能源5G 智慧能源项目可行性研究报告-2020年物联网集成创新与融合应用

5G+智慧能源项目可行性研究报告-2020年物联网集成创新与融合应用

编制单位北京智博睿投资咨询有限公司

5G助力智慧能源发展实现能源的可持续利用。

智慧能源即能源行业的自动化与智能化主要包括智慧电网与智慧矿山两大应用场景。电力系统由发电、输电、配电、变电及用电五大环节组成不同环节对网络的需求各异。 目前电力通信网主要由光纤覆盖但随着智慧电网的发展光纤已无法满足电力行业的发展需求。智慧电网主要分为控制与采集两类细分应用场景5G既能满足控制类应用场景对低时延的需求又能满足采集类应用场景对大带宽及大连接的需求将极大的推动智慧电网的发展。矿山环境复杂人工现场作业危险系数高效率低。矿山的无人化是未来矿山发展的必然趋势。智慧矿山包括远程监测与无人作业两类应用场景。 4G网络的性能无法满足智慧矿山的发展需求 5G既能满足远程监测类应用对大带宽的需求又能满足无人化作业对低时延的需求将助力智慧矿山的发展。整体来看5G大带宽、高可靠低时延及大连接的特性将助力智慧能源的发展实现能源的可持续利用。

5G+智慧能源应用场景

智慧能源是近几年兴起的一个比较新的概念。它的一个重要目标是提高能效围绕这个目标的技术创新贯穿能源创生到消费的全部环节。国内最早提出智慧能源系统这一概念的是巢民强先生并且研发、设计、制造出一套完整的能源系统被运用于市场称之为智慧能源系统。

智慧能源”时代的迅速来临是能源革命的必然结果。另外互联网行业对原本属于传统的能源行业不断造成冲击同时也激发了互联网与能源的相融合催生了能源互联网的出现而能源互联网正是“智慧能源”建设的突破口。智慧能源的思路是基于能源产业链产生的各种数据实现相应的服务主要是节能减排 。这样形成的产业创新包括新型合同能源管理服务、智慧能源解决方案、智慧能源大数据运营服务等。互联网之所以能够取得前所未有的成功秘诀就是能将互联网技术与商业模式匹配而正是商业模式决定了企业与用户之间的关系。在能源互联网体系下能源用户同时也是能源生产者所以能源互联网商业模式的进化必须与能源系统运行方式匹配才能促进商业模式与技术发展之间发生化学反应。据统计数据显示2018年上半年国内电动汽车市场动力电池装机量15.52GWh 其中方形电池占比达到75.77%其次是软包电池圆柱电池排行第三仅占1 1 .70%。 2019年9月智慧能源在互动平台上回复投资者提问称在上游涨价和下游降价的双重压力下新能源动力电池企业的收益受到严重影响2017年四季度开始作为三元正极材料的碳酸锂价格

持续高位锂电池生产成本提高进入2019年以后新能源汽车补贴又大幅度退坡锂电池业务受到较大冲击。

智慧能源的发展将能源市场化这一议题呈现出来这样势必会导致电价的波动也对高耗能产业的发展提出了一定挑战迫使其投入的成本、在行业中获得的利润与电价和可再生能源的价格有着紧密的联系。虽然电价在智慧能源规模化引入后会有大幅上涨但若政府适时地提供补贴会在很大程度上吸引传统企业响应。其他部分例如火力发电也逐步对设备进行技术改革使得发电系统本身效率提升同时逐步推进水力、风力、光伏发电未来将会是以清洁发电系统为主分布式能源为辅助的能源网。

智慧能源产业未来发展趋势分析

一、背景

在“互联网+实体经济”政策带动下能源行业也进行着新一轮变革从新能源开发到综合管理平台建立都在“源-网-荷-储”全流程对能源调度应用进行优化。智慧能源涉及行业众多且已形成规模化发展未来行业体量将呈指数增长因此对该产业发展进行分析意义重大。

二、智慧能源产业链及关键环节分析

智慧能源产业链从能源本身运作、能源信息采集处理、用户侧能源综合利用及检测认证三个流程环节拆分为上、中、下游产业链具体环节。

1、上游

能源层面全生命周期包括能源获取、转换发电、输配电、电力供应、储能和用能及相应新技术研发环节。技术研发改善能源分配不均电力供应不稳等情况初始能源中以太阳能和风能为代表的可再生能源对弥补燃煤发电带来的污染起重要作用随着储能材料的革新及管理系统功能的完善蓄电池产业发展呈指数增长催生了电动汽车和配套充电桩产业。

2、 中游

在能源全生命周期运作后信息网络及通信技术的运用会依托智能传感对运作过程中的能源相关信息进行获取并通过软件平台的辅助进行数字化展现。其中智能传感的发展在信息通信领域成为热点攻关气味获取都可信息化处理存储器方面在云产业渗透下云存储逐渐取代传统数据存储介质数据共享便捷度提高存储能力增长 5G技术的商用为智慧能源数字传输的高速率、低延时提供了坚实的网络基础配套光纤传输也为智慧能源产业打通数字化道路大数据、云计算、人工智能、边缘计算、数据挖掘这些信息通信前沿产业已成为智慧能源产业发展重要组成部分为能源智慧优化起到决定作用。

3、下游

智慧能源产业下游是能源数据信息展现平台通过定制化功能对中游获取的海量数据进行平台化展现将智慧能源打造成以能源需求

侧为导向的新产业模式衍生出的智慧城市、智慧交通产业均以智慧能源为主要目标伴随着产业化发展深入对应的检测认证及权威标准也成为产业链上的关键环节。

三、智慧能源相关产业发展趋势分析

在当前万物互联的时代越来越多的传统行业需要用数据来连接建立在数据基础上的数字经济已成为拉动经济增长和产业转型升级的“引擎”。相关产业的未来发展要朝智慧能源和数字经济方向转型升级。

1 、落后产业积极转型

可再生清洁能源的规模利用加剧了传统化石能源行业危机其产能过剩问题会持续恶化。以我国为例煤炭行业的产能在2015年底接近每年50亿吨年产量约37亿吨。还有批准在建的煤炭产业规模约为10亿吨这样每年会有将近15亿吨的能源缺口。

清洁替代及其相关技术以及所属领域制度的革新已随着智慧能源的发展逐渐递进。2020年中国煤炭消费比重的硬性指标为62%这也是我国“去产能”政策的实施内容之一未来在政策的引领下煤炭消费量会大幅降低。

为了应对这种变化落后产业会在技术开发上加大投入力争进行产业转型。减少煤炭开采中污染物的排放减少相关产品的利用从根本解决化石能源的弊端。同时由于煤炭的特殊属性清洁化利用也是未来技术创新方面的侧重点同时可以依靠煤炭进行化工方面的产品发展例如用煤炼油。对于污染物的治理可以将如二氧化硫

这种污染物从根部进行分离收集在特定区域进行封存或者加工利用这类技术在一定程度上已经成熟产业中应用企业也较多。

2、传统产业清洁替代

传统产业主要指能源消费有较大占比的高耗能领域例如生产制造领域。在智慧能源规模化发展的推动下传统产业开始进行大规模的电能替代减少火力发电的动力生产设备。我国在2016年也发布了《关于推进电能替代的指导意见》 从宏观政策上对能源清洁利用进行支持和把控。

智慧能源的发展将能源市场化这一议题呈现出来这样势必会导致电价的波动也对高耗能产业的发展提出了一定挑战迫使其投入的成本、在行业中获得的利润与电价和可再生能源的价格有着紧密的联系。虽然电价在智慧能源规模化引入后会有大幅上涨但若政府适时地提供补贴会在很大程度上吸引传统企业响应。以德国为例其在能源领域的转型较早也使得其电价远高于转型前因此德国政府也早通过实施对能源密集型的产业进行一定的税收减免政策来稳固能源市场的持续发展。

其他部分例如火力发电也逐步对设备进行技术改革使得发电系统本身效率提升同时逐步推进水力、风力、光伏发电未来将会是以清洁发电系统为主分布式能源为辅助的能源网。

3、新兴产业多领域研发

以清洁、可再生能源为支柱的企业在智慧能源发展带领下已取得长足进步。 2014年我国可再生能源总量达到约4.8亿吨标准

煤在一次能源中份额约为11 .3%这一份额在2013年也只有不到1%。如何将这些能源充分利用在智慧能源领域这些企业还需要在产业链上众多领域持续发力。

发展可再生能源并网就要打造多能源电力耦合网络利用能量路由器技术实现综合能源调度。在用能侧打造光伏发电+电动汽车+储能管理三者合一的电动汽车系统依托光伏云、 BMS、能源综合管理平台将能源清洁化比例再一次提升。同时开展发电与用电侧的电力交易平台扩大能源利用率例如打造分布式光伏+智慧家庭新模式。

企业融合发展趋势分析

从智慧能源产业发展走向看产业链上各环节企业传统业务相对独立包括传统发电、储能、传感计算、网络通信、但在智慧能源的带动下呈现交叉融合趋势具体体现在几个方面。

1 、传统能源公司与大数据通信公司互相渗透。合作形式主要为传统能源企业和互联网企业开始迅速寻求合作各种模式的战略组合不断出现形成互相渗透的格局尤其是在可再生能源领域光伏行业与互联网的结合是目前整合速度最快的领域。合作具体内容为

 1 传统发电企业开始与互联网公司合作通过大数据分析典型耗能用户的需求、进行用能预测

2在能源基础设施层面互联网公司与地方电力公司、供电局在城市供电系统等领域合作