叫好不叫座的综合智慧能源，究竟卡在哪了？

为实现碳达峰与碳中和目标，我国已经明确提出，将要构建以新能源为主体的新型电力系统。新型电力系统与此前提出的“构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统”相比，一方面更加强调了新能源的主体性，另一方面，也预示着电力系统在稳定特性、生产模式和系统形态等方面，都将发生根本性的变革。这不仅需要能源电力企业继续推进供给侧清洁低碳转型和能源数字化转型，同时也需要电力企业逐步实现能源生产型企业向能源服务型企业转型。

现代能源的发展路径主要是集中与分散相结合、“源、网、荷、储、用”相衔接，传统能源与新型能源多能互补、跨界融合，促进多种能源互补互济和多系统协调优化，在保障能源安全基础上提升能效和促进新能源消纳，实现清洁、低碳、安全、高效发展。

其中，以多元化能源供应为核心的综合智慧能源，能够有效提高能源利用效率，减少能源浪费和能源消耗，从而间接实现碳中和目标；其在落地实践过程中不断涌现的新发展思路和新模式，将成为推动能源转型升级、创新发展模式的重要力量。

综合智慧能源在不同领域中的应用

据统计，当前建筑、交通、工业领域能耗是主要的终端能耗部门，三者总能耗合计占比超过90%，因此综合智慧能源应侧重于以下三个领域发挥作用。

建筑领域

建筑能耗是全社会的主要能耗之一，《中国建筑节能年度发展研究报告2020》指出，2018年中国碳排放量约为100亿吨，其中建筑领域碳排放总量为21亿吨，约占碳排放总量的21%。建筑能耗主要来源于空调、采暖、照明和城镇建筑中热水消耗的能源，其中大部分地区建筑采暖和空调能耗超过了建筑总能耗的50%。

我国北方地区冬季取暖以煤炭为主，在排放出大量温室气体的同时，还造成严重的空气污染；南方地区主要采用分体式空调制冷，随着生活品质的提高逐渐呈现供冷供暖双需求的现象。

因此在我国宣布2060年实现碳中和目标的背景下，推动建筑领域实现节能减排、大力发展绿色建筑显得尤为重要。以风能、光伏、地热能、海洋能等可再生能源组成的综合智慧能源系统，并结合储能技术是实现节能减排的有效途径，有利于提高建筑可再生能源的利用率，降低能耗提升能效，实现冷、热、电等协同；同时通过移峰填谷，降低系统的运行费用，实现电网的平衡调度。

根据文献统计，以上海地区三级医院为例，目前单位面积综合能耗为107.9kgce/（M²*a），而单位能耗定额为71kgce/（M²*a），尚有34%的节能空间，通过对医院空调系统、照明和电梯的节能改造，综合节能效果可达15%-20%。

工业领域

我国化石能源消耗主要来源于煤炭、石油和天然气，其中煤炭的消耗量位于能源消耗的主导地位。化石燃料主要应用于工业领域，据统计工业能源消费占全国总终端能耗的65%，是最主要的能源消费和二氧化碳排放部门。目前国内基础设施建设速度放缓，相关工业产品的需求量逐渐降低，随着我国制造业转型与进一步升级，可以预见工业排放量将呈现逐步下降趋势。

但是，我国工业领域在国际产业价值链中仍处于中低端，存在产品能耗物耗高、增加值率低的问题，经济结构调整和产业升级任务仍然艰巨。为应对工业领域绿色低碳和可持续发展的长期需求，应在生产制造环节加快对化石能源直接利用的替代，改变生产结构和工艺流程，提高用能效率。

《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》指出，未来工业领域的主导能源主要依靠电力。预计到2050 年，在当前政策情景下，工业电气化率将达到31%，而在温升控制在1.5℃以内目标情形下，更将达到69.5%。这意味着，为实现未来40 年内从达峰到净零排放的转型，工业电气化进程亟需加快。

交通领域

城市交通是城市石油消耗量增速最快的部门。据统计，其能源消费约占我国终端能耗的10% 左右。随着国内汽车保有量不断增加，交通领域的碳排放量在一定时期内仍将保持增涨趋势，因此必须采取更加有力的政策和措施，以保障构建“碳中和”的交通领域进行彻底变革，满足其愈发迫切的减排需求。目前，虽然我国燃油汽车依然在交通领域占据主导地位，但电能、氢能汽车替代燃油汽车正在成为通往碳中和之路的重要突破口。新能源汽车不仅可以促进资源的高效利用、提高运输效率，还能够为交通领域加快低碳转型做出巨大贡献，实现碳替代目标。

《深圳电动物流车使用率影响因素及优化分析》研究报告指出，深圳可以实现城市物流车向电动车的快速转型，如果该市继续大力推广物流车电动化，将能够在2030 年实现100% 物流电气化，并在2050 年实现电网完全脱碳，这一路径有望在2050 年为交通运输部门减少约600 万吨二氧化碳排放。如果以上措施能够在其他城市规模化推广，有望将碳减排累积总量扩大到120 亿吨，进一步助力中国实现碳中和目标。

综合智慧能源发展面临的难点与壁垒

技术层面

储能关键技术有待突破。目前储能系统集成设计，EMS、BMS、日常管理技术等尚不成熟，相关技术标准缺失，并网验收标准不够完善。其中，使用范围最为广泛的电化学储能，在安全性、使用寿命、回收再生、关键设备的国产化、降低成本等方面具有较大提升空间。以磷酸铁锂电池为代表的锂离子电池技术发展迅速，储能成本不断下降，但磷酸铁锂电池在零下十摄氏度以下放电性能急剧下降，安全性低于铅酸电池和全钒液流电池，寿命和总成本与电力储能的需求仍有差距；液流电池非常契合规模化应用场景，但其成本较高，受限于电解液材料价格波动和关键部件技术壁垒；钠硫电池过高的技术壁垒和安全隐患导致其短期内不具备发展前景。

数据壁垒有待解决。智慧能源行业通信协议标准依然缺乏，终端能源设备的接口、协议不统一，单一能源系统数字化水平高、能源数据孤岛林立、不同品种能源数据壁垒难以破除，缺少将行业内部和跨行业的横向和纵向数据整合而成的智慧能源一体化大平台。数据壁垒的存在给城市能源变革带来诸多制约，制约城市能源系统优化规划和能源效率的进一步提升，进而影响城市产业升级，如城市供热领域，由于目前多数城市的集中供热主要采用区域特许经营模式，导致热源布局不合理、高低效率机组并存、跨区域协同优化困难、供热能力冗余和局部短缺同时存在，不仅制约了城市热力系统的发展，也影响了城市整体能源效率提升和产业经济健康发展。

新技术自主化及深度融合欠缺。大数据、云计算、人工智能、区块链等技术在能源系统的应用仍处于起步阶段，关键设备与技术的自主可控使用、相关技术标准制定、安全防护措施、其与能源系统的深度融合应用等问题亟待解决。目前国内大多数区块链平台都是基于开源框架开发，仅进行了国密改造，尚未实现自主开发，智能合约漏洞导致的损失占区块链引发的总损失的绝大部分。

市场层面

政策和标准数量不足。综合智慧能源业务涵盖领域广阔，跨行业竞争不仅会触及多个垄断企业的利益，也难以形成市场化的价格机制和充分的市场交易。同时，国家及地方有关部门缺少综合智慧能源相关政策、标准规范的引导，导致多能源开放融合的市场体系难以形成。以综合智慧能源业务的重要依托——增量配电网为例，尽管已先后公布了5 批增量配电业务改革试点项目名录，累计批复了459 个项目，但试点项目进展总体缓慢，突出表现在缺乏统筹、“增量”和“存量”配电业务的界定存在明显分歧、市场地位不明确、项目遴选机制不够完善，缺乏明确准入标准等。

用户数据分析能力薄弱。能源行业强调以生产为导向，存在“重发轻供不管用”的传统，缺乏用户信息和数据解析能力，对用户行为捕捉和需求感知力度较弱，导致综合能源服务同质化程度高、交易成功率低、用户参与意愿不足、服务推广和项目落地困难等问题。与传统能源相比，综合智慧能源所涉及的用户数据更为复杂、多样，分析难度更大。用户既具有相对稳定的静态信息（如所属业态、用能面积等），又具有时效性较强的动态信息（如用能参数和习惯等）；既具有体量庞大的结构化数据（如用能量），还具有种类繁多的非结构化数据（如市场交易），因此只有掌握广度、深度和粒度更高的用户数据，才能有效推动行业发展。

商业模式亟待创新。综合智慧能源市场广阔，但用户需求定制化、个性化特征明显，传统的产品化、流程化、大规模批量复制模式难以开展。在项目开发过程中，还存在着对政策的研判不足，与市政规划结合不够，未能充分发挥规划引导作用，特许经营、价格备案等机制的应用还不够灵活等问题。针对新兴产业和市场细分，综合智慧能源服务商缺少商业模式的顶层设计和创新机制，导致项目推进缓慢、盈利能力不足等问题。

面向碳中和的综合智慧能源发展思路

能源利用的多元化和清洁化是未来经济社会发展的必然趋势。在全球变暖的背景下，实现2030 碳达峰和2060 碳中和目标，需要紧抓新一轮科技革命和产业变革的历史性机遇，不断推动疫后国内和世界经济的“绿色复苏”。

一方面，“碳中和”目标的实现多依赖于能源利用的高效和多元化。加大力度推动经济产业向数字化转型，以创新引领发展，以技术引领生产，推进资源的绿色可持续发展，达成低碳排放的目标。综合智慧能源因其全面、高效、智能、绿色、低碳的特征能够在工业、交通、建筑等领域有效实现绿色节能低碳，是“碳中和”目标实现的强大助推力。

另一方面，综合智慧能源产业具有广阔的市场前景。随着互联网、物联网、区块链等信息技术的发展和能源交易平台的构建，能源的利用方式变得将更加智能、安全和高效，综合智慧能源涵盖车联网、智能驾驶、智能楼宇、智慧城市等业务领域，具有不可限量的发展潜力，在城市发展建设中将起到不可或缺的作用。但因其尚未形成完善的市场应用和监督体系，且存在用户数据薄弱、商业模式固化等问题，还需深入研究，并获得相关部门政策支持。

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本文作者：陈洪溪、陈端雨、张志洪、陆王琳、陆启亮 就职于国家电投上海发电设备成套设计研究院有限责任公司。

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