【电能替代与综合能源服务】能源互联网产业发展现状及存在问题研究
编者按：实施电能替代可以提高全社会电气化水平，提升居民生活水平和社会生产效率，起到优化生态环境和改善空气质量的作用，同时也能降低能源对外依存度，保障我国能源安全。近年来，供需所在电能替代和综合能源服务领域承担了多项研究课题，开展了深入的研究。本专栏将围绕电能替代与综合能源服务发展关键问题、政策导向、国际经验等，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。
文章导读：能源互联网产业是以可再生能源为优先，电力网络为核心，融合互联网思维和通信技术发展形成智能为基本要素、平台为主要形态、价值创造为最终目标的能源融合产业，是能够实现能源流、数据流、业务流于一体的跨界联合新业态。本研究聚焦车联网产业、分布式能源产业、智能家居产业等主要能源互联网产业，从产业链、产业规模和存在问题三个方面对其现状进行研究并提出发展建议。
能源互联网产业发展现状及
存在问题研究
执笔人：吴姗姗、单葆国
国网能源院
经济与能源供需研究所
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能源互联网产业的内涵
2011年，美国学者杰里米•里夫金在著作《第三次工业革命》中率先提出了能源互联网的概念，他认为“基于可再生能源的、分布式、开放共享的网络，即能源互联网”。2016年，发改能源[2016]392号文中将能源互联网定义成是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态。2018年，清华大学能源互联网创新研究院高峰副院长在国家能源互联网大会上提出能源互联网是一种将互联网理念、技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态。2019年，周孝信院士在雄安新区能源互联网标准化试点工作启动会上提出能源互联网是互联网思维理念和技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的智能能源系统和能源产业发展新形态。本文将能源互联网理解为是一种将互联网理念、技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的智慧能源系统。通过多种能源协同、供给与消费协同、集中式与分布式协同，大众广泛参与，以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。
在能源互联网的基础上，本文认为能源互联网产业是以可再生能源为优先，电力网络为枢纽，融合互联网思维和通信技术发展形成智能为基本要素、平台为主要形态、价值创造为最终目标的能源产业，是能够实现能源流、数据流、业务流于一体的跨界联合新业态。
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车联网产业
车联网产业是以车内网、车际网和车载移动互联网为基础，按照约定的通信协议和数据交互标准，在车与人、路、互联网之间进行无线通讯和信息交换的大系统网络，是能够实现智能化交通管理、智能动态信息服务和车辆智能化控制的一体化网络，是物联网技术在交通系统领域的典型应用。
车联网产业链长，涉及产业角色多，跨界融合特征突出，从上游到下游涵盖制造业和服务业两大领域。未来服务类企业的数量和产值将占据车联网产业的绝大部分，尤其是车联网信息服务提供商将成为车联网产业链中的核心角色。制造业中整车厂作为核心位置，一方面作为终端、软件、服务的集成者，具有较大的话语权，同时也在开展自身的车载智能信息服务业务。通信芯片和通信模组由于涉及通信技术，门槛较高，主要参与者都是华为、大唐、中兴以及国外的高通、英特尔等通信行业领先企业。服务领域，通信运营商以中国移动、中国联通和中国电信为主，同时运营商也在积极拓展其他车联网领域业务。车联网信息服务提供商方面，包含了传统TSP供应商如安吉星等、主机厂自有TSP平台以及新兴车联网创业企业。从整个产业链条看，初创型企业更多的集中在车载终端设备、交通基础设备、软件开发、信息和内容服务等市场刚刚起步或者门槛较低的环节。
中国车联网市场在宏观政策、潜在市场、技术创新、基础设施建设等有利因素影响下，将保持快速增长。中国汽车市场巨大、保有量不断提升，新车搭载智能网联终端的比例将不断提升，预计2025之前，大部分新车都将联网，同时联网汽车渗透率也将不断提升。随着技术和服务的不断发展，用户对车联网功能的付费意愿也将提高。短期车联网市场增长主要依靠新增硬件数量和用户增值消费，2021年将过千亿元。同时由于2020年5G技术的推广应用、V2X技术发展、用户增值付费提升等因素，市场迎来爆发式增长。
我国的车联网产业总体来说还处于初级阶段，面临技术标准不规范、运营模式有待创新、信息安全仍需提高等问题和挑战。车联网产业系统庞大，涉及汽车、计算机、通信、物联网等多个领域，这些领域的技术存在差别，技术融合应用是当前亟待解决的问题，在技术标准方面的缺失也使得业务无法顺利高效展开。车联网产业在中国的发展时间较短，还没有找到成功有效的商业运营模式，没有建立起来社会层面的智能交通管理和用户层面的车联网服务的互动运营。同时由于车联网涉及产业较多，涵盖汽车、物联网、通信、互联网等多个产业，使得产业链的整合难度较大，各行业之间的协作和各类型企业之间的合作较为困难。车联网是通过互联网和物联网技术将智能汽车联结起来，众多车载智能设备存储着大量的车辆信息和车主个人信息，如何保证入网后的数据通讯安全和用户隐私安全是车联网的另一个挑战。
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分布式能源产业
分布式能源产业是相对传统的集中式供能的能源产业而言的，是一种建在用户端的能源供应方式，可独立运行，也可并网运行。分布式能源产业一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅；二次能源以分布在用户端的热电冷（值）联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充。
由于涉及多种发电方式，分布式能源产业的上游行业众多。天然气分布式发电涉及天然气供应及其他能源行业。风电、光伏等分布式发电涉及风力、光伏等发电设备制造行业，其他分布式能源则涉及相应设备制造行业；分布式能源中游行业可以按照发电方式的不同分光伏分布式发电、风力分布式发电、天然气分布式发电、生物质能发电以及其他分布式发电；分布式能源下游应用主要是产生的能源应用领域，包括工业区域的自发自用、民用区域的结余售电，以及商业区域和公共区域的分布式能源项目等。
我国分布式能源起步较晚，但发展速度较快，目前国内分布式能源主要以天然气、生物质能、太阳能光伏为主。其中，又以光伏发电增长较为迅猛。2013-2019年，我国光伏新增装机量呈不断上升趋势，预计2020年底将达到2.4亿kW；天然气分布式发电新增装机量规模比分布式光伏新增装机量要小上许多，根据国家2020年发展目标，天然气分布式装机量要达到5000万千瓦，天然气分布式发电还有很大的上升空间。
我国分布式能源产业的发展已经取得新突破，但目前分布式能源产业的发展还存在运营市场化水平不高、能源利用效率偏低、国产化水平落后等问题。由分布式电源所发的电力成本比利用常规煤电发电成本要高，很多企业的生产依赖于政策补贴，发电补贴价格的变动对产业冲击很大，分布式能源产业尚未建立起完善的商业化盈利化的运营模式。分布式电源的理论效率可达到95%以上，但设计施工、能源利用、运营管理等环节导致部分分布式能源站综合能源利用效率偏低，经济性能差，影响了分布式能源的推广利用。目前分布式能源系统的关键设备，如中小型燃气轮机、燃气发动机，多是国外品牌，价格昂贵。国内自主研发的设备技术水平较低，可靠性差，导致分布式能源技术经济性水平不高。
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智能家居产业
智能家居是基于物联网技术将家庭的各种硬件设备连接到一起，通过收集、分析用户行为数据，为用户提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种生活服务解决方案。智能家居产品种类多样，主要包括视频监控、防盗报警、控制主机、智能照明系统、电气控制系统、家庭背景音乐等20余个品类，涵盖照明、安防、供暖、空调、娱乐、健康医疗、厨房用品等诸多场景。
智能家居产业链横跨制造业和服务业，其中又以信息技术的应用为主要核心环节。上游主要是硬件、软件及技术支持，硬件主要是制造智能家居产品的零部件，包括电源、面板、pcb、芯片、传感器、控制器等元器件和显示模组、通讯模组等中间件，软件主要是智能家居的操作系统和应用软件开发；中游是智能终端设备生产、系统集成，包括家电、机器人、摄像头、音箱等家居生产和智能家居解决方案；下游是渠道服务和内容服务，渠道服务主要由房地产公司、家装公司、工程公司提供，内容服务由互联网、电信公司提供。
目前我国虽处在智能家居产业发展的初级阶段，但产业规模已经非常可观。2014年是智能家居元年，根据估算当年整个智能家居生态市场规模大概为1600亿元左右。随后智能家居产业迎来了黄金发展期。2018年伴随物联网、人工智能、云计算等技术的快速进步与一批领先企业的快速发展，中国智能家居市场迅速扩张，预计市场规模接近4000亿元。我国目前有1亿数量智能家居的潜在用户，预计未来三年，智能家居市场将持续保持20%以上的复合增长率，到2020年市场规模有望接近6000亿元，到2022年市场发展成熟规模有望突破万亿，随之的相关服务也将达到千亿级。
智能家居产业的发展面临自主创新能力偏低、缺乏行业标准、产业化合作有待加强等诸多挑战。传感器是智能家居的核心部件，几乎每个智能家居应用都离不开传感器设备，而国内传感器产业化水平较低，产品种类不全，高端产品为国外厂商垄断。目前国内外都没有统一的标准，企业产品互不兼容，制约了智能家居应用的快速推广和规模化发展。智能家居产业体系非常复杂，横向涉及多个行业和应用领域，如家电行业、医疗行业、电力行业、建筑行业、装修行业、物业管理等；纵向又有芯片厂商、软硬件平台提供商、智能家居集成商、家电厂商、电信服务提供商、终端厂商等，资源互联与信息共享困难，缺乏组织协调、统领、整合产业链的主导。
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对策建议
目前我国的能源互联网产业发展尚处于起步阶段，但是在宏观政策的支持下发展迅速。建议：加强产业顶层设计，以规划促发展，打造能源互联网龙头企业，引领产业发展壮大；重视商业模式的创新突破，加快互联网技术和能源技术的融合互促，提升互联网对能源行业的赋能成效，夯实能源对经济社会发展的基础性支撑作用；加速突破关键技术瓶颈，加大对智能传感器、信息物理系统、智能配电网等关键设备和新材料的研发，融合多元能源，建设供需互动的能源互联网。
专家介绍
吴姗姗，国网能源院经济与能源供需研究所宏观经济研究室主任。博士，高级经济师。长期从事宏观经济分析预测、电力市场分析预测、电力需求与经济发展关系等方面的研究工作。先后主持和参与国资委、国家能源局、国家电网公司等委托的数十项科研课题，曾多次获得国家电网公司科技进步奖、国家电网公司管理咨询优秀成果奖和国网能源院科技进步奖，发表论文三十余篇，获得国家电网公司发展工作先进个人等称号。
单葆国，国网能源院副总经济师兼经济与能源供需研究所所长，教授级高级工程师，享受国务院特殊津贴专家，国家注册咨询工程师，国家电网公司规划计划专业领军人才，国家电网公司重点实验室（电力供需研究实验室）负责人，经济与能源供需分析预测技术攻关团队负责人，中国电机工程学会智慧用能与节能专业委员会副主任委员兼秘书长。长期从事宏观经济运行、能源电力供需分析、节能及电力需求侧管理、能源经济等领域的研究与咨询工作。承担了国家能源局、国家发改委、国家电网公司等单位委托的重大课题，多项研究成果获得中国电力科学技术进步奖、国家能源局软科学优秀成果奖、国家电网公司科技进步奖等。共发表文章150余篇，出版专著2部，参编培训教材2部，拥有发明专利1项，发布团体标准2项。曾获得国家电网公司抗震救灾先进个人、电力市场分析工作先进个人、信息工作先进个人、品牌建设先进个人，国家电网公司劳动模范、最美国网人之敬业楷模等荣誉称号。
团队简介：国网能源院经济与能源供需研究所（简称供需所）是一个具有优良历史传统的研究所，前身是国电动力经济研究中心电力市场研究所（1999年成立），2006年更名为电力供需与节能研究所，2009年更名经济与能源供需研究所。主要负责宏观经济、能源电力供需、电力需求侧管理、电能替代、电力营销等领域的研究工作。
供需所内设宏观经济研究室、电力供需研究室、节能与营销政策研究室，专业覆盖宏观经济、能源经济、电气工程及其自动化、技术经济等。共有24名员工，平均年龄33岁，其中博士18人，具有高级职称18人，1人获国务院特殊津贴。曾获得“国家电力公司先进集体”、“国家电网公司先进集体”、“国网能源院先进集体”以及“课题攻关党员创新团队”等称号。
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编辑：杨彪
审核：许晓艳
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