智慧城市建設(shè)的“齒輪”轟轟作響，城鎮(zhèn)化的迅猛發(fā)展和擴張加速了能源緊缺和環(huán)境污染，因此，需要源源不斷為智慧城市這個“龐大機器”輸送能量的能源產(chǎn)業(yè)，亟需進行一次從生產(chǎn)開發(fā)到消費利用全產(chǎn)業(yè)鏈的智慧化革命，以構(gòu)建綠色、節(jié)能、宜居的生態(tài)型智慧地球，而新一代技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用正好給能源產(chǎn)業(yè)革命帶來新機遇。

　　智慧能源是比較新興的概念，源于2009年包括IBM在內(nèi)的國際學術(shù)界提出的“構(gòu)建一個更有智慧的地球(Smarter Planet)”的觀點，當時他們認為通過超級計算機和云計算將物聯(lián)網(wǎng)整合起來，從而達到全球的“智慧”狀態(tài)，最終實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)=智慧的地球”。同年，一些中國專家學者發(fā)表了“當能源充滿智慧”、“智慧能源與人類文明的進步”等論著，引發(fā)業(yè)界對智慧能源的關(guān)注，由此，智慧能源的概念正式進入中國。通俗地講，所謂智慧能源就是指通過新一代物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)及ICT等創(chuàng)新技術(shù)，在能源開發(fā)生產(chǎn)到使用終端全過程和各個環(huán)節(jié)進行融合，以達到能源的智慧化開發(fā)和利用，最終目的是構(gòu)建綠色、節(jié)能的生態(tài)型智慧地球。智慧能源產(chǎn)業(yè)與人類未來的生活發(fā)展有密切關(guān)系，從最基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)的建設(shè)到智慧家庭中智能家電的節(jié)能利用;綠色建筑的能耗管理到嶄新節(jié)能新材料的部署及應(yīng)用，可以說智慧能源的涵蓋面極為廣泛，這個新興的產(chǎn)業(yè)類別匯聚了來自多重領(lǐng)域的技術(shù)。智慧能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，將加速推動智慧城市大潮勢下各智能化建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展。

　　智慧能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

　　眾所周知，化石能源大規(guī)模的開發(fā)利用及城鎮(zhèn)化進程的規(guī)模效應(yīng)，導致資源緊缺、環(huán)境污染、氣候變化等全球性諸多難題。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，全球化石能源消費每年排放二氧化碳320億噸，二氧化硫1.2億噸，氮氧化物1億噸，人類生活的地球正面臨著日益嚴竣的能源困境。而中國是能源消耗大國，且單位GDP能效利用率低，由此帶來的環(huán)境問題更為突出。近兩年中國首都北京的霧靄就是很好的說明。從智慧能源產(chǎn)業(yè)的進展情況來看，節(jié)能與綠色仍是能耗載體的薄弱環(huán)節(jié)。單以我國建筑行業(yè)為例，根據(jù)IEA(國際能源署)2010統(tǒng)計，大約1/3的全球能源終端消耗在建筑物內(nèi)?；裟犴f爾《中國智慧建筑調(diào)研白皮書》結(jié)果顯示，我國現(xiàn)有建筑中95%達不到節(jié)能標準，新增建筑中節(jié)能不達標的仍超過八成，單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2至3倍。住建部表示，我國的能源結(jié)構(gòu)不合理，風能、太陽能、電能等清潔能源在建筑內(nèi)的利用率極低。另外，智能家居及智能制造領(lǐng)域的節(jié)能和綠色也遠遠達不到標準。可見，智慧能源產(chǎn)業(yè)未來在中國還有很大的發(fā)展空間。中國政府在2015年的巴黎氣候大會上承諾到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。在十三五規(guī)劃中，更是把智慧能源作為一個重要的方向。而且，國家已做出“推進能源生產(chǎn)和消費革命”的決定，力圖在2020年前通過技術(shù)變革、管理創(chuàng)新、需求引導等方式，推進經(jīng)濟、能源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。政府的驅(qū)動及能源緊缺壓力必然促進未來智慧能源產(chǎn)業(yè)的變革。就智慧能源產(chǎn)業(yè)市場來看，目前主要存在兩大困難和挑戰(zhàn)：標準欠缺及節(jié)能意識薄弱。

　　<1>智慧能源行業(yè)標準未形成約束力

　　行業(yè)標準目前是智慧能源產(chǎn)業(yè)的最大困擾。據(jù)了解，全國注冊在案的節(jié)能服務(wù)公司有5000多家，每家企業(yè)針對不同的項目有不同的方案，導致沒有標準化、產(chǎn)品化的方案可以推廣復制，制約了能源管理的快速成長。華電眾信智慧能源事業(yè)部負責人田海濤透露，截止目前為止，國內(nèi)大概有400億平方米以上的超大型公共建筑的能耗可以用技術(shù)做到數(shù)據(jù)采集與分析，但是在能耗的系統(tǒng)評估方面，業(yè)界還沒有準則或規(guī)范可以參考。

　　智慧能源產(chǎn)業(yè)主要有兩大標準體系：住建部發(fā)布的導則和天地互連主導的IEEE1888國際標準。導則只是大家約定俗成的東西，并不是國標，因此，在指導規(guī)范上并沒有很強的約束力。而由中國企業(yè)發(fā)起并獲得國際認可的IEEE1888國際標準，具有開放統(tǒng)一、兼容互通、靈活組網(wǎng)、可實現(xiàn)遠程控制等優(yōu)勢，是綠色發(fā)展實現(xiàn)節(jié)能減排的好抓手?？梢越鉀Q城市中不同能耗設(shè)備和管理平臺無法互聯(lián)互通、無法協(xié)同控制以及信息化規(guī)范不統(tǒng)一的問題，但是在針對能耗的分項計量方面，即沒有涉及。田海濤表示，導則是住建部與研究院共同制定，對行業(yè)能耗載體的結(jié)構(gòu)分類及布線把握比較精準，能耗分項計量數(shù)據(jù)，可以讓我們知道能耗的精確來源，以此指導決策層。因此，IEEE1888國際標準需要與導則兼容，完善標準體系，這樣才能更好的發(fā)揮價值和作用。隨著IEEE1888國際標準的不斷完善與推廣應(yīng)用，智慧能源市場將從無序到有序進行過渡，這是智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展必經(jīng)的一個過程。智慧能源專家、國家發(fā)改委能源研究所苗韌博士指出，2015年以前，智慧能源是處于野蠻生長的無序市場階段，2015-2020年是從上到下制定行業(yè)標準、權(quán)威檢測及技術(shù)積累的階段，智慧能源產(chǎn)業(yè)至少要等十年后，才是真正進入有序的市場階段。

　　<2>能源用戶“綠色與節(jié)能”意識薄弱

　　目前，智慧能源市場還處于政府主導的階段。針對能源管理的商業(yè)合作模式是合同能源管理，即節(jié)能服務(wù)公司與用能單位以契約形式約定項目的節(jié)能目標，節(jié)能服務(wù)公司為實現(xiàn)節(jié)能目標向用能單位提供必要的服務(wù)。在這個過程中，是通過政府補貼，節(jié)能公司墊資來推動節(jié)能項目，然后節(jié)能收益按合同期限返還節(jié)能公司。能源用戶的綠色與節(jié)能意識相當薄弱，不愿意主動出錢去做節(jié)能這件事，能源產(chǎn)業(yè)的市場化需求還不明顯。這樣的話，節(jié)能服務(wù)公司需要有很多的信息技術(shù)投入，包括設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器、管理軟件等。另一方面，能源管理需要長期運行，一般需要運行五到十年。因此，高初始投資成本、高運營維護成本是阻礙智慧能源發(fā)展的重要因素。雖然，過去在政府幫扶下，智慧能源取得了一定的示范效果，但是未來智慧能源要體現(xiàn)規(guī)模效益，實現(xiàn)廣泛覆蓋，就必須依靠市場，走產(chǎn)業(yè)化道路。苗韌博士說，“具體而言，能源供應(yīng)商應(yīng)使用戶得到真金白銀的實惠，從而促使智慧能源的需求增長;政府方面應(yīng)繼續(xù)采購更多服務(wù)，產(chǎn)生的環(huán)境效益通過財政獎勵到稅收返還等方式回饋企業(yè);市場運營商則應(yīng)獲得來自智慧能源的信息化支撐，優(yōu)化配置能源;大數(shù)據(jù)咨詢服務(wù)商可基于智慧能源的大數(shù)據(jù)，開展專業(yè)咨詢服務(wù)。”因此，智慧能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須要探索產(chǎn)業(yè)化的變革之路。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)互通的科技將改變整個人類世界的運行方式，包括能源產(chǎn)業(yè)的運行。在互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)已成功顛覆眾多產(chǎn)業(yè)后，越來越多的人開始將傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的未來聚焦點和突破口放在能源互聯(lián)網(wǎng)。2015年，中國正式確定了《能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃大綱》，目標是建立新的能源利用體系，推動生產(chǎn)、運輸、消費和相關(guān)政策措施的鏈式變革。

　　能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)走到十字路口，面對全球性的能源產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)，必須利用ICT技術(shù)，對能源產(chǎn)業(yè)進行互聯(lián)網(wǎng)化，將能源賦予新的數(shù)據(jù)屬性，達到能源的經(jīng)濟性、高效性及環(huán)保性。美國著名經(jīng)濟學家杰里米•里夫金在《第三次工業(yè)革命》中提到：“我們將需要創(chuàng)建一個能源互聯(lián)網(wǎng)，讓億萬人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產(chǎn)綠色可再生能源。多余的能源則可以與他人分享，就像我們現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上分享信息一樣。”能源+互聯(lián)網(wǎng)是智慧能源實現(xiàn)的基礎(chǔ)，數(shù)以百億計的能耗設(shè)備互聯(lián)互通，與網(wǎng)絡(luò)相連，同時這些設(shè)備產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)格式將統(tǒng)一并最終保證數(shù)據(jù)安全。統(tǒng)一的能源管理國際標準將可以很好解決設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)、信息與數(shù)據(jù)間存在的“孤島”問題。同時市場化改革，將為能源互聯(lián)網(wǎng)營造健康的能源市場環(huán)境?？梢灶A見，能源互聯(lián)網(wǎng)通過新一代信息通信技術(shù)與能源的完美結(jié)合，勢必將產(chǎn)生一個巨大的能量體，徹底改變?nèi)藗兊纳睢?/p>

　　能源產(chǎn)業(yè)革命：新興技術(shù)與能源體系融合

　　蒸汽機與內(nèi)燃機的科技創(chuàng)新是工業(yè)文明的基礎(chǔ)，智慧能源的發(fā)展，同樣需要科技來推動。智慧能源產(chǎn)業(yè)包括多重領(lǐng)域的技術(shù)，比如智能電網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)、節(jié)能環(huán)保材料的研發(fā)技術(shù)、新能源開發(fā)利用技術(shù)及能耗管理系統(tǒng)等，而物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)及ICT等新一代信息技術(shù)必將會為智慧能源的發(fā)展提供巨大的動力。不管是劉振亞的“全球能源互聯(lián)”，還是里夫金的“智能化、分散式共享能源網(wǎng)絡(luò)”，里面都提到了一個關(guān)鍵的技術(shù)——信息通信技術(shù)(ICT)。信息通信技術(shù)與能源系統(tǒng)融合將掀起能源產(chǎn)業(yè)的“第四次工業(yè)革命”。

　　基于ICT技術(shù)的智能電網(wǎng)解決方案。智能電網(wǎng)是實現(xiàn)智慧能源的重要手段，是推動清潔能源、分布式能源的科學利用，全面構(gòu)建安全、高效、清潔的現(xiàn)代能源保障體系。智能電網(wǎng)涉及到先進的傳感和測量技術(shù)、先進的設(shè)備技術(shù)等技術(shù)。借助ICT技術(shù)可以幫企業(yè)構(gòu)建涵蓋發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)及辦公等環(huán)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)通信解決方案，包括電廠基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、輸變電通信、配電自動化、AMI等解決方案，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合，可以幫電力企業(yè)打造一個堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成、優(yōu)化的堅強智能電網(wǎng)。從而滿足21世紀用戶需求的電能質(zhì)量、容許各種不同發(fā)電形式的接入、啟動電力市場以及資產(chǎn)的優(yōu)化高效運行。如華為基于光纖的(如GPON、EPON)4G無線技術(shù)的解決方案，采用ICT技術(shù)助力實現(xiàn)對配電網(wǎng)的分析和管理功能，提高配電網(wǎng)的管理效率，保障配電網(wǎng)可靠安全運行，幫助電力企業(yè)實現(xiàn)降低線損;華為推出物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，利用開放的M2M平臺、豐富的接口，實現(xiàn)智能表計、傳感器、控制器等的雙向高速互聯(lián)，為電力終端設(shè)備有效接入物聯(lián)網(wǎng)提供了通道。多樣的、融合的接入通信，可以實現(xiàn)電力業(yè)務(wù)的泛在接入、雙向互動。在華為看來，智慧能源的核心，是以“全聯(lián)接”來重構(gòu)能源企業(yè)的思維模式，提出“業(yè)務(wù)驅(qū)動的ICT基礎(chǔ)架構(gòu)(BDII)”戰(zhàn)略，聚焦通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的網(wǎng)關(guān)、平臺等產(chǎn)品，圍繞客戶需求與合作伙伴在技術(shù)、硬件、軟件、服務(wù)等領(lǐng)域全面合作，聯(lián)合創(chuàng)新，落實“被集成”，打造 AMI 產(chǎn)業(yè)鏈，幫助能源客戶實現(xiàn)商業(yè)成功。

　　基于ICT技術(shù)的智慧能源管理的創(chuàng)新應(yīng)用。基于ICT在能源、工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域的融合應(yīng)用，智慧能源管理可以實現(xiàn)各領(lǐng)域用能的動態(tài)整合和優(yōu)化管理，在整合能源需求側(cè)和供應(yīng)側(cè)、協(xié)調(diào)跨區(qū)域能源調(diào)度運行、優(yōu)化能源管理方式等方面，具有革命性的促進作用。智慧能源管理可以分為三個環(huán)節(jié)：前端智能網(wǎng)關(guān)和傳感器、通信網(wǎng)絡(luò)和后端云管理平臺。智能網(wǎng)關(guān)可以通過傳感器采集到運行設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)及運行狀況。然后通過通信網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)傳輸至云管理平臺。云平臺履行網(wǎng)關(guān)設(shè)備管理，故障檢測和預測、設(shè)備運行監(jiān)測、節(jié)能建議和管理、能耗監(jiān)測與分析、數(shù)據(jù)管理服務(wù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理等功能。它幫助實現(xiàn)最頂層的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲、管理、統(tǒng)計分析。有的運營商已經(jīng)有了專門針對物聯(lián)網(wǎng)的專網(wǎng)通信，使得資源可以被分配到和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的業(yè)務(wù)單元里去。其中智能網(wǎng)關(guān)除了必須具備安全性和穩(wěn)定性外，同時具有開放性，允許更多二次開發(fā)的功能，而且匯集數(shù)據(jù)要歸一化。英特爾物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部高級行業(yè)市場經(jīng)理趙宇說，“智慧能源管理不是靠一家企業(yè)就能獨立完成的，英特爾是扮演站在產(chǎn)業(yè)合作伙伴背后的角色，通過英特爾基礎(chǔ)芯片跟軟件的方案在前端、終端跟后端提供基礎(chǔ)的解決方案，也就是將數(shù)據(jù)服務(wù)API接口開放給行業(yè)合作伙伴，讓大家在此之上開發(fā)不同的分析軟件、應(yīng)用軟件。以此更好的提供完整的方案給到整個產(chǎn)業(yè)。”需要基有兩種比較重要的業(yè)務(wù)，一種是對設(shè)備運行的監(jiān)測及故障預警工作，可以通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)，另一種是在能源管理方面通過數(shù)據(jù)分析，指示在什么地方可以改進節(jié)能效果，支持節(jié)能管理決策并自動發(fā)送到前端網(wǎng)關(guān)進行控制。智慧能源管理最終會部署很多的網(wǎng)關(guān)設(shè)備。如果沒有基于云的網(wǎng)關(guān)管理，任何一個與網(wǎng)關(guān)相關(guān)的業(yè)務(wù)升級，甚至于網(wǎng)關(guān)出了問題，都可能需要專人現(xiàn)場做調(diào)試維修，使得網(wǎng)關(guān)的運維成本非常高。在英特爾看來，一個完整的云平臺里面，非常關(guān)鍵的一點是需要有對前端網(wǎng)關(guān)設(shè)備管理的后臺，而且這里安全是需要重點考慮的。除此以外，需要在設(shè)備與設(shè)備之間建立聯(lián)系，實現(xiàn)遠程管理、后續(xù)數(shù)據(jù)挖掘甚至控制等功能。最終整個智慧能源管理的方案不僅僅體現(xiàn)在能源消費端，還會和可再生能源等能源提供企業(yè)建立對接，更好地利用能源信息，幫助調(diào)配區(qū)域能源消耗情況。

　　智慧能源產(chǎn)業(yè)化改革，核心在于信息化技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的深度融合，同時也需要推進以市場化為主導的健康的能源市場運作，可以預見的是，新的能源生產(chǎn)利用和消費革命正在醞釀。能源的革命必將改變整個人類世界的運行方式，給我們的生活帶來翻天覆地的變化!