市場交易規則(ze)引入現有的(de)(de)能(neng)源(yuan)體系(xi)(xi)中。由此(ci)對能(neng)源(yuan)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)運(yun)行模(mo)式和治理體系(xi)(xi)都(dou)帶(dai)來了(le)挑戰。
而這(zhe)樣的(de)挑戰(zhan),將推(tui)進能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)更(geng)貼近民生,能(neng)(neng)源(yuan)市場中將涌(yong)現更(geng)多的(de)新業態(tai)、新模式。這(zhe)樣的(de)能(neng)(neng)源(yuan)數(shu)字(zi)經(jing)濟時代,才能(neng)(neng)將現代能(neng)(neng)源(yuan)體系(xi)的(de)建(jian)設成效(xiao)惠及社會,充分實現能(neng)(neng)源(yuan)革(ge)(ge)命和數(shu)字(zi)革(ge)(ge)命深度融(rong)合的(de)目(mu)標(biao)。