我国能源互联网产业发展形态与路径分析研究.docx

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1、我国能源互联网产业发展形态与路径分析研究能源互联网是实施能源革命战略、推动能源转型的重要工作之已实现从技术到系统再到产业的跨层面、多维度发展，然而涉及技术、政策、商业等领域且覆盖面较宽，加大r理论探讨产业内部复杂协调关系的难度。中国工程院院刊中国工程科学2024年第3期发表清华大学电机工程与应用电子技术系张绚副研究员研窕团队的我国能源互联网产业发展形态与路径分析研究一文。文章辨识r能源互联网的技术、系统、产业三重指代含义，提出了能源互联网产业的技术机制-模式分析模型以及合理简化的“吊钟”模型，归纳出模式探索型、政策引导型、技术研发型、模式成熟型、政策缺位型、技术优势型等能源互联网产业发展形态以

2、及相应的产业实践案例。在此基础上，应用“吊钟”模型分析了我国能源互联网产业发展的可行路径，市点讨论了可再生能源产业、电动汽车产业、氢能产业的发展案例，提出了技术补强、机制补强、模式补强等具体发展路在建议。相关研究结果有助于深入理解我国能源互联网产业发展逻辑，可为深化能源互联网应用探索、壮大能源互联网发展规模提供有益参考。一、前言2014年，我国能源革命战略启动实施，对能源产业、相关经济社会发展作出总体安排,兼顾经济发展、环境治理、社会进步等方面。在推动能源转型过程中，能源互联网获得高度关注并被寄予厚曳，从2013年学术界广泛讨论相关概念开始已发展超过10年，实现了从虚拟概念到技术形态再到产业发

3、展的重大转变。2020年，碳达峰、碳中和（“双碳”）成为国家重大战略目标，要求筑牢经济高质量发展的物质基础，同步推进生态文明建设。能源是相关建设工作的动力来源，关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见（2023年）进一步将“双碳”目标与能源革命方向统一起来。我国能源互联网的发展方向，与当前能源产业发展趋势、能源革命提出的未来能源发展目标高度一致，如建立多元供应体系，加强能源输配网络和储备设施建设，形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源“多轮驱动”发展格局。能源互联网覆盖面较宽,相关研究涉及技术、政策、商业等领域。前期研究侧重概念研讨，认为需要从技术、政策、商业等角度共同发力；随后的深化研究多为

4、细分领域的具体问题探讨，而未涉及跨领域的互动关系剖析。这是因为，随着相关研窕的深入，客体及其关系变得更为复杂，不易聚焦且较难入手讨论。为此，本文着重进行同时涉及技术、政策、商业3个领域的综合性研究，剖析能源互联网产业在技术发展、政策机制、商业模式3个层面上的互动关系；构建能源互联网产业形态分析模型，结合我国能源互联网建设的经验和教训，阐明能源互联网产业发展中3个层面要索的相互促进与制约关系;进而把握能源互联网产业发展规律,提出能源转型进程中推动能源互联网产业发展的路径建议.二、能源互联网的含义与产业形态分析模型（一）能源互联网的三重指代含义能源互联网经历了4个发展阶段：概念孕育阶段（1970-

5、2003年）、初步研究阶段（20042013年）、启动建设阶段（20142015年）、实质性推进阶段（2016年至今）。在各阶段中，能源互联网的含义在不断变化，尤其在2014年后相应内涵与外延迅速扩大，被明确为未来新型能源的生产使用方式。在我国，能源互联网与产业实践的规模化扩展密切相关，指代含义主要涉及技术、系统、产业等形态O一是指代技术含义。从最初的概念化设想式定义出发，经过业界实践形成具有较强技术特征的定义。有观点认为，全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架、具有全球互联特征的坚强智能电网，成为清洁能源在全球范围内大规模开发、输送、使用的基础平台。与此对应，能源互联网是一种新兴技术。在能源

6、技术快速发展的背毋下，智能电网与互联网、物联网等信息技术相结合，推动能源互联网从概念走向现实。能源互联网关联领域众多，又借鉴互联网理念及技术来不断丰富自身内涵，涉及的技术门类及系统更为庞大。能源互联网技术体系从“能源+信息”的两层结构逐步发展到贯穿能源生产、传输、存储、消费等主要环节，“三横一纵”的矩阵式结构。此概念范畴下的研究聚焦技术本身,主要有能源与信息技术融合发展,新能源技术、储能技术、数字李生、新型电力技术的融合应用，能源互联网建设的基础工作等。二是指代系统含义。随着相关研究的深入，采用更具理论性的抽象定义方式将能源互联网的边界从单纯的技术层扩展到应用层。例如,能源互联网是一种互联网理

7、念及技术，能源生产、传输、存储、消费，能源市场等深度融合的新型生态化能源系统。这种含义的扩展，使能源互联网从单纯的技术形态延伸到多个层面并以多种形态呈现，如区域的综合能源系统。相关研究的范围和内容也更加开阚：将能源互联网作为系统,研究其功能体系、评价指标体系、新型能源技术的发展；也将能源互联网作为时代系统环境，研究此背景下传统能源发展、减排路径选择、相关产业发展、产业生态系统等课题.此外，在具体市场应用中能源互联网的多种形态及模式问题也逐渐获得更多关注。三是指代产业含义.将能源互联网视为能源产业发展的新形态，研究视野继续拓展至企业、产业范畴以及商业管理领域，研究内容继续从技术体系向机制政策体系

8、延伸。能源互联网相关的商业竞争、企业绩效、商业模式、业态发展、创新机制、产业政策等成为关注点。这也说明，我国能源互联网逐步形成产业规模，在实践中真正触碰到发展面临的瓶颈问题。能源互联网指代含义的演进（从技术到系统再到产业）引发了相关研究内容的快速增长和多样化，但始终存在3个不变的要素。文献梳理结果、应用实践遇到的问题都表明，能源互联网在本质上是技术创新应用，因而技术层面内容始终是发展的重点。物理层的联通、应用层的创新都涉及运行中的秩序与组织方式，需要体制机制完善以及配套的政策、制度和规范；适宜的政策和机制是能源互联网发展过程中的必要组成部分。当能源互联网发展到产业级别，技术到商业的转化应用、市

9、场运行中的形态与模式等自然成为新的研究焦点。技术发展、政策机制、市场运行模式是能源互联网产业发展中需要讨论的3个要素。建立技术-机制-模式分析模型，剖析能源互联网产业发展形态,分析各要素的互动关系以及对产业发展的影响并据此探讨适宜的发展路径，有助于精准推动能源互联网产业健康发展,加速能源转型进程.（二）能源互联网产业发展形态分析模型能源互联网是面向未来、契合能源发展趋势的一系列革新性能源技术、机制、模式共同作用的能源产业发展新形态，覆盖范围宽泛。能源互联网产业的健康发展，需要尽可能完备的技术、机制和模式,而现实中3个层面的问题较多，构成能源互联网产业发展的障碍：能源供给与需求在物理层面匹配上存

10、在技术难题，如电动汽车快速充电技术、电热转换与储能技术等仍不够成熟；政策与制度层面存在机制性问题，如在“双碳”目标驱动下，单纯围绕经济效益设定考核目标的方式有待改变，对低排放、低污染能源技术的政策支持力度也需提高：能源技术与产业政策共同在市场层面运行时面临的模式问题，如发电厂、电网、用户之间商品和价值交换的传统方式在“能源产消者”模式下发生变化等。构建能源互联网技术机制模式分析模型，将技术、机制、模式按照各自的完备程度分为成熟度高、可行性强的正方向,成熟度低、可行性弱的负方向；现有的技术、机制、模式在各自的正/负方向上按照其指标水平情况分布.以技术层面为例，光伏电池中的发射极背面钝化电池（PE

11、RC）技术实用性良好，具备批量生产条件，发电成本与火电持平，代表技术可行性强的正方向；钙钛矿光伏电池技术可行性相对差，被视为未来技术类型，现阶段大规模产业化条件不成熟,归为负方向。机制、模式层面也存在类似的分布情况。将能源互联网技术、机制、模式层面的正/负方向逐对组合，构成形似吊钟的“吊钟”模型（见图1）,可作为理解能源互联网产业发展过程的筒化工具.技术、机制、模式层面要素组合形成的每个三角形代表一种能源互联网技术所处的产业发展状态，共有8种形态。由3个大图标构成的组合（形成正三角形）代表优势要素组合的最理想形态，可以最大程度地发挥技术优势、推动能源转型：技术的可落地性强，配套的政策制度完备且

12、明确，相应的市场运行模式成熟。由3个小图标构成的组合（形成倒置正三角形）代表弱势组合的最差形态，表明一种能源互联网技术当前处于实验室研发或试验阶段,应用前景不明确，没有配套的政策制度和市场运行模式。还有6个由相邻图标构成偏三角形，相应组合也值得讨论：2个正方向、1个负方向的组合，由（蓝色）阴影三角形表示；2个负方向、1个正方向的组合，由（蓝色）网格三角形表示。处于负方向的要素作出朝向正方向的调整，即表示能源互联网产业向理想形态发展的过程：阴影三角形中只有1个层面需要作出朝向正方向的调整，称为单要素调整区；网格三角形中有2个层面需要调整，称为双要素调整区。在6个组合中，至少有1个层面需要调整提升

13、，相应提升过程即为能源互联网朝着能源革命方向迈进的过程，也是通过能源互联网实现“双碳”目标的可行路径。实际上，产业调整远较模型描述复杂，仅将1个层面要素由负调正不一定能够实现预期目标,通常需要综合调整3个层面要索.技术可行性弱；双要素螂禁区；模式成熟度低；技术可行性强；机制完善性差；*模式成熟度高；单要索调整区；机制完善性好图1能源互联网产业发展形态（“吊钟”模型）注：圆形图标表示技术可行性的强弱程度：八角形表示机制完善状况水平：星形图标衣示模式成熟度状态；大图标代表正方向，友示程度强、水平高、状态好；小图标代表负方向，表示程度弱、水平低、状态差。三、我国能源互联网产业发展形态评价与实例分析（

14、）能源互联网产业形态评价由“吊钟”模型可见，技术、模式、机制的8套组合代表了能源互联网产业发展中的8种基本形态.其中，最佳形态、最差形态不具有讨论价值，6个偏三角形组合是讨论重点（见表1）,为便于讨论，命名每个组合并概括其特征，再将能源互联网的细分产业对应置入:在每个组合中，固定3个要素中的2个，再对第3个要素按照技术、机制、模式各自的正/负方向分别进行分析。表1能源互联网6类基本形态及典型实例名称技术可行性机制完善性模式成熟度模式探索型强好低可再生f政策引导型弱好低光技术研发型弱好高钙钛I模式成熟型弱差高政策缺位型强差商1.NG冷f技术优势型强差低11注：V2G表示车网互动技术；1.NG表示

15、液化天然气。1 .模式探索型模式探索型形态是可行性强的技术、较完善的机制政策、较低成热度的应用模式的组合.对比理想状态，该形态需要补强市场运行模式方面的短板。该形态产业技术相对成熟，具有良好的规模化发展预期，各级管理部门提供了相时完备的配套政策；不足之处是欠缺应用层面的高效运行方式，如商业模式、商业环境、盈利模式等。在该形态的发展实践中，可再生能源增量配网项目、面向可再生能源的“隔墙售电”业务等较常见。2 .政策引导型政策引导型形态相对于模式探索型，技术可行性是弱项，但较完善的机制政策、较低成熟度的应用模式组合特点不变。政策对产业发展起到重要推动作用，从国家层面的产业政策、财税政策、科技政策、

16、金融政策、人才政策到地方层面甚至单一工业园区的配套制度措施,都为特定产业的发展提供了良好的环境空间；政策引导可以扶持产业发展，但产业发展结果并不一定以政策导向为转移。我国光伏发电、风电产业就是从这一组合起步，在技术落后、市场空白、仅有政策支持的情况下，逐步壮大产业规模。3 .技术研发型在技术研发型形态中，政策机制具有较好的完善性，而技术可行性较弱、商业模式成熟度较高。技术替代式发展最为常见，原有的市场和机制相对成熟、运行稳定，新技术的出现不打破运行框架，仅对技术进行替代升级就能促进产业发展。当前，我国动力电池行业正在经历这一形态演变，半固态、固态电池在技术成熟后将替代液态电池,但无需打破现有稳定的政策机制和市场模式组合。4 .模式成熟型模式