智慧能源行業(yè)技術(shù)壁壘分析

智慧能源行業(yè)技術(shù)壁壘分析智慧能源行業(yè)技術(shù)壁壘智能表計產(chǎn)品、智慧能源系統(tǒng)軟件等智慧能源解決方案的研發(fā)、生產(chǎn)包含了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等多項技術(shù)的集成應(yīng)用，屬于技術(shù)密集型行業(yè)。在智慧城市建設(shè)推進的背景下，智能表計產(chǎn)品技術(shù)水平要求不斷提高，以智能電表為例，在IR46標準下，人機交互、多元化高效通信、軟件可升級、分布式大容量存儲、負荷監(jiān)測與分析等功能的實現(xiàn)以及安全性保障需要經(jīng)過長時間的項目實踐和自主的技術(shù)研發(fā)。智慧能源系統(tǒng)軟件方面，在―雙碳目標和智慧城市建設(shè)背景下，智慧能源系統(tǒng)對電、水、氣等領(lǐng)域的能耗監(jiān)測、管理分析功能越發(fā)重要，而這需要對能源管理有極深的技術(shù)儲備及運營經(jīng)驗，新進入企業(yè)難以在短時間內(nèi)完成積累，行業(yè)擁有較高的技術(shù)壁壘。智慧能源行業(yè)發(fā)展趨勢隨著國家經(jīng)濟的高速建設(shè)發(fā)展，智慧能源行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢，國家政策及經(jīng)濟發(fā)展策略的調(diào)整為智慧能源行業(yè)發(fā)展帶來新啟發(fā)，一帶一路的提出、高鐵產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展、節(jié)能環(huán)保的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)融合形勢無一不為智慧能源行業(yè)指明方向，為其發(fā)展帶來新氣象新思路。2019-2025年，著力推進能源互聯(lián)網(wǎng)多元化、規(guī)模化發(fā)展：初步建成能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，成為經(jīng)濟增長重要驅(qū)動力。建成較為完善的能源互聯(lián)網(wǎng)市場機制和市場體系。形成較為完備的技術(shù)及標準體系并推動實現(xiàn)國際化，引領(lǐng)世界能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。形成開放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境，能源綜合效率明顯改善，可再生能源比重顯著提高，化石能源清潔高效利用取得積極進展，大眾參與程度大幅提升，有力支撐能源生產(chǎn)和消費革命。互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源全國特色雙創(chuàng)示范基地成果展示、配電物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)上國網(wǎng)、現(xiàn)代智慧供應(yīng)鏈、不停電作業(yè)等展區(qū)的一項項創(chuàng)新應(yīng)用，展現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)正以智慧能源的形式點亮美好生活，構(gòu)建共商、共享、共贏智慧能源服務(wù)生態(tài)圈。智慧能源發(fā)展趨勢盡管智慧能源發(fā)展還存在諸多問題，但在國家雙碳背景下，智慧能源繼續(xù)發(fā)展的大趨勢不會變。隨著技術(shù)的逐步成熟、相關(guān)政策和商業(yè)模式的逐步完善，預(yù)測國內(nèi)智慧能源下階段會迎來快速發(fā)展的新階段。數(shù)字技術(shù)將與能源產(chǎn)業(yè)進一步深度融合。未來一段時期，智慧能源技術(shù)趨勢是大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)鏈進一步高度融合。智慧能源只有隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的不斷落地實踐，相關(guān)業(yè)務(wù)經(jīng)驗和數(shù)據(jù)積累，智慧化價值不斷體現(xiàn)，才能進入規(guī)模提速增長、創(chuàng)新應(yīng)用場景更加豐富、智能化水平顯著提升以及能源企業(yè)廣泛參與的新階段。智慧能源主要聚焦于能源安全、高效以及低碳化。我國十四五能源規(guī)劃將保障能源安全以及實現(xiàn)能源清潔低碳化作為我國新階段能源發(fā)展的核心目標，未來智慧能源的場景主要聚焦方向包括：以自動化作業(yè)、智能診斷在線預(yù)警以及在線應(yīng)急管理等為代表的提升能源安全應(yīng)用場景；以源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)調(diào)度、需求側(cè)互動為代表的能源清潔低碳等場景；以能效提升、運行優(yōu)化等提升能源效率場景等。智慧火電、智慧核電、智慧風電、智慧火電、智能電網(wǎng)以及需求側(cè)的源網(wǎng)荷儲一體化、多能協(xié)同以及需求響應(yīng)等場景會成為智慧能源重點方向。市場和價格機制逐步完備促進智慧能源新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。隨著國家在十四五期間構(gòu)建和完善中長期市場、現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場有機銜接的電力市場體系，電碳市場相互銜接和促進，智慧能源項目可以通過市場和價格機制得到進一步市場激勵，盈利能力進一步增強，商業(yè)模式進一步清晰。以源網(wǎng)荷儲一體化、園區(qū)多能互補以及虛擬電廠等為代表的智慧能源業(yè)態(tài)會因為明確的商業(yè)模式而迎來快速的發(fā)展。能源政策催生各類智慧能源服務(wù)平臺，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。能源領(lǐng)域的開放會帶動商業(yè)模式的創(chuàng)新。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和思維與能源行業(yè)深度融合應(yīng)用，面向能源供需銜接、生產(chǎn)服務(wù)等業(yè)務(wù)的智慧能源服務(wù)平臺將會涌現(xiàn)，通過能源各產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，營造開放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，提升整個行業(yè)的活力和效率。隨著應(yīng)用場景的擴大和商業(yè)模式的穩(wěn)定，智慧能源的投資和市場規(guī)模將進一步擴大。能源數(shù)字經(jīng)濟相關(guān)技術(shù)發(fā)展與融合應(yīng)用繼續(xù)加速，相關(guān)投資進一步增長，加上地方政府能源數(shù)字新基建規(guī)劃逐步落地，預(yù)計智慧能源服務(wù)市場將會快速擴張，例如能源生產(chǎn)輸配消等環(huán)節(jié)的智慧能源服務(wù)，以及源網(wǎng)荷儲項目、多能互補和智慧園區(qū)等，市場規(guī)模巨大。安全可靠、應(yīng)用替代的國家戰(zhàn)略，將推動智慧能源高速發(fā)展。安全可靠應(yīng)用替代工程，是著眼維護網(wǎng)絡(luò)空間主權(quán)安全，實現(xiàn)高水平科技自立自強，破除數(shù)字關(guān)鍵核心技術(shù)風險隱患的重大決策部署，是統(tǒng)籌發(fā)展和安全的重要實踐。要求在電信、廣播電視、能源、金融、公路水路運輸、鐵路、民航、郵政、水利、應(yīng)急管理、衛(wèi)生健康、社會保障、國防科技工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全規(guī)劃中落實安全可靠應(yīng)用替代工作。統(tǒng)籌加快重要行業(yè)領(lǐng)域替代工作，強化重要行業(yè)領(lǐng)域工作統(tǒng)籌和責任落實。能源行業(yè)是安全可靠、應(yīng)用替代的重要行業(yè)，推動能源技術(shù)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)能源行業(yè)安可替代，是智慧能源建設(shè)的重大機遇。智慧能源面臨的問題與挑戰(zhàn)從技術(shù)上看，目前能源的智慧化水平有待提升。智能化應(yīng)用還處于起步和示范階段，智慧電廠、智慧油氣、智慧礦山等應(yīng)用能夠發(fā)揮的價值有限，相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)亟待進一步沉淀和完善。從應(yīng)用場景上看，智慧能源應(yīng)用場景有待進一步挖掘。智慧能源領(lǐng)域，監(jiān)視、巡檢以及內(nèi)部運營管理等場景應(yīng)用較廣泛，這些場景門檻較低且價值體現(xiàn)不明顯。而運行優(yōu)化、故障診斷等AI類應(yīng)用需要大量經(jīng)驗積累與研發(fā)投入，其功能和場景應(yīng)用價值發(fā)揮有限。從配套政策上看，對智慧能源新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新和推廣支持力度不夠。由于智慧能源配套政策支持還不充分，智慧能源在可再生能源消納等方面的價值體現(xiàn)不突出，已建設(shè)的智慧能源項目如源網(wǎng)荷儲一體化、微網(wǎng)以及虛擬電廠等項目由于缺少盈利模式，還處于賠本賺吆喝的階段。缺乏清晰的商業(yè)模式正在成為阻礙智慧能源新模式創(chuàng)新和推廣的主要因素。智慧能源的提出背景智慧能源是數(shù)字化、智能化技術(shù)與傳統(tǒng)能源行業(yè)高度結(jié)合的產(chǎn)物。我國智慧能源的產(chǎn)生和發(fā)展既是數(shù)字新技術(shù)發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用的必然結(jié)果，也是國家能源變革以及國家實現(xiàn)能源雙碳目標的客觀需求。智慧能源是我國能源產(chǎn)業(yè)升級的重要發(fā)展方向。第四次信息革命到來的背景下，能源產(chǎn)業(yè)智能化升級進程加速，數(shù)字技術(shù)加快與能源技術(shù)深度融合，已經(jīng)成為未來能源行業(yè)發(fā)展的大趨勢。智慧能源是適應(yīng)我國能源多元化變革的重要技術(shù)支撐。能源系統(tǒng)形態(tài)加速變革，智慧能源具備的信息互聯(lián)化和智能化等特征，可以為能源變革時期的安全管理和效率提升提供重要技術(shù)支撐。智慧能源是我國實現(xiàn)能源雙碳目標的必由之路。我國碳達峰目標與碳中和愿景將加速推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，智慧能源的廣泛互聯(lián)以及供需互動等特征，大大提升電網(wǎng)對于可再生能源的消納能力，是新型電力系統(tǒng)的重要支撐，也是國家實現(xiàn)雙碳目標的必由路徑之一。智慧能源行業(yè)運行現(xiàn)狀智慧能源業(yè)務(wù)系指基于互聯(lián)網(wǎng)開放體系，綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算和新一代信息化技術(shù)對能源生產(chǎn)、存儲、輸送和使用系統(tǒng)地進行監(jiān)測控制、操作運營、能效管理并向客戶提供節(jié)能服務(wù)，實現(xiàn)能源高效利用的一種業(yè)務(wù)模式。智慧能源體系架構(gòu)包括能源和信息。能源主要是指涵蓋能源產(chǎn)、供、銷三大環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施。信息是指通過對能源產(chǎn)、供、銷三大環(huán)節(jié)及相關(guān)環(huán)節(jié)的信息采集、傳輸、處理、存儲和控制，實現(xiàn)信息化、智能化的生產(chǎn)和運營管理。智慧能源在電力行業(yè)的應(yīng)用主體分為四大部分：發(fā)電、輸變配電（電網(wǎng)側(cè)）、售電和耗電。雙碳政策將會極大程度對各領(lǐng)域從硬件到軟件系統(tǒng)提出改造需求。發(fā)電側(cè)主要信息化需求來自能源生產(chǎn)側(cè)的數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制和預(yù)測系統(tǒng)等；輸變配電側(cè)信息化主要來自輸配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制、調(diào)度中心系統(tǒng)等；售電側(cè)信息化主要來自銷售系統(tǒng)、用戶數(shù)據(jù)采集、營銷系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等；耗電側(cè)信息化需求主要來自為企業(yè)降本增效所研發(fā)搭建的監(jiān)測系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。智慧能源體系的發(fā)展主要有電力信息化與電力智能化兩個階段。電力信息化是指應(yīng)用通信、自動控制、計算機、網(wǎng)絡(luò)、傳感等信息技術(shù)，將能源的產(chǎn)生、分布、輸送以及消耗過程集成于信息系統(tǒng)，做到能源的實時監(jiān)測與可視化；電力智能化是在電力信息化基礎(chǔ)上引入人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將能源信息進一步加工，輸出能源優(yōu)化配置以及調(diào)度方案，優(yōu)化用能，提升效率。在新基建等利好政策加持、居民人均可支配收入提升等帶動能源消費需求增長的背景下，電力信息化投資規(guī)模持續(xù)增長。依據(jù)中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告，2020年我國電力信息化投資規(guī)模達到了1，045．50億元，2015年到2020年期間我國電力信息化投資規(guī)模年均復(fù)合增長率為17．59%，呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢；預(yù)計到2024年，電力信息化投資規(guī)模將達到1，387．90億元。隨著新一代信息技術(shù)發(fā)展，智能化在電網(wǎng)投資中占比逐漸提升。根據(jù)《國家電網(wǎng)智能化規(guī)劃總報告》，2009-2020年國家電網(wǎng)規(guī)劃總投資達3．45萬億元，其中智能化投資3，841億元，占總投資的11．13%。智能電網(wǎng)的重點在用電、配電、變電及通信環(huán)節(jié)，國家電網(wǎng)持續(xù)加大輸電、變電和配電環(huán)節(jié)的智能化投資規(guī)模。智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈上游為電子元器件、傳感設(shè)備、硬件模塊、云平臺系統(tǒng)以及存儲設(shè)備供應(yīng)商，下游為產(chǎn)業(yè)園區(qū)、企業(yè)單位、社區(qū)、農(nóng)村以及個人用戶等終端客戶以及各類電力企業(yè)，1）產(chǎn)業(yè)鏈上游：智慧能源行業(yè)的產(chǎn)業(yè)上游為電子元器件、傳感設(shè)備、硬件模塊、云平臺系統(tǒng)、存儲設(shè)備等電子以及信息技術(shù)行業(yè)。智慧能源行業(yè)企業(yè)根據(jù)項目方案向上游供應(yīng)商進行采購并根據(jù)客戶需求進一步集成及系統(tǒng)開發(fā)。2）產(chǎn)業(yè)鏈下游：智慧能源行業(yè)產(chǎn)業(yè)下游主要為各類終端客戶以及電力企業(yè)。產(chǎn)業(yè)鏈下游的需求主要依賴社會用電需求提升、電力市場發(fā)展以及能源類基礎(chǔ)設(shè)施投建。在2030年碳達峰，2060年碳中和目標要求下，已經(jīng)明確了未來要建立以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，新能源將成為新增電源的主體，并在電源結(jié)構(gòu)中占主導(dǎo)地位。預(yù)計到2030年和2060年，我國新能源發(fā)電量占比將分別超過25%和60%。新能源發(fā)電的間歇性、波動性、隨機性特征十分明顯，新能源高比例接入電網(wǎng)系統(tǒng)，會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響。智慧能源系統(tǒng)作為監(jiān)測、反饋、控制與優(yōu)化新能源入網(wǎng)，提升穩(wěn)定性的重要途徑，市場規(guī)模會隨著新能源結(jié)構(gòu)占比的上升而增加。智慧能源行業(yè)主要應(yīng)用場景智慧能源運用先進的電力電子技術(shù)，信息技術(shù)和智能管理技術(shù)，將大量由分布式能量采集裝置，分布式能量儲存裝置和各種類型分布式電源和負荷結(jié)合起來構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)等能源節(jié)點互聯(lián)起來，通過能量綜合管理平臺的有效調(diào)度、管控，從而實現(xiàn)提高可再生能源的接入比，降低企業(yè)用電成本，同時促進化石能源清潔高效利用目的。智慧能源主要應(yīng)用場景：智慧能源在電力行業(yè)的應(yīng)用主體分為四大部分：發(fā)電、輸變配電（電網(wǎng)側(cè)）、售電和耗電。雙碳政策將會極大程度對各領(lǐng)域從硬件到軟件系統(tǒng)提出改造需求。發(fā)電側(cè)主要信息化需求來自能源生產(chǎn)側(cè)的數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制和預(yù)測系統(tǒng)等;輸變配電側(cè)信息化主要來自輸配網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)控制、調(diào)度中心系統(tǒng)等;售電側(cè)信息化主要來自銷售系統(tǒng)、用戶數(shù)據(jù)采集、營銷系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等;耗電側(cè)信息化需求主要來自為企業(yè)降本增效所研發(fā)搭建的監(jiān)測系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。不同的主體目前從自身的角度紛紛切入智慧能源領(lǐng)域。比如光伏逆變器廠家陽光、華為，光伏組件企業(yè)，老牌光伏企業(yè)隆