泛在电力物联网推动城市公用事业生态体系演化

泛在电力物联网推动城市公用事业生态体系演化

董晓宇

（中关村发展集团高级专家、中国能源研究会政策研究中心特聘研究员）

国家电网公司在今年两会期间推出了雄心勃勃的“泛在电力物联网”战略，让这家全球最大的公用事业企业成为社会瞩目的新焦点，一时间在网络空间圈粉无数，在股市也掀起阵阵涟漪。能够引起社会如此广泛热烈的讨论和积极回应，倒不是“泛在电力物联网”这个概念的新奇、魔幻，而是让人们看到了这头超级“巨象”在建设世界一流能源互联网企业道路上的转型求变，这是国家电网公司发展战略的又一个升级版。泛在电力物联网的战略变化不再是简单的武装电网“躯体”，不再是“让电网更电网”，而是颇具时代感的从电网的“神经系统”“血液系统”进行智能化、数字化大升级，是“让电网非电网”，也就是通过充分应用大数据、云计算、移动互联网、人工智能等现代信息技术，围绕电力系统各环节，实现万物互联、人机交互的智慧服务系统，形成具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活等特征的“新电网”。

按照国家电网公司提出的“两步走”发展战略，两年后的2021年将初步建成泛在电力物联网，基本实现业务协同和数据贯通，初步实现统一物联管理，各级智慧能源综合服务平台具备基本功能，支撑电网业务与新兴业务发展。届时，泛在电力物联网的初步轮廓将展现给社会，能够让人们切实感知到泛在电力物联网带来的价值。第二步到2024年建成泛在电力物联网，全面实现业务协同、数据贯通和统一物联管理，公司级智慧能源综合服务平台具备强大功能，全面形成共建共治共享的能源互联网生态圈。也就是说未来五年内，国家电网这家世界500强排名第二、全球最大的公用事业企业将彻底改变电网的业务形态，拓展新的运营和盈利模式，赋予城市公用事业新的时代内涵和科技含量，重塑城市传统公用事业的生态体系。泛在电力物联网将积极助推我国智慧城市的建设发展，担当未来能源生态建设的倡导者、推动者、领导者。

一、科技是推动城市公用事业发展的重要力量

电力供应是我国公用事业的重要组成部分，在国际上电网企业同样都归集为公用事业企业。在我国，公用事业是指负责建设、运营、维护公共服务基础设施，提供公共产品或准公共产品的组织及其体系，一般包括供电、供水、供热、燃气供应、废物处理、污水处理、交通、通讯等行业。计划经济时代，我国大部分城市公用事业由国家或地方财政投资兴办。近年来，我国公用事业通过打破行政垄断、配置多元竞争主体等市场化改革方式，公用事业民营化、社会化的比例大幅提高，有力促进了城市经济社会的发展，可以说改革在其中起到了积极的推动作用。公用事业改革作为一种制度供给，是通过外生变量的作用来提升公共利益和公共服务质量。在当前市场化改革进入深层次的利益调整阶段，如何继续发挥改革的红利仍然是一道急需破解的难题。技术作为经济增长的内生变量，技术进步同样对城市公用事业的发展起着积极的推动作用，尤其是面对新一轮科技革命和产业革命的新时代，各种新技术发展的潮流势不可挡，技术对公用事业发展中顽症痼疾的“摧毁”作用要远远比制度改革更加有效、更加彻底，有时甚至是摧枯拉朽之势，一些行业不见了，附着其上的管理体制自然走向消亡。

泛在电力物联网是能源技术革命的代表。泛在电力物联网是数字革命在能源电力领域迅速发展的新生力量，对照我国“四个革命、一个合作”的能源安全新战略，泛在电力物联网应属于能源技术革命的领域，属于工业互联网的范畴。从技术层面上讲，泛在电力物联网是广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术，从而打造形成状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的能源互联网。从应用场景上讲，泛在电力物联网一方面包括传统电网领域的控制和采集两大类，控制领域将从当前的星型集中连接模式向点到点分布式连接切换，主站系统将逐步下沉，出现更多的本地就近控制和边缘计算；采集类应用，在采集频次、内容、双向互动等各方面均将有较大变化。另一方面在新兴领域，泛在电力物联网将在统一感知、实物ID应用、精准主动抢修、虚拟电厂、智慧能源服务一站式办理、大数据应用等领域，为电网企业和新兴业务主体赋能。

从以上的技术层面和应用场景看，泛在电力物联网符合能源技术革命智能化、电气化、低碳化、高效化的方向，为近年来能源技术革命背景下真正具有革命性意义、当之无愧的科技新势力。泛在电力物联网和国家电网此前提出的坚强智能电网实际上是一个硬币的两面，共同构成“互联网+”智慧能源的结合体——能源互联网，这是未来“万物互联”（IOT）在能源生产、传输、存储、消费以及能源市场融合的一种体现方式，围绕人、物与连接形成应用场景，电网的形态也趋向枢纽型、平台型、共享型。这时很难说清电网是传统公用事业企业还是互联网企业。泛在电力物联网引发传统能源的转型和管理体制机制的变革，不会是能源与互联网的简单连接，电网运营方式的整体性变革，将改变传统电网的技术形态、运营形态、服务形态和价值形态，当然这些变化在既有体制下有时会是滞后的。

泛在电力物联网是新的“生产力”。泛在电力物联网是公用事业领域新的“生产力”，而公用事业的管理形态、体制机制是上层建筑，是“生产关系”的范畴，按照生产力与生产关系的矛盾运动规律，生产力的发展变化必然要求生产关系与之相适应。泛在电力物联网发诸于能源领域，首先会打破能源领域的生产关系，由于泛在性的延伸扩展，从城市公用事业的某个部分引伸到城市公用事业的全部是自然而然的结果，由此新的生产力作用将扩展到公用事业的全部。城市是由人、物、事件组成的复杂系统，城市发展至今，传统的发展模式已经无以为继，以信息化为引擎的数字城市、智慧城市成为城市发展的新理念和新模式。泛在物联网正是通过在智慧城市建设中的主动作为，影响和改变着城市公用事业的生态体系。泛在电力物联网中所蕴含的技术变革力量，将会持久地对城市公用事业发展起到推动作用。

二、泛在电力物联网是智慧城市的重要组成部分

公用事业基本涵盖了城市发展所需的基础设施，是城市发展的重要物质载体。我国城镇化进程已进入中后期阶段，由于环境污染、交通拥堵等城市问题日益严峻，城镇化的建设路径从前期的资源、要素、产业向城镇集聚转向城市资源产业要素向外扩散，城市基础设施建设由注重外部建设向内部治理转变，城市公用事业提质增效愈加迫切。同时随着城市经济发展水平的提升，更加宜居、便捷、安全的城市生活成为人们的新追求，幸福城市、低碳城市、智慧城市、宜居城市等概念相继出现，构成了近年来全球城市面向未来发展的新趋势。在日益成熟的人工智能、大数据、云计算、物联网等技术推动下，催生了智慧城市新的运转形态出现。实现城市绿色低碳、可持续发展，建设智慧城市已成为当今世界城市发展不可逆转的历史潮流。人类文明历史上，每一次科技大爆发都会重新决定城市运转形态的变化。诺贝尔经济学奖获得者约瑟夫·斯蒂格利茨曾说：“中国的城市化与美国的高科技发展将是深刻影响21世纪人类发展的两大主题。”中国的新型城镇化与新一轮的科技革命、产业革命不期相遇，由此给城市公用事业发展带来的影响是深远的。

2012年以来，政府陆续出台了20余个有关智慧城市的政策文件，分别涵盖了“大云移物智”中的基础设施建设、智慧政务、智慧交通、智慧市政、智慧旅游、智慧医疗、智慧教育、智慧社区、智慧建筑和智慧家居等多个城市生产、生活场景，智慧城市成功驶入城市建设轨道，并在政府的引领和企业的支持下取得快速发展。智慧城市本身到底是什么呢？智慧城市不是单纯的让城市变得更美好，而是要让城市里面所有的人感觉更好，能够体验到触手可及的获得感、幸福感。目前对智慧城市尚未形成约定俗成的定义，但人们都能从科技变化中预感它的存在价值，所以不同的人、不同角色，站在不同立场会给出不同的定义。智慧城市其实是一种新理念和新模式，至于它的概念、定义是什么不重要，但智慧城市所要建设的目标和方向是需要明确的。引用亿欧智库《2019年中国智慧城市发展研究报告》中对智慧城市的描绘，智慧城市是基于信息通信技术（ICT），全面感知、分析、整合和处理城市生态系统中的各类信息，实现各系统间的互联互通，以及时对城市运营管理中的各类需求做出智能化响应和决策支持，优化城市资源调度，提升城市运行效率，提高市民生活质量。智慧城市的ICT基础架构自下而上包含五层，依次为物联感知层、网络通信层、计算存储层、数据与服务融合层、智慧应用层，除基础架构外，还包含建设管理体系、安全保障体系和运维管理体系。智慧城市运行阶段，通过物联网、移动互联网与实体城市关联，实现智慧城市下“万物相联”。

智慧能源属于智慧城市智慧应用层的范畴，泛在电力物联网又属于智慧能源的载体，因此，泛在电力物联网是构成智慧城市的重要组成部分。泛在电力物联网和智慧城市具有相同的技术基础、建设理念和价值追求。

物联网是共同的技术基础。泛在电力物联网首先是物联网，而物联网也是智慧城市建设的基础。智慧城市通过应用物联网技术及设备，实现“万物互联、城市感知”，以数据融合为驱动，创新数据价值，构建智慧城市生态并进行资源优化，实现城市的智能感知、交互和决策。智慧城市物联网解决方案一般会包括物联设备连接管理平台、网络管理平台、大数据管理平台以及应用使能平台、城市感知管理平台，面向城市的物联业务运营、设施运营、设施运维提供服务支撑，并以丰富的物联PAAS和SAAS服务，适配智慧城市业务模型，为城市管理者带来个性化的物联管理、物联服务和感知可视化等应用体验。泛在电力物联网与智慧城市特征的高度重合，说明了智慧城市、泛在电力物联网是物联网集中应用的平台，也是物联网技术综合应用的代表。

实现“万物互联”为目标。泛在电力物联网的“泛在物联”是指任何时间、任何地点、任何物之间的信息连接和交互，泛在电力物联网将电力用户及设备、电网企业及其设备、发电企业及其设备、供应商及其设备，以及人和物连接起来。智慧城市本身也具有“泛在化、融合化、智敏化”的特征，所谓“泛在化”，是运用现代技术赋予城市数字化的感知能力，让城市获得快速响应和智慧管理的能力，并以此推动城市进入“万物互联”，最终实现物与物、物与人、人与人的互联、互通、互动，增强城市获取信息、实时反馈和随时随地服务的能力，有效解决民生领域长期存在的信息不对称、服务不公平等问题，让人民的生活变得更美好。上海市“十三五”智慧城市建设规划中即提出，要围绕营造智慧生活、发展智慧经济、深化智慧治理、建设智慧政务、推进智慧城市区域示范等五大应用领域打造“活力上海”。

“以人为本”的价值主张。智慧城市的核心特征——以人为本，让人变得更加强大、让环境更适宜人的生活、为人提供更多的发展机会、让人与人的沟通更加顺畅；同时让城市更加宜居宜业，更加富有活力，更加具有吸引力和竞争力。智慧城市这种发展模式，是要改变以往依赖资源投入带动城市发展的粗放模式，通过对新技术的应用，促进多方参与，优化资源配置，提升生产效率，用更少的资源创造更多的价值。泛在电力物联网的价值主张在于，通过产生共享数据，为用户、电网、发电、供应商和政府、社会服务；以电网为枢纽，发挥平台和共享作用，为全行业和更多市场主体发展创造更大机遇，提供价值服务。城市公用事业向社会提供公共产品或兼具公共产品和私人产品属性的混合产品，没有完全脱离社会公益性的基本属性。泛在电力物联网作为重要的城市公用事业基础设施，是适应智慧城市发展的必然需求。从传统能源管理到智慧能源管理，让某一项服务从多个渠道接入，使得未来生活中用能服务的泛在化变得越来越便捷，真正让服务变得触手可及，从这个角度上看，泛在电力物联网也阐释了“人民电业为人民”的服务宗旨。

三、城市公用事业生态体系的演化

此前传统城市公用事业的生态体系是区域化的垂直管理形态，具有自然网络化的垄断性质，无论是供电、供水、供气，都是相对独立的系统，分业经营是城市公用事业生态体系的基本特征。在新的能源转型和能源革命的背景下，围绕以用户为核心的公用事业建设模式逐步从政府主导的单一模式向社会共同参与、联合建设运营的多元化模式转变。城市公用事业各业态之间的界限不再如此分明，混业经营成为常态。现代城市公用事业生态体系将按照互联网组织的形态进行重构，既有传统参与者的转型升级，也有互联网技术衍生出的新的参与者。在这个新的生态体系中，包括服务运营商、应用开发商、系统集成商、第三方机构等生态体系成员。

传统的公用事业企业整合现有传统产业资源成为了服务运营商，催生城市公用事业智慧应用的新体系，智慧应用与传统产业得以协同发展。应用开发商以对智慧城市公用事业开发应用为主保证智慧城市应用符合标准的安全运维和管理要求。系统集成商按客户需求提供系统模式，以及实现该系统模式的具体系统解决方案，主要包括设备系统集成商和应用系统集成商。第三方机构包括为智慧城市生态的其他参与者提供资金、咨询、资讯等服务的组织。城市公用事业生态体系中当然也包括管理者，即政府的规制职能角色，主要承担城市建设和发展的规划、监管以及协调、指导等工作。

泛在电力物联网对公用事业生态体系的改造和影响不仅仅是市场结构的变化、生态体系的重新组合，还体现在公用事业基础设施的数字化、服务形态的综合化、盈利模式的多元化及政府管制管理的市场化等方面。

基础设施数字化。城市公用事业原有的生态体系是各类企业具有各自的网络体系，如，热力企业有自己的热力管网，供电企业有自己的输配电网，自来水公司有自己的供水系统，这些基础设施的资产主要表现为固定的实物资产。进入信息化时代，信息通信系统嵌入在传统的基础设施中，使得基础设施具有了智能化、数字化的特点，城市公用事业的基础设施既包括实物资产，也包括新的数字资产。公用事业的信息化网络成为依附于基础设施实物之上的第二层价值，与实物资产的基础设施相比，信息网络具有通用性和共享性，脱离了公用事业企业的具体实物形态的限制。未来公用事业企业谁拥有了数字化的资产，谁就拥有了掌控城市公用事业生态体系构建的主动权、支配权。

目前国内城市基本实现了智能电表的远程采集和信息上传，而且支付手段也越来越方便、亲民。但我们同时也看到，在居民日常生活中必不可少的电、水、气等能源供应中，自来水、燃气还没有实现信息采集的智能化目标，还停留在入户查表的阶段，基础设施的信息化改造较为滞后。目前“多表合一”的方式就是将供电、供水、供热、燃气计量仪表数据统一到一个采集数据平台，实现电、水、气、热表数据集中自动采集和信息资源共享，提升“互联网+智能化、互动化、多样化”服务体验，实现电水气表、采集终端、通信网络和主站资源的共享应用，减少公共事业基础设施重复投资建设。在基础设施数字化的竞争中，电网企业已取得了主动，占有了先机。如果其他供能企业仅仅停留在管理物理形态的水平，固步自封、抱残守缺，缺少技术创新的主动性、适应性，当数字化、智能化的浪潮席卷过去后，哪些产业、业态被社会淘汰，将会一目了然。

美国爱荷华州迪比克是美国第一个智慧城市，也是世界第一个智慧城市，高度重视智能化建设。为了保持迪比克市宜居的优势，并且在商业上有更大发展，迪比克市政府与IBM合作，计划利用物联网技术将城市的所有资源数字化并连接起来，含供水系统、电力系统、石油、天然气、交通、公共服务等，进而通过监测、分析和整合各种数据，智能化地响应市民的需求，并降低城市的能耗和成本，提高城市带给居民的智慧效用。

服务业态综合化。过去公用事业提供的产品由不同的市场主体来承担，基本不构成竞争，在各自的领域相安无事。现代城市能源体系打破了这种界限，根据能源特点和使用场景的要求，需要发挥各类能源的优势，提供综合性的能源解决方案，提供更加精准的服务体系。例如“煤改电”后，供电企业客观上承担了供热的职能，市场主体之间就存在着利益博弈。随着电力体制、油气改革的深入，能源价格的市场化改革将推动竞争格局发生新的变化，综合能源服务供应商将大量涌现。未来综合能源供应商可以为用户实现从需求到立项再到管理的一站式综合服务，用户只需借助一个综合能源供应商，即可获得所需的天然气、电、热、冷等能源供应。

IDC预测，到2020年底，250万千瓦的电力将由20%的世界财富500强公司产生，而不是传统能源公司。除此之外，拥有自主太阳能供电或是风力发电的消费者，将会把多余的能源出售到电网，建立基于时间、地点和主观意愿灵活调整的消费模式。电力用户期待获得更多的知情权和参与感，例如得到用电诊断、科学用电方案、差异化电价信息等增值服务。传统能源提供商将向“能源生态服务提供者”转型，从集中式供应模式转型为更为分布式、双向服务的模式，全新的能源生态系统将在演化中崛起。

盈利模式多元化。传统的能源企业商业模式在很大程度上依赖于更多的能源消耗，从而提高企业的营业收入规模，比如电网企业主要以赚取电费价差为主要盈利模式。泛在电力物联网引发的新型商业模式带来盈利模式的多元化。泛在电力物联网不仅是电力的能源数字化载体，将来也可能成为其他智慧应用的载体。就目前泛在电力物联网所直接影响的能源领域，主要通过现代信息通信技术与电力系统深度融合，来促进通道共享、设施共用、终端共建和平台集成，以打造新的跨界生态圈，不仅直接提高了自身的效率和效益，同时通过与生态圈的其他参与者建立起网络协同加数据合作的模式，可获得的收益渠道大大拓宽。泛在电力物联网依靠能源网络、数据和流量等，基于市场价格响应，向社会提供数字化服务和数字化产品，盈利的空间也在进一步提高，目前可预见的包括储能峰谷价差、电量聚合交易、产品打包销售、数据加工变现、网络技术服务、平台金融服务、系统运营维护及广告增值等新兴增值服务。

规制管理市场化。目前我国公用事业部门提供的绝大多数产品要受政府定价成本监审，是政府规制管理的一种主要方式。目前的定价机制主要采用成本加成定价方法，界定合理成本范围是关键。随着公用事业企业业务模式的创新，在基础设施建设中所投入的物联网、机器学习、人工智能和区块链技术等资本化支出将大量涌现，使得以成本定价的情形更加复杂，哪些投入是合理性支出，哪些是智能升级的支出，也就是说定价是以“标配”为基础，还是以“选配”为基础，新的资本化支出提升了服务效率，理论上可以降低费率基准。如果在保持消费者支出不变或略有下降、而效用增加的情况下，由于基础设施增加的投入与能源效率的提升所带来的降价空间取得平衡，这部分资本化的支出是可以最终转嫁给消费者的。

按照政府对自然垄断行业的价格监管改革导向，竞争性环节和非竞争性环节适用不同的定价机制，在竞争性环节建立市场定价的机制。综合能源服务所提供的增值服务属于竞争性环节，应完全由市场定价。随着公用事业领域进一步推进放宽市场准入的改革，更多的市场主体参与竞争，而且市场新的竞争者提供的可替代服务逐步扩展、丰富，非竞争环节的定价也不会一成不变，成本加成收益的方法面临挑战。价格核定考虑的成本因素，不仅是不变成本的范围界定问题，而且还包括企业管理水平决定的可变成本的合理性。成本加成收益的价格确定方法将逐步向市场化的方向靠拢，除了应合理界定准许成本，还要参考市场同类服务价格的标准，用类似资产评估中的“市场法”来确定更为合理。

四、发展前瞻：趋势与挑战

未来的城市就是一个“数字盒子”，是虚拟城市和现实城市的结合，数据资产、数据矿产是城市最有价值的基础设施。智慧城市通过创新的数字孪生技术与全域数字化融合的方式，将现实城市环境下的物理形态精准映射到虚拟环境，形成数字城市，再通过城市科学模拟与仿真系统对城市进行科学预测，为城市管理者与城市公用事业运营商提供有效的决策辅助，指导城市的发展规划和运营管理、产业转型与生态体系互动。数据将是智慧城市规划、建设与管理的“核心资产”，未来的城市分类不再简单以人口数量区分大、中、小城市，城市等级划分增加了新的标准和维度，可以智慧等级作为分类标准，城市的智慧等级决定了数字资源、数字资产的享有程度和智能化生活的幸福指数级别。

我国目前的智慧城市建设仍以城市信息系统的智慧化建设为主，各领域的数据处于割裂状态，未来随着企业所提供的技术越来越成熟，政府推动和建立统一的数据中心，并制定相关数据开放的法律体系，实现数据的跨部门共享，各领域的数据孤立将被打破，并逐渐走向融合。以人为本的“智慧社会”将成为我国智慧城市建设和发展的未来愿景。“智慧社会”相比智慧城市，更加重视智慧城市的亲民、惠民服务，让智慧城市真正“为民所用”，实现“城市即服务”的愿景。

在公用事业领域，我国政府将继续通过公用事业企业市场化改革、完善公用品价格形成机制、完善公用事业监管机制等方面的系列改革，公共产品、准公共产品的提供方式将以公共提供、市场提供和混和提供等多元化方式存在。公用事业的自然垄断优势将逐步弱化，打破垄断、引入竞争的态势会在制度与技术两种力量的推动下出现新的局面。同时简政放权的改革也会获得新的进展，放松管制，并不代表政府的规制作用和监督职能退出，公用事业的“市场失灵”仍需要政府的适度干预和介入。

公用事业企业同样面临着新的挑战，和其他行业一样，正受到快速变化的客户需求和期望的影响，技术的进步和发展不断冲击体制的壁垒。传统的能源供应商将面临监管压力和最大限度地为消费者降低价格、提升服务水平的压力。对于电网企业而言，消费者需求的变化、能源效率的创新和分布式发电的创新带来业务模式的竞争，智慧城市建设和可再生能源发展产生的新市场机遇，来自非传统供应商、跨界新生的综合能源系统集成商将挑战传统电网企业的垄断地位，以此倒逼投资方向转向综合能源、现代能源体系基础设施，以寻求新的收入增长点。公用事业企业不得不面对一个由技术驱动的未来，实施基础设施的数字化改造升级是一项重大的投资，通过大数据管理，逐步走向资产数字化、管理数字化。一切围绕数字化的转型是城市公用事业的必然出路，一些颠覆性技术的出现将决定未来公用事业竞争格局的发展走向。

泛在电力物联网是产业互联网在电力领域的具体形态和应用落地，是电网企业适应公用事业企业未来发展所作出的主动调整、转型。有一种说法互联网的前半场是消费互联网，下半场是产业互联网，产业互联网的兴起将改变产业之间的耦合结构。但相对于经济体、城市诸多的产业门类，不会出现每类产业形成一种产业互联网的情形。随着产业融合的趋势加快，一、二、三产大的产业门类都在开始融合，商业的整合逻辑将从垂直型向平台化、生态化发展，产业互联网之间的融合也是必然趋势。智慧能源将与智慧交通、智慧社区、智慧医疗、智慧制造等实现有机融合。产业互联网未来就是一种智慧端，都以吸引客户和流量为竞争手段，提升自身的价值。同时，由于产业互联网之间的互联互通，从任何一个智慧端进入，都能进入智慧城市的智慧应用层大世界当中。泛在电力物联网的建设也非一蹴而就，随着城市智慧化量级的不断提升将做出相应的升级，通过围绕能源互联网发展的产业链、生态圈的构建，成为公用事业新生态体系中真正的领导者。

原文首发于《电力决策与舆情参考》2019年5月31日第20期