2021年能源行业十大趋势

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从能源行业观察到的各种迹象表明，能源行业需要快速转型。世界各国政府通过立法，通过纳入可持续能源和技术，使能源系统得到有效利用。大体上，能源行业趋势可分为三个反复出现的概念：

脱碳：

意味着通过整合和增加可再生能源的份额，向清洁和无碳经济过渡。

电力流动份额的大幅上升和化石燃料使用税的提高是脱碳的途径。

分散化：

是指在地理上分布的电力，有大量的多级生产者和消费者。

今天，有些地区独立发电，尽管它们尚未连接到配电网。

此外，权力下放能够降低能源传输损耗，并为利用可再生能源提供机会。

数字化：

意味着从生产和基础设施到终端用户设备，数字机器和设备在电力系统的各个层面上的广泛使用。

众所周知，Energy 4.0使业界能够实施基于机器对机器和机器-人交互的智能能源和电源管理解决方案。

下图展示了2020年及以后将产生重大影响的十大能源行业趋势：可再生能源基础设施开发、发电、储存和效率推动了该领域的创新，众多新兴公司正在开发低成本的可再生能源技术。再加上人工智能（AI）、能源互联网和区块链，这几乎占据了能源行业趋势的四分之三。电动汽车（EV）和充电解决方案的发展重点在于通过解决基础设施相关的挑战，实现向零排放交通的过渡。

01可再生能源

使用可再生能源有助于保护环境，因为它产生的有害排放极少。使用可再生能源的基本原理是从环境中恒定的资源（如太阳，风或地热资源）中提取可再生能源，然后将能源转换成生产电力或燃料。满足可再生能源发电或热能不同方面的技术范围构成了能源行业最大的趋势之一。这包括降低可再生能源基础设施的制造成本，并以更高的效率发电。

集中式太阳能（CSP）：英国初创公司Odqa开发了CSP技术，该技术利用超高温太阳能接收器来实现高温工业加热过程。该解决方案可释放高温功率循环、提高产量，并扩大光伏（PV）发电厂的容量。他们还为CSP工厂提供了新颖的系统布局，可降低PV工厂的成本并提高整体系统效率。

风能发电 Echoenergia是一家巴西的初创公司，生产的风力发电机的发电量为732兆瓦。该公司开发了一种技术资产监控系统，该系统被称为运营控制中心（OCC），系统可实现灵活的决策并提高安全性。Echoenergia从多个风电场产生可再生能源，并将单个项目的容量与当地需求相匹配，从而避免了网络拥塞和不必要的能源损失。

02能源互联网（IoE）

传统上，电力系统在施工过程中使用中央架构，这给行业带来了新的挑战。IoE解决了其中一些挑战，并为建筑能源系统提供了更高的效率和最佳设计。能源互联网通过其用户之间的能源交易实现智能分布式控制。这种新的能源生产范例开发了智能电网，并改善了宏观能源系统中的协调和优化。

IoE平台：阿根廷初创公司NYDRO开发了一个IoE平台，该平台将能源开发商、消费者和投资者联系在一起。他们的解决方案利用区块链技术，通过协调筹款，共同拥有权和可再生能源资产的交易来构建完整的生态系统。所有系统成分都创建了模块化的智能电网并分散了能源。NYDRO能源管理平台支持能源存储设施的监视和优化。

能源效率解决方案：印度初创公司Energeia提供了一种解决方案，用于在共享节约型业务模型中监控、识别、融资和实施能效。Energeia的智能电表使用网关设备收集能源数据，然后将其发送到分析这些数据的在线平台，最终实现了节能。分析引擎会生成消耗趋势，并预测其潜在的能源管理改进，该改进可通过网格过程的变化来释放。

03储能

当今的技术可以提供足够的发电量，但是它们缺乏经济高效的储能解决方案。能量存储通过主动管理消费者的需求来实现稳定的定价。通过有机会购买能源以备将来使用，消费者有可能在理想条件下储存能源。此后积累的能量有助于减少高峰时段的电网负载，而随着购买能源变得昂贵，生产者可以赚得更多。

长期的公用事业规模储能：瑞士初创公司Energy Vault开发的储能技术，可通过间歇性可再生能源（例如太阳能和风能）提供全天候的基本负荷电力。Energy Vault的即用型解决方案受到抽水蓄能电站的启发，这些电站依靠重力和水的流动来发电。高程存储系统非常适合长时间存储，并且响应速度更快。

储能–氢气按需系统：意大利初创公司STOREH储能技术公司制造的储能设备，可以解决间歇性生产和持续消耗电力所带来的挑战。他们的氢气按需（HOD）系统无需压缩机和储罐即可产生氢气。此外，该公司的存储解决方案使用锌和水等天然无污染材料。

04区块链

区块链技术旨在将所有能源利益相关者统一在一个分散的网络下。电力生产商、配电网络运营商、计量运营商、金融服务提供商和贸易商可能会受益于利用智能合约。这些合同确保所有与能源有关的交易都通过安全且不变的网络，从而消除了潜在的损失。区块链还具有通过使更多人负担得起电力来实现能源生产者与消费者之间某种程度的平等的潜力。

确保绿色能源合同：土耳其初创公司Blok-Z使用区块链技术，使任何人都可以成为能源市场参与者，并获得经济、透明和可追溯的绿色电力。Blok-Z软件可安全地记录电力的所有权和消耗量，以自动进行结算，审核和后台处理。

社区能源贸易：澳大利亚初创企业Enosi使用其区块链平台加速了对可再生能源服务的直接访问。《埃诺西议定书》有助于绕过阻碍分布式发电自然扩张的官僚主义进程。Enosi的解决方案无需使用微电网或现有的电网合作伙伴即可实现社区能源交易。

05能源即服务（EaaS）

未来能源系统的一些愿景主要围绕由AI和IoT结合进行监控的分布式能源（DER）。这些组件与区块链和越来越多的能源生产者一起构成了能源服务解决方案。EaaS允许从电力销售过渡到销售服务，例如消耗管理，生产优化和跟踪消耗。本地能源和存储选件的存在加快了整个电网的能源效率，同时为更多人提供出入通道。

能源交易平台：印度初创公司KPay建立的EaaS平台，可与任何电子设备集成以实现能源交易。他们的平台采用即付即用的太阳能，家用电器，水泵和农用设备模型。三种付款模式-每次使用付费、按时间付费和按安培付费，通过考虑每种模型的各种优势，为客户提供了灵活调整能耗的方法。

由AI驱动的建筑能源服务：总部位于美国的新兴公司Iota提供的EaaS中，包括BrightAI智能建筑软件以及多种节能措施。该解决方案优化了能源管理，包括照明、HVAC（暖通）、需求响应和可再生能源利用。这种EaaS方法简化了实施优化策略的过程，并通过保证节省来降低风险。

06分布式能源

分布式能源（DER）分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式。与传统的集中式能源系统相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输电，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；由于兼具发电、供热等多种能源服务功能，分布式能源可以有效地实现能源的梯级利用，达到更高能源综合利用效率。分布式能源设备启停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全性较高；此外，分布式能源多采用天然气、可再生能源等清洁能源为燃料，较之传统的集中式能源系统更加环保。

能够直接在其消费地发电或供热，消除了能量传输的损失和成本。这意味着存在许多为自己的需求生产能源的消费者，这些消费者将剩余的能源传输到公共网络。在此概念的框架内，中小型发电单元充当分布式能源发生器。此外，它降低了能源生产成本，并充分利用了现有的发电能力。

能源数据建模：总部位于美国的初创公司Lumidyne Consulting应用了先进的数据建模技术，尤其侧重于分布式能源。该公司的解决方案SPIDER预测DER的采用及其对能源需求的影响，以促进能源分配的规划。该系统还将各种DER集成到单个时空预测模型中，以管理风险和不确定性。

基于社区的DER：总部位于美国的初创公司Urban Energy通过为纽约市居民利用建筑屋顶或社区太阳能花园开发分布式发电。该公司对物业进行调查，以确定潜在的DERs机会。他们的可定制系统集成了多种分布式技术，例如电池存储和EV充电，以最大化利用不足的空间。

07需求侧管理（DSM）

需求侧管理是指合理化需求，以确保符合电力系统的当前或预测能力。合理化包括两个主要部分：需求管理和能源效率。电力需求管理通常是指将用电量从高峰时段转移到非高峰时段。同时，能源效率意味着通过引进高效的耗电设备或工艺，不断减少电力消耗。

能源资产管理：英国初创公司Distributed Energy专注于采用可再生能源和提高效率的技术。该公司开发的DSM解决方案，可管理中小型企业的电力需求。他们的智能能源系统提供了易于访问的商业资产能源使用数据，并优化了一系列机械和资产的数据收集。

能效平台：葡萄牙初创企业SCUBIC开发了一个能源效率平台，作为需求侧管理的途径。这家初创公司通过一个综合智能平台专注于水网，改善水电资产管理。该平台提供预测技术、网络模拟和智能咨询工具，以降低运营成本。此外，它还通过积极管理和评估网络的风险和漏洞来增强安全性。

08量子计算（QC）

能源领域的量子计算专注于开发新的能源解决方案，提高能源效率，减少温室气体的使用。能源部门面临的挑战规模和复杂性超越了现代技术，非常适合在量子技术上进行测试。最近的科学研究揭示了利用量子计算平台解决看似平凡的问题的优势。例如，为发展能源基础设施或承诺发电量或发电单位分配空间。

基于云的资产管理：德国初创公司JoS Quantum为能源资产管理开发基于云的软件解决方案。量子算法解决了能源领域的复杂问题，包括风险分析、投资组合优化和机器学习（ML）增强功能。该公司还提供研究服务，探索量子计算和量子算法在能源领域的潜力。

优化能源利用：总部位于美国的初创公司QC-Ware提供优化能源利用的量子计算解决方案。优化和最大似然应用程序可以实现能源故障诊断、精确的能源预测、有效的需求管理以及资产风险分析。QC平台利用输入数据集对数据点进行分类，进行监督学习。稍后，它将继续在基于云的模拟器上执行这些模型。

09车辆到电网（V2G）

车辆到电网技术，也称为“ V2G”，使电动汽车中存储的能量可以反馈到国家电网(也称为电网)中，以在需求高峰时帮助提供能量。

它被认为是电动汽车领域的真正改变游戏规则的人，因为这种双向转换不仅鼓励更积极地消耗能源，而且还可以为驾驶员，车队运营商甚至汽车制造商打开新的收入来源。

它起作用的原因是因为私家车固有的低利用率。我们可能开着电动汽车上下班，或者让孩子们从学校上学，但是在大多数情况下，车轮上的这种巨大电池只是坐在街道或车道上的一种资产。

大多数人只使用其汽车电池容量的一小部分，这意味着有大量的备用存储能量可以在其他地方提供服务。支持本地能源分配公用事业或减轻可再生能源间歇性等服务。试想一下，如果您的汽车在家中什么也不做，您是否可以从这些服务中获利?

因为汽车从国家电网获取能量来充电。当电池充满时，当有需求时以及车主愿意时，逆变器能够将能量从汽车中转移回电网。您可以设置可以提取多少电量的限制，以确保您永远不会剩下一块空的电池。

一辆电动汽车提供这种能量传递的影响可以忽略不计，但是如果部署数百万个此类移动电池，那么它们将成为所有国家传输系统的最大未来资产。

虚拟能源网络：斯洛伐克初创公司Fuergy开发了现有能源网的虚拟能源网络，利用人工智能供电的能源共享系统实现同步能源平衡。该公司创造了适合支持现有电网基础设施的增压器。它们提供电动汽车充电和V2G功能，以降低能源成本和延长电池寿命。他们的解决方案利用电动汽车的电池容量，连接到电网，以改善能源的可变性和成本为建设和车主一样。

电动汽车充电解决方案：总部位于美国的汽车动力公司为电动汽车充电创造了硬件和软件解决方案。他们的ampV2G软件系统使电动汽车能够充电，根据时间或速率管理充电，并将储存在电动汽车电池中的电能输出回当地配电网。这个收费软件可以在任何操作系统上运行，经过优化，可以在小型实时微控制器上运行。

10电力多元转换 Power-to-X（PtX）

通过提高能源效率和使用可再生能源来减少温室气体排放在全球范围内发挥着越来越重要的作用。用于电能转换、能量存储和再转换路径的Power-to-X技术引起了业界越来越多的关注。新兴企业和新兴的PtX技术将能源和二氧化碳转换为用于其他多种目的的新产品和材料。

液体动力：瑞士初创公司Ineratec提供可定制的气-液、电-气和电-液技术应用。他们的气液工艺将化石燃料排放物和可再生的含甲烷气体转化为合成碳氢化合物和燃料。他们的发电制气系统利用可再生的氢气、二氧化碳和一氧化碳生产合成天然气。此外，他们的液化动力解决方案将可再生的电力和二氧化碳转化为液体燃料和其他化学物质。

天然气转化为燃料：加拿大初创公司SeeO2 Energy通过开发可逆燃料电池技术，帮助将温室气体（GHG）转化为资产。他们将合成气、氢气和一氧化碳转化为天然气、甲醇、氨和合成液体燃料等替代产品。此外，他们的技术还可以将二氧化碳转化为可销售的清洁增值燃料和化学品。

以上十大趋势对能源公司意味着什么？

从消费者规模的“发电厂”（V2G）到公用事业规模的发电厂，能源部门面临越来越大的压力，要求他们降低可再生能源的成本，同时提高可再生能源的利用率。

新兴企业和新兴公司开发了一系列解决方案，以满足能源生产商、消费者和生产者的需求。降低太阳能和风能成本，增加储能能力以及提高电池效率的技术引起了人们对开发新技术的兴趣和投资。此外，通过实施人工智能、区块链、机器学习和能源互联网技术改变了能源领域当前采用的流程和商业模式，而可再生能源、能源资产管理、智能电表、能源即服务解决方案以及车辆电气化都是必将以一种或多种方式对能源公司产生重大影响的领域。

对于能源公司而言，尽早发现可以在您的业务中实施的新机会和新兴技术，会有更多希望获得竞争优势并成为行业领导者。

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