全能型班组:城市能源互联网与电力班组升级
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三、以城市能源互联网建设推动能源服务商角色转型

面对外部环境的压力,内生发展的需求,同时肩负国家电网的指令和天津市政府的相关要求,这些都不得不促使电力公司思考,如何转型升级,如何应对不确定性的外部风险,如何在日益激烈的电力市场环境中屹立潮头。

(一)环境压力迫使电力公司转型升级

在工业时代,信息不对称,资本分散,资源有限,对于能源的开发、输送、配电和售电的整个环节需要有较强实力的单位来统一完成,所以传统的电力公司承担发输配售用的各类角色。

由于身兼多重角色,而且一直处于卖方市场,能源供给商拥有市场上绝对的话语权,这必然导致能源开发能力不足、输送效率较低、能源供给和电能转化不足。而近些年来,随着分布式能源的演进、市场化程度的提升、新型技术因素的推动,全球各大电力公司纷纷面临着亏损、转型、解体和破产的压力,而这些环境压力,主要来自以下几个方面。

1.城市能源需求面临持续挑战

随着城镇化进程的推进和城市居民经济活动的增加,城市地区的能源和碳足迹将不断增长。根据IEA(国际能源署)预测,到2050年世界城市一次能源消费需求将比2013年水平增加70%,碳排放将增长50%。

特大型城市本地能源资源匮乏,是典型能源输入型地区,主要依靠跨域平衡实现能源供需匹配。2015年,新加坡、天津等城市能源对外依存度分别为99%、70%。

此外,城市环境容量有限、经济相对发达,政府和各利益相关方对于推动电动车、智能建筑、可再生能源、电能替代等技术应用及相关政策机制创新积极性高、成本负担能力强。

这些都为城市能源供应商的转型提供了外部驱动力。

2.技术升级对于城市能源供应商带来的机遇

作为配网拥有者的电力公司,在思考转型升级时,更侧重于智能配电网延伸的理念,通过利用柔性直流技术升级改造现有配电网,建设拓扑灵活、潮流可控的多源协同主动配电网,支持高渗透率分布式能源的灵活接入和充分消纳,实现与智能微电网的协同互动,提高用户的电能智能和供电可靠性。

此外,为了消纳更多的能源类型,天津电力公司在中新天津生态城智能电网综合示范项目中,综合各种形式可控负荷,实现不同类型的能源转换、不同能源承载方式转换的多能互联能源网络,实现信息能源深度耦合,同时探索能源运营的创新模式。

为有效应对全球能源互联网的趋势,电力公司以城市能源互联网为纽带,实现清洁能源全消纳,并开展分布式电源即插即用、三联供、智能用电互动、配用电大数据公共服务、电动汽车充电服务等为主题的多种能源服务内容,构建高密度能源流、高互动信息流、高实时业务流的能源互联和智慧公共服务两大网络。

正是技术创新及成本的降低,加速了智能电网技术和分布式能源的推广应用,例如,可再生能源、需求响应、能源效率、能源存储及电动汽车等。在多种市场行为的交互作用与电力和信息双向流动的影响下,配电网将会成为相互关联的智能互动平台。为此,天津电力公司加大电网投资、提高经营支出,将分布式资源整合起来,并打造中新天津生态城智慧电网项目。

3.多重身份促使城市能源供应商更加直面竞争

新技术让消费者成为电力生产领域的积极参与者,或者可以称他们为身兼能源消费、生产和贸易多重角色为一身的“产销者”。因此,电力公司应该把消费者放在公司运营的核心位置。同时,新的创新型服务提供商也将进入市场,从而使电力公司面临更为激烈的竞争。

(二)前、后端联动奠定成功转型基础

与煤炭、油气时代的能源转型不同,以电力为核心的新一轮能源革命,行业格局的变化更为复杂深刻,能源供应必须保证安全、可负担、可持续。城市能源互联网正是基于这一愿景而诞生的。未来,随着客户对于用能服务的需求逐渐提升,电力公司应致力于搭建产业共生平台,重构商业模式,实现在全球能源互联网进程中的华丽转型。

1.打造新型“数字化平台”

首先,从战略上要考虑自身的数字化,建设“数字化能力”,将自身业务流程数字化,从内部着手提高运营效率,进而在外部业务领域充分应用移动互联网等数字化智能设施。在其他城市,很多城市公司还缺少这种数字化平台,这就为电力公司转型抢占了先机。

其次,要注重培养引进新型人才,在转型过程中,既有人才曾经擅长的技能可能遭到淘汰,数字化与能源服务相结合的复合行为需求会日渐增多,未来竞争优质能源用户入口的企业将体现出“比特管理瓦特”的人才特征,并分布于需求侧响应、分布式能源、储能等技术领域。

同时,商业模式、生产系统也至关重要。公司管理层更需拓宽视野,提前谋划创新的商业模式——由全新的商业伙伴组成的生态系统,来改变传统的盈利模式。可供参考的是其他行业已经发生的共享经济模式,改变过去收取固定服务费,或者是卖产品的思维模式,比如,交通运输行业的Uber,酒店业的Airbnb。

从能源商业模式来看,让消费者这一侧能够体会到更加个性化、更加便利的服务,同时在能源供给端,又能找到众多比较稳定的供应,而不是仅由一家来集中式提供能源,就能实现共享经济的模式。在欧洲、美国,已经有很多公司瞄准分布式能源的巨大商机开发新的商业模式。比如,在德国的一些风电场和光伏电站,通过众筹模式,让能源消费者同时也变成投资者和生产者,以这样的模式拓宽了传统电力公司的融资和盈利渠道。

2.构建开放平台满足用户体验

电力将成为未来能源的核心,比特化的智能电网,必将给电力用户带来更美好的生活。城市能源互联网如何体现清洁绿色的特色,需要电力公司在提升消费者体验方面做出努力。

对于电力公司而言,过去提倡的以客户为中心理念,只能够保证客户接入电网,以及稳定可靠供电。现在,消费者的预期已经高出很多:一是很高的用电经济性诉求,需要保证消费者以最实惠的价格买到同样质量的电,这就会催生相关的比价平台。二是消费者体验,消费者需要极简风格的应用界面,相关服务使用起来毫不费力、轻松随意。

一项全球研究显示,电力公司转型成功的方案至少应包括两个方面。

一方面在前端,电力公司成为一个输配电平台的集成服务商、优化商,由电网来统筹所有的输配售电服务,提供一站式服务,让用户能够以极简的消费体验,得到更优质的能源服务。这种平台化将导致传统线性的能源产业链重组为多边关系的价值网络,供应商与用户往往同时具有生产、消费、销售多重角色。

另一方面在后台,电力公司可以通过与生态圈伙伴合作,利用大数据分析技术,通过研究用户用能的消费习惯,为细分客户提供优质服务进行开放式开发。在具体操作上,电力公司一定不能闭门造车,而应该提供开放式接口,以方便用户在需要时,与互联网公司、电信公司、智能家居公司、插电式电动汽车网络、屋顶光伏网络等系统无缝链接。否则,如果让其他领域的公司为用户提供了更好的、替代性的互联用能体验,也会对电力公司形成潜在的威胁。

(三)电力公司角色转型升级的四个方向

在城市能源互联网背景下,商业模式多种多样,前文提到的众多商业模式包括售电服务、配网服务、城市调度服务、城市电力交易服务、城市监控及运维服务、用能解决方案供应、智慧能源公共云服务、污染物排放交易服务、电力信号传输服务、数据服务等。

其中有些商业模式适合于创业型公司,有些商业模式适合传统电力公司转型。经过深入研究,电力公司选定了四条角色转型的道路,分别为城市综合能源供应商、一体化用能解决方案供应商、智慧城市系统方案供应商、城市能源互联网系统构建者。

针对城市综合能源供应商的角色,也可以将电力公司定义为电能生态系统构建者,在天津市配网范围内,通过清洁能源和分布式能源的建设,实现电能替代、电热替代、电油替代。同时结合风能、光伏发电、生物质能等多种能源技术,构建分布式电网系统。而随着储能技术的推进,电力公司将不断拓展电动车业务,从而实现城市能源智慧供应。

作为一体化用能解决方案供应商,电力公司着手构建居民用电服务平台,同时结合电力市场化改革,构建电力交易中心。此外,为有效提高能源效率,构建碳排放交易中心。而作为一体化用能解决方案供应商,电力公司也将构建O2O模式的一体化数字化服务平台,实现营销体系变革升级。

作为智慧城市系统方案供应商,电力公司将通过大数据、移动终端、物联网、云技术、人工智能等手段,构建起城市智能电网。而智慧电网中,通过无人机、智能机器人、云平台、调度中心的方式,可以构建基于安防、交通、卫生、能源等各个维度的智慧城市,实现由智慧能源转型为智慧城市。

城市能源互联网系统构建者则要求电力公司以服务城市为原则,通过开放互联的方式,将特高压、直流电、交流电、微电网、分布式能源等多种方式构建为整体的城市能源互联网。

1.电力公司实现城市综合能源供应商转型

综合能源服务有两个含义:一是综合能源,涵盖多种能源,包括电力、燃气和冷热;二是综合服务,包括工程服务、投资服务和运营服务。综合能源服务包含三要素:资金、资源和技术。在第三次工业革命浪潮下,新能源和互联网的融合将从根本上改变能源生产和利用方式,能源供应将向分散生产和网络共享的方式转变。综合能源服务商是能源供应商未来的发展趋势,在分布式这种多能源联供的项目助力下,未来综合能源服务商可以为用户实现从需求到立项再到管理的一站式综合服务,用户只需借助一个综合能源服务商,即可获得所需的天然气、电、热、冷等能源供应。传统的电力公司必须逐步转变为综合能源服务运营商。

传统能源产业包括电力企业、燃气企业、设备商、ESCO(节能服务公司)、系统集成商及专业设计院都在策划综合能源服务转型,导致综合能源服务产业竞争激烈。

综合能源服务公司的核心竞争力,主要有两方面:一是在收益来源方面。收益来源体现在三个要素:电源、配网和大用户;二是获利能力方面。获利能力体现在三个要素:技术、资金和资源。首先,技术层面需要突破,包括负荷预测、运行优化等技术能力;其次,资金方面需要稳定的融资平台和融资渠道;最后,资源方面需要掌握园区等用户,或与上下游的电力、燃气或热力相互联系。

在进一步梳理综合能源业务模式后构建的综合能源服务的理想盈利模式中,除了产业链和业务链的构建之外,其盈利主要来自四个方面:一是潜在的收益来源,包括土地增值和能源采购,这种模式主要应用于园区。土地增值方面,主要体现在入驻率上升、开工率上升和环境改善。能源采购方面,主要体现在园区用能增加,电力、燃气及LNG(液化天然气)的议价能力提高;二是核心服务,包括能源服务和套餐设计,能源服务方面,主要体现在集中售电、热、水、气等能源上节约成本,而套餐设计方面主要体现在综合包、单项包、应急包和响应包;三是基础服务,即能源生产,包括发电和虚拟电厂,发电方面主要体现在清洁能源发电和可再生能源发电上,若自用电比例越高,收益越好,而虚拟电厂方面主要体现在储能、节能、跨用户交易和需求侧响应;四是增值服务,包括工程服务和资产服务,工程服务方面主要体现在实施平台化和运营本地化上,而资产服务体现在设备租赁、EMC(合同能源管理)和碳资产上。整个综合能源服务可看作一种能源托管模式。

2.电力公司实现一体化用能解决方案转型

一体化解决方案是以客户的消费需求为中心,为客户提供“一站式”服务。是现代商业服务的必然产物,在不同的行业中整体解决方案的形式就不一样。但其宗旨都是一样的——以消费需求为中心。

“配售一体化+能源综合服务”是最受益的业务模式。在售电侧和配电网同时放开的情况下,电力公司同时拥有配售电业务,并且能为园区内电力用户提供增值能源服务的公司将深度受益。负责园区售电业务可以直接从市场化的协议购电或集中竞价交易中获取发电侧和购电侧之间的价差利润,同时还可获得园区内各电力用户的电力需求数据,是用户数据的第一入口。更为重要的是,以用电数据为基础,为用户提供能效监控、运维托管、抢修检修和节能改造等综合用电服务,可以有效地提高用户的用电质量,并增强客户黏性,同时从盈利能力更强的服务类业务中获得更多的利润。

3.电力公司实现智慧城市系统方案供应商转型

作为智慧社区、智慧交通、智慧能源系统方案构建者,可以采取天津中新生态城的具体模式。

符合能源互联网与智慧城市理念的天津中新生态城是目前全世界范围内覆盖面积最大、建设功能最齐全的综合示范工程之一,涵盖了发电、输电、变电、配电、用电、调度等电力系统生产全过程,以及通信信息网络平台,包括分布式电源接入、微电网及储能系统、智能小区、智能园区、电动汽车、智能变电站、配电自动化、智能营业厅等12个子项,构建了优质清洁、安全可靠、高效互动的能源供应体系和服务体系。

作为能源互联网与智慧城市结合的综合示范工程。天津电力公司中新生态城缓解了石化能源供需紧张、单一煤炭发电的局面和应对气候变化的压力,使智慧城市更清洁。形成新型供用电关系,改变以往被动用电的模式,与电网企业实现实时互动,创造舒适、安全、便捷、高品位的生活环境;使运行成本大幅降低、峰谷差缩小、电网的冗余建设投资减少,提高电网设备的经济运行效率,提升了企业形象。天津中新生态城工程能复制、能推广、能实行,为能源互联网、智慧城市建设积累经验。工程实施后供电可靠性达到99.999%,电压合格率提高到100%,平均停电时间由原来的20.7分钟缩短到5.26分钟,居民用电的可靠性和生活品质都有所提升。智能小区和电力光纤到户,实现用户与电网的双向互动,支撑三网融合,实现智能家居的自动控制,让生活更便捷、更经济。

天津中新生态城永定洲电动汽车充电站满足生态城内电动汽车快、慢速充电的需求,充电桩、充电站、换电站等设施也为电动汽车的发展提供了基础保障。各种新技术的应用,使智慧城市居民享受到高科技发展带来的便利。

4.电力公司实现城市能源互联网系统构建者转型

融合国家电网的全球能源互联网,电力公司要成为其中的一个部分,为特高压输电系统、智能变电系统、智慧配电网体系建设贡献自己的力量。