在本文中,作者描绘了一个充满能量的未来。这些场景背后的学问包括:日常生活中的数字化和能源转型如何继续?2030年哪些大趋势和技术会影响日常生活?人们可以利用这些机会吗?这将催生哪些商业模式?答案就在这篇主角为Julia Müller的短篇小说中。

背景

数字化,能源转型以及其它相关技术不仅正在改变企业结构和商业模式,更将在未来永久改变我们的日常生活。

过去:化石燃料是工业化的支柱,燃烧产生的热能通过蒸汽机完成的转换利用。二十年后,德国发电厂的发电量在下降。

替代方案:可再生能源,在2017年,可再生能源贡献的净发电量占净发电量总量的38.2%。根据联邦政府的新目标,到2030年这一比例将上升至65%。

互联网从根本上改变了我们沟通的方式和速度。目前,互联网正蓬勃发展并向着下一个大趋势:“物联网”(IoT)迈进。冰箱或洗衣机等用电设备可以通过接口相互连接,“汽车联网”等数字化的应用前景,将在不远的将来逐渐大放异彩。

现状:2017年线性价值链成为能源行业的主体,最终用户只是被动处在价值链的末端。

未来:在新的“2030年能源世界”中,所有创造价值的阶段都将联网,最终用户将主动地影响所有系统。区块链和物联网等技术将成为这一切的关键技术。

图1:2017年和2030年能源行业的比较资料。来源:Energy Brainpool

对未来的展望

2030年,整个国家(德国)将完全被电网所覆盖。人们将大量使用可持续能源,日常生活用电来源于太阳能或风能。这种灵活性有助于通过可持续的能源使日常生活更轻松,然而大众可能不太会去关注这些改变,因为电力仍然是从插座中流出的。可再生能源的发展并非是集中化的,而是社会共同努力的结果,因此,不仅金融部门会参与其中,而且能源部门的教育也有助于大众接受这一发展。

伴随着新煮开的咖啡香味,Julia Müller从睡梦中醒来。归功于手机上闹钟应用程序提前发送的信号,联网咖啡机得以在闹铃响起的同时开始沸腾。她手里拿着温暖的杯子望向窗外,这是七月的某一个阳光明媚的美好早晨。Julia Müller看着无云的天空非常开心,这样她屋顶上的光伏系统和地下室的电池存储就可以好好干活了。这座智能房屋以区块链的形式整合到能源交易平台中。智能电表和能源管理系统在这一过程中发挥了基础性的作用。

阳光明媚。能源系统的数据显示,自家生产的电力已经超过了所有家用电器的需求,电池剩余存储空间也不够用了。于是 Julia Müller将剩余的电力卖给了邻近的Meier家,他们是这里的租户。通过(公民能源)智能合约,电力平台可以自动销售电力,任何用户都可以参与到电力交易活动中。

公民权利规定,公民可以将自己生产的过量电能进行销售。这意味着所谓的消费者可以将自己多余的电力通过配电网提供给他人。

来自:国际可再生能源机构(The International Renewable Energy Agency)-全球能源互联(Sergey Molchenko/Shutterstock)

电池驱动的共享汽车就停在前门外。Julia Müller进入已经打开的车。她的手机在接近时就已连接到了汽车的共享系统上,直接通过区块链自动支付到工作场所的车费。能源管理系统在昨天就已经把汽车光伏系统的剩余的电量充满了。

通过各种接口,智能手机,联网汽车,充电站和电力供应商实现相互通信。区块链技术可以高效,准确,安全,透明和完全自动地记录和处理交易。可再生、分散和数字化的能源系统需要一个同样分散的交易模式。数据交易没有中间人进行检查,透明度和参与度的提高是区块链技术的明显优势。

电动汽车载着Julia Müller自动开向工作地点。对能源管理应用程序的简要介绍显示:今天,德国境内的可再生能源电力需求将再次达到100%。

在不久的将来,风能和光伏发电的供应将经常性地超过电力需求。这些盈余可以通过智能灵活的能源系统有效使用。包括电池储存,抽水蓄能和使用电解槽或合成甲烷(–Power2Gas)生产氢气。

在上班途中,Julia Müller路过了一个公共风力发电场。几年前,地区市政公用事业公司和能源合作社共同计划并建造了它。该合资企业获得了项目的合同。项目的财务由当地民众支持。

合作是未来网络能源行业的标准。随着能源系统日益复杂,新的业务形式正在逐渐发展。不过,新的商业模式不限于市政公用事业。能源行业将出现新的商业模式,可再生能源所占的份额将不断增长。

此时此刻的家中,能源管理系统对Julia的光伏系统及其电池存储的使用情况进行了优化。根据《可再生能源法》,电力不再受到补贴,不过这没问题:虚拟电厂提供商可以使用Julia Müller的电池存储的电量来补偿德国北部的风电缺口。储藏在地下室的电池电量用于电能辅助服务,这种私电公用在今天(2030年)已经实现。政客们在二十年代中期意识到了这个市场的机会,目前对这些分散的发电厂的监管框架条件已经实施。

在工作中,汽车连接到公司的太阳能屋顶系统并为汽车的电池充电。汽车共享供应商还与平衡能源供应商进行合作,所有共享汽车的电池可以在电网出现频率波动的情况下提供稳定的电能。

Julia Müller是一位能源经理。她负责提高公司的效率。多年前,需求侧管理的议题就已经开始实施。

通过需求侧管理可以对特定的能源密集型的生产过程进行管理。生产将取决于可再生能源的供应,以帮助工业生产降低电力成本。

传输系统运营商使用控制能量来稳定电网中的频率和电压。到2030年,虚拟电厂等通过统管网络化的热能和可再生能源发电厂,电池电能存储和灵活调配的消费者群体,提供备用电能.

图2:能源行业融合的定义

工作完成后,Julia进入另一辆共享汽车。这次是一辆燃气动力车,“低碳出行”是这家共享汽车公司的招牌。

几年前还不就是汽油和柴油来着她这么想着,汽车已经开上了高速公路。由于汽车的燃料显示屏显示动力即将告罄,它便自动驶入了一个位于风电场附近的加油站。Julia没有带现金,但区块链技术的智能手机已经帮她结算了费用。加油所使用的燃料是合成气,能量来源于风能。风力发电场旁边有一台电解槽,利用闲置的风能发电为加油站生产天然气。

能源行业融合将电力市场与热能市场联系起来。电解装置通过电解产生氢气。必要时也可以将其甲烷化并输入到天然气基础设施中。因此,天然气网络可以储存大量的合成“可再生”气体。 这种储存的气体可以直接供燃气动力车辆、涡轮机以及热电发电厂使用。

到家了,Julia把车停在路边。

这样便捷的日常生活真是太棒了”——她这么想着,一边期待着接下来的时光:家人的迎接,凉爽的泳池以及一顿丰盛的晚餐。