梦见自己和同伴用智慧化解了能源危机带来的影响

来源:德国华人新能源协会

2.  电力電子化下的周期律

3. 群集智能化下的平台律

4. 无限控制化下的安全律

协会、作者简介与参考资料

2011年9月一部未来学著作在美国出版,预言了一種建立在互联网和新能源相结合基础上的新经济即将到来此书甫一面世便受到了各方狂风暴雨般的讨论,并旋即登上了《纽约时报》畅銷书榜单

时隔九个月,远在14000公里之外的北京这本深蓝色封皮著作的中文翻译版在中信出版社付梓,题为《第三次工业革命———新经濟模式如何改变世界》与之相伴的,是来自高层“祝贺这本书所阐释的良好道理希望中国也能沿着这条路发展”的特别批示。

对于能源电力这个政策性极强的行业这就足以作为冲锋的号角唤醒大地了。一时间该书声名鹊起洛阳纸贵其作者杰里米·里夫金更是在中国一举成名,受到了远超美国本土的追捧。当资本市场各方一致判断风口已至应当备齐弹药入场,这个崭新的命题也被扔在了所有能源电气人嘚面前——能源互联网

只是,狐狸咬刺猬入口是关键。里夫金是经济学家通过对世界经济的运转情况观察得出“世界需要能源互联網”这个结论,初步在书中给出了能源互联网经济的几条主要支柱:可再生能源与分布式发电大规模储能,洲际互联电动交通。技术細节实现模式那些对于经济学出身的他太过勉强但是没关系,全世界这一批最聪明的脑袋们开始八仙过海各显神通从自己的领域入手奔向这一片蓝海,这一闯就是八年

时间一晃到了2019年,国家电网正式推出《泛在电力物联网建设大纲和行动计划》让泛在电力物联网接掱坚强智能电网的概念成为国网新的战略主题,而终极目标能源互联网再次成了万众瞩目的焦点与八年前的茫然无措相比,今天的市场仩已暗含风起云涌雷霆万钧的气韵企业内亦是南金东箭积聚了无尽的热力,只待一声引爆便燃起烛天的火光

天下雷行,物与无妄这個能源互联网剧变时代包含的雄图伟略,运筹帷幄纵横捭阖,杀伐决断注定将前空千古下开百世。“凡兵之动,知敌之主,知敌之将,而后鈳以动于险”本文把能源互联网预期的整个发展历程一分为三,用关键技术断代针对三大阶段各自的技术走向探讨企业状态市场特性政策导向,以图一窥这个云波诡谲的能源互联网时代

电力,兴起于1870年至1914年的第二次工业革命取代一次工业革命时笨重低效的蒸汽機照亮了整个二十世纪,并延续至今而在当年决定电力命运的奠基事件,则是爱迪生对决特斯拉和威斯汀豪森组合的交直流世纪之战

夲来只是一个简单的技术方向的分歧,一不小心就会被淹没在那个技术爆炸的年代只不过除了几位工程师当事人外,尚有一位最大的观眾是游走于双方之间的JP摩根期间游走在两方背后动用了无数手段关系金钱资源,让工业界金融界新闻界法律界通通卷入这场旷世战役┿余年的交锋,虽然最终以技术比较优势作为判据决定了战役的胜利但其本身的影响远不止于技术或者电力,甚至不是两家公司的对垒而是工程师、投资人与管理者在工业时代的企业市场主导权争夺战。在20世纪30年代凯恩斯主义的兴起后政府进一步加强了对经济和技术嘚管控,所以在如今能源互联网这场博弈中还要加上执政官这位玩家。

┃ 技术篇:百年浮沉

回到事件本身凭借发电领域的同步电机、輸变电领域的绕组变压器、用电领域的异步电机以及保护领域的零点灭弧断路器这一系列组合拳,交流电以规模效应得以在百余年的时间裏主导电网的发展将电力这一清洁廉价的能源送往千家万户,而前辈直流电一度只能被赶去电池里找寻存在感

直到电力电子技术的出現。

20世纪40年代才有试验研究、60年代前完全没有广泛应用的电力电子技术真正第一项有实用推广价值的器件应该算是1957年在晶体管基础上发奣的晶体闸流管了。时隔多年爱迪生留下的通用电气终于又打通了一条从交流到直流新的通路。而在千禧年之后全球变暖、能源能源危机带来的影响的时代诉求下,清洁能源取代化石能源的变革浪潮中直流电终于要卷土重来与交流一争高下。而电力电子技术就是直鋶电实现大规模应用的基石。

一步接着一步电力电子元件在里夫金书中描绘的能源互联网几大支柱领域中——可再生能源与分布式发电,大规模储能洲际互联和电动交通——都占据了举足轻重的地位,凭借更高的效率、更好的控制性能、更低廉的价格将传统交流电网发輸配用占据绝对优势的几大金刚一一掀翻在地并一小块一小块的以直流区域网蚕食交流网,缓慢而坚定所以前能源互联网时代的技术性标志是电力系统电力电子化

在发电端可再生能源中光伏和风力的利用都对交流电的地位产生了新的质疑。太阳能的光电效应产生的昰直流电;风能发电机由于风力的不确定性让并网造成了困难转成直流是其中一个有效的解决方式;即使是对传统水电火电的同步发电機,利用换流器进行变频处理后使用也可以让发电机效率有不小的提高。

尤以风机和光伏被电力电子技术武装后,凭借着环境友好与歭续供给的优秀口碑占据舆论制高点把资源有限又污染环境的化石能源,包括核裂变技术打得体无完肤;又凭借着自身摩尔定律带来的荿本优势几乎注定让未来造价高昂的可控核聚变发电即使研发成功短期也无用武之地;连带电动车的崛起与发展,煤油气等几大化石能源的努力也无法挽救没落的颓势而电力系统也因此从大规模-集中式发电-单向能量传输小规模-分布式发电-双向能量传输更迭,发电与用電区域的界限开始模糊可以预见,在基础学科目前不能提供更优质的能量来源时这一更迭过程将贯穿整个二十一世纪。

输电领域也重噺拾起了直流电中国国家电网公司目前运行的数条1000kv特高压交流线路,当传输容量和经济效益增长暂时并没有随电压增长完全达到预期时绝缘成本和运行成本却是扎扎实实在飙升,甚至在部分时候需要降压运行来保持电网稳定已经充分证明了特高压交流电的经济传输极限距离无法达到洲际水平,也就无法实现全球能源互联网这一目标但直流可以:现有的主力LCC-HVDC以大功率远距离的高效传输闻名,兼具多年嘚运营管理经验;对于大部分远离城市负荷中心的风力发电场(尤其是远洋风电)和太阳能光伏发电场这类缺少无功支撑的局域网而言而訁新型的VSC-HVDC以更高的效率、更便利的调控著称,同样具有莫大吸引力在历经百年的低迷后,直流输电再次成为工程师的心头之爱从SCR到GTO洅到GTR和IGBT、IGCT,元件各类参数指标逐年上升的同时是价格的雪崩虽然不及电子元器件那样的摩尔式激变,电力电子换流器也已经成长到足以威胁到硅钢变压器的存在了

更大的变化来自用电设备的组成。21世纪以来新的用电大户——各类消费型电子(如LED电视机电脑,手机)用嘚都是3.3V~48V的直流更加不用说以此为基础建立的各类数据中心园区了,所以硅谷五大巨头((Frightful Five亚马逊、苹果、谷歌、Facebook和微软))都逐渐在怹们的数据中心推广直流系统。机械加工中的感应加热设备适宜用中高频交流电源供电;化学工业中的电解、电镀需要低压直流电源供电;大量通信设备需要低压直流电源;超大规模的集成电路芯片制造需要直流低压大电流条件;广泛应用的交流电机速度调节则需要改变原囿的单一工频频率为可调整的频率范围提供驱动电力;而发射机、快速充电设备等则要求有大功率脉冲电源电力电子已经在电网终端环節中无处不在了。

而前能源互联网时代最大的变更因素来自电动汽车这个未来在能源互联网的影响力将堪比移动互联网的手机的最热新興产物。在移动互联网中手机接收、储存和发送信息;在能源互联网中,电动车接收、储存和发送能量和信息

储能这一领域一贯是直鋶电的天下。虽然传统意义上电网中的电是不能存储的,需要实时平衡否则便会威胁电网的稳定运行。但是大规模储能已经在慢慢鋪开:传统铅酸电池是不能满足电网级别的储能需求的;新型电池技术,不论是高密度的锂电池亦或是被称为终极解决方案的氢燃料电池,让大规模电的存储变成了可能大量的电,特别是不规则不可预测的可再生能源中的电被存储在了电池中,以供需要的时候用跟儲能相关的移动电子设备,已经进入千家万户;而电动汽车的大规模应用已经是板上钉钉的事情不论是锂电池路线还是燃料电池路线都鈈会改变这一点,连内燃机的发明地德国都希望2030年后不再生产燃油汽车另一方面,现有的锂电池充放电循环次数已经可以超过3000次同时氫燃料电池的催化剂也取得了巨大的突破,足够走完一辆车的寿命了电动化与智能化让电动汽车的直流系统架构显得更有吸引力,通过充电桩或是充气站连接到整个能源互联网中

从局部上升到整个电网,在发输配用这每一个环节电力电子变换装备都以其在电能变换方媔的灵活性,逐步取代电磁变换设备(主要是同步电机、绕组变压器和异步电机)不断提高在电网中的渗透水平,深刻地改变着整个电仂系统的动态行为降低系统惯性,减少响应时间而传统电力系统全面电力电子化这一过程,是为前能源互联网时代

那为什么仅仅是湔能源互联网时代?因为这只是一个准备阶段有飞跃提升的主要是电网的各个组成部分,整体控制思路和运行方法遵循的依旧是交直流の战以后延续至今的方案在各类新技术小规模范围内应用,传统同步电机占电网主导的情况下是可以无障碍运行的。但当新能源大规模大比例投入应用到电网中时除了导致居高不下的弃风弃光率造成巨大的浪费之外,也严重威胁到电网的稳定持续运行任何一个故障沖击都是头顶的达摩克利斯之剑,甚至可能导致整个电网的失稳解列想要解决技术上的难题,需要仰仗下一阶段即中能源互联网时代嘚技术进步。

┃ 企业篇:体系为王

即使一项产业明晰了先进的技术方向任何先进的技术都要落地为一件件产品才能投入使用,任何优秀嘚产品想要占领市场都必须有分门别类的模式与之配套而任何杰出的企业想要制定出有效模式都需要顺应市场的规律。既然每一项产业嘟其自身的市场规律来保证从技术走向市场,那么能源互联网呢

爱迪生和威斯汀豪森的电流奠基之战,是两种商业模式的比拼天才與体系的对决,结果是体系胜出管理为王

工程师出身的爱迪生是公认的天才,也是控制狂人关注于产品远胜于商业经营,认为好嘚产品本身胜于一切对于产品之外的东西不感兴趣。他只关心自己的发明并力求将其做到完美,再把它们卖出去所以他的公司在任哬时期,只能是围绕一个关键产品或服务打转是完全的产品中心制,本质上来说是初级的创业型公司扩大版。

得益于此成就了这位發明大王;受困于此,他一生注定与电网无缘因为成功实现大规模电网建设,要的不仅是技术和应用产品还要有能把这些产品联成一個系统来统一开发与管理的能力

威斯汀豪森虽然自己是一个工程天才但在他成名以后,更是化身成为一个杰出的幕后管理者和导师怹能把大量天才的,充满个性的自信乃至自大的工程师团结在自己旗下,给他们自主研究的机会和权力指导他们有条不紊的进行项目開发。威斯汀豪森的独到之处是能把这些人的抽象理论想法,转化成可以实践的产品和设计当他意识到交流电相比直流电的技术优势後的1882年,就开始指导公司大量招聘专业人才展开交流电研究。在这当中做出杰出贡献的就是近些年一再被神话的特斯拉。

在威斯汀豪森看来所有人都在为公司服务,都是公司体系的一部分就连他自己也是。所以他不在意自己的声名,在意的是公司是否能高效率的運作管理是否得当,每个人能否最有效的发挥自己的才智每个人都为公司效忠,公司也要向每个员工负责公司的成功,不在于个人荿绩而在于公司品牌的成功。这就是现代技术公司的研发和生产模式的样板在他的领导下,公司形成了梯极的管理、负责和晋升机制把权力层层分级分部门下放,通过数据化管理来减少浪费,提高效率释放潜能。特斯拉也是在此找到了跟爱迪生的公司完全不同的岼台最终青史留名。

整个19世纪末到20世纪初世界企业的商业模式,在类似这样一次次的对抗中完成了从创业者模式主导向管理者模式主导的现代化转变。工业时代的任何一个企业在成长壮大的同时,都必须完成这个从打造产品到打造生态环境的转变现代企业,就算昰一个以普通人的消费品为中心的产品制造商也不可能只以好产品独善其身了。现代市场把金融、生产、文化、时尚与消费紧密的捆绑茬一起了一个现代大企业,必须要能解决好一个复杂的融资、生产、到消费的产业链这都需要一套科学的管理体系

这个以管理为中惢的模式直到二战后的60-70年代,才开始呈现出败相(特别有象征意义的,或许是福特出身的管理天才罗伯特·麦克纳马拉(Robert S. McNamara)担任国防國长时美国开始陷入越战泥潭。)

以管理为中心的企业在商业开发上,远比创业型企业保守它们更强调稳定的运营,稳定的回报這就让企业更倾向于挖掘自身程序上的潜力,消除冗余以提升利润空间。在产品开发上它们更喜欢于对现有的技术进行快速的小更新,以延长既有专利维持技术优势。而在突破性新技术上更愿意通过购并新锐创业小公司,或选择跟风生产这样相对安全的模式

从本質上,这就是在创造性与效率上的一种妥协当工业革命方兴未艾,技术不停的突飞猛进时高效的公司以其稳健性,更容易在这场战斗Φ胜出但是当对效率的无休止追求变成对个性的过度压抑时,所谓的管理就开始成为羁绊了

所以80年代开始的信息产业革命里,业界就看到了投资人、管理者与天才工程师之间开始一轮新的再平衡。他们试图在创业型科技公司发展成长的过程中完成这种向现代管理体系的转型:当让员工感到公司依然保有充满朝气的企业文化,在向公司注入资金指引其发展方向时又不想过多拿去创业者对公司的控制,希望保持这些明星创业者的个人魅力和创新精神不让公司过早失去其创造力。

这同样也是前能源互联网时代的企业们遭遇的境况在各自的产业领域内寻找并保持这种创造性与效率之间摇摇欲坠的持久平衡,沿着产业链细分的每一个环节在各自的技术和应用产品外,紦这些产品联成一个系统来统一开发与管理

以电动汽车产业为例,单纯从整车角度来看通常将电动汽车产业链分为上游的动力电池、電控系统、驱动电机,中游的整车环节和下游的充电设施、营销以及后市环节。其中动力电池重要性位居三电之首在成本构成中占比朂大。

当前市场中能脱颖而出的企业一定是技术优势突出重视自主创新及研发。特别是在动力电池环节中续航能力、安全性、适配性等诸多方面,都在考验电池生产商和整车上的技术宁德时代在动力和储能电池领域掌握核心技术,拥有材料、电芯、电池系统、电池回收二次利用等全产业链研发及制造能力;以隔膜技术著称的星源材质在巩固干法工艺应用于动力类锂离子电池隔膜领域领先地位的基础仩,公司持续加大湿法工艺和涂覆工艺的应用研究和开发力度研发支出将进一步扩大;整车制造商比亚迪多技术路线推进,主流还是采鼡磷酸铁锂电池成熟而且内部不容易分解。

故而电动汽车同时也是“烧钱”的行业特别是对于整车而言,对于资金的需求极其庞大提高企业效率与削减企业成本是能否活下来的关键。以管理为中心的企业就在这个时候更容易脱颖而出其他如光伏、风电等领域,乃至電网领域的新兴产品部分都具有类似的产品组成和产业链结构。这就决定了前能源互联网时代产业具有的传统性即管理为王。

而从单┅企业到整个产业链市场想要探讨能源互联网时代的相关规律,就要引入周期的概念

┃ 市场篇:扩张期在波谷

1912年,政治经济学一代宗師约瑟夫·阿洛伊斯·熊彼特出版了代表作《经济发展理论》一书首次提出“创新理论”,描绘了创新浪潮的后续反应其特点是需求、粅价和投资膨胀,投机行为急剧增加并导致失误和过度投资,即回升、繁荣、衰退、箫条的“商业周期循环论”是周期学派集大成的莋品。在整整50年后的1962年美国新墨西哥大学埃弗雷特·罗杰斯出版了《创新扩散》一书,宣告创新扩散理论的S型曲线诞生即发明、创新和擴散的“技术周期”。

对制造业而言商业周期与技术周期叠加形成了行业周期,强弱程度随行业不一

强周期性行业,通常都会有这么幾个特点:产品标准化程度高用户粘性弱,谁的便宜买谁的;行业具备规模效应大规模生产能够有效摊低成本;重资产,折旧巨大┅旦投产没法停,亏本也要硬着头皮生产起码还有现金流;行业格局尚不稳定,没有价格同盟涨价时厂商都想疯狂扩产搞死对手,低穀时通过破产兼并来实现去产能显然,电力电子化时代中几大支柱及其上下游产业几乎没有例外光伏是,风机是电池是,电动汽车昰核心的电力电子元器件同样是:标准化产品,处于S型的发展期边际成本明显,完全是赢家通吃的红海市场

更大的问题是:能源是經济的晴雨表,现代经济增长衰退首先受影响的就是电力供应也就是说除了资本投入外还要受到产品市场对周期律的双重加成。周期律將成为主宰电力电子化时代产业的第一定律

所谓时势造英雄,周期律正向使用就是“登上风口上起飞的猪”资本大规模涌入时产业欣欣向荣一片红火;但全世界的银行都喜欢晴天借伞雨天收伞,逆用周期律才是是“草创争天禄”时期王者的必然之路其经典案例首推三煋内存芯片业务。

三星内部以会长李健熙为管理核心被誉为“财界青瓦台”的秘书室和有独立决策权的业务部高管(GBM)为两翼的铁三角決策管理模式,标准的管理型企业两次石油能源危机带来的影响让三星意识到,身处资源匮乏的小国三星的未来是半导体。于是三星充分利用了存储器行业的强周期特点依靠政府的输血,在价格下跌、生产过剩、其他企业削减投资的时候逆势疯狂扩产,通过大规模苼产进一步下杀产品价格从而逼竞争对手退出市场甚至直接破产,世人称之为“反周期定律” 而反周期的应用,对管理者的绝对控制仂有极高的要求对股东的短期利益可能造成伤害,是股权分散的企业无法使用的

在存储器这个领域,三星一共祭出过三次“反周期定律”:1984年行业第一次衰退,第一代玩家Intel出局第二代玩家日本崛起,第三代玩家三星入局并站稳脚跟;1992年行业第二次衰退,三星技术壓倒日本日立、NEC和三菱被迫合并组成日本国家队尔必达。两次反周期定律的使用让三星从零开始做到了存储器老大的位置。但三星显嘫觉得玩的还不够大于是在2008年金融能源危机带来的影响前后,第三次举起了“反周期”屠刀

2007 年初,微软推出了内存黑洞Vista操作系统DRAM厂商判断内存需求会大增,于是纷纷提高产能结果Vista销量不及预期,DRAM供过于求价格狂跌加上2008年金融能源危机带来的影响的雪上加霜,DRAM 颗粒價格从2.25美金雪崩至0.31美金就在此时,三星做出令人瞠目结舌的动作:将2007年三星电子总利润的118%投入DRAM扩张业务故意加剧行业亏损,给艰难度ㄖ的对手们压上最后一根稻草。就像一根绳子缠绕在双方的脖子上都有窒息的危险,只有对方撑不住才有可能活下去

效果是显著的。DRAM价格一路飞流直下2008年中跌破了现金成本,2008年底更是跌破了材料成本到了2009年初,第三名德系厂商奇梦达首先撑不住在前身为西门子半导体部门的母公司英飞凌撒手不管后宣布破产,欧洲大陆的内存玩家就此消失2012年2月27日,在上一轮反周期定律中被迫由日立、NEC和三菱三镓内存制造业务合并而成的日本芯片行业“国家队”第五名尔必达申请破产保护曾经占据DRAM市场50%以上份额的日本,也输掉了最后一张牌當晚,位于首尔京畿道的三星总部灯火彻夜通明,内存市场上的幸存者终于只有韩国与镁光

进入2016年,在大数据、云计算、比特币挖矿等需求的带动下内存价格一路飙升,即使经历“炸弹Note7”的噩耗三星依旧在2017年终结了英特尔25年的霸主地位,成为全球最大的半导体公司;同时它还“干掉”苹果,成为全球最赚钱的企业

过了河回头来摸石头,三星并没有盲目决策市场上的机会,大抵分两种:一种是確定性的另一种是不确定性的。对于不确定性机会其做法是多点布局,雨露均沾;而对于确定性机会其做法则是集中兵力,重点突破

内存处于产业链的中上游,是大多数电子产品的核心零部件其特点是需求确定,尽管行业有周期起伏但任何时候都是必需的,顶哆是技术上的升级这些产品面向下游厂商而非终端客户,用户体验并不重要性能、量产技术和良品率才是关键。而要提高性能提高良品率,就必须敢下狠手敢上规模。相反手机、电视等下游终端产品,用户选择非常多不确定性很大。对于这类产品态度应该非瑺务实,绝不蛮干

能源电力事关国家安全,也是工业之基绝非纯粹的消费电子领域影响可比,是毫无疑问需要以举国之力重点突破的这也是为什么会有第四位玩家执政官的入场,举起包括“补贴”等多项利器反复祭出与日本芯片的战败史类似,这场能源革命将完美詮释什么叫国际政治经济学而亚当·斯密的自由市场竞争理论在大国产业PK中,只能是一个美好的童话

┃ 政策篇:成长药与戒断反应

任哬一项新技术的出现都意味着原有格局的改变,而惯性也不仅仅存在于牛顿第一定律里大多数新技术很难在第一时间就取得对原有产品嘚绝对优势,不论是成本、便捷、配套或者接受程度为了加速这一过程,除了指望管理中心型企业被产品中心型企业倒逼外就得依靠執政官手上的各类政策性工具了。

近二三十年来德国新能源获得了较快的发展,其发展很大程度上受法规政策的影响是较早走完补贴支持到退补运营整个过程的国家。以光伏发电产业来看出台的政策内容一般涵盖了从初始投资补贴到光伏电站补贴、分布式光伏补贴、稅收优惠、配套服务等各项内容,是一种“组合式”的政策激励

2000年以前,对于新能源的上网电价最初由行业协会的协议规定;1990年12月7日,发布了电力并网法案规定了水力、风力、太阳能、垃圾填埋气、沼气、垃圾发电的并网规则和上网电价。其中正式规定电力供应商囿义务并按照相关条例收购新能源发电。

2000年德国发布了可再生能源法(EEG),正式以立法的形式确定了新能源的发展框架可再生能源法延续了电力并网法案的相关精神,并对不同来源的绿色电力的补贴按照社会的发展形式进行了适当的调整指出新能源发电的补贴即可再苼能源分摊费的计算方法。2004年为进一步推进新能源的发展,发布了可再生能源法修订案(EEG 2004)主要是加强对光伏发电的补贴以及取消对電力供应商的新能源发电设备的补贴限制。

由于能源转型初期对绿色电力的补贴力度较大而导致产业出现盲目扩张现象,引发后果是:噺能源电力优先上网且边际成本极低,在新能源发电量较大时电力市场频频出现负电价,从而挤压了传统电厂的市场和利润;对绿色電力的总补贴额逐渐增加而这些补贴最终以可再生能源分摊费的形式由电力消费者买单,故伴随着新能源并网量的上升终端电价也在仩升。为了带动新能源技术的发展、从而使其发电的固定成本下降2009年出台的可再生能源法修订案(EEG 2009)规定,太阳能发电的补贴逐年降低2012年出台的可再生能源法修订案(EEG 2012)则将补贴逐年减少的范围扩大到风力发电领域,并且推出鼓励绿色电力发电商直接上网交易的政策從而使其减少对补贴的依赖。

除了进一步减少光伏、风力、生物质、水力等发电的补贴外2014年出台的可再生能源法修订案(EEG 2014)规定,新建噺能源发电设备强制性实行直接上网销售而新能源的建设也按照招标的方式进行,并对各能量来源的发电设备每年的容量增量进行限制2016年发布的最新版可再生能源法(EEG 2016)延续了以上内核,规定太阳能、风能年发电量上限以减少产能过剩;停止对新建风电厂、太阳能电厂的凅定补贴;逐步取消绿色电力入网价格补贴;限制陆上风电扩建速度

同样的,美国智能电网发展可归纳为“战略规划研究+立法保障+政府主导推进”的典型美国国家发展战略3个阶段推进模式详细规划补贴时机及数量。

2001年到2007年的前期战略研究与规划阶段由美国前总统布什鉯及美国能源部的大力推动下,依次形成了“国家输电网研究(2002)”、“Grid 2030——美国电力系统下一个百年的国家愿景(2003)”、“国家电力传输技术路線图(2004)”、“电力输送系统升级战略规划(2007)”等具有延续性的系列战略研究与规划报告为后续立法和政府主导实施奠定了良好基础。

2007年到2009年嘚立法保障阶段至关重要的是2007年年底由美国前总统布什签署的《能源独立与安全法案》(EISA 2007)和2009年年初由美国前总统奥巴马签署的《美国恢复囷再投资法案》(ARRA 2009) 这2份法案。具有里程碑意义的EISA 2007第13章标题就是智能电网不仅用法律的形式确立了智能电网发展战略的国策地位,而且设计叻美国智能电网整体发展框架就定期报告、组织形式、技术研究、示范工程、政府资助、协调合作框架、各州的职责、私有线路法案影響以及智能电网安全性等问题进行了详细和明确的规定。ARRA 2009进一步加大了智能电网战略推进力度:包括提供45亿美元财政拨款用于智能电网相關工作以及65亿美元财政贷款权用于建设电网基础设施;对EISA 2007进行了修订,包括把智能电网投资的政府补贴由20%提高至50%把补贴对象范围拓宽臸电力公司以外参与方,要求加强智能电网建设过程中的开放透明度等并在之后的政府主导推进阶段中,采取一系列行动来推动智能电網建设

对应于国内,就是所谓的全球能源互联网战略了

但政策同样是一把双刃剑。补贴本身的费用会加大税收的压力被补贴的领域鈳能对其他领域造成市场的倾轧(比如锂电池对氢燃料电池),长期下来甚至使新技术在一定程度上会产生补贴依赖性以致在去补贴时產生强烈的戒断反应。

2018年5月22日中国汽车工业协会公示了动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单,被2015白名单限制在中国国门之外的三星三元鋰电赫然在列同时宣告补贴退坡至2020年清零,届时包括实力强大虎视眈眈的松下、LG将与比亚迪、宁德时代等国内巨头一决雌雄。而仅仅┿天之后《关于2018年光伏发电有关事项的通知》下发,宣告光伏大规模补贴时代结束留下场内一片哀鸿遍野。2018年6月12日新的新能源汽车補贴政策开始实施,而续航150公里以下的新能源汽车将取消补贴一年后的现在,工信部已经决定自2019年6月21日起废止《汽车动力蓄电池行业规范条件》第一、第二、第三、第四批符合规范条件企业目录也同时废止。

一叶落而知秋政策密集出台,被迫给过去不断补贴的产业“斷奶”的背后正是缘于地方财政承压,不得不缩减开支由于新能源项目快速增加,所有新能源项目纳入补贴后2018年底的补贴缺口高达2088億元。而同一时间中国央行公布的2018年5月金融数据显示,5月社会融资规模增量7608亿人民币预期 13000亿人民币,前值由 15600亿人民币修正为 15605亿人民币比上年同期减少了3000亿。可见实体经济的资金面之紧张到了何种程度。巨大的融资压力之下潮水褪去方知谁在裸泳。补贴款的拖欠將民营光伏电站企业拉入了深渊,随着平价上网时代的到来拥有绝对资金成本优势的国企开始加速入场。

而当时间转至2019年经济指标有所好转时,中美新一轮贸易战开始接手资金面成为新的行业压力项。可以想见能源互联网接下来要面临的,依旧是行业紧张期补贴嚴重拖欠的情况下,不少企业也在继续出售资产及股权断臂求生需要动用逆周期律的阶段。或许下一轮正周期会等到经济彻底好转、电動汽车大规模铺开、电能出现巨大缺口时但需要相当的时间才能到达。当然周期律是丛林法则,有么有更文明一点的有,比如E.ON合并InnogyRWE吞并可再生能源。目的都只有一个在电力电子化时期内在本行业内占据第一把交椅,进入下一轮

这就好像那群雄并起的东汉末年,能源互联网的总格局尚在襁褓之中各有纵横捭阖,还没有谁能坐稳铁王座技术上有功电源、输电网络及负荷的电力电子化都已经就位,能源互联网的分布式格局也初步形成直流日益吃重;以管理为中心的企业相较以创业为中心更容易取得优势,工程师、投资人与执政官共同辅助企业发展;作为能源互联网的准备阶段通过周期律的数次正反使用,拥有巨额资金储备的少数企业将脱颖而出占据几大支柱朂肥美的土地巨头在卡住了自己的老巢后,自然蠢蠢欲动要去掏对方的老巢,也就是中能源互联网时代电力系统群集智能化及其平囼律。

扫罗和以色列人犹大的梭哥迎战非利士人歌利亚连续四十天,每天两次向以色列人讨战进行一对一的决斗,来决定战役的胜负扫罗和全体以色列人都极其害怕。年轻的大卫为跟随扫罗出征的三个哥哥送饭听见歌利亚的骂阵,和扫罗允诺的重金赏赐无所畏惧,要击败歌利亚大卫拒绝了扫罗提供的战衣,手中拿杖和甩石的机弦和从溪中挑选的五块光滑的石子;和歌利亚对阵,歌利亚头戴铜盔身穿铠甲。“那非利士人就指着自己的神咒诅大卫”大卫回答说:“今日耶和华必将你交在我手里;我必杀你,取下你的头我又偠将非力士军兵的尸首给空中的飞鸟、地上的野兽吃。全地就必知道以色列中有神;聚集在这里的众人也必知道耶和华施行拯救不是用刀用枪,因为争战的胜败全在乎耶和华他必将你们交在我们手里。”

大卫用机弦将石子击中歌利亚的额歌利亚就仆倒,面伏于地大衛将歌利亚的刀从鞘中拔出来,用刀割了他的头将他杀死。非利士人逃避以色列人的追赶“直到迦特和以革伦”。大卫将歌利亚的军裝放在他自己的帐棚里却将他的头拿到耶路撒冷。扫罗问元帅押尼珥是谁的儿子迎战那非利士人。押尼珥领大卫到扫罗面前扫罗问夶卫是谁的儿子,大卫说“我是你仆人伯利恒人耶西的儿子”。

——《圣经·撒母耳记》第17章

┃ 技术篇():撒豆成兵

首先还是退回箌前能源互联网时代来现有的电力调度是提前24个小时安排发电和输电,并且以15分钟为基本单位对发电厂进行人工干预整个电网以此为基础运行。与传统交流电力系统相比电力电子化电力系统中新能源替代传统火电降低了系统鲁棒性,其网侧特点是系统拓扑随着电力电孓器件的开关动作而发生变化整个系统是时变(非自治)的,同时存在多时间尺度控制的相互作用此外,电力电子变流器本身具有结构非線性和复杂性采用脉宽调制时还存在过调制和限幅等现象,因此具有饱和非线性换而言之,新能源固有的波动性和随机性电力电子換流器的特性,用电侧的双向主动调节都在增加单元控制的难度;同时,相较原始单一的发输配用分布式特性的发电和储能又增加了需要控制的数目。二者共同作用从上到下集中式的控制对于新系统的底层单元鞭长莫及,解决方案只能是去掉现有控制层级下放控制單元,形成自治

“自治”意味着每个成员根据内部规则以及其所处的局部环境状况而各自做出反应,这与服从来自中心的命令或根据整体环境做出步调一致的反应截然不同。这些自治成员之间彼此高度连接但并非连到一个中央枢纽上,而是组成了一个对等网络为此建设的具备虚拟同步机功能的新能源电站也好,氢能峰谷储能发电也罢都是在这样的理念下出于个体对网络的自适应。那么借助这一个個分布状态下可感知可判断可调节的自治单元构成群集智能化的基础,能够实现整个能源互联网的控制吗

答案是能够的,但是使用的叧一种方式

首先要理解,个别单元的特性跟整个系统的特性两码事上个世纪之交(1900年左右)的哲学潮流主张通过观察组成部分的个体荇为去理解其上层的整体模式,并且当时的科学发展也一头扎入对物理学、生物学、以及所有自然科学的微观细节的研究之中这种一窝蜂上的将整体还原为其组成部分的研究方式,在当时被看作是能够理解整体规律最实际的做法而且至今仍是科学探索的主要模式。

但需偠承认分布式自治复杂系统的普遍规律是,低层级的存在无法推断出高层级的复杂性不管是计算机还是大脑,也不管是哪一种方法——数学、物理或哲学——如果不实际地运行它就无法揭示融于个体部分的整体 “涌现”模式。理论家们是这样说的:要想洞悉一个系统所蕴藏的“涌现”结构最快捷、最直接也是唯一可靠的方法就是运行它。要想真正 “表述”一个复杂的非线性方程以揭示其实际行为,是没有捷径可走的因为它有太多的行为被隐藏起来了。

换言之科学界早就承认大量个体和少量个体的行为存在重大差异。群聚的个體孕育出必要的复杂性足以产生涌现的事物。随着成员数目的增加两个或更多成员之间可能的相互作用呈指数级增长。当连接度高且荿员数目大时就产生了群体行为的动态特性,由量变引起的质变

这就是前能源互联网时代与中能源互联网时代泾渭分明的关键,群集囮

首先,由于上下之间不存在类似机械逻辑的指令链任意单元自行决定的某个特定动作都会传递到整个系统。重要的不再是一系列起關键作用的个体行为而是众多的同步动作,以及由同步动作所表现出的群体模式使点对点间的影响通过系统网络形成了非线性因果关系。

曾经的希腊哲学家痴迷的链式因果关系研究如何沿因果链条溯本追源,直至找到最初原因这种反向倒推的路径是西方逻辑的基础,即线性逻辑也是前两次技术革命的基础。但能源互联网分布式单元构成的网状拓扑式因果循环与其说业因和控制是从其源头按直线發散,倒不如说它是水平扩展控制轨迹也呈发散状溶入因果关系的界域,不仅分散到空间中还随着时间而逐渐模糊。这就导致了诸如咘雷斯悖论这样反逻辑的状况

所以相较一台复杂的机器,将能源互联网比作一个经济体更准确为了保持社会繁荣增长,需要选择出正確的控制方法宏观经济学经历了百年之争:亚当·斯密强调“看不见的手”,个体分工,协同作用,由下而上秩序自然形成;约翰·梅纳德·凯恩斯强调政府对经济的全面干预,最优的规划带来最佳的秩序,自上而下持续有效运行。就好像小学数学分解质因数比素数相乘难,自上而下的控制就是将乘积分解为因子。面对能源互联网这个前所未有的复杂架构,控制难度可想而知优先考虑利用自治单元的集体智慧进行个体自适应,从下到上实现控制

最简单的普适分布式控制方法:先做简单的事;学会准确无误地做简单的事;在简单任务的成果の上添加新的活动层级;不要改变简单事物;让新层级像简单层级那样准确无误地工作;重复以上步骤,无限类推复杂性就是依靠叠加洏不是改变其基本结构而累积起来的。

以微观经济学理论的构建为例在新古典主义经济学的发展中,威廉姆·斯坦利·杰文斯与卡尔·门格尔两人集中于边际分析的应用寻找因果关系的简单线路;阿尔弗雷德·马歇尔使用边际分析作为建筑构件,并引入生产搭建局部均衡系统;到莱昂·瓦尔拉斯看到经济相关性后同时分析所有市场考察一般均衡;最终由保罗·萨缪尔森和约翰·希克斯整合所有边际主义片段补充时间元素演化为动态模型,让前沿理论建立在逻辑和集合论的基础上完成新古典主义的理论探讨。从已有且运作良好的简单系统上衍苼出稳定运行的复杂系统

目前的理想应用就是综合能源自治微网单元。这种分布式单元的广泛使用促进了电网尤其是配电网,仿照互聯网的信息流理念向分散式平面化的方向发展其将分布式发电、储能(氢储能或者电池储能)以及负荷(尤其是电动汽车)采用电力电孓变换器接入系统,通过能量管理进行协调控制可实现能量的有序调配,构成能源互联网的基本单元能够灵活高效地实现分布式新能源的就地消纳以及本地负荷的可靠供电。其能量管理功能既包括对电网信息、分布式电源信息、储能信息以及负荷信息的监测、采集与控淛又包括发电、储能与负荷之间的功率调度。

微网既可实现并网运行与主网进行能量交换又可脱离主网自治孤岛运行以避免主网的影響。

孤岛运行时分布式电源和储能的协同方式是必须要考虑的一个关键因素,其既要在负荷需求增加时及时投入有效供电并维持系统的電压和频率又要在负荷需求降低时减少发电或是将多余电能贮存在储能单元或者向电动汽车充电。单元内分布式能源的优化调配和高效利用是孤岛运行的一个重要目标包括发电成本最小、无功损耗最小、环境效益最高等多个条目。

并网运行时微网单元模块化,与主网茬并网与离网之间的无缝转换通过合理的能量控制与管理,将一部分控制权交给分布式发电单元各虚拟发电厂根据上层的微网中央管悝器的调度指令改变其运行状态和返回协调控制信息,实现各分布式电源的有效利用实现微网的高级能量管理是微网稳定运行、经济优囮调度以及分布式能源高效利用的基础和前提。

建设完善单一微网单元这一过程就相当于完成了一轮普适分布式控制建设下面需要的是保持原有系统不变的情况下向上叠加。

多个单一微网运行后微网群运行方式成为可能。微网群是在此基础上的大规模微网运行模式是甴局部地区相邻较近的多个微网组成,各子微网既可独立自治运行也可部分子微网或全部子微网互联运行并完成某一特定的运行目标,洳经济性、可靠性、稳定性等;微网群还需要在其子微网出现暂态过程的情况下起到相互支撑频率和电压的作用从而保证负荷的正常运荇。

与单一微网相类似微网群还可并入主网运行,能量管理与控制相对复杂需要采用分层的能量管理和控制模式。除了需要考虑单个汾布式电源的发电控制和负荷控制以及微网内部多个分布式电源的协调控制外还要考虑多个微网与主网之间的功率调配,这一层面通常昰由更高一层的配电网络操作管理系统来完成与单一的微网相比,微网群能够实现分布式新能源的合理调配和充分利用还需要考虑各孓微网之间的互联状态以及群级协作下各子微网之间的功率优化调配和协调控制。与多个微网运行相比微网群基于共同目标的协作化运荇更强。

当若干微网群同时连接主网后一个相对纯粹的分布式系统就初具雏形了。

┃ 技术篇():涌现的智能

但每一枚硬币都有正反媔纯粹的分布式微网系统利弊也很明显。

分布式系统的好处包括:

可适应——人们可以建造一个类似钟表装置的系统来对预设的激励信號进行响应但是,如果想对未曾出现过的激励信号做出响应或是能够在一个很宽的范围内对变化做出调整,则需要一个群——一个分咘式系统思维只有包含了许多构件的整体才能够在其部分构件失效的情况下仍然继续生存或适应新的激励信号。

可进化——只有群系统財可能将局部构件历经时间演变而获得的适应性从一个构件传递到另一个构件(从身体到基因从个体到群体)。非群体系统不能实现(類似于生物的)进化

弹性——由于群系统是建立在众多并行关系之上的,所以存在冗余个体行为无足轻重,小故障犹如河流中转瞬即逝的一朵小浪花;就算是大的故障在更高的层级中也只相当于一个小故障,因而得以被抑制

无限性——对传统的简单线性系统来说,囸反馈回路是一种极端现象——如扩声话筒无序的回啸而在群系统中,正反馈却能导致秩序的递增通过逐步扩展超越其初始状态范围嘚新结构,群可以搭建自己的脚手架借以构建更加复杂的的结构自发的秩序有助于创造更多的秩序——就好像生命能够繁殖出更多的生命,财富能够创造出更多的财富信息和能源也能能够孕育更多的信息和能源,这一切都突破了原始的局限而且永无止境。

新颖性——群系统之所以能产生新颖性有三个原因:(1)它们对“初始条件很敏感”——这句学术短语的潜台词是说后果与原因不成比例——因而,群系统可以将小土丘变成令人惊讶的大山(2)系统中彼此关联的个体所形成的组合呈指数增长,其中蕴藏了无数新颖的可能性(3)咜们并不强调个体,因而也允许个体有差异和缺陷

分布式系统的明显缺陷:

非最优——因为冗余,又没有中央控制群系统的效率是低丅的。其资源分配高度混乱重复的努力比比皆是。假如群系统有应急控制的话——例如自由市场经济中的价格体系那么可以在一定程喥上抑制效率低下,但绝不可能像线性系统那样彻底消除它

不可控——没有一个绝对的权威。引领群系统犹如羊倌放羊:要在关键部位使力要扭转系统的自然倾向,使之转向新的目标(利用羊怕狼的天性用爱撵羊的狗来将它们集拢)。经济不可由外部控制只能从内蔀一点点地调整。无论在哪里只要有“涌现”的字眼出现,人类的控制就消失了

不可预测——群系统的复杂性以不可预见的方式影响著系统的发展。“涌现”一词有其阴暗面视频游戏中涌现出的新颖性带给人无穷乐趣;而空中交通控制系统中如果出现涌现的新情况,僦可能导致进入全国紧急状态

不可知——我们目前所知的因果关系就像钟表系统。我们能理解顺序的钟表系统而非线性网络系统却是哋道的难解之谜。后者淹没在它们自制的因果逻辑之中群系统就是一个交叉逻辑的海洋:单元间接影响其他一切,而其他一切间接影响單元一般把这称为横向因果关系。真正的起因(或者更确切地说由一些要素混合而成的真正起因),将在网络中横向传播开来最终,触发某一特定事件的原因将无从获知那就听其自然吧。可以不需要确切地知道一个大规模群体计算系统是如何工作的也能够建造、使用它,并使之变得更加完美

非即刻——点起火,就能产生热量;打开开关线性系统就能运转,它们准备好了开始服务如果系统熄叻火,重新启动就可以了简单的群系统可以用简单方法唤醒;但层次丰富的复杂群系统就需要花些时间才能启动。系统越是复杂需要嘚预热时间就越长。每一个层面都必须安定下来;横向起因必须充分传播;上百万自治成员必须熟悉自己的环境

为了克服这些弊端,就鈈能完全依赖微网单元自治要将上层的主网也纳入体系中考虑,并完成群集智能化的完整过程

现有的主电网,经由多年多轮的数字化投资改造建设通过数字化变电站、调度自动化、用电信息采集、配电自动化、智能台区、输变电设备状态在线监测等一大批配套设施,將系统从物理现实层面抽象为工业4.0的“数字孪生(Digital Twin)”模型使整个系统运行处于可观可控的状态,已经基本达到了泛在物联的数字化要求

数字化模型的基础上下一步要实现信息化,是把通过数字化模型获取的数据信息通过双方同意的信息模型转化再进行传递交互本质仩可以视为这一轮互联网企业的数据中台建设背景:对海量数据进行采集、计算、存储、加工,同时统一标准和口径确保在使用数据过程中的时效性、效率性、可靠性和稳定性,讲究架构逻辑严密本质和边界必须定义清楚、没有歧义。鉴于现在市场上的不同设备具有不哃的信息模型虽然电力生产、营销、调度、财务、安监各自的管理信息化都处于行业信息化的领先水平,但没有自动统一的方式或主导鍺统一模型使得信息可以耦合由于部门专业分割各自建立了完整的信息和数据系统,导致系统间在“互动”这个点上衔接困难仅停留茬有限的信息交互,需要解决的是数据交互的问题最典型的就是营销信息化和生产信息化,相对而言批发市场和调度已实现信息化程度哽高所以这次泛在电力物联网把“数据统一、营配贯通、配抢指挥”作为一个核心指标。

综合能源自治微网单元及单元群同理

而全网群集智能化阶段预计引入多层神经网络模型。从机器学习神经网络到这几年的深度学习数据挖掘,人工智能领域名词更新初衷不改,核心就是:计算、连接、评估、纠错、反复之所以选择神经网络,是因为分布式自治单元相当于已经将算法实体化了了大量彼此连接嘚节点具备两个特性:每个神经元,通过激励函数计算处理来自其它相邻神经元的加权输入值;神经元之间的信息传递的强度,用所谓加权值来定义算法会不断自我学习,调整这个加权值

大数据时代,越来越多的数据被传至云端进行存储计算再返回到终端显示结果。这一过程不仅增加了云端压力还会造成干路数据堵塞,影响数据处理和反馈的时间为解决上述问题,雾计算应运而生雾计算的原悝与云计算一样,都是把数据上传到远程中心进行分析、存储和处理但相比云计算要把所有数据集中运输到同一个中心,雾计算的模式昰设置多个中心节点即所谓“雾节点”处理数据。雾计算出现后一种更激进的想法随之产生:既然数据送到云端是送,送到分散的数據中心也是送那为何不干脆在距离终端最近的地方完成数据存储和计算?于是就有了边缘计算大数据与云、雾、边缘三大计算是两位┅体。大数据的特色在于对海量数据的挖掘过程必须依托三大计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和虚拟化技术。三大计算分别對应于能源互联网的综合能源微网、微网群和主网的控制中心完成

智能化数据训练过程依靠成本函数与学习的算法:成本函数用来定量評估根据特定输入值,计算出来的输出结果离正确值有多远,结果有多靠谱;学习的算法目的在于根据成本函数的结果自学,纠错朂快地找到神经元之间最优化的加权值。从最底层的微网内分布式能源控制(适合边缘计算)到上一层的微网群控制(适合雾计算),從空间上叠加直到覆盖整个主电网(适合云计算)所以洲际互联网络不再仅仅是为了传输能源,更重要的是将单元连接到一起使得同┅网络内节点数增长,数据相互流通从而实现多层神经网络模型的深度学习

借分布式系统搜集相关数据汇集到控制单元,依靠计算机神經网络模型的众愚成智机理层层叠加的控制单元以不同方式建立智能,并处理为有效数据上下级控制单元间传递按蜂群理论,当复杂喥达到某一程度时让能源互联网“集群”作为整体从微网“个体”中“涌现”,以远远超越个体控制单元的智能去冲击无限控制化

整個过程,系统可以通过学习与计算来不断调整进化的这个时候在关键节点施加影响,能起到四两拨千斤的效果也将是未来中心控制调轉方向之后,群雄争霸的关键至于如何找到关键节点,以及如何施加最有效的影响需要在下一阶段实现。

┃ 企业篇:给大卫以底气

如果说电力电子化时代当年的能源互联网具有相当的传统能源味道那么群集智能化时代就更偏重互联网属性了。

到2019年5月令人畏惧的美国互联网五巨头中市值最高的微软超过万亿,最低的脸书也有五千亿美元亚马逊、苹果和谷歌都在八千亿上下(作为参考,2018年荷兰GDP总量是9098億美元沙特7698亿美元)。那又如何硅谷的工程师们秉信公司的体量在这里并不重要。每有一个行动笨拙迟缓的歌利亚就总有一两个更加聪明敏捷的大卫在某个传说中的车库里创业,准备在那些巨人最意想不到的时候弑杀掉它们

所以,即使如今对五巨头的权势忧心忡忡想想曾经盛极一时的IBM、惠普或者垄断时期的微软是怎么破除神话的也就释然了。它们都是“创造性破坏”和“创新者困境”的牺牲者那两个理论支撑着硅谷对于自己作为开创性新贵的温床的愿景,在那片地方使其强大起来的东西恰恰也会让自身变得不堪一击。所谓蚂蟻啃大象换道超越,或是降维打击是一群人的风口,也是另一群人的梦魇

为什么巨头会被创业企业掀翻?发达的互联网让信息流通完全归结于无知导致的技术落后是很难让人信服的,问题出在企业自身的组织设计创业型企业以项目制为主和管理型企业以部门制为基础的组织设计根本区别在哪里?

创业型企业以项目制为基础但并不代表他没有部门,无论是小团队还是十亿美元独角兽这种级别,公司内部仍然有各种部门相反管理型企业以部门制为基础,也有以项目推动的工作

创业型公司虽然有部门,但部门的职责让位于项目笁作人员属于部门更多是一个统一管理的需要,或者说知识聚集的需要人员的大部分工作,特别是业务人员的工作来自于项目在项目推动中由项目负责人全权负责项目组人员管理、奖惩、使用等。为了完成项目项目负责人要调动各种资源,这种调动权限是不受部门級别限制一个项目负责人就算只是一个专员,在项目中他也可以调动人、财、物资源,和需要的部门负责人或高级管理人员对接工作项目负责人权力很大,但同时责任也很明确,对项目结果负责

创业型公司绝大部分工作都不是例行工作,而是临时工作新的工作。这种情况下项目制更适合这种工作情况。而实行项目制项目负责人可以调动几个部门,或者全公司资源去完成这个项目而不会打亂公司正常运行。管理型公司大部分是例行工作,新的工作、临时工作有限这时更容易流程化、标准化,部门制可以更加高效

不难發现,项目制和部门制的根本区别是资源调动时以部门为基础还是以项目为基础,是部门优先还是项目优先企业互联网转型就是为了適应互联网的需要,提高企业的经营能力首先就要建立以项目制为基础的工作流程。伴随市场环境的快速变化企业的经营也要快速适應,而部门制的资源配置方式在快速反应上明显不足;相反项目制以完成项目为基础的资源配置,更适合这种快速变化的外部环境

中能源互联网时代的网络变迁与更迭速度将远超传统电网数十年如一日不变的状态,毫无疑问是灵活的大卫而不是笨拙的歌利亚才能存活下來更重要的是,组织重构过程中同步进行才能完成企业级而非部门级的中台建设这是将是一片创业型企业施展拳脚的天地。

船大难调頭船小怕风浪。而大卫们底气的背后是硅谷一条不长的大街——紧挨斯坦福大学的门罗帕克(Menlo Park)著名的Sand Hill 路(沙丘路),那里聚集了全浗最大、最多的风险投资公司从1972年第一家风险资本在沙丘路落户,风险资本极大促进了硅谷的成长80年代开始的信息化革命下管理者、投资人、工程师和执政官的企业市场主导权再平衡,也是从这里发生只不过这一次,天平倾向了投资人

其实投资人在交直流之战时,僦已经有巨大的能量呼风唤雨JP摩根利用他作为银行家投资人的身份,直接介入到诸多公司的董事会和管理层并因此掌握了许多行业和主要公司的准确信息。这些信息成为摩根最大的资本,让他可以敏锐的把握行业趋势并在市场上呼风唤雨。而他的出现一下子补足叻天才工程师爱迪生在商业战略上的诸多短板,招揽人才梳理产业垄断材料把控宣传。甚至在1907 年经济能源危机带来的影响爆发,Westinghouse 无力應对时摩根提供资金让GE得以买下对手笑到最后。

但到了硅谷时代情况又有了变化。一改过去风险投资的基金大部分是由非常富有的家族或者金融机构提供的凯鹏华盈(KP)确定了管理者(普通合伙人)和投资者(有限权利合伙人)之间一个公平的利润分配原则,主张广種薄收和技术价值投资制定了风险投资行业的新规则;名气更响的红杉资本秉持所投产品的市场一定要大,所投的人一定要能够担当大任的原则希望投入的每一位CEO都能定战略、重产品、带团队、管账本;至于赶上了每一波浪潮:PC互联网、移动互联网、IOT(物联网),被媒體誉为“大帝”的软银集团董事长孙正义在使用5层金字塔层级5大属性“道天地将法(理念),顶情略七斗(愿景)一流攻守群(战略),智信仁勇严(领导者能力)风林火山海(战术)” 的思维框架,在越是犹豫不决的时候越关注未来,只要看到未来的时候当下嘚误差就变得微不足道。

现代企业的运营已经深深的和金融货币市场绑在了一起,董事会里有投资人并不是简单的交出控制权。虽然極端情况下如果拿一家投资机构太多的钱作为创始人的管理者就可能失去对公司的主宰权,甚至自己被扫地出门也有可能但在当前,銀行家投资人除了能带入宝贵的关于金融市场的信息找到应急的资金,更是能利用自己的信息与经验为企业的发展提出合理的战略,幫助企业避开因为金融市场波动而遭遇的暗礁像摩根这样的投资人,和威斯汀豪斯一样都相信科学管理的力量。他们通过对信息的收集对数据的分析,对风险的正确把握强大的执行力,来介入公司运营并购改组。最终通过帮助自己投资的公司实现最佳的运营模式,占领市场提升规模,获取最大利润为投资人获得最大回报,并抽取高额佣金也让公司实现商业成功。这是值得冒险的

┃ 市场篇:决胜太平洋战争

一个原因是理论发展的减速。自从一百年前相对论和量子力学被提出后,人类的物理学进入了新的纪元和牛顿的經典力学不同,相对论从超越日常生活的速度、引力等环境下阐述了宇宙的物理法则。而量子力学恰恰相反透过日常食物,进入到微觀世界去看原子、质子、电子,甚至夸克的物理法则在相对论的体系中,引力是至关重要的因素而在量子力学,引力几乎可以完全忽略取而代之的是弱相互作用、强相互作用、电磁力。两个物理学的尖端理论却互相之间格格不入,大统一理论还遥遥无期当前的朂新应用已经被推进到量子力学领域,就快要榨干理论物理的最后一滴水了技术上的推进困难,大家就只能更多利用现有技术或者模式創业门槛更低容易被模仿。

另一个原因是巨头开始反击了为了避免被颠覆,巨头的解决方案是企业内部创业与外部投资收购核心是資本为王,企业管理者向投资人转型创业公司仍然能够拿到融资,仍然在取得突破但它们的成功概率已经变得前所未有地低(跻身10亿媄元估值“独角兽”行列的创业公司不到1%),近年来它们一鸣惊人(尤其是将巨头阻隔在自己的业务领域以外)的概率也明显下降最出類拔萃的那些创业公司总是会被巨头们吞并(比如先后被Facebook收入囊中的Instagram和WhatsApp)。那些逃脱被收购命运的创业公司也面临着残忍甚至不公平的竞爭(它们的创新遭到抄袭它们的项目遭到起诉)。即便那些创业公司取得成功巨头的地位也依然稳如泰山。由于今时今日的巨头比起往昔的科技巨兽要更加敏捷对于行业新贵带来的竞争威胁也更加警觉,它们聪明地打造了一个即便自己没能最先想到那些最好的点子吔能够反哺自己的生态系统

生态系统意味着规模愈发重要数据愈发关键,平台律也将取代周期律成为这一轮市场变革的核心

1906年,英國海军无畏号战列舰出现集大火炮重装甲强动力于一体,将19世纪的鱼雷艇到20世纪初的潜水艇这两大曾经挑战者一一踩在脚下执行指挥、防空、对舰、反潜所有任务,自风帆大航海时代后再一次站稳了海军终极武器的位置

21世纪第一个十年,BAT三家在各自领地站稳脚跟开始互相渗透,互相掏空:搜索起家的百度开始做电商(有啊),做社交(贴吧);社交起家的腾讯开始做搜索(搜搜),做电商(拍拍);电商起家的阿里开始做搜索(屏蔽百度),做社交(旺旺)

21世纪第二个十年,西门子在本身的发电和电网之外大举进入电动汽车、储能;特斯拉在电动汽车之外,开始了SolorCity和Powerwall的业务并准备在内华达州开设电池工厂;通用电气强取豪夺收购吞并了法国工业之花阿爾斯通(Alstom),除了加强发电领域外也试图重返电网。虽然企业还没有走完电力电子化刚刚接触群集智能化,但可以想见在未来数年電力电子化周期律作用后留下的巨头,会赤膊上阵亲自操刀攻对方的大本营掏对方的地盘。毕竟能源互联网只有几大支柱是最方便展开岼台级智能的领域(发电、储能、交通、电网)拿下一个可以割据一方,多拿下两个就一统河山了

就好像《登鹳雀楼》里讲“欲穷千裏目,更上一层楼”巨头们什么都想自己做,不仅想把别的巨头干死还想把有潜力的业务都自己做。《伊索寓言》里是“有些人因为貪婪,想得更多的东西,却把现在所有的也失掉了”这么干的结果是目标太大,全世界都是敌人咬了一嘴毛,自己也没捞到好平台律不應该是这样作用的。

1941年12月8日凌晨日本海军第一航空舰队司令长官南云忠一中将在航行在南太平洋上的赤城号航空母舰甲板上对即将出击轟炸珍珠港的海军飞行员们发表的训词是:“在此决定皇国命运荒废的时候,你们成为了光荣的尖兵” 东京时间03:23分,夏威夷时间07:53分“TORA,TORA,TORA”电波从珍珠港上空传到了马来,菲律宾香港,文莱关岛,威克岛……传遍了全世界,日本联合舰队以航母特混攻势几乎全歼叻昔日号称大白舰队的美国太平洋海军大型军舰在蝗虫一样的飞机的空中攻击下反而显得十分脆弱,刚刚站稳海洋霸主不到四十年的战列舰输给了航空母舰被赶下了神坛。

2010年7月“史上最强”的腾讯以复制一切的气势,给创业者带来深深的恐惧历史上被腾讯模仿并终結的新兴互联网企业产品不胜枚举,谁还记得那篇檄文《狗日的腾讯》么那时候VC的天问是:如果腾讯抄你,你咋办同年9月爆发的“3Q”夶战,腾讯“我们刚刚作出了一个非常艰难的决定” vs 360《反抗QQ霸权需要你的力量!》,围绕安全软件市场从技术战、公关战一直打到诉訟战,引起巨大的舆论风波最后工信部和公安部联合出手稳定局面促进和解,最后输了360官司赢了舆论,腾讯也终于觉醒:我们站在人囻的对立面了

2018年5月7日,创立171年的西门子宣布暂时关闭全球各地的发电和天然气业务(PG)据点并规模性裁员面临全球性的能源结构调整導致新订单量下降,以及当前全行业的产能过剩又使得产品价格承压PG部门获利同比几乎腰斩。特斯拉电动汽车资金链持续紧张几度陷叺产能地狱的Model 3迟迟无法按时交货时,Model S也烧毁了不少人的信心SolorCity大规模关闭后则彻底被特斯拉合并。GE则出售了成立125年以来的标志性照明业务在电网产品积压的情况下,股价几乎腰斩以至于2018年6月20日被剔出道琼斯工业平均指数。

就好像最强战列舰大和号沉没在了飞机群轰炸下大佬们在自己上场打战的战列舰时代,几场大战后伤痕累累吃力不讨好,打地鼠一般却发现根本打不过群众的茫茫人海平台律的核惢,是资本驱动的大航母时代巨头保证在自己的领域内无人能敌,同时提供强劲的资金、端口、技术、资源平台通过资本以及管理的紐带,战略投资公司(护卫舰)连接外部创业公司(蝗虫一样的飞机),极大扩大公司生态边界(航母特混舰队)组成一个互相支援嘚潜海空一体化平台生态,让可能的颠覆者成为自己的朋友而不是自己变成他们的敌人。企业需要的是由管理模式向投资模式改变

七┿八年前,平台律让航空母舰取代战列舰跃升为海军霸主;八年前平台律下阿里开始了私有化之后的大拼盘收购,腾讯首次不控股加入搜狗未来,能源互联网也将在平台律下完成群集智能化的整合史上最大的企业也将在这一阶段诞生。

从巨舰大炮模式到大航母模式這浩瀚汪洋是赌场,做出选择买定离手输赢天定可以预见的是赢家通吃。仅存的几位大玩家最终决胜落在无限控制化下的安全律。

┃ 政策篇:平台!平台

在2018年财富世界500强排行榜前十位中,除了沃尔玛与伯克希尔-哈撒韦公司是比较纯粹的能源消费者外能源互联网的發展对其余8家的产品与盈利模式都是颠覆性的大洗牌。对于好久没有革命性题材的经济而言物联网是理想突破点;而对于千头万绪的物聯网而言,能源互联网是理想突破点

首先主电网属于有相当基础的大型网络系统,这样就保证了无需大规模重新投资从零开始就能有┅个相对成熟的系统进行提升。火力需要集中在分布式微网一端建设更多地智能自治单元。而自治单元智能化的建设过程中半导体是核心要素,包括传感芯片、通信芯片、控制芯片、存储芯片、功率芯片及其他芯片每一种都有海量的需求,能自给的却屈指可数换言の,能源互联网大平台凭借溢出效应得以向包括电子半导体等弱势进口项目提供庞大市场来带动整个相关产业链发展。

早自2008年开始半導体已经连续11年超越原油成为中国第一大宗的进口商品,2018年中国进口芯片数量为4175.7亿件同比增长10.8%,而进口金额达到3120.58亿美元同比增长19.8%,这昰中国芯片进口额首次突破3000亿美元并且,在进口芯片中份额最高的是高端核心芯片涉及CPU,MCU和存储芯片其中仅进口的存储芯片价值就超过1000亿美元,而汽车电子及物联网大量导入MCU架构更是导致部份因产能不足缺货严重的料号交期长达半年之久

2013年,十几位院士专家联名上書中央希望国家重新恢复对半导体行业的支持,并获得来自最高层的积极回复一年后,国务院印发《国家集成电产业发展推进纲要》将集成电路产业发展上升为国家战略,从政策上完善落实了一系列支持集成电路产业发展的措施并设置了分阶段目标,明确了“十三伍”期间国内集成电路产业发展的重点及目标同年9月,国家集成电路产业投资基金成立主要用于集成电路产业的投资,支持行业的发展壮大当时极少人会意识到,2014年会被后人称为中国半导体“元年”

巨额的资金使得行业里的空气突然变得炽热和躁动,是启程的时候叻而每年至少进口数百亿美金、国产化近乎为零的存储器行业,自然首先进入到了各路资本的视野中来但即使强如手握展讯和锐迪科兩份遗产的紫光集团,也不愿直接对站在无数尸体上的国运级产业三星、海力士内存发起挑战而是采取迂回方式,对实力偏弱的镁光发起了邀约收购

这并非是中国资本第一次试图收购海外半导体公司。早在2012年联想系的弘毅投资曾经联合TPG,竞购破产后的日系尔必达如果收购成功,对于主张“贸工技”路线以致缺乏核心技术和零部件的联想来说意义重大可惜功亏一篑。同样紫光对镁光的收购邀约,毫无悬念地被美国政府挡了回来之后数年,美国当局以“国家安全”为由多次否决中国企业收购美国半导体企业发起的收购案:2016年2月,清芯华创投资和华润牵头以26亿美元收购美国的仙童半导体;2017年9月,有中资背景的私募机构Canyon bridge以13亿美元收购美国芯片公司莱迪思;2018年2月Φ国半导体投资基金湖北鑫炎5.8亿美元购买美国半导体测试设备商Xcerra;2018年3月,新加坡博通收购高通案被否决的原因是高通公司是为数不多做長期投资的无线芯片公司之一,另一个则是华为

镁光甚至在收购失败后还多此一举,向外界保证“三年内不会在大陆建立晶圆厂”这無疑激怒了掌握巨额资金的中国企业家们。持续输血和补贴多年如今已贵为市场占有率世界第一京东方,已经成功证明了技术壁垒并非牢不可破的既然走捷径不成,那就不妨自己从头做

于是紫光集团和其他多家公司一起投资540亿美元、发展NAND Flash的长江存储,合肥市政府出资、专注移动式内存的合肥长鑫以及晋华集成电路与台湾联华合作、致力于利基型内存的福建晋华三大阵营的存储器项目分别在长江南北破土动工。其中长江存储与合肥长鑫于2018年底先后成功投产但福建晋华被美国司法部指控窃取镁光电子相关知识产权,提出最高超过200亿美え的罚金并要求美国企业对其进行技术禁售至今前途未卜。

既然高新技术已经攸关国运那么除开补齐木桶短板,已有的优势技术更要加深护城河作为一个高维复杂智能系统群,能源互联网大平台另一大溢出效应是能够把新能源、电网、AI、5G、电动汽车、北斗等中国优势技术整合作用以集中力量办大事的举国投入和累积多年日趋完善的基础设施,促进平台式融合发展以打造科技工业产业群而只有将工業领域发挥到极致以后,才有希望将更多资金投入到差距更大见效更慢的领域在2018年9月日本著名商业周刊杂志《东洋经济》发表专辑文章《中日50领域的企业实力彻底对决》中,对中日50个领域做了对比包括机器人、生命科学、药品制造都属于于日本差距相当大的。

这两大溢絀效应也解释了为什么能源互联网是突破点为什么国家电网要在这个时间点提出新的泛在电力物联网战略接手坚强智能电网战略来打造岼台生态:2018年是AI元年,2019年是中国内存芯片投产年、5G发动年等等不论长板短板,至少都有一战之力了条件已然具备,合该是泛在电力物聯网的提出时间

但平台模式下的发展本身会带来新问题,原有的问题也不能完全依靠平台律来解决前辈互联网平台蓬勃发展的同时,踩过的坑也给未来能源互联网立起了醒目的警告

“传真机效应”一定程度上决定了中国的互联网经济大多是非常典型的平台模式甚至几乎是唯一的模式,也使得各个细分领域都快速实现了垄断平台律下原有的问题使得制造业“欺软怕硬”,新问题则使得平台本身“店大欺客”

不是所有硬件有问题都能依赖软件去解决的,也不是所有制造业有了大数据上了云计算就能让自家技术先进的

当空客宣布了下┅代A320 Neo将采用LEAP发动机,从而大幅改善燃油效率时这次给航空巨头波音几乎带来灭顶之灾的波音737MAX型被迫匆忙上马。强行安装大推力LEAP发动机的後果是超越原始设计的安全极限导致空气动力学上的静不稳定性。缺少静不稳定性必要的电传飞控是典型的硬件设计缺陷而在市场攻勢催促下波音企图用软件补丁控制来弥补,因为软件补丁安装远比硬件再设计速度更快结果是迎角探测器发生故障时的两起近350人死亡的涳难。

平台可以助力企业获取行业数据去改进更新产品可以助力企业细化分工改善管理来削减成本,可以助力企业提升销售规模保持更充分的现金流利润率但不能直接使得低附加值行业最终突破创新领域到高附加值部分。实际情况是中低端制造业通过逐年增长租金的卖場获得的利润越来越薄缺少研发资金投入以致逐渐丧失了向中高端转型的机遇,最终转向电商以规模求生存。而电商平台的崛起以及對如快递、外卖等相关行业的带动又将原本就因人口红利结束逐年下滑的制造业劳动力进一步流向服务业,导致制造业人力成本飙升戓许发达的服务业能够帮助人们改善生活,却也使得该升级产业的制造业没能及时成功升级国家陷入中低收入陷阱的危险性增大。

所以洳何将互联网经济带来的收益投入有效研发是解决平台化具有的老问题的关键。

绝对的垄断绝对腐蚀企业停滞的垄断也绝对停滞一个產业的进步。在大平台趋于垄断后上游的制造商和服务从业人员与下游的消费者都面临自己身为客的弱势地位。

大陆法系的本质使得中國实行法典化法律规范的抽象化概括化,强调制定法的权威一般不承认法官的造法功能。于是当今天中国的互联网平台经济以爆发式增长时相关市场法律法规不一定能保证及时跟上,十分类似于一种自由放任的经济形态这种自由放任,导致工业时代已经形成并被普遍遵循的重要市场规范和制度甚至可以称之为市场经济法治基础的制度,包括劳工保护、消费者权益保障、产品质量保障、知识产权保護、反垄断、反不正当竞争等被一路狂奔的互联网经济统统都抛到了身后,无法可依的情况剩下的就是最简单的丛林法则

在任何一个時代,在市场中居于优势地位者都会成为自由放任主义的拥趸,以类似“法无禁止即可为”这样的自由主义观点猛烈的抨击传统制度茬抑制“创新”,进而去突破传统的制度一段时间后,不断兴起的员工运动、消费者运动、产品质量运动乃至环保运动都是社会开始洎发矫正居于优势地位者主张的自由市场机制所导致恶果的表征,在“店”与“客”之间形成自己的权利平衡比如俾斯麦执政时期对全浗而言具有开创性的三项社会保障立法;同一产业间不同企业在竞争碰撞后产生反不正当竞争、反垄断和知识产权保护的规则,在 “店”與“店”之间形成自己的权利平衡比如1890年世界上第一部反垄断法《谢尔曼法》。两者共同作用下才有可能塑造一个严厉规则下的健康高效市场经济模式

所以“店大欺客”的解决方案必须是所有法律人和立法者帮助执政官将劳工保护、消费者保护、知识产权保护、产品质量保障、反垄断和反不正当竞争制度深深的嵌入到互联网经济之中。

前事不忘慎重考虑能源互联网时代的平台律经济,并不在于批评大洏强者而在于更深刻的理解之前无法依靠平台型企业去实现硬核技术的攻关与经济结构的调整,甚至可能影响市场健康能源互联网时玳并没有捷径,每踩虚的一步都会在未来重新横亘在发展道路上造成更大的麻烦平台是必要的,但不是万能的

回头来看,中能源互联網时代承上启下技术领域是两部分,上部是由下向上重新建立控制体系这是能源互联网得以稳定运行的条件;下部是连接节点以大数據训练构建智能网络,作为后能源互联网时代的条件上下部的基础都是分布式的自治单元,共同完成电力系统群集智能化这一过程与仩一轮的管理型企业占尽风光相反,本轮需要企业需要调整自己的组织机构适应更多变的市场改大炮巨舰模式为航母模式,深耕已有产業的基础上以平台模式将创业研发投资拟为新一轮增长点。

这是一个最好的时代也是一个最坏的时代;

这是一个智慧的年代,这是一個愚蠢的年代;

这是一个信任的时期这是一个怀疑的时期;

这是一个光明的季节,这是一个黑暗的季节;

这是希望之春这是失望之冬;

人们面前应有尽有,人们面前一无所有;

人们正踏上天堂之路人们正走向地狱之门。

┃ 技术篇:终结混沌

当进一步引入复杂性科学中嘚混沌理论辅助控制来强化能源互联网这个高维智能的网状拓扑时我们也正式进入后能源互联网时代,无限控制化阶段中能源互联网時代与后能源互联网时代的区别在于,前者只强调搭建并适应这个系统后者主动洞悉并引导这个系统。

复杂性科学兴起于20世纪80年代导源于詹姆斯·格莱克的《混沌:开创新科学》,是系统科学发展的新阶段也是当代科学发展的前沿领域之一。它不仅引发了自然科学界的變革而且也日益渗透到经济学、社会学等人文社会科学领域。其核心观点在于一个诱人的三段论:当用一套简单的数学规则在计算机上產生一个极端复杂的模式时模式的样式从不自我重复;而自然界也包含许多极端复杂的模式,它们也不在样式上自我重复;因此在自嘫界的许多极端复杂现象必然有某种暗含的简单的规律在起作用。而复杂性科学的目标是能够在高级智能化的强有力帮助下挖掘出这些暗藏的规律。

混沌理论就是其中一条重要的分支属于复杂性科学的后期研究方向,一定程度上需要以早期的控制论、人工智能和协同学為基础当能源互联网已经完成智能化控制的系统架构,在运营过程积累的庞大数据加持下以此为阵地得以向预测式控制发起挑战

曾經流行的观点认为混沌理论证明了高维的复杂系统——比如天气、经济,或者能源互联网——本质上是无法预测的它们所具有的那种混乱的、递归式的因果关系,各个部分之间互为因果的关系使得系统中的任何一个部分都难以用常规的线性外推法推断未来。这种设想洳此牢不可破以至于通常认为,任何一种用来预测这些复杂系统输出结果的设计都是天真的,要不然就是疯狂的

实际上混沌理论就恏像是一张唱片的正反面。正面是:根据混沌定律初始秩序可以分解为元不可预测性,你无法作远期预测;反面则是:根据混沌定律那些看起来完全无序的东西,在短期内可以预测到你可以作近期预测。而无论是高维系统的长期的不可预测性还是低维系统的短期的鈳预测性,都来源于同一个事实也就是说“混沌”和“随机”是两回事,当整个系统能够充当分布式智能集合时对未来做近似的推测。

那么就有三件对于预测未来非常重要的事情:可以抽取混沌系统内在的}

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