基于能源高端定制系統(tǒng)解決方案的最佳實踐

2021-07-14

---以奧德新能科技集團為例

摘要：隨著人類工業(yè)化的發(fā)展，化石能源提供的集中式能源供應為社會的進步作出了巨大的貢獻。但在快速發(fā)展的同時，也帶有諸多弊端，能源利用效率低，能源輸送損耗大，溫室效應逐年增加，環(huán)境壓力越來越大。隨著一次能源逐漸短缺，追求高效、低碳、清潔利用能源是發(fā)展的必然趨勢。

未來能源發(fā)展方向將會是化石能源清潔化，清潔能源規(guī)模化，多種能源綜合化，能源應用智慧化。以貼近客戶端的用能需求為導向，實施專業(yè)定制的能源供應系統(tǒng)，實現(xiàn)能源清潔、低碳、安全、高效利用，將會促進經濟社會發(fā)展全面綠色轉型。本文旨在以奧德新能科技集團在綜合能源服務業(yè)務最佳實踐為范本，為能源行業(yè)及需求客戶提供可借鑒、可參考的成功案例及范本。

關鍵詞：能源互聯(lián)網高端定制系統(tǒng)解決方案

一、我國的能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

（一）我國的能源現(xiàn)狀

我國的能源資源稟賦不均衡，已探明石油、天然氣等優(yōu)質能源儲量嚴重不足。在經濟高速增長的條件下，我國能源的消耗速度比其他國家更快，能源枯竭的威脅可能來得更早、更嚴重。能源發(fā)展面臨一系列新問題、新挑戰(zhàn)。因而，日益增長的對外能源需求造成的能源壓力迫使我們不得不尋找解決能源危機的突圍之路。

伴隨著經濟的快速發(fā)展和能源需求量的持續(xù)增長，化石燃料燃燒所產生的溫室氣體排放給環(huán)境造成了越來越沉重的壓力。習近平主席向世界承諾到2030年，中國單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億立方米，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億千瓦以上。^【1】二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。^【2】

因此，我國調整能源結構已迫在眉睫，要堅持“節(jié)約、清潔、安全”的戰(zhàn)略方針，重點實施節(jié)約優(yōu)先、立足國內、綠色低碳和創(chuàng)新驅動四大戰(zhàn)略，加快構建清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系。“四個革命、一個合作”的能源安全新戰(zhàn)略，從全局和戰(zhàn)略的高度指明了保障我國能源安全、推動我國能源事業(yè)高質量發(fā)展的方向和路徑。

（二）未來能源轉型發(fā)展趨勢

能源應用由以煤為主向以非化石能源為主逐步轉型，化石能源與非化石能源多元發(fā)展、協(xié)調互補、此消彼長。向綠色、低碳、安全、高效轉型，實現(xiàn)電氣化、智能化、網絡化、低碳化。我國能源產業(yè)集群式發(fā)展轉型升級加快，新型商業(yè)模式和產業(yè)業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，平臺經濟、數(shù)字經濟、共享經濟等新經濟模式在能源行業(yè)生根發(fā)芽，孕育出眾多新型能源服務產品，這為我國能源行業(yè)發(fā)展注入了新動力。

在“互聯(lián)網+”發(fā)展背景下，能源與信息行業(yè)融合發(fā)展趨勢不斷增強，大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術在能源行業(yè)的應用日益廣泛，能源生產和消費朝著智能化方向逐步轉型。^【3】

能源供給側結構性改革要突出新能源替代化石能源，新一輪高質量發(fā)展，必須是通過有效的、高水平的供給以及在政策保障上提供新能源供給，可再生能源與天然氣分布式能源協(xié)同發(fā)展，提高分布式可再生能源綜合利用水平。綜合能源服務業(yè)務需要大力推進，綜合能源服務涉及多種形式能源的“發(fā)、輸、配、售用”，因此用戶可從多種渠道獲得能源以滿足用能需求，同時運用大數(shù)據(jù)及云計算技術處理能源需求的及時響應與多種能源調配，大大提升用戶用能的可靠性與穩(wěn)定性。

二、能源互聯(lián)網的發(fā)展方向

（一）能源互聯(lián)網由集中式向分布式能源方向轉變

分布式能源可以小規(guī)模,小容量,模塊化,分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出冷、熱、電、汽，是靠近用戶端的能源利用系統(tǒng)，大大減少能源遠距離輸送的投資和損耗。同時實現(xiàn)能源梯級利用，能源效率可大大提升。它的鮮明特點是為特定終端用戶量身打造能源服務系統(tǒng)，規(guī)?？纱罂尚?。

隨著物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術的蓬勃發(fā)展，新一代分布式能源應建立在智能信息網絡基礎之上，是智能化的、有生命的能源系統(tǒng)。它可以實現(xiàn)多種能源高效組合利用，如天然氣、各種可再生能源、電網電力、種種儲能設施、熱泵等都可以融入其中，各展其長，協(xié)同出力，為終端用戶提供最佳的服務。

（二）亟需建立現(xiàn)代能源服務體系

（1）以客戶為中心。

綜合能源服務的核心是服務，堅持以客戶為中心，提升優(yōu)質服務水平是綜合能源服務核心思想。綜合能源服務的實踐性也同樣，一個區(qū)域的地理，風光水地資源稟賦、電價、氣價均不同，沒有一統(tǒng)江湖的某種綜合能源能滿足各類訴求，需要針對不同用能需求制定專業(yè)的定制方案。

隨著能源清潔低碳轉型深入推進，能源服務型公司沒有任何辦法 “不”貼近用戶需求，不貼近用戶需求的綜合能源服務都是不成立的，為用戶服務而不考慮用戶需求的方案沒有生命力，不管是從技術上還是經濟上。

當前，應該調轉視角，站在用戶需求、站在社會大眾、站在子孫后代的角度來看待當前能源行業(yè)的發(fā)展，深化能源供給側結構改革。站在用戶需求的角度，建立清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。

（2）加快建設現(xiàn)代能源服務體系。

即要有一大批專業(yè)化的企業(yè)，以更加清潔環(huán)保、安全可靠、經濟便捷的手段為用戶實現(xiàn)光明、動力和溫暖的能源效用需求。從現(xiàn)代能源體系到現(xiàn)代能源服務體系，是一個巨大的飛躍，從政府到市場，都要真正轉移到一切以用戶為中心，一切從更好滿足用戶需求出發(fā)。政府能源主管部門，需要從用戶的角度，從可靠性、清潔性、經濟性、便捷性、服務質量上進行監(jiān)管，從能源服務標準體系、能源服務平臺和能源信息共享方面提供公共服務；從組織、制度、管理上進行轉型，確立以用戶為中心的政策出發(fā)點來推進改革，擴大用戶選擇權，擴大終端環(huán)節(jié)開放力度，改變壟斷專營和條塊分割格局，促進終端能源融合發(fā)展和運營。

隨著分布式能源加儲能技術的快速發(fā)展、成本的快速下降，現(xiàn)代能源解決方案已具備規(guī)?；l(fā)展的條件。讓廣大的居民和中小工商業(yè)用戶，便利地參與進來，清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系就真正建立在千家萬戶的基礎之上了。對電力系統(tǒng)穩(wěn)定、大氣環(huán)境保護、國家能源安全都有巨大的正面作用。

三、能源高端定制系統(tǒng)解決方案的技術支撐及實施路徑

（一）奧德集團在能源互聯(lián)網方面的探索

（1）謀劃戰(zhàn)略轉型。

奧德集團作為國內知名民營燃氣企業(yè)，自 2016 年開始探索新舊動能轉換戰(zhàn)略布局，積極探索一業(yè)多元發(fā)展模式，多元化培育和發(fā)展新興戰(zhàn)略產業(yè)，順應能源發(fā)展向能源革命轉變要求。成立二級產業(yè)集團新能科技集團，布局 LNG 貿易、天然氣分布式能源、可再生能源、一體化智慧電網、產業(yè)能源互聯(lián)網、綜合能源服務等業(yè)務方向。

（2）戰(zhàn)略升級。

圍繞“以客戶為中心，以效益為目標”的經營原則，構建城市燃氣“一體化產業(yè)鏈”、“增值業(yè)務與新零售”、“產業(yè)鏈延伸”、“綜合能源”四大業(yè)務布局，實現(xiàn)奧德能源從傳統(tǒng)燃氣分銷商到“清潔能源整體解決方案服務商”的戰(zhàn)略升級。致力于打造科技+“智慧能源服務”生態(tài)系統(tǒng)，形成“城市燃氣業(yè)務”和“綜合能源服務”雙輪驅動的智慧能源業(yè)務系統(tǒng)。

改變傳統(tǒng)氣價差的燃氣思維模式，構建奧德開放式的智慧能源生態(tài)圈，以“多能源供應”為基礎，實現(xiàn)園區(qū)“發(fā)、儲、配、售”智能協(xié)同控制。依托系統(tǒng)能效及智慧能源理念、高效技術和管理手段，構建循環(huán)經濟體系，提高系統(tǒng)能效，通協(xié)調各方資源，提供綜合能源整體解決方案。

（二）能源專業(yè)定制的技術支撐

（1）三級循環(huán)一體化最優(yōu)算法

圖1 三級循環(huán)一體化設計體系^【4】

基于 K-means 聚類算法、NSGA-Ⅱ遺傳算法、Encoder-decoder 神經網絡的非侵入式負荷辨識技術—NLP 人工智能算法等多環(huán)節(jié)關鍵要素實現(xiàn)最優(yōu)算法，利用物聯(lián)網與人工智能技術結合，突破了算法技術瓶頸，能源利用集成優(yōu)化、協(xié)同調控、用能決策引導三大解決方案，徹底實現(xiàn)了能源系統(tǒng)縱向一體化、橫向數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，解決了多能源協(xié)同管理系統(tǒng)及企業(yè)能源定制化服務。

（2）構建兩網三化三平臺的核心競爭優(yōu)勢

圖2 兩網三化三平臺能源生態(tài)圈^【5】

基于縱向奧能網，橫向能谷網，實現(xiàn)區(qū)塊化、生態(tài)化、開放化的智慧能源生態(tài)圈，依托方案設計平臺、多能供給平臺、能源服務平臺三大平臺優(yōu)勢，以客戶需求為導向，成為清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系實踐者、創(chuàng)新者、引領者。

① 以奧能網（ENNV）為價值平臺。

采用“1+N+X” 模式，打造 1 個業(yè)態(tài)智慧能源能效和交易平臺，再依托于這個平臺，同時建設 N 個子系統(tǒng)。^【6】包括分布式光伏發(fā)電、風電、分布式供暖、CCHP 熱電聯(lián)產項目、儲能、新能源汽車充電等，同步建設 X 張網，包括配電網、氣網、熱網、冷網、信息網等。為客戶提供清潔能源整體解決方案，推動“互聯(lián)網+智慧能源”新能源體系協(xié)同發(fā)展, 打造電網、氣網、冷網、熱網、信息網等價值網絡融合的能源服務體系。

② 整合資源創(chuàng)建能谷網，依托云平臺，實現(xiàn)從企業(yè)價值到社會價值的根本轉變。

從價值創(chuàng)造到價值共享,基于企業(yè)層面的奧能網到基于區(qū)塊鏈、去中心、無邊界、開發(fā)、共享經濟的能源行業(yè)生態(tài)平臺。

③ 提升數(shù)字化能力，完善互聯(lián)網運營管理平臺架構。

完善應用架構，降低開發(fā)成本，快速響應業(yè)務變化，由“能用”向“好用”轉變。構建智慧化的數(shù)據(jù)應用場景，強化“數(shù)據(jù)價值挖掘”，構建市場-工程-運營-客服全鏈條跨業(yè)務域數(shù)據(jù)應用場景，為智慧經營賦能。打造全員自助分析，讓每個用戶都能便捷獲取、有效分析數(shù)據(jù)，創(chuàng)造價值，打造無邊界數(shù)據(jù)應用團隊。不斷提升數(shù)據(jù)質量，優(yōu)化數(shù)據(jù)質量校驗與質量示險，搭建完善的數(shù)據(jù)治理體系。緊跟大數(shù)據(jù)前沿技術優(yōu)化系統(tǒng)架構，提升數(shù)據(jù)處理效率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值和業(yè)務裂變。

（三）專業(yè)定制系統(tǒng)解決方案的實施路徑

（1）一個理念：能源高端定制、系統(tǒng)解決方案

以為客戶提供綜合能源整體解決方案為導向，通過科技創(chuàng)新引領，整合優(yōu)勢資源，構建冷熱電氣信息等五位一體的智慧能源生態(tài)系統(tǒng)，打造成受人尊敬，行業(yè)領先的綜合智慧能源互聯(lián)網服務商。

（2）兩大引擎

：科技創(chuàng)新+模式創(chuàng)新

搭建“兩網三化三平臺”核心技術體系整合成熟技術并研發(fā)自有核心技術，解決行業(yè)痛點，創(chuàng)新科技核心競爭優(yōu)勢。構建產業(yè)能源互聯(lián)網生態(tài)圈，統(tǒng)一各利益相關方的需求，各取所需，形成戰(zhàn)略聯(lián)盟。

①科技創(chuàng)新

技術創(chuàng)新。圍繞業(yè)務需求，強化技術創(chuàng)新體系，夯實技術創(chuàng)新平臺。重點在四個方面發(fā)力，持續(xù)強化技術創(chuàng)新體系，打造開放、前瞻、高效吸納整合外部資源的技術創(chuàng)新平臺，加速成果產出及應用，確保技術持續(xù)領先。

構建技術生態(tài)。細化內部組織載體在技術創(chuàng)新上的分工協(xié)作關系，強化客戶及業(yè)務需求對技術創(chuàng)新的導向性，立足開放、前瞻，結合實際應用場景，同領先機構、高校、技術公司、專家等廣結聯(lián)盟，持續(xù)擴展技術生態(tài)圈。建立專門組織，強化新技術跟蹤研究，立足制高點把握技術動向，提高對新技術的敏感度。

強化技術賦能。以價值為導向，強化技術研發(fā)、引進及示范的資源配置及統(tǒng)籌。強化知識產權保護及運作，確保領先地位，釋放智慧價值，持續(xù)開展標準體系建設。

②模式創(chuàng)新

完善關鍵機制。完善技術評價體系，根據(jù)重要度及成熟度建立分層評價指標體系，強化技術評價專家團隊，重點強化應用后評價。打通技術驗證通道，通過內部項目示范、外部項目跟蹤、實驗室測試等方式加快技術驗證速度，設立綠色通道，加快示范項目進程，強化技術創(chuàng)新激勵機制，激發(fā)能動性。

豐富運作模式。聚焦關鍵項目，采用虛擬組織方式，建立開放、靈活、復合的項目組，加速技術引進、研發(fā)及示范、升級。緊密圍繞業(yè)務需求，采用靈活合作模式吸納新技術，尤其是在技術驗證后，通過技術買斷、技術入股、合資合作、收益分享等方式，同技術所有人共贏，激發(fā)生態(tài)圈活力。

（3）“三位一體”商業(yè)模式

以技術解決方案為核心。以積累的技術解決方案和項目規(guī)劃落地經驗，樹立其他競爭對手短期難以突破的競爭壁壘。

以市場需求為導向。堅持以客戶為中心的原則，深入到用能單位調查研究，把用能需求了解清楚，才能最科學、最有效地制定方案規(guī)劃，通過綜合能源規(guī)劃，構建現(xiàn)代能源體系，提高系統(tǒng)能效。

以資本為支柱。關鍵在于突破資金解決方案，項目融資渠道多元化，從僅依靠內部資金、銀行貸款轉為基金、信托以及資產證券化、資本市場等多種手段結合。

（4）四大關鍵舉措

一是鎖定目標市場。

根據(jù)用能單位的資源稟賦，確定具體服務對象，如大型樓宇、公共建筑、獨立社區(qū)、新建城區(qū)、工業(yè)園區(qū)等，鎖定目標客戶群體，詳細分析項目特點，分類進行對接開發(fā)。

二是多能循環(huán)。

提供多能源供應服務，包括電力、燃氣和冷、熱、蒸汽等綜合服務。涵蓋項目周期全過程，包括方案設計、工程服務、投資服務和運營服務。

三是智慧化管理。

以能谷網、奧能網為平臺，推動“互聯(lián)網+智慧能源”新能源體系協(xié)同發(fā)展，通過智能化手段積累信息和數(shù)據(jù)，提升系統(tǒng)能源利用效率性。

四是創(chuàng)新合作模式。

政府資源，核心技術解決方案，項目經驗積累未來。首先與地方政府達成共識、獲取項目資源、政策優(yōu)惠。其次，規(guī)劃階段聯(lián)合合作伙伴提供整體解決方案（技術、資金、能源項目等）。

（5）五大管理規(guī)劃

以奧能網理論為指導，貫通傳統(tǒng)專項規(guī)劃的邊界，優(yōu)先利用可再生能源，多能互補，融合園區(qū)各項能源需求，運用科學、綜合規(guī)劃方法，以園區(qū)綜合能源服務業(yè)務為手段，奧能云搭建智能化運營調度平臺，實現(xiàn)提升園區(qū)品質、降低企業(yè)能源帳單、促進園區(qū)綠色發(fā)展的目標。

一是統(tǒng)籌規(guī)劃，頂層設計，分步實施。

構建綠色、清潔、低碳、安全、智慧、高效的現(xiàn)代能源體系。以市場及客戶的需求為導向，壯大節(jié)能環(huán)保產業(yè)、清潔生產產業(yè)、清潔能源產業(yè)。

二是需求側切入。

從用戶側出發(fā)，立足區(qū)域，不但關注終端用能，更追根溯源，關注工藝及生產特性，從中挖掘匹配、擴展、優(yōu)化空間。

三是多種能源融合。

系統(tǒng)把握資源稟賦和用能品類、品位、規(guī)模、時間，實現(xiàn)泛進泛出，能量全價值鏈開發(fā)，節(jié)能降本。設施互聯(lián)互通，能源設施與建筑脫鉤、重構；存量設施能用盡用，增量適度配置，調結構、提效率，整體協(xié)同共享，提高設施利用率，降低整體投資規(guī)模。

四是需供充分互動。

虛擬負荷池、虛擬供給池組合尋優(yōu)，高效用設施優(yōu)先利用，開源節(jié)流。

五是實時調度交易。

做好物聯(lián)接入，充分釋放平臺價值。

四、結論及未來展望

未來的能源服務將以產品為中心轉變?yōu)橐钥蛻魹橹行?，盡可能因地制宜用好區(qū)域內的各種資源，來提高用能效率，實現(xiàn)就地消納。圍繞客戶的綜合需求開展服務，提高客戶滿意度、增強客戶粘性，營造良好的發(fā)展環(huán)境、產業(yè)生態(tài)。不同類型的企業(yè)，要把握自己優(yōu)勢和劣勢，利用自己的資源，來確定適合自己的戰(zhàn)略，為客戶創(chuàng)造價值。從傳統(tǒng)能源向“智慧能源+智慧城市轉變”，樹立“互聯(lián)網+平臺”思維，最終才能實現(xiàn)推動綜合能源服務產業(yè)的高質量發(fā)展。

經濟社會可持續(xù)發(fā)展的需求，促進可再生能源強力發(fā)展，將推動人類由工業(yè)文明走向生態(tài)文明。碳中和目標對我國是挑戰(zhàn)更是機遇，將帶來新產業(yè)、新增長點、新投資?！疤觳谎远臅r行，地不語而百物生?！钡厍蚴侨祟惞餐?、唯一的家園，加快發(fā)展清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系，實施能源定制化服務，方能最終實現(xiàn)經濟、能源、環(huán)境、氣候的共贏。

此篇論文由濟南工達捷能科技發(fā)展有限公司胡令猛同志主要參與撰寫完成，現(xiàn)已被《新型工業(yè)化》雜志錄用！

《新型工業(yè)化》雜志

是由中華人民共和國工業(yè)和信息化部主管、工信部電子科學技術情報研究所主辦的中央國家級專業(yè)期刊（國家出版總署批準國內統(tǒng)一連續(xù)出版物序號CN11-5947/TB國際標準刊號ISSN2095-6649國際發(fā)行代號M9020,郵發(fā)代號：82-254）

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