文章導讀

能源互聯網的建設不僅需要技術手段的支撐，更需要以價值為驅動激活各方主體參與，打造互惠共贏的能源生態圈。為此，本文從能源、信息和制度經濟學的視角出發，深入分析能源互聯網的價值創造機理、業態創新范式和發展戰略選擇。

摘要

首先，剖析了能源互聯網的價值創造機理，其本質是以多能融合突破孤立系統的邊界，從而顯著擴大資源優化配置的空間；通過信息技術使得能源系統更加有序，進而促進能源系統的“熵減”；通過能源互聯網平臺釋放范圍經濟的巨大紅利。其次，設計了基于共享經濟機制、降低交易成本、激勵共享共贏的能源互聯網價值分配機制，謀劃了能源互聯網支撐智慧城市發展、支撐綠電追蹤、支撐能源消費節能降耗、提升工業資產利用率、助力政府治理的新業態。最后，策劃了以再電氣化為核心目標、基于價值公平分配的數據共享、以數字孿生為平臺的人工智能、以負荷調度替代需求側響應、基于共享經濟的能源互聯網市場機制的發展戰略。

引言

隨著研究的不斷深入，國內對能源互聯網的定義不斷擴充完善，目前的主流觀點認為：能源互聯網的價值及新業態不斷發掘和涌現，在“新型能源體系論”基礎上，其定義擴充為“一種新的能源經濟業態”，基本架構由“能源系統的類互聯網化”和“互聯網+”組成，包括多能協同的能源網絡、信息融合的能源系統和創新模式的能源運營三個層級，是互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態。

圖1 能源互聯網概念內涵演變

目前對能源互聯網的價值來源的研究有三個角度：一是從能源轉型戰略的角度，二是從能源產業鏈的角度，三是從需求滿足的理論角度。

對于能源互聯網的價值創造機理，現有研究探討可以分為三類：第一類立足能源互聯網物理系統層面展開，包括多種能源互補和能源集成優化；第二類側重于能源互聯網信息技術層面的分析，包括能源互聯網數據的交互、共享與挖掘；第三類著眼于能源互聯網融合創新層面。

現有文獻對能源互聯網的業態創新的主要觀點包括四個維度。一是促進能源系統清潔低碳化的業態創新，涉及綠色產能和綠色用能兩方面。二是提升能源轉換及利用效率的業態創新，涉及分布式能源、用戶側儲能和園區綜合能源等。三是優化能源市場資源配置的業態創新，包括市場體系的完善和市場形式數字化。四是協助能源規劃及社會治理的業態創新，涉及能源規劃、城市管理和社會決策。

當前，能源互聯網已從探索階段進入全面發展時期，迫切需要系統性地理解能源互聯網的價值創造機理、業態創新范式和發展戰略選擇。

1、能源互聯網價值創造

1.1 能源互聯網促進了能源系統的“熵減”

能源互聯網通過多能源融合打破了單一能源系統的封閉性，降低了熵增速度。

儲能技術使得原本要耗散的能源被存儲起來，避免了由于供需不匹配而產生的能源浪費進而降低了熵增的速度。

以低碳能源替代化石能源，減少溫室氣體排放。

使用數字技術極大地降低了能源系統的信息熵，使得能源系統變得更加有序，降低了能源耗散，進而降低熵增。

1.2 能源互聯網將支撐新能源的匯聚、傳輸和存儲

實現“雙碳”目標的重要途徑之一是構建新型電力系統，未來能源供給中新能源發電起重要作用，電網是電能匯聚、傳輸、配送的平臺，儲能則是應對新能源發電與電力需求空間與時間上不平衡的關鍵手段，將成為能源互聯網的重要環節。能源互聯網將以成熟的輸配電網作為新能源輸送的載體，實現新能源的聚集、傳輸和配送。

1.3 多能融合的本質是實現了資源在更大范圍內的優化配置

在能源供給與需求側，不同能源之間互相替代，以競爭的方式提升了能源供給與需求的彈性。能源的梯級利用也極大提升了一次能源的利用效率。不同能源的供需時序差異性形成了彼此之間的強烈互補協同效益。從經濟學的角度，多能融合本質是實現了不同能源市場之間的開放，通過能源消費者在不同市場上跨品種、跨區、跨期的交易和套利行為，實現了多能源市場在空間和不同時間尺度上的市場均衡，必然提升能源資源在更大時空范圍內的優化配置水平。

1.4 數據技術使得能源系統變得更加有序、協同、智慧

第五代移動通信（5G）、物聯網、人工智能、云計算、區塊鏈、數據中心等數據技術賦予了能源生產、傳輸、存儲與消費各環節的智能化。這種智能化的本質是能源系統的各要素不但產生功能，而且也提供表征其功能的數據；由于數據之間的交流，實現了各要素之間的協同，通過協同產生了自組織、自趨優、自適應的功能。數據就像語言一樣，使得各要素之間能夠對話，從而使得整個系統變得更加有序、協同。人工智能使得人類從物理機理認知世界走向利用大數據認知世界， 能源系統變得更加智慧。

1.5 源網荷儲高度協同開創了新型電力系統運行的新模式

新型電力系統中新能源發電占重要地位，新能源在不同時間尺度和更大空間范圍內的不平衡需要“荷隨源動”與大規模儲能互動的新型電力系統運行方式。新型電力系統的調度也不再僅僅是調度電源，而將以負荷與儲能調度開啟新型電力系統源網荷儲全面、精準互動的新模式。

1.6 能源互聯網將獲取互聯網經濟的巨大紅利

互聯網豐富與發展了傳統微觀經濟學的理論與方法，催生了互聯網經濟。在互聯網上，經濟主體通過互聯網進行生產、交換、分配、消費等經濟活動，互聯網不僅為經濟主體提供了交易活動所依賴的決策信息，而且提供了交易的平臺。在這一平臺上：

所有生產與消費的市場主體聚集在一起，便構建了傳統經濟學認為最理想的完全競爭市場

需求的種類、數量、品質直接牽引著生產者，避免了“蛛網振蕩”的供需平衡方式

通過遠期電子化的市場交易，可以穩定經濟主體對商品價格的預期，確保經濟活動的平穩性

支撐市場主體決策的外部信息獲取與加工的共享化，可消除由于外部信息不對稱而產生的市場主體決策的差異性，確保外部信息獲取的公平性

可創新以互聯網為紐帶、產權分離、使用權共享的企業

區塊鏈構建了去中心化的信用體系，不可更改的歷史信用記錄，極大地降低了經濟主體違約的風險與由此產生的成本

以經濟實體的用電量反映微觀經濟活動規律，為政府制定宏觀經濟政策和產業政策提供科學依據，消除了政府治理過程中可能存在的信息不對稱

2、能源互聯網業態創新

2.1 能源互聯網開創了市場高效交易的新業態

能源互聯網企業將以市場方式配置資源，建立起以電力市場為主的能源市場體系。新型電力系統決定了電力市場在整個能源市場中的主導地位。能源互聯網以數字技術消除市場競爭中的信息不對稱，能源互聯網能夠全面提升能源經濟系統的彈性，以此更加高效地實現資源配置。

2.2 能源互聯網開創了價值公平分配的新業態

能源互聯網之所以能夠吸引各市場主體的不斷加入并共享信息，是因為各主體能夠公平獲取資源優化配置與信息共享所產生的價值。

2.3 能源互聯網開創支撐智慧城市的新業態

智慧城市是利用各種信息技術將城市的系統和服務集成貫通，進而提升資源運用的效率、優化城市管理和服務、改善市民生活質量。能源互聯網對智慧城市的主要支撐之一是利用能源互聯網采集能源信息的通道，傳輸其他的信息，從而降低了獲取其他信息的成本，產生了通道的共享效益。

2.4 能源互聯網開創支撐綠電追蹤的新業態

能源大數據內隱藏著新能源生產、傳輸與消費的軌跡。如圖2所示，電表精準記錄了新能源發電，綠電市場記錄了新能源生產與消費之間的交易，綠證市場記錄了綠證在不同企業之間的轉移，據此則能夠追蹤企業產品的綠證擁有量，實現了能源大數據支撐新能源全過程的追蹤，能夠精準地描述各中間或終端產品消費新能源的比例，從而獲得反映產品競爭力的綠色指標。

圖2 能源互聯網支撐綠電追蹤

2.5 能源互聯網開創節能降耗和提質增效的新業態

能源互聯網企業通過物聯網獲得了用戶生產過程的用電信息后，應建立用戶用能行為的研究中心，開展診斷服務，可以通過比對同類用戶的用能效率，給出提升能效的關鍵環節。能源大數據能夠分析企業所有設備的利用率，幫助企業家了解生產的進度，幫助企業家獲得各設備的實時利用率，幫助企業家了解設備的投資效果。

2.6 能源互聯網開創助力政府治理的新業態

能源大數據反映了整個城市能量流，表征了能源生產、傳輸與消費。能源消費的地理位置反映了社會活動的空間特征，能源消費的密度反映了工業生產的布局和居民區的分布視圖，支撐未來城市發展合理布局的決策。能源消費的時變特性反映了社會與生產活動的時序性。

3、推進能源互聯網建設的戰略

實現能源互聯網的價值與業態創新迫切需要科學地制定發展戰略。能源互聯網的主要定位應該是再電氣化、能源數據共享化、城市低碳化、電網智能化、用電智慧化、交易市場化。

再電氣化是能源互聯網建設的驅動力

以價值公平分配機制激勵能源生產、傳輸、消費的全面數據共享

構建基于數字孿生的人工智能平臺

以數字技術推進能源互聯網智慧化

用電側被動需求響應走向負荷精準調度

構建基于數據技術與共享經濟的市場機制

躍中1，夏清2,3*，張鵬飛4，譚振飛3，劉宇塵3，孫冰瑩5，汪洋5 

（1．國網上海市電力公司；2．清華四川能源互聯網研究院；3．清華大學電機工程與應用電子技術系；4．國網上海市電力公司電力科學研究院；5．北京清能互聯科技有限公司）