低碳时代-卓越电力企业的领先之道

低碳时代卓越电力企业的领先之道2目录1．前言.........................................................32．观点2.1观点一：建设智能电网，成就卓越绩效............................42.2观点二：未来能源系统的低碳化趋势对能源企业有重大影响..........62.3观点三：突破性交通燃料技术在中国应用前景广阔..................83．案例分析3.1强本篇.......................................................123.2创新篇.......................................................203.3领先篇.......................................................283前言发展低碳经济，应对气候变化，已经成为全球经济发展的新趋势。同时，能源行业正在发生深远的变革，未来能源系统将呈低碳化发展的特点。适应世界向低碳经济转型的变革，企业面临新的竞争和发展机遇。企业必须意识到气候变化影响的重要性和严重性，并采取有效应对措施，才能在未来取得成功。国外大企业已开始采取行动，推进低碳技术创新。为了突破资源、环境制约，协调经济发展和应对气候变化的关系，中国需要建立先进的低碳能源工业体系，在能源系统各个产业链中打造具有国际竞争力的核心企业。在国家推进低碳经济战略的政策引导下，企业应及早制定低碳战略，加大在新能源和能效领域的投资，培育新的经济增长点，积极储备和实施先进的能源技术，如智能电网和突破性交通燃料技术等，通过行动来赢得信誉和竞争力，实现变革，成就卓越。作为全球领先的管理咨询机构，埃森哲长期以来一直致力于公用事业和能源领域的研究，并利用各种创新技术、前沿洞察以及丰富的行业经验，帮助该领域内的企业和组织制定战略、优化流程、改善运营、提升绩效，并积极应对各种棘手的市场和政策环境的挑战。针对中国企业面临的机遇和挑战，我们在本报告中选取了三篇最新的行业观点，并收集了国内外领先公用事业和能源企业的案例，仅供中国企业制定战略和行动方案时的参考。4观点一：建设智能电网成就卓越绩效智能电网是电力企业成就卓越绩效的助推器电力行业正在迈入一个全新的时代。日趋严厉的监管政策、剧烈波动的能源成本、快速攀升的用电负荷和日渐凸显的气候变化等问题是电力企业面临的现实挑战，而传统的电网已经难以适应新形势的变化。电力企业为了成就卓越的运营绩效，必须致力于为这些关键问题寻找应对措施。而智能电网因其在提升客户满意度、提升电网可靠性和安全性，以及降低企业运营成本等方面发挥着重大作用，成为电力企业应对挑战、成就卓越绩效和实现管理转型的助推器。除此之外，构建智能电网，能够推动可再生能源发展、提升电力市场运营效率、促进需求响应的推广，并减少温室气体排放，电力企业也可以此为契机，提供创新型的能源服务产品，在创造社会效益的同时，也有助于提升电力企业的社会形象和企业社会责任感。因此，智能电网的讨论和应用已经超越了传统的电力行业界限，而扩展到全社会。在某些国家和地区，智能电网已经被当成拉动经济发展的一石二鸟之策，在创造就业机会的同时，减少能源供应的外部依赖并且有助于应对气候变化。埃森哲智能电网实施建议埃森哲建议电力企业采取以下步骤构建智能电网：•制订战略•确立路线图•试点实施并进行评估•架构开发和实施•制订迁移计划首先，电力企业应确定哪些技术、流程再造和概念能为企业创造最大价值。然后，基于业界最新的技术和架构的发展成果，电力企业可以改变现有的物理系统和基础设施的设计。从架构的角度，可以将一些成本过高的技术或者技术成熟度尚未达到电力行业标准的技术纳入考虑范围。虽然这个方法并非万无一失，但是却在以下两方面行之有效：它不仅能将技术陈旧风险最小化，同时能够循环利用用于集成、培训、维修和设计的多项资产。再次，企业应着力于改进资产管理。许多从资产优化中吸取的经验教训都可与新技术相结合，基于需求变化或其他因素，替代一些高成本或不实用的资产。很多领先的电力企业已经利用现有技术制定和实施了一些试点项目，包括：•先进的系统运行：利用新的集成技术和可视化技术，从现有的应用系统和流程中提取数据流，然后将这些数据转化成可供运行人员使用的新信息，从而使运行人员能够及时获得告警信息，并在重大事件发生前进行场景（what-if）分析。•配电自动化：智能装置已经被有效地应用于变电站自动化，通过高速数字网络能够监视关键设备，并且实现保护和控制功能。通过先进的架构概念和集成技术，类似的技术可以扩展到配电馈线，以进一步提高线路和变电站的性能。•高级量测基础架构：能够延伸到客户端的低成本的通信基础设施能够带来一些新的业务机会，例如停电管理、配电规划、负荷预测和需求侧管理。通过试点，可以验证总体的路线图是否正确，并确认电力企业建立新的业务能力所需的集成技术。集成不仅要考虑引入电网的新技术，还要确保这些新的技术能与现有的电网基础设施兼容和互补。为了确保新技术能够顺利实施，必须进行详细的规划。对中国智能电网建设的建议数字化电网是智能化电网的基础，也是建设智能化电网的必经之路。中国的电力企业已开始着眼于更加现实的数字化基础工作，如建设数字化电网、信息化企业。埃森哲认为，中国电力企业应自上而下地制订智能电网发展战略，因地制宜地确定技术和业务关注点。首先需要在国家级的电网公司实现智能电网建设的整体规划与统筹部署，确立智能电网的基本建设目标、内容与实施方案，同时确定智能电网相关的基本架构和技术标准。对于不同的电网企业，由于面临的具体问题和环境不同，需要根据自身的实际情况制订更加详细的战略规划和建设路线图。路线图的制订应立足现状，充分考虑行业与产业政策等的发展趋势，自身的业务发展需要，以及相关技术的可用性和成熟度，从基础架构升级和技术支撑、以及业务运营目标两方面进行设计，确定分阶段的建设目标、任务和实施计划。根据输电企业和配电企业的不同业务特点，企业需要因地制宜地确定技术和业务关注点。5对于输电企业，面对越来越严峻的大电网安全和经营压力，智能电网建设的关注点应更加集中于优化调度运行和加强资产管理。输电企业在调度运行业务方面，应考虑如何通过强化科学调度和智能调度，提升调度运行和管理水平，增强电网安全状况的掌控能力；以及如何通过优化电网调度，优化运行方式，优化系统有功潮流分布，合理安排设备检修周期，充分利用电网输电能力，降低各电压等级网损，提高电网运行质量和优化资源配置水平。重点建立以下业务能力：•势态感知——高级系统监视，快速建模和仿真，辅助决策支持，高级可视化，运行知识的获取和培训等•高级控制——集中和分布式的控制模式相结合，以实现高可靠性水平•业务连续性——高可用性，高安全等级，高容灾恢复能力而对于配电企业，其智能电网建设应同时关注基础设施的升级和服务观念的转型。通过配电网的基础架构升级和优化运行，减少故障停电时间，降低事故隐患，从而提高供电可靠性，为用户提供优质服务。配电基础设施的升级包括：•智能表计：智能化的用户终端，实现二遥功能，并能远方召唤和修改配置，支持分时计量，为零售电力市场提供技术支持手段。•双向通信基础架构：快速的、双向的通信基础架构能够满足配电和用电业务的不同通信需求，如智能表计、传感器、开关到嵌入式系统、变电站/馈线自动化系统、主站的通信。•智能变电站：电气一、二次设备完全智能化，电气设备操作实现程序化，变电站之间可以实现信息的完全共享和实时交互，智能接受上级控制中心的调度。•馈线自动化：馈线自动化完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。•配电和用电实时监控：以二次系统一体化智能配网终端、智能用户终端、智能一次设备为基础形成配用电网实时信息的采集、传输和控制，以及故障的自动诊断、隔离和恢复。埃森哲智能电网解决方案埃森哲的智能电网解决方案整合了一系列公司多年积累的知识资产，帮助电力公司设计和开发满足其特定需求的智能电网方案。这些资产包括：•智能电网蓝图方法论：蓝图方法论提供了智能电网解决方案从定义、功能规范，到设计和开发的详细的、系统的方法。多阶段的实施过程融合了广泛的智能电网的实施经验和知识，以及实际的工具，例如智能电网技术分析目录和传感器网络架构配置流程。•智能电网战略规划工作台：智能电网战略规划工作台是一个灵活的财务模型，可以为电力公司制订智能网络战略提供决策支持，并为投资收益分析提供输入。这一工作台可以作为智能电网的战略规划工具使用。•智能电网数据企业智能电网参考架构(INDE)：智能电网数据企业智能电网参考架构为电力公司的应用系统提供了一个主模板，用于其电网数据和分析的端对端管理，并将这些数据与公司的系统和流程相集成。这一架构包含了可复用的端对端的电网数据管理的组成要素，例如数据采集、数据传输、集成数据模型和架构。它还支持实时和交易分析，目前已包括了200个智能电网的技术分析主题。•智能电网数据服务：智能网络数据服务使电力公司可以将智能电网数据管理和分析应用业务进行外包，从而减少在新智能网络基础设施方面的投资资本。•卓越绩效公用事业模式(HPUM)：卓越绩效公用事业模型中包含了“运行网络”和“管理智能电网”的模块，为电力公司成为卓越绩效的智能电网运行者提供了端对端的流程参考。这些模块中包括了管理分布式发电、管理自动化和管理运行数据等内容。6埃森哲全球能源委员会在迪拜会议期间，进行了一项关于未来能源系统的调研，受访对象包括能源行业、政府和学术界专家。调研涵盖了气候变化的影响，技术趋势和对企业的碳统计。调研得出的重要结论如下：向低碳能源的进化过程将快于预期埃森哲认为，能源行业正在发生深远的变革，能源生产和消费方式向低碳化的进化过程将快于预期。能源行业重要的转折点将发生在2020年。在下一个十年，即从现在起到2020年，将会是未来能源系统转变的重要阶段。观点二：未来能源系统的低碳化趋势对能源企业有重大影响•并网太阳能发电将在2025年之前完成商业化，这比国际能源署预期的2030年要早。•到2015年，可再生能源将占全球能源供应的15%，这也早于国际能源署预测的2030年。•更为乐观的是，2030年以前，替代交通燃料将占30%。而根据之前国际能源署的情景预测，从2007到2030年前，石油在交通燃料中的比例将从94%下降至84%。在全球各地区，气候变化在能源政策中发挥的作用将日趋重要在全球经济复苏的环境下，特别是气候变化问题日渐突出，应对气候变化在各国能源政策中的作用将日趋重要。•气候变化问题在能源政策中的重要性具有地区差异。在欧洲，气候变化已经成为能源政策变革的驱动力。在巴西、俄罗斯、印度、中国（“金砖四国”）和南非以及北美，经济仍是制定能源政策的首要因素。图1，制定能源政策中最重要的驱动力是什么？金砖四国北美欧洲气候变化能源安全经济今日2020今日2020今日20207能源投资将有所反弹，但不足以预防供应危机•三分之二（65%）的受访代表认为全球能源投资将在2010-2015年间恢复到2007年水平。另三分之一的代表认为恢复到2007年投资水平需要更长时间，即2016-2020年间。•能源投资需要充裕的资本。58%的代表认为能源投资可在2015年前恢复到危机前的水平。•国际能源署认为，全球金融危机之后，持续增长的需求将导致能源供应危机。对此，55%的受访代表表示认同，41%的代表反对。可再生能源投资将保持强劲增长，但更多的是由政府主导•行业内普遍乐观地认为，可再生能源投资将保持强劲增长，温室气体排放水平也将于2020年达到峰值。根据联合国预测，全球可再生能源投资每年将达5000亿美元，以确保温室气体排放在2020年达到峰值。在对此问题进行调查时，有59%的代表乐观地选择了“认同”，另41%的代表表示不能赞同。•代表们普遍认为，监管者将采取更多措施以削减二氧化碳排放。92%的代表认为欧洲公用事业监管机构将采取更加严格的政策。75%的代表相信北美将采