数字电气化变换上升了能源部门

乔·德莱尼的额外捐款

请最后一台关掉燃气轮机好吗？

就像煤矿里的金丝雀一样，通用电气(General Electric)措手不及。通用电气在2016年的表现还不错。通用电气电力公司刚刚收购了法国工业巨头阿尔斯通公司的电力和电网业务。通用电气在2016年实现利润40亿美元，预计到2018年，该交易将为其每股带来17亿美元的利润。

然后，太阳能电池板突然“去了实用规模。突然？它真的不是突然的，电力行业只是不关注。

与此同时，在2010年至2016年期间，太阳能的成本惊人地下降了69%，使其“完全进入化石燃料的成本范围”。通用电气则投资者损失了令人震惊的1930亿美元-2016年至2018年间，其市值的74%。GE Power是这一损失的巨大驱动力，因为它开始榨取资金，从2016年带来的40亿美元利润，到损失超过8亿美元。

发生了什么？业务模式创新发生了。正在发生。这Lazard资产管理公司报告在某些情况下，建造和运行新的可再生能源系统比运行老旧的传统电厂更便宜。这仅仅是个开始。

什么是商业模式创新？

商业模式创新发生在融合的时候多种技术的融合使新的或彻底颠覆的商业模式得以出现。这意味着新进入者能够破坏长期存在的行业，而现任者往往处于挣扎状态。这些变化是“突然”发生的——发生在所谓的混沌关系中——因此，被破坏的系统在为时已晚之前不会发现这些变化。

人们本能地期望改变为线性;破坏性的变化虽然是指数，此处显示为橙色破坏曲线。破坏首先令人失望，然后在增长中爆发，造成混乱和惊喜。

COVID-19暴露了电气化、清洁技术能源世界可能会是什么样子。社交距离和就地避难造成的需求破坏，对石油来说是个不祥的预兆。不驾驶化石燃料运输带来的需求冲击，可能会模拟运输电气化后同样的需求损失。一桶石油的价格在20美元左右，与几年前的200美元相差甚远。

最近的另一个例子是当IPhone介绍时，2007年发生的商业模式创新。在2007年夏天，诺基亚在顶部。该公司的市场估值约为1200亿美元，比Apple多10亿美元。诺基亚在全球智能手机市场的份额令人惊讶48％。然后，六年后到2013年，诺基亚的市场资本化已经下降了90％。现在Apple值得10x诺基亚在峰顶的价值。

所以一项技术进步是不够的。多种技术必须融合同时启用要创建的新产品和新的商业模式。在手机行业箱中，收敛包括锂离子电池化学，增加了处理强大的芯片，电容式触摸屏的电源，允许完整的屏幕环境，并迅速为App Store允许的高速单元数据网络。

融合了引起电气化让我们感到惊讶的技术是什么？

电气化市场的溃败正在进行

脱碳、去中心化、数字化

卢德主义者继续使用“基本负载电力”的论点，他们从太阳并不总是发光，风也不总是吹这条线中得到安慰，却方便地忽略了燃煤发电机并不总是燃烧这一事实。最需要的不是固定的基础负载，而是可调度的可再生能源、存储和增强传输。”

更新经济，2019年

新冠病毒-19提供了一个全球清晰时刻，这在许多人的一生中是罕见的——如果你足够年轻的话，可能从未经历过：旅行的急剧减少——以及化石燃料的使用——已经离开了我们的空气更清洁的．

如果全球经济符合巴黎气候协议目标，我们将在全球经济中的所有部门中看到广泛的脱碳。这是一个巨大的挑战，但有可能 - 感谢技术融合．

这种情况发生这种情况是来自集中（例如煤炭）发电厂的能量是被取代新的可再生能源。例如，在屋顶安装太阳能电池板可以减少许多成本和电网损耗。这些分布式可再生能源在电网边缘分散：更接近社区、消费者和企业。而这一举措正在加快步伐：在美国，可再生能源的发电量最终将超过煤炭．

软件可以使用这些分布式电源作为数字化“智能电网”的组件。数字化使我们能够根据市场供应、需求、价格信号和激励动态调整能源来源和消费。数字化需要新的软件应用、通用集成标准和有益的自动化。这既适用于这些网络的运作，也适用于它们与电网边缘的“消费者”互动的能力。

电气化商业模式只有通过以下三种新技术的融合才能实现:

• 能源发电. 太阳能和风能发电量的增加将受到引人注目的经济和技术进步的推动
• 能源管理. 智能能源物联网管理系统和云技术将越来越多地集成分布式能源（DER），并利用能源效率为整个系统带来好处
• 能量储存．锂离子电池前进正在加速电池寿命和能量密度，适用于电网秤和电动车辆和家用电池系统等DER

如果缺少这些东西中的任何一个，你就会让碳密集型能源生态系统继续发挥作用：没有可再生能源，你就依赖化石燃料来创造能源；没有电池技术，燃料/石油是主要的能源储存；没有智能能源软件，就没有分布式能源传感、控制、计费、定价和分析。

但这三个方面都取得了重大进展，尤其是在2014年至2015年期间。就在那时，公用事业规模的太阳能变得像最便宜的化石燃料来源——天然气一样便宜。这是这次会聚的最后一站。

这种商业模式创新对电力市场的影响，特别是“电力供应高峰市场”，可以从澳大利亚电力市场的现状中看出。2017年，特斯拉承诺在100天内在南澳大利亚建造世界上最大的公用事业规模锂离子电池，以支持可再生能源的稳定服务。它还将提供紧急备用电源和频率控制辅助服务（FCAS）；FCAS管理发电和需求之间的平衡。随后，电池的所有者Neoen Australia在2019年第四季度的财务回报率从FCAS飙升至有记录以来的最高收入季度，该季度比以往任何记录都高出70%。

但很少有人预计建造这种公用事业规模的电池会发生，至少在短期内是如此。为什么？同样，由于以线性方式观察电池技术的变化。同样在20世纪80年代，AT&T要求麦肯锡估计到2000年将有多少部手机投入使用。顾问公司描述了新设备的所有问题，并得出结论，总市场约为90万台。结果是1.09亿。麦肯锡仅下跌12100%。线性预测不能解释技术趋同和错过突破。

以下是自1994年以来国际能源机构的风和太阳能预测图。当太阳黯然失常的天然气时，它们还在2015年的线性曲线持续预测了线性曲线。但基于实际数据的校正投影 - 适合指数。

回到我们在南澳大利亚的电池。到2018年，这种单一的、公用事业规模的电池，占全国容量的2%，在应急电力市场占据了55%的份额，实时降低了90%的价格。一个项目。麻省理工学院衍生公司Form Energy的联合创始人马可·费拉拉说:“天然气峰值业务即将结束，而锂离子电池将是一个很好的替代品。”

天然气峰值业务不会因为天然气定价而结束。流行病担忧和2020年沙特-俄罗斯石油价格战正在石油市场造成巨大的不确定性。但这些因素本身并不能解释这种商业模式创新。其原因比任何短期价格波动都更为根本。

上表显示了平准化电费代表30年寿命内的新工厂。燃料成分的短期价格波动不是可再生发电厂30年平准化成本的一个因素，这意味着它们的边际成本实际上为零。与天然气相比，新建风能和太阳能发电厂的成本更具经济吸引力。他们没有化石燃料发电厂那样复杂的机械、化学和电气系统。可再生能源通常是固态（光伏或光伏）或简单机械（风能）。由于技术融合，它们更高效、更便宜。

公用事业电池将占据市场份额，因为：

• 加速时间．锂离子电池供电几乎是瞬时启动时间。化石燃料工厂不可能在几毫秒内启动
• 最低管理费用．电池电池可以通过软件完全自动化，没有液压安全协议观看。没有过度压力的停机来管理。没有爆炸性气体烟雾检测
• 效率．太阳能电池板将能量储存到电池中，几乎没有能量损失。无管路、无机械齿轮损失、无换热损失等

软件驱动，零碳经济

断断续续的风能和太阳能发电、公用事业规模的电池和“落后于表”的分布式能源(DER)的迅速涌入，打乱了旧的确定性。这意味着那些用于管理传统电网的成熟和安全的操作技术(OT)系统——如SCADA——正在变得过时。

与OT系统不同，支持这种双向、分散的能源市场的软件基于云技术，以通用语言编写，具有开放API。这一转变将打开传统上封闭的能源生态系统，降低新一代能源技术破坏者的进入壁垒。

例如， ”S.奥拉加号“通过将光伏与可控热水器、空调、电池和电动汽车相结合，为太阳能电池板客户带来增值。该功能使用软件最大限度地利用光伏电能而非电网电能，缓解与大规模光伏部署相关的电网级问题，并可将高峰期负荷安排在一天的早些时候，从而平滑全天的能源需求。

无论是南澳大利亚的特斯拉“大电池”、DERs的集合体，还是面向消费者的自主能源服务，软件都是勇敢的分散能源新世界背后的关键因素。



软件、太阳能和能源云

各地的电力监管机构和运营商现在都在争先恐后地使用新的建模软件重新设计电网和市场规则。我们最近建立了下面的可再生能源规划和分析监管机构软件解决方案。将来，此解决方案可用于DER。

DERs为公用事业规模的电网提供电力，并要求为那一代提供信用。谁负责制作演职员表?宏观电网的所有者在当地使用一个数字网络表来检测产生的电力，并将其记入账户。



DERS进入虚拟发电厂（VPP）的聚合还需要自动收缩层来信贷专业机构，并激励他们分享生成并参与需求响应。可以看到一个例子简单地在南澳大利亚能源VPPX．

DER输入宏网格所需的总负载（意味着负载减少）。总之，这减少了发电厂的需求。如上所述，使用长期分析和模拟，能源使用的变化会影响发电厂的建设。



让我们讨论生态系统组件如何合适。