企业应当如何以科技创新支撑建设目标实现 丨 以国外电网领先企业为例

 前 言 

电网形态与技术革命存在高度关联性,随着新一代数字技术成为第四次工业革命的核心驱动力,社会经济形态由工业经济向数字经济转变,推动电网的数字化转型升级,数字电网概念应运而生。如何理解数字电网的内涵特征,国外电网企业如何以技术创新、管理创新、商业模式创新支撑数字电网建设目标实现?国外先进实践经验对于国内电网企业的借鉴意义有哪些?


数字电网的概念与内涵

数字电网概念由南方电网公司于2019年提出,是以新一代数字技术为核心驱动力,以数据为关键生产要素,以现代电力能源网络与新一代信息网络为基础,通过数字技术与业务、管理深度融合,形成的新型能源生态系统,涵盖物理、技术、价值三大属性,具有开发共享、价值创造、数据驱动、平台赋能、本体安全与绿色消纳六大特征。

数字电网是数字经济背景下,传统智能电网融合新发展特点的产物,突破了智能电网单一聚焦电网技术属性的局限性,更加重视新业务场景的创造。在核心发展动力上,数字电网更加强调数字技术迭代与用户需求变革;在本质属性上,数字电网更加强调以数据作为生产要素,是数字经济在电网的体现;核心能力上,数字电网更加突出数据采集、分析、应用的电网数字化能力;在价值呈现上,数字电网更加重视数据价值的发现和创造,关注数据增值服务的开发和应用;在合作模式上,数字电网更加注重“电力+”跨界开放式合作,关注跨界技术开发与商业创新。

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图1 数字电网与智能电网在模式建设上的差异对比

国外领先电网企业“数字电网”创新实践案例

目前国外尚未广泛应用“数字电网”提法,但韩国、日本、意大利等发达国家的电网领先企业在发展智能电网的过程中,已开始逐步依托自身作为行业龙头的资源聚合能力,构建业务平台并建立能力开放体系,协同政府部门、能源供应商、能源消费者等对象,推动数字基础设施建设、电网数字化改造升级、企业数字化运营以及以综合能源服务、电动汽车服务、数据商业服务等为代表的新型数字业务发展,打造合作共赢的数字能源生态体系,形成了以技术创新、管理创新、商业模式为核心驱动力,匹配“数字电网”内涵的创新发展模式。

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图2 全球领先电网企业新型能源生态系统运行特征

韩国电力建设模式。韩国电力(以下简称为“KEPCO”)作为全国性电力垄断企业,各产业链环节均在国内保持绝对领导地位。近年来,随着韩国将全社会数字化转型作为国家科技创新的核心工作,叠加企业自身海外业务扩张需要,KEPCO将加快数字化升级作为其实现“A smart energy creator”经营愿景的关键,于2019年推出数字化转型中期战略,重点推动数字技术创新与数字业务商业模式创新。

技术创新。KEPCO重视数字技术在构建“数字电网”中的重要性,一方面不断强化数字技术的自研能力,另一方面强化“央地合作”,推动协同创新。在自研能力建设上,KEPCO一方面设立KEPCO KDN、Data Science Lab两大全资子公司,分别负责电网通信、电网管理系统、信息安全等电网ICT技术研发与大数据分析技术能力构建;另一方面充分发挥产业链“链长”优势,参考美国硅谷经验,与韩国光州地方政府共建超大型区域创新基地Bitgaram,聚合各方资源开展前沿ICT技术的研发与转化。以深厚的自研技术积累为基础,结合开放式创新体系作为补充,KEPCO形成了强大的数字基础设施研发能力,于2021年推出了集数据收集、提炼和处理能力为一体的数据集成平台KDP,涵盖包括大数据处理系统与AI分析系统两大模块,可分别负责数据的标准化和提炼与大数据一站式分析服务,为优化企业经营效率、拓展新型商业模式奠定坚实基础。

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图3 KEPCO Bitgaram创新城运行模式

商业模式创新。KEPCO利用其在国内电力产业链的绝对领导地位,整合同业资源与跨界资源,于2019年推出EN:TER综合能源业务平台,重点发展电力数据服务、能源管理服务、可再生能源交易服务等新型数字业务板块。在数据运营业务方面,韩国电力重点强化“数据交易平台运营商”定位,积极发展“平台中介开发模式”,通过构建韩国电力数据服务市场,为数据服务交易提供中介服务。在能源管理业务方面,韩国电力通过自研K-EMS系统形成核心竞争优势,并适时建立专门能源服务子公司进行市场拓展。在新能源汽车充电业务方面,韩国电力依托其数字技术积累,统筹推进独立运营、授权运营与联盟化运营模式实施,优化业务运营效率。以“联盟化运营”模式为例,KEPCO于2020年牵头国内其他13家充电服务商组建了韩国首个电车充电服务联盟,可实现联盟内进行充电设施的完全共享,并配套开发了ChargeLink充电服务平台接入所有联盟企业及其用户数据,为用户提供一站式充电解决方案。在智慧能源业务方面,韩国电力一方面通过自研打造智慧能源城市集成运营系统形成技术竞争优势,成为市场的“核心参与者”,另一方面注重运用联合强势利益相关方共同申报、签订配套投资计划两种方式增强对政府客户的吸引力,加快智慧能源业务的商业推广。以“签订配套投资计划”这类商业拓展模式为例,KEPCO于2017年与韩国釜山市签署了“创建智能城市和扩大新能源产业”的谅解备忘录,约定KEPCO除需要为釜山市政府提供城市智慧能源管理解决方案外,还需要为釜山市政府提供储能、新能源充电桩等新能源基础设施投资建设服务,并为城市新能源产业的发展提供技术和运营经验的支持。

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图4 KEPCO主要采用的数据业务开发模式

东京电力建设模式。东京电力(以下简称为“TEPCO”)作为日本区域性(东京都及其周边地区)电力垄断企业,充分依托数据资源优势,构建以用户为导向,数据驱动的数字化转型战略,从技术创新、管理创新与商业模式创新三方面共同推动企业向数字电网转型。

技术创新。TEPCO重视通过打造数字技术研发体系,赋能数字业务发展,主要有自研、投资初创企业、构建数字技术孵化平台与组建数字技术创新联盟等研发模式。在自主研发上,TEPCO成立了TEPSYS等专门电网ICT技术研发子公司,以集团在不同业务场景下存在的需求推动数字技术的自研攻关。在投资初创企业上,TEPCO一方面通过成立全资投资平台TEPCO Venture,专门围绕公司个性需求寻找高商业潜力的初创企业进行风险投资;另一方面与全球电力领先企业共同成立联合风投平台Free Electrons,向外发布行业共性关键技术挑战,对优秀解决方案提供商展开风险投资。在打造技术孵化平台上成立创新孵化平台TEPCO i-Frontiers,围绕自身创新布局向初创企业、商业服务机构以及研究中心提出的商业构想以及创新技术提供相关孵化服务,加速商业化进程。在协同创新上,TEPCO重视与同业企业共同组建技术研发共同体,开展联合技术攻关。例如,2021年宣布将联合三菱、关西电力公司、关西电力输配电公司、京瓷公司组建技术联盟,共同开展下一代电力网络稳定技术及分布式能源资源控制技术研究。

管理创新。TEPCO将打造敏捷业务开发机制作为快速响应市场需求,提升新兴业务市场竞争力的关键。为此,TEPCO从2020年起相继新设数字化转型项目促进办公室与数字化转型变革委员会,并搭建了“前端业务—项目促进办公室—变革委员会-前端业务”的数字业务推进架构。在职能设计上,数字化转型项目促进办公室主要负责推进集团数字化人才培养、筛选业务端的数字化需求及建议、开展项目早期可行性试点评估、支撑数字化转型变革委员会进行决策等;数字化转型变革委员会主要负责进行集团数字化转型重大事项决策与直接领导推进跨部门、跨子公司数字化转型重点项目。在运作流程设计上,一是业务端技术人员结合业务实际情况,直接向数字化转型项目促进办公室提出数字化创新需求;二是数字化转型项目促进办公室完成可行性分析与试点验证后,向数字化转型变革委员会提出详细的建议举措;三是数字化转型变革委员会及时调整数字化转型策略,并统筹推进前端业务间数字化转型协同。

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图5 TEPCO数字业务敏捷开发机制

商业模式创新。TEPCO以敏捷开发机制为基础,围绕数据要素持续拓展新型数字业务,主要有自行开发数据增值服务、跨界数据融合开发两类模式。在自行开发新兴增值服务上TEPCO于2018年成立TEPCO EnergyGate,可通过收集、存储、分析和处理住宅用户的电力使用数据,提供B2C和B2B增值服务。例如,2021年TEPCO EnergyGate与ICT公司Infometis合作,基于电力传感器数据开发出econowa应用,可实现家庭电力信息可视化,并具有用电提醒与灾害预报功能,优化了电力用户体验。在跨界数据融合业务开发上,TEPCO于2018年与关西电力、中央电力等日本电力行业巨头共同牵头组建了Grid Data Bank Lab数据共享平台,并广泛吸纳航空、通信、建筑等行业企业参与,基于数据驱动共同开发新型商业模式。例如,2021年TEPCO通过Grid Data Bank Lab与房地产服务巨头leways公司建立合作,将持有的智能电表数据与leways公司持有的房地产交易数据相结合,对区域房屋空置情况进行动态测算,拓展出房产投资风险评估新业务。


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图6 TEPCO新型数字业务开发模式

意大利国家电力建设模式。意大利国家电力(以下简称为“ENEL”)作为全球性电力企业,业务布局覆盖全球47个国家和地区。近年来,在意大利国内电力改革加速落地导致本土业务成长空间受限,叠加全球电网企业纷纷出海导致海外市场竞争日趋激烈的背景下,具备良好财务基础的ENEL加快推动技术创新、管理创新与商业模式创新,以强化数字电网能力建设带动企业整体实力提升。

技术创新。ENEL利用业务布局高度全球化的特点,近年来加快构建全球开放式创新网络,为企业打造数字电网提供技术支撑,其实施流程主要包含四个关键环节。

一是确定技术研发优先支持领域。ENEL结合电网业务特点与数字技术发展趋势,选择将区块链、无人机、虚拟现实、人工智能、量子计算等在电网场景具有较大应用潜力、能够显著提升企业经营效率的前沿数字技术作为创新重点,在人才、资金等资源上予以重点倾斜。

二是广泛集聚全球创新资源。ENEL近年来以Open Innovation在线开放式创新平台为依托,基于拟定的技术研发优先方向,面向各类研发机构发布专题挑战大赛,并充分运用平台的专家资源组织技术申报评比,为有潜力的技术方案供应商提供与ENEL全球创新中心开展联合研发的机会。

三是开展技术协同攻关。ENEL自2015年起开始推进全球研发网络建设,目前已形成十大创新中心。在布局选址上,ENEL除在硅谷、波士顿、特拉维夫等全球产学研资源丰富的地区建立创新中心外,还选择在里约热内卢、圣地亚哥、卡塔尼亚等集团主要业务区域建立创新中心,以快速响应本地客户需求,实现敏捷开发;在研发方向选择上,ENEL各大创新中心结合企业优先研发方向与区域优势产业,开展错位研发。在运行模式上,ENEL的各大创新中心面向研发合作伙伴提供“概念验证—技术支持—创业孵化”一站式创新服务。

四是应用创新成果赋能传统业务升级。ENEL积极推动全球创新中心研发成果的内部转化,支撑企业打造电网业务平台,赋能传统业务升级扩容。例如,2019年ENEL推出了集团内部数据交流平台e-API Digital Ecosystem,能够大幅优化电网业务的运营效率。

管理创新。ENEL围绕满足多元用户需求、提升服务品质的经营需要,通过推动推动企业组织架构变革与业务线条重组整合,支持技术创新网络构建与新型业务拓展,不断巩固在主要海外市场的竞争优势。在组织架构变革上,ENEL持续推动组织结构由原有的“垂直化”模式向“业务/区域”矩阵式模式转变,强化经营业务的跨国迁移及技术的全球化共享,提升需求响应的敏捷性。在考核模式变革上,以“业务/区域”矩阵式组织架构为基础,ENEL业务线条负责不同业务板块的投资规划、资产运维与流程设计优化,主要考核投资优化水平、资产运营效率等指标;区域线条主要负责管理与当地政府机构的合作关系,主要考核收入、营运支出、现金流等指标。在业务布局变革上,ENEL瞄准售电、用能环节具有更低投入、更高回报的特点,近年来持续推动业务重心向电力产业链下游环节倾斜,于2021年将“全球绿色发电”“全球热发电”部门进行合并,并新增“全球电力零售”及“全球电动出行”两大业务部门。

商业模式创新。在向产业链下游环节倾斜的经营战略驱动下,ENEL基于自身强大的数字技术研发能力与业务调整能力,于2017年新设数字综合能源服务商Enel X,重点布局数字工业、数字家居、数字城市与数字出行四大新型业务板块,采用“技术+数据+资金”的合作形式,联合初创企业、中小企业、跨国巨头、高校、投资机构等各类利益相关方,面向不同数字业务板块构建、扩充集成式业务平台,并利用全球售电用户基础进行广泛推广。例如,Enel X与保险公司Net Insurance在2020年合作开发出智能家居保险业务,并将该业务作为Homix Smart Protection板块嵌入进Enel X的智能家居解决方案平台Homix。

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图7 ENEL X新型数字业务开发模式

国外领先电网企业数字电网建设经验启示

国内电网在推进数字电网建设过程中,应紧密围绕数字电网的概念内涵,充分结合自身实际与国外经验模式,推动技术创新、管理创新、商业模式优化创新,提升数字电网创新额能力。

技术创新能力优化建议。当前,国内电网企业推动数字技术研发主要有成立专门机构进行数字技术自主研发、开展风险投资与部分技术环节实施国内“产学研”联合创新三类方式,存在产业链“链长”功能发挥有限,未能充分对接地方政府资源构建大规模数字产业创新集群,以及对接国外优势创新资源推动数字技术开发能力不足两大问题。为此,一方面可借鉴KEPCO的Bitgaram创新城建设模式,加快利用产业链资源整合优势,加大与地方政府的对接力度,打造数字产业创新集群;另一方面可参考ENEL的全球创新网络布局模式,加快构建并完善数字技术全球研发体系,提升数字技术研发效率。

管理创新能力优化建议目前,国内电网企业主要通过成立数字电网领导小组的方式,自上而下统筹推进数字电网建设工作,前端的数字业务提议需层层上报审核,存在决策流程较长,无法快速响应新兴数字业务需求并实施商业转化等一系列问题,导致企业在用能服务市场面临更大竞争压力。为此,国内电网企业可参考TEPCO提出的“前端业务—数字化转型项目促进办公室—数字化转型变革委员会”组织架构,构建并完善市场导向的,可快速响应新兴数字业务需求的敏捷体系。

商业模式创新能力优化建议现阶段,国内电网企业在新型数字业务开发上,主要采取了两类方式。一是以数据提供商身份进行数据的一对一、一对多开发,如搭建数据中心对外门户向外部产学研机构提供数据支持,并从二次开发中受益;二是成立新型业务专业机构,采用“自主研发+独立提供服务”的方式开展业务活动,存在运用数据资源推动价值创造的能力有限、开拓新型数字业务场景的效率较低等局限性。为此。国内电网企业一方面可借鉴KEPCO的“平台中介”数据服务模式,依托数据资产优势及行业主导地位,加快构建“数据交易平台运营商”功能;另一方面可参考ENEL X的业务发展模式,积极深化跨界合作,提升数字业务场景的开发效率。

结语

电网形态向数字电网转型是电网企业适应数字经济发展的必要需要,电网企业推动数字电网建设需要以协同强化技术创新能力、管理创新能力与商业模式创新能力作为坚实支撑。

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