能源互联网：资源配置与产业优化研究

能源是经济社会的“血液”,是人类生存和发展的重要基础,也是维持社会经济运行的动力,历史上每一次工业革命都基本离不开能源使用类型和方式的革新,正是这一革新推动着人类社会的发展和进步。人类生产的工业化和生活的现代化都是以能源为基础支撑的,现有的能源体系主要以化石能源为主,煤、石油、天然气等资源是提供动力的主要方式。然而,随着工业化和现代化的飞速发展,在迄今不到300年的时间里,地球所蕴藏的煤炭、石油和天然气等化石能源已被人类消耗近半,而且这种消耗的速度还在不断加快。在人类大量消耗化石能源的同时,化石能源使用引发的雾霾等一系列环境问题,也正以前所未有的形势严重威胁到人类自身的健康,能源消耗的不断增加、环境的持续污染、全球气候的快速变化、现有架构局限和矛盾的凸显,所有这些都预示着人类200多年来这种传统的能源生产和消费方式难以持续,推动能源进行新一轮革命可以说势在必行。2015年9月,中国国家主席习近平在联合国发展峰会上发表了有关构建全球能源互联网的重要讲话,讲话旨在倡导构建全球以电力为核心的能源网络,推动电力能源的高效绿色利用,满足全球不断增长的用能需求。这一观点是对传统能源发展观的历史超越和重大创新,开启了世界能源发展的新格局。全球能源互联网让能源交换、能源传输、智能服务、信息交互与市场交易等多个阶段和产业融为一体,是代表人类未来区域和全球能源网络的基本形态。加快构建全球性的能源互联网,是推动全球电网互联互通,进而实现世界能源互联互通的必然要求,也是推动能源、信息、交通等融合发展的内在需要。作为第三次工业革命核心,能源互联网的提出和发展必将对统筹能源资源开发、配置和利用以及对各个产业的重塑产生重要影响,对保障能源安全、高效、清洁供应、推动产业结构升级,促进经济和社会可持续发展具有重要意义。本文从理论分析和实践案例佐证两个维度,研究了全球快速崛起的能源互联网对经济运行核心方面一资源配置及其产业优化产生的重要影响,即深入研究能源互联网的资源配置效应和产业优化效应,以期为我国大力发展能源互联网提供理论上的支撑和文献上的支持,并对我国更好地发展能源互联网以及更好地发挥能源互联网的资源配置效应和产业优化效应提出更有针对性的对策建议,使我国在新一轮能源互联网的革命中占得先机、取得更好地经济社会效益。本文综合运用文献研究法、博弈模型演绎法、理论综合分析法、案例分析法等多种分析方法,意在深刻地去揭示能源互联网发展对资源配置和产业优化方面产生的巨大效应。本文的主要研究内容如下:(1)详细梳理有关能源互联网的文献。主要通过对能源互联网发展及其演进等历史文献的梳理,找出和厘清本文的研究方向和研究思路。(2)通过对现有文献的梳理以及结合自身工作能源单位(新奥集团)的实践,归纳出能源互联网的发展阶段、发展特征以及技术支撑,从而为本文的核心章节的理论分析准备条件、打好基础。(3)能源互联网对资源配置的影响(资源配置效应)。通过对当前主流经济学理论的运用,结合能源互联网的发展特征、技术特征,深入研究能源互联网的资源配置影响。特别是通过对博弈论等分析方法的运用,深刻揭示出能源互联网在能源配置方面的影响。(4)能源互联网对产业优化的影响(效应)。通过对能源互联网所需技术支撑的回顾整理,运用产业经济学的理论,分析发展能源互联网及其通用技术创新对我国产业优化的影响,并结合能源互联网发展所涉及的产业,在理论和实践两个层面分析阐述能源互联网的产业优化效应。(5)能源互联网发展的典型案例。通过对能源互联网发展典型案例的分析,详实地说明区域能源互联网对资源配置、产业优化的具体影响和体现,呈现给我们一个能源互联网发展带来的直观立体感受。(6)通过对我国在发展能源互联网方面存在问题的详细研究,结合本文前面的理论分析,提出发展我国能源互联网针对性的对策建议,为更好地发挥能源互联网在资源配置、产业优化中的积极作用提供参考和启示。本文的主要研究发现与核心观点如下:一、梳理了能源互联网的发展背景与发展意义,介绍国内外能源互联网发展的现状,总结分析能源互联网的特征、构成要素、组织架构等内容,为文章后面的理论分析提供一定的现实依据和分析基础。首先,梳理能源互联网的相关文献中,发现能源互联网具有开放、平等、互动、共享的本质特征;具有可再生性、分布式、互联性、开放性、智能化等内容特征;还具有非线性随机性、多元大数据性、多尺度动态性等技术特征。其次,研究能源互联网的发展与构想,认为能源互联网是由物联网、信息网、创新技术平台、服务流程再造、制度创新等内容构成。再次,我们发现能源互联网由大区能源配置型能源互联网、多种能源网络互联型能源互联网、强调能源优化利用模式及能源互联网构成动态发展体系。二、通过对博弈论等多种分析方法的运用,聚焦本文研究的一大核心主题—能源互联网对能源资源配置的影响,即能源互联网的资源配置效应。理论研究发现:(1)在能源互联网带来能源供给主体增多的资源配置效应中,本文通过构建古诺竞争的博弈模型发现,随着市场上电力供应企业数量的不断增多,电力的价格是趋于不断下降的,并最终会达到完全竞争条件下的价格水平下限。在这一过程中,消费的的福利(消费者剩余)是在不断增加的,但整个社会的福利却是不断上升的。这表明供电企业主体的增加会改善和优化资源配置,由于能源互联网会大幅度增加能源供给主体,从而有力地证明了能源互联网可以显著改善资源的配置起到优化资源配置的效应。(2)在能源互联网带来能源时空转移的资源配置效应中,研究发现,能源互联网借助能源大电网和特高压柔性技术,可以实现能源跨区域的转移,把能源从丰裕地区转移到能源稀缺地区,这在空间上优化了能源资源的配置;而能源互联网的储能技术成熟与发展,可以实现能源的跨时期配置,从而优化能源资源在时间上的配置,这也提高了能源资源的使用效率。(3)能源互联网的信息优势和交易平台,衍生出的共享经济也优化了资源配置。由于能源互联网完美架起能源需求者和能源生产者的桥梁,这使得部分能源消费者可以把一部分自己暂时用不完的能源,借助能源互联网分享给那些能源需求者,同时也实现了这部分能源的价值。这优化了资源配置效率,将闲置资源最大化的应用;能源互联网还缓解能源市场上信息不完全问题,让能源买卖双方更有效地达成协议,这也优化了资源配置。(4)能源互联网还具有能源结构转化的资源配置效应,能源互联网将实现从主要依赖化石能源到清洁能源的转变,实现了大规模的电能替代。(5)能源互联网还具有其他途径的资源配置效应,如能源互联网具有明显的网络外部经济性,可以提高能源市场产品的多样化并显著地扩展能源市场发展的深度等,都在一定程度上有利于能源资源的优化配置。三、鉴于能源互联网资源配置对产业优化的影响以及产业优化在当前中国的重要性,本文还聚焦于能源互联网另一大经济效应——能源互联网的产业优化效应研究。理论研究发现,能源互联网作为一项全新的能源技术革命,即是技术创新的重要领域,也是培育战略性新兴产业的孵化器,发展能源互联网可以显著地促进技术创新。通过对理论文献的分析发现,技术创新具有明显的产业结构优化效应,并且能源互联网的这些技术创新还具有显著的外溢效应,能够借助技术创新的知识外溢和技术扩散效应,实现对其他产业的技术渗透和知识扩散,有利于其他传统行业的技术创新和产业优化。当然,鉴于能源互联网涉及许多行业,包括电力、热力、油气、交通等行业,涵盖清洁能源、新材料、电动汽车,储能技术、信息技术等战略性新兴产业部类,都具有较高的技术门槛和产业附加值,代表着新一轮科技革命和产业变革的方向,因此基本都属于高新技术产业的范畴,这些产业的壮大和增长,显然可以直接提高高新技术产业在整个经济中的比重,进而提高了整体产业结构的素质和质量。四、本文还通过对案例分析法的使用,意在通过对区域能源互联网典型案例的剖析,详细研究能源互联网在资源配置和产业优化方面的具体体现,去佐证前文的理论分析。实践案例研究发现,通过对能源互联网具体案例的剖析和呈现,近乎完美地辅助说明了能源互联网的这些效应,对前面理论分析观点提供了强有力的支撑,从微观角度出发,为深入理解能源互联网及其对资源配置、产业优化影响,提供了一个生动、鲜活而真实的诠释。五、分析研究了中国发展能源互联网存在的问题,针对这些问题,结合前文理论上的发现,提出促进中国能源互联网发展,发挥能源互联网资源配置和产业优化效应的政策建议。研究发现,第一,建立在传统化石能源基础上的能源生产和消费方式已经难以为继,转变能源发展方式,构建全球能源互联网,加快清洁替代和电能替代,实现清洁能源大规模开发、大范围配置和高效率利用是解决我国能源问题的重要途径。第二,能源互联网的发展面临着发展基础设施薄弱、核心技术亟待突破、政策法律不健全、缺乏良性的市场竞争机制以及融资、管理、中介服务不完善等问题,应完善能源互联网发展机制,鼓励竞争并完善市场机制,激发创新活力从而推动能源产业创新,支持能源互联网的发展。第三,中国能源互联网面临技术与硬件设施的约束,应加强加强能源互联网基础设施建设、推动能源互联网关键技术攻关,推动能源互联网持续、健康发展。