基于能源高(gāo)端定制系統解決方案的(de)最佳實踐

2021-07-14

---以奧德新能科技集團爲例

摘要：随著(zhe)人(rén)類工業化(huà)的(de)發展，化(huà)石能源提供的(de)集中式能源供應爲社會的(de)進步作出了(le)巨大(dà)的(de)貢獻。但在快(kuài)速發展的(de)同時(shí)，也(yě)帶有諸多(duō)弊端，能源利用(yòng)效率低，能源輸送損耗大(dà)，溫室效應逐年增加，環境壓力越來(lái)越大(dà)。随著(zhe)一次能源逐漸短缺，追求高(gāo)效、低碳、清潔利用(yòng)能源是發展的(de)必然趨勢。

未來(lái)能源發展方向将會是化(huà)石能源清潔化(huà)，清潔能源規模化(huà)，多(duō)種能源綜合化(huà)，能源應用(yòng)智慧化(huà)。以貼近客戶端的(de)用(yòng)能需求爲導向，實施專業定制的(de)能源供應系統，實現能源清潔、低碳、安全、高(gāo)效利用(yòng)，将會促進經濟社會發展全面綠色轉型。本文旨在以奧德新能科技集團在綜合能源服務業務最佳實踐爲範本，爲能源行業及需求客戶提供可(kě)借鑒、可(kě)參考的(de)成功案例及範本。

關鍵詞：能源互聯網高(gāo)端定制系統解決方案

一、我國的(de)能源現狀及發展趨勢

（一）我國的(de)能源現狀

我國的(de)能源資源禀賦不均衡，已探明(míng)石油、天然氣等優質能源儲量嚴重不足。在經濟高(gāo)速增長(cháng)的(de)條件下(xià)，我國能源的(de)消耗速度比其他(tā)國家更快(kuài)，能源枯竭的(de)威脅可(kě)能來(lái)得(de)更早、更嚴重。能源發展面臨一系列新問題、新挑戰。因而，日益增長(cháng)的(de)對(duì)外能源需求造成的(de)能源壓力迫使我們不得(de)不尋找解決能源危機的(de)突圍之路。

伴随著(zhe)經濟的(de)快(kuài)速發展和(hé)能源需求量的(de)持續增長(cháng)，化(huà)石燃料燃燒所産生的(de)溫室氣體排放給環境造成了(le)越來(lái)越沉重的(de)壓力。習(xí)近平主席向世界承諾到2030年，中國單位國内生産總值二氧化(huà)碳排放将比2005年下(xià)降65%以上，非化(huà)石能源占一次能源消費比重将達到25%左右，森林(lín)蓄積量将比2005年增加60億立方米，風電、太陽能發電總裝機容量将達到12億千瓦以上。^【1】二氧化(huà)碳排放力争于2030年前達到峰值，努力争取2060年前實現碳中和(hé)。^【2】

因此，我國調整能源結構已迫在眉睫，要堅持“節約、清潔、安全”的(de)戰略方針，重點實施節約優先、立足國内、綠色低碳和(hé)創新驅動四大(dà)戰略，加快(kuài)構建清潔、高(gāo)效、安全、可(kě)持續的(de)現代能源體系。“四個(gè)革命、一個(gè)合作”的(de)能源安全新戰略，從全局和(hé)戰略的(de)高(gāo)度指明(míng)了(le)保障我國能源安全、推動我國能源事業高(gāo)質量發展的(de)方向和(hé)路徑。

（二）未來(lái)能源轉型發展趨勢

能源應用(yòng)由以煤爲主向以非化(huà)石能源爲主逐步轉型，化(huà)石能源與非化(huà)石能源多(duō)元發展、協調互補、此消彼長(cháng)。向綠色、低碳、安全、高(gāo)效轉型，實現電氣化(huà)、智能化(huà)、網絡化(huà)、低碳化(huà)。我國能源産業集群式發展轉型升級加快(kuài)，新型商業模式和(hé)産業業态不斷湧現，平台經濟、數字經濟、共享經濟等新經濟模式在能源行業生根發芽，孕育出衆多(duō)新型能源服務産品，這(zhè)爲我國能源行業發展注入了(le)新動力。

在“互聯網+”發展背景下(xià)，能源與信息行業融合發展趨勢不斷增強，大(dà)數據、雲計算(suàn)、物(wù)聯網、移動互聯網、人(rén)工智能、區(qū)塊鏈等新興技術在能源行業的(de)應用(yòng)日益廣泛，能源生産和(hé)消費朝著(zhe)智能化(huà)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(huà)石能源，新一輪高(gāo)質量發展，必須是通(tōng)過有效的(de)、高(gāo)水(shuǐ)平的(de)供給以及在政策保障上提供新能源供給，可(kě)再生能源與天然氣分(fēn)布式能源協同發展，提高(gāo)分(fēn)布式可(kě)再生能源綜合利用(yòng)水(shuǐ)平。綜合能源服務業務需要大(dà)力推進，綜合能源服務涉及多(duō)種形式能源的(de)“發、輸、配、售用(yòng)”，因此用(yòng)戶可(kě)從多(duō)種渠道獲得(de)能源以滿足用(yòng)能需求，同時(shí)運用(yòng)大(dà)數據及雲計算(suàn)技術處理(lǐ)能源需求的(de)及時(shí)響應與多(duō)種能源調配，大(dà)大(dà)提升用(yòng)戶用(yòng)能的(de)可(kě)靠性與穩定性。

二、能源互聯網的(de)發展方向

（一）能源互聯網由集中式向分(fēn)布式能源方向轉變

分(fēn)布式能源可(kě)以小規模,小容量,模塊化(huà),分(fēn)散式的(de)方式布置在用(yòng)戶附近,可(kě)獨立地輸出冷(lěng)、熱(rè)、電、汽，是靠近用(yòng)戶端的(de)能源利用(yòng)系統，大(dà)大(dà)減少能源遠(yuǎn)距離輸送的(de)投資和(hé)損耗。同時(shí)實現能源梯級利用(yòng)，能源效率可(kě)大(dà)大(dà)提升。它的(de)鮮明(míng)特點是爲特定終端用(yòng)戶量身打造能源服務系統，規模可(kě)大(dà)可(kě)小。

随著(zhe)物(wù)聯網、雲計算(suàn)、大(dà)數據、人(rén)工智能技術的(de)蓬勃發展，新一代分(fēn)布式能源應建立在智能信息網絡基礎之上，是智能化(huà)的(de)、有生命的(de)能源系統。它可(kě)以實現多(duō)種能源高(gāo)效組合利用(yòng)，如天然氣、各種可(kě)再生能源、電網電力、種種儲能設施、熱(rè)泵等都可(kě)以融入其中，各展其長(cháng)，協同出力，爲終端用(yòng)戶提供最佳的(de)服務。

（二）亟需建立現代能源服務體系

（1）以客戶爲中心。

綜合能源服務的(de)核心是服務，堅持以客戶爲中心，提升優質服務水(shuǐ)平是綜合能源服務核心思想。綜合能源服務的(de)實踐性也(yě)同樣，一個(gè)區(qū)域的(de)地理(lǐ)，風光(guāng)水(shuǐ)地資源禀賦、電價、氣價均不同，沒有一統江湖的(de)某種綜合能源能滿足各類訴求，需要針對(duì)不同用(yòng)能需求制定專業的(de)定制方案。

随著(zhe)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(yòng)戶需求，不貼近用(yòng)戶需求的(de)綜合能源服務都是不成立的(de)，爲用(yòng)戶服務而不考慮用(yòng)戶需求的(de)方案沒有生命力，不管是從技術上還(hái)是經濟上。

當前，應該調轉視角，站在用(yòng)戶需求、站在社會大(dà)衆、站在子孫後代的(de)角度來(lái)看待當前能源行業的(de)發展，深化(huà)能源供給側結構改革。站在用(yòng)戶需求的(de)角度，建立清潔低碳、安全高(gāo)效的(de)現代能源體系。

（2）加快(kuài)建設現代能源服務體系。

即要有一大(dà)批專業化(huà)的(de)企業，以更加清潔環保、安全可(kě)靠、經濟便捷的(de)手段爲用(yòng)戶實現光(guāng)明(míng)、動力和(hé)溫暖的(de)能源效用(yòng)需求。從現代能源體系到現代能源服務體系，是一個(gè)巨大(dà)的(de)飛(fēi)躍，從政府到市場(chǎng)，都要真正轉移到一切以用(yòng)戶爲中心，一切從更好滿足用(yòng)戶需求出發。政府能源主管部門，需要從用(yòng)戶的(de)角度，從可(kě)靠性、清潔性、經濟性、便捷性、服務質量上進行監管，從能源服務标準體系、能源服務平台和(hé)能源信息共享方面提供公共服務；從組織、制度、管理(lǐ)上進行轉型，确立以用(yòng)戶爲中心的(de)政策出發點來(lái)推進改革，擴大(dà)用(yòng)戶選擇權，擴大(dà)終端環節開放力度，改變壟斷專營和(hé)條塊分(fēn)割格局，促進終端能源融合發展和(hé)運營。

随著(zhe)分(fēn)布式能源加儲能技術的(de)快(kuài)速發展、成本的(de)快(kuài)速下(xià)降，現代能源解決方案已具備規模化(huà)發展的(de)條件。讓廣大(dà)的(de)居民和(hé)中小工商業用(yòng)戶，便利地參與進來(lái)，清潔低碳、安全高(gāo)效的(de)現代能源體系就真正建立在千家萬戶的(de)基礎之上了(le)。對(duì)電力系統穩定、大(dà)氣環境保護、國家能源安全都有巨大(dà)的(de)正面作用(yòng)。

三、能源高(gāo)端定制系統解決方案的(de)技術支撐及實施路徑

（一）奧德集團在能源互聯網方面的(de)探索

（1）謀劃戰略轉型。

奧德集團作爲國内知名民營燃氣企業，自 2016 年開始探索新舊(jiù)動能轉換戰略布局，積極探索一業多(duō)元發展模式，多(duō)元化(huà)培育和(hé)發展新興戰略産業，順應能源發展向能源革命轉變要求。成立二級産業集團新能科技集團，布局 LNG 貿易、天然氣分(fēn)布式能源、可(kě)再生能源、一體化(huà)智慧電網、産業能源互聯網、綜合能源服務等業務方向。

（2）戰略升級。

圍繞“以客戶爲中心，以效益爲目标”的(de)經營原則，構建城(chéng)市燃氣“一體化(huà)産業鏈”、“增值業務與新零售”、“産業鏈延伸”、“綜合能源”四大(dà)業務布局，實現奧德能源從傳統燃氣分(fēn)銷商到“清潔能源整體解決方案服務商”的(de)戰略升級。緻力于打造科技+“智慧能源服務”生态系統，形成“城(chéng)市燃氣業務”和(hé)“綜合能源服務”雙輪驅動的(de)智慧能源業務系統。

改變傳統氣價差的(de)燃氣思維模式，構建奧德開放式的(de)智慧能源生态圈，以“多(duō)能源供應”爲基礎，實現園區(qū)“發、儲、配、售”智能協同控制。依托系統能效及智慧能源理(lǐ)念、高(gāo)效技術和(hé)管理(lǐ)手段，構建循環經濟體系，提高(gāo)系統能效，通(tōng)協調各方資源，提供綜合能源整體解決方案。

（二）能源專業定制的(de)技術支撐

（1）三級循環一體化(huà)最優算(suàn)法

圖1 三級循環一體化(huà)設計體系^【4】

基于 K-means 聚類算(suàn)法、NSGA-Ⅱ遺傳算(suàn)法、Encoder-decoder 神經網絡的(de)非侵入式負荷辨識技術—NLP 人(rén)工智能算(suàn)法等多(duō)環節關鍵要素實現最優算(suàn)法，利用(yòng)物(wù)聯網與人(rén)工智能技術結合，突破了(le)算(suàn)法技術瓶頸，能源利用(yòng)集成優化(huà)、協同調控、用(yòng)能決策引導三大(dà)解決方案，徹底實現了(le)能源系統縱向一體化(huà)、橫向數據的(de)互通(tōng)互聯，解決了(le)多(duō)能源協同管理(lǐ)系統及企業能源定制化(huà)服務。

（2）構建兩網三化(huà)三平台的(de)核心競争優勢

圖2 兩網三化(huà)三平台能源生态圈^【5】

基于縱向奧能網，橫向能谷網，實現區(qū)塊化(huà)、生态化(huà)、開放化(huà)的(de)智慧能源生态圈，依托方案設計平台、多(duō)能供給平台、能源服務平台三大(dà)平台優勢，以客戶需求爲導向，成爲清潔低碳、安全高(gāo)效的(de)現代能源體系實踐者、創新者、引領者。

① 以奧能網（ENNV）爲價值平台。

采用(yòng)“1+N+X” 模式，打造 1 個(gè)業态智慧能源能效和(hé)交易平台，再依托于這(zhè)個(gè)平台，同時(shí)建設 N 個(gè)子系統。^【6】包括分(fēn)布式光(guāng)伏發電、風電、分(fēn)布式供暖、CCHP 熱(rè)電聯産項目、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(rè)網、冷(lěng)網、信息網等。爲客戶提供清潔能源整體解決方案，推動“互聯網+智慧能源”新能源體系協同發展, 打造電網、氣網、冷(lěng)網、熱(rè)網、信息網等價值網絡融合的(de)能源服務體系。

② 整合資源創建能谷網，依托雲平台，實現從企業價值到社會價值的(de)根本轉變。

從價值創造到價值共享,基于企業層面的(de)奧能網到基于區(qū)塊鏈、去中心、無邊界、開發、共享經濟的(de)能源行業生态平台。

③ 提升數字化(huà)能力，完善互聯網運營管理(lǐ)平台架構。

完善應用(yòng)架構，降低開發成本，快(kuài)速響應業務變化(huà)，由“能用(yòng)”向“好用(yòng)”轉變。構建智慧化(huà)的(de)數據應用(yòng)場(chǎng)景，強化(huà)“數據價值挖掘”，構建市場(chǎng)-工程-運營-客服全鏈條跨業務域數據應用(yòng)場(chǎng)景，爲智慧經營賦能。打造全員(yuán)自助分(fēn)析，讓每個(gè)用(yòng)戶都能便捷獲取、有效分(fēn)析數據，創造價值，打造無邊界數據應用(yòng)團隊。不斷提升數據質量，優化(huà)數據質量校驗與質量示險，搭建完善的(de)數據治理(lǐ)體系。緊跟大(dà)數據前沿技術優化(huà)系統架構，提升數據處理(lǐ)效率，實現數據價值和(hé)業務裂變。

（三）專業定制系統解決方案的(de)實施路徑

（1）一個(gè)理(lǐ)念：能源高(gāo)端定制、系統解決方案

以爲客戶提供綜合能源整體解決方案爲導向，通(tōng)過科技創新引領，整合優勢資源，構建冷(lěng)熱(rè)電氣信息等五位一體的(de)智慧能源生态系統，打造成受人(rén)尊敬，行業領先的(de)綜合智慧能源互聯網服務商。

（2）兩大(dà)引擎

：科技創新+模式創新

搭建“兩網三化(huà)三平台”核心技術體系整合成熟技術并研發自有核心技術，解決行業痛點，創新科技核心競争優勢。構建産業能源互聯網生态圈，統一各利益相關方的(de)需求，各取所需，形成戰略聯盟。

①科技創新

技術創新。圍繞業務需求，強化(huà)技術創新體系，夯實技術創新平台。重點在四個(gè)方面發力，持續強化(huà)技術創新體系，打造開放、前瞻、高(gāo)效吸納整合外部資源的(de)技術創新平台，加速成果産出及應用(yòng)，确保技術持續領先。

構建技術生态。細化(huà)内部組織載體在技術創新上的(de)分(fēn)工協作關系，強化(huà)客戶及業務需求對(duì)技術創新的(de)導向性，立足開放、前瞻，結合實際應用(yòng)場(chǎng)景，同領先機構、高(gāo)校、技術公司、專家等廣結聯盟，持續擴展技術生态圈。建立專門組織，強化(huà)新技術跟蹤研究，立足制高(gāo)點把握技術動向，提高(gāo)對(duì)新技術的(de)敏感度。

強化(huà)技術賦能。以價值爲導向，強化(huà)技術研發、引進及示範的(de)資源配置及統籌。強化(huà)知識産權保護及運作，确保領先地位，釋放智慧價值，持續開展标準體系建設。

②模式創新

完善關鍵機制。完善技術評價體系，根據重要度及成熟度建立分(fēn)層評價指标體系，強化(huà)技術評價專家團隊，重點強化(huà)應用(yòng)後評價。打通(tōng)技術驗證通(tōng)道，通(tōng)過内部項目示範、外部項目跟蹤、實驗室測試等方式加快(kuài)技術驗證速度，設立綠色通(tōng)道，加快(kuài)示範項目進程，強化(huà)技術創新激勵機制，激發能動性。

豐富運作模式。聚焦關鍵項目，采用(yòng)虛拟組織方式，建立開放、靈活、複合的(de)項目組，加速技術引進、研發及示範、升級。緊密圍繞業務需求，采用(yòng)靈活合作模式吸納新技術，尤其是在技術驗證後，通(tōng)過技術買斷、技術入股、合資合作、收益分(fēn)享等方式，同技術所有人(rén)共赢，激發生态圈活力。

（3）“三位一體”商業模式

以技術解決方案爲核心。以積累的(de)技術解決方案和(hé)項目規劃落地經驗，樹立其他(tā)競争對(duì)手短期難以突破的(de)競争壁壘。

以市場(chǎng)需求爲導向。堅持以客戶爲中心的(de)原則，深入到用(yòng)能單位調查研究，把用(yòng)能需求了(le)解清楚，才能最科學、最有效地制定方案規劃，通(tōng)過綜合能源規劃，構建現代能源體系，提高(gāo)系統能效。

以資本爲支柱。關鍵在于突破資金解決方案，項目融資渠道多(duō)元化(huà)，從僅依靠内部資金、銀行貸款轉爲基金、信托以及資産證券化(huà)、資本市場(chǎng)等多(duō)種手段結合。

（4）四大(dà)關鍵舉措

一是鎖定目标市場(chǎng)。

根據用(yòng)能單位的(de)資源禀賦，确定具體服務對(duì)象，如大(dà)型樓宇、公共建築、獨立社區(qū)、新建城(chéng)區(qū)、工業園區(qū)等，鎖定目标客戶群體，詳細分(fēn)析項目特點，分(fēn)類進行對(duì)接開發。

二是多(duō)能循環。

提供多(duō)能源供應服務，包括電力、燃氣和(hé)冷(lěng)、熱(rè)、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(hé)運營服務。

三是智慧化(huà)管理(lǐ)。

以能谷網、奧能網爲平台，推動“互聯網+智慧能源”新能源體系協同發展，通(tōng)過智能化(huà)手段積累信息和(hé)數據，提升系統能源利用(yòng)效率性。

四是創新合作模式。

政府資源，核心技術解決方案，項目經驗積累未來(lái)。首先與地方政府達成共識、獲取項目資源、政策優惠。其次，規劃階段聯合合作夥伴提供整體解決方案（技術、資金、能源項目等）。

（5）五大(dà)管理(lǐ)規劃

以奧能網理(lǐ)論爲指導，貫通(tōng)傳統專項規劃的(de)邊界，優先利用(yòng)可(kě)再生能源，多(duō)能互補，融合園區(qū)各項能源需求，運用(yòng)科學、綜合規劃方法，以園區(qū)綜合能源服務業務爲手段，奧能雲搭建智能化(huà)運營調度平台，實現提升園區(qū)品質、降低企業能源帳單、促進園區(qū)綠色發展的(de)目标。

一是統籌規劃，頂層設計，分(fēn)步實施。

構建綠色、清潔、低碳、安全、智慧、高(gāo)效的(de)現代能源體系。以市場(chǎng)及客戶的(de)需求爲導向，壯大(dà)節能環保産業、清潔生産産業、清潔能源産業。

二是需求側切入。

從用(yòng)戶側出發，立足區(qū)域，不但關注終端用(yòng)能，更追根溯源，關注工藝及生産特性，從中挖掘匹配、擴展、優化(huà)空間。

三是多(duō)種能源融合。

系統把握資源禀賦和(hé)用(yòng)能品類、品位、規模、時(shí)間，實現泛進泛出，能量全價值鏈開發，節能降本。設施互聯互通(tōng)，能源設施與建築脫鈎、重構；存量設施能用(yòng)盡用(yòng)，增量适度配置，調結構、提效率，整體協同共享，提高(gāo)設施利用(yòng)率，降低整體投資規模。

四是需供充分(fēn)互動。

虛拟負荷池、虛拟供給池組合尋優，高(gāo)效用(yòng)設施優先利用(yòng)，開源節流。

五是實時(shí)調度交易。

做(zuò)好物(wù)聯接入，充分(fēn)釋放平台價值。

四、結論及未來(lái)展望

未來(lái)的(de)能源服務将以産品爲中心轉變爲以客戶爲中心，盡可(kě)能因地制宜用(yòng)好區(qū)域内的(de)各種資源，來(lái)提高(gāo)用(yòng)能效率，實現就地消納。圍繞客戶的(de)綜合需求開展服務，提高(gāo)客戶滿意度、增強客戶粘性，營造良好的(de)發展環境、産業生态。不同類型的(de)企業，要把握自己優勢和(hé)劣勢，利用(yòng)自己的(de)資源，來(lái)确定适合自己的(de)戰略，爲客戶創造價值。從傳統能源向“智慧能源+智慧城(chéng)市轉變”，樹立“互聯網+平台”思維，最終才能實現推動綜合能源服務産業的(de)高(gāo)質量發展。

經濟社會可(kě)持續發展的(de)需求，促進可(kě)再生能源強力發展，将推動人(rén)類由工業文明(míng)走向生态文明(míng)。碳中和(hé)目标對(duì)我國是挑戰更是機遇，将帶來(lái)新産業、新增長(cháng)點、新投資。“天不言而四時(shí)行，地不語而百物(wù)生。”地球是人(rén)類共同的(de)、唯一的(de)家園，加快(kuài)發展清潔、高(gāo)效、安全、可(kě)持續的(de)現代能源體系，實施能源定制化(huà)服務，方能最終實現經濟、能源、環境、氣候的(de)共赢。

此篇論文由濟南工達捷能科技發展有限公司胡令猛同志主要參與撰寫完成，現已被《新型工業化(huà)》雜(zá)志錄用(yòng)！

《新型工業化(huà)》雜(zá)志

是由中華人(rén)民共和(hé)國工業和(hé)信息化(huà)部主管、工信部電子科學技術情報研究所主辦的(de)中央國家級專業期刊（國家出版總署批準國内統一連續出版物(wù)序号CN11-5947/TB國際标準刊号ISSN2095-6649國際發行代号M9020,郵發代号：82-254）

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