【光伏万事屋｜光伏英雄榜系列：旨在为光伏从业者带来全球最新最全的光伏应用模式及商业场景】
01 简介
分布式发电和储能技术的日益普及，以及“智能”设备的广泛应用，为电力行业出现新的商业模式创造了空间。数字化和智能计量的增加使大型数据集的收集和分析成为可能，从而实现自动化。这些都为与新电力相关的服务业的发展提供了基础。
数字化本质上是将电力相关数据转化为电力系统的价值。电力供应商可以扮演电力服务提供商 (ESP) 的新角色，将电力行业数字化创造的价值货币化。电力供应商的这一新角色为电力行业的传统公司和进入该行业的创业公司（如信息技术（IT）公司）提供了创新和以客户为中心的新商业模式。
随着该行业的数字化程度不断提高，用户正在探索优化消费和更好地管理电力成本的途径。用户在住宅、商业和工业领域对电力相关的需求正在发生变化。对居民用户而言，智能设备的出现使其能够持续监测和控制用电量。
电力服务提供商（ESP）们正在评估各种选择，不仅要为用户提供降低电费的服务，还要为他们提供更可持续的电力供应解决方案。一些用户可能愿意转为自用方案并安装分布式光伏，可能还会加上电池储能。
此外，人们对采用智能应用的兴趣也在增长，在这些应用上可以操作、监测、控制和优化当地的电力生产和消耗。用于取暖和降温制冷的智能仪表和智能恒温器等智能设备已经越来越受欢迎。
考虑到新的用户需求以及向以可再生电力为基础的分散化和数字化系统转变的动力模式，有必要采用综合方法来提供新的电力解决方案和服务。
电力即服务（EaaS）是一种创新的商业模式，服务提供商（无论是传统的ESP还是新的ESP，如信息和通信技术（ICT）公司）提供各种与电力相关的服务，而不仅仅是提供电力（即千瓦时，kWh）。ESP可以将电力咨询、资产安装、融资和电力管理解决方案打包，向终端用户提供一整套服务。可以由ESP提供的服务范围如图1所示。
• 用电建议：ESP正在发展成为“值得信赖的电力顾问”，可以帮助客户制定适合其电力需求的战略。ESP可以使用用户的负荷数据、电价预测或历史数据，以及先进的电力建模软件来帮助客户将其成本与市场进行比较，以确定优化电力消耗的机会。
• 发电设备安装：ESP可为可再生电力投资和电池储能系统的安装提供端到端服务，如工程、采购和建设（EPC）。这项服务可以扩展至安装微电网、智能电表和节能电器，为客户创造机会，节省电费，并从电网内外的自发电中获得收入。
在建立合作伙伴关系后，某些情况下，ESP可以为终端用户的可再生电力项目的EPC融资提供便利。
• 用电管理：ESP可以通过监控、远程控制和优化负载来提供电力管理解决方案，而不会给客户带来负担。智能家居解决方案可以捆绑为一个综合解决方案，包括监控、自动控制和优化能耗，同时考虑用户的舒适度。ESP还可以为客户提供选择其供电来源（例如，可再生电力或常规电源）的选项，并使客户能够根据所有可用时间段内的电价信息来控制其负载。
不同的电力服务可为ESP提供不同的收入模式。除了收入模式外，客户终生价值1也是ESP在提供服务时评估的重要指标。例如，只有少数客户愿意为建议付费。然而，如果没有这种个人互动，就很难与客户建立信任。因此，电力咨询本身没有收入模式，但有助于提高客户的终身价值，因为它是其他服务（如电力资产安装和融资、电力管理服务）销售的驱动力。
发电设备安装通常会为ESP带来一次性的收入机会，主要是通过硬件、劳动力和融资计划的利润。ESP的核心业务在于用电管理。就用电管理而言，ESP可以选择不同的收入模式，从基于认购的模式（固定收入合同）到基于业绩的合同 （可变收入合同）。
图2突出显示了提供电力即服务的公司的典型收入模型。
具有固定收入合同的基于认购的模式采用固定的月费，以便ESP吸收价格和数量风险。当客户实际消耗的电力低于合同计划时，ESP会获利。因此，ESP将努力审核现有系统，并通过安装节能或智能设备来密切监控客户端的消耗，从而确定节省成本的潜力。
例如，美国电力零售商Inspire提供“智能电力”订阅模式，订阅计划起价为39美元／月，其中包括电力管理服务和100%清洁电力。作为一个统一的月费率，客户使用的电力越少，公司获得的利润就越多，从而使其能够为客户采取的的节能行动提供奖励。
该公司的目标是将智能电力概念更进一步，实现客户家庭控制自动化，并为客户减少电力使用。这将允许客户将他们的电力管理决策移交给Inspire（Inspire，2020；Pyper，2018）。
基于绩效的合同是可变收入合同，通常以节能绩效合同的形式出现。客户和ESP根据两种主要模式共享成本节约：共享节约（即按照规定的百分比分配节约）和保证节约（即保证客户一定程度的节约，并免受任何绩效风险的影响）。
基于绩效的合同也可以成为资本改进的一种“创造性融资”形式，使其有可能通过降低成本为电力升级提供资金。设施所有者可以使用ESP提供的节能绩效合同来支付今天的设施升级和明天的节能费用——而无需动用资本预算。
ESP要么是进入电力市场的新角色，要么可以代表现有角色承担的新角色。为了成为一个综合的ESP，并在动态市场条件下保持竞争力，现有的参与者，如传统的公用事业或零售商，必须获得不同的能力，这些能力可以通过有机开发或通过与第三方合作获得。
例如，现有市场参与者可以与ICT公司合作，为客户提供电力管理解决方案。图3和图4突出显示了可以合作为客户提供综合电力服务的主要利益相关者。
如图3和图4所示，几个利益相关者提供不同的服务，这突出表明价值是通过两个或更多参与者进行交付的。在EaaS业务模式下提供综合电力服务，出现了以下的几个机会：
• 电力管理：开发商较小的负载能够代表较大的客户群体获得较高的价格。实施动态定价机制，例如错峰用电费率，并向用户提供有关现货市场价格（如适用）的持续信息，将鼓励更好的消费管理。智能家庭设备可以通过电信公司销售的家庭区域网络或家庭监控服务与公用设施或传统零售商进行整合。提高消耗数据的可见性可以帮助公用设施开发新的电力管理软件。
电力供应商可以使用这些数据主动提供分析和量身定制的建议，以提高结果和客户满意度。
• 电力建议：分布式电力资源已得到广泛部署，大多数公用设施公司均有权限购买剩余电力。整合机会围绕着识别资源、预测可用供应、管理储能和提供与电网的物理连接产生。除了分布式电力供应商之外，零售电力供应商也被整合进来以提供这些服务。与电力管理服务一样，用户数据的可见性有助于根据个人用户需求定制建议。
02 对电力行业转型的贡献
通过不同的服务提供和收入模式，电力即服务 （EaaS）支持分布式发电部署和需求侧管理。
这对释放需求侧的灵活性有很大的影响，进一步实现了电力系统VRE中高份额的可再生电力的整合，以及分布式电力资源在系统中的平滑整合。
增加分布式电力资源的部署以及对其进行更好的管理
ESP提供的电力资产安装服务有助于分布式电力资源的部署，为希望安装可再生电力和储能系统的客户提供必要的支持。此外，一系列创新的电力服务正在为无法或不想在其住宅中安装分布式电力资源的用户提供。
例如，澳大利亚公司SolarCloud为向户提供光伏，而不需要他们自己安装，如果他们搬家，客户可以将电力供应合同“转移”到他们的新地址。这项服务鼓励正在支付租金或对投资房屋没有信心的消费者仍然选择清洁电力供应。客户可以投资安装在澳大利亚各地商业屋顶上的光伏发电屋顶系统。这些光伏板产生的光伏由向SolarCloud付费的企业使用，而公司又将货币收益转回给光伏板所有者（SolarCloud，2020年）。
同样，芬兰的零售电力供应公司Helen建造了两座大型光伏发电厂，并向个人提供光伏电池板并收取租金。这就使得用户无论居住在哪里，都可以成为光伏业主。这样的模式能够部署分布式可再生电力发电，而无需对终端消费者进行大量前期投资。
电力管理服务还鼓励用户安装分布式电力资源，并通过需求响应来节省电费。各种公用设施正在将这项服务添加到他们的投资组合中。例如，葡萄牙的EDP推出了智能家居解决方案“EDP redy”，让客户能够通过智能手机应用程序管理他们的家居设备和电力消耗。
除了可以根据分布式电力资源生产调整用电量的负荷管理服务外，其他创新服务也应运而生。以“电池即服务”为例，它为客户提供储能服务，在需求低的时候，将产生的剩余可再生电力“节省”到一个虚拟的电力账户中，然后在需求高峰的时候从储能的能量中提取，甚至允许在其他地方的朋友或亲戚访问并使用电力。
例如，E.ON为光伏发电所有者开发了“SolarCloud”，通过云解决方案储能多余的电力供应。这个虚拟电力账户不仅可以在家里访问，也可以在其他地方访问。电力云的主要优势是消费者不必投资物理电池。客户还可以通过避免高峰使用费来节省电力费用（E.ON，2018年）。2018年，仅德国市场就有超过160万光伏系统运营商。
根据E.ON的数据以及E.ON与谷歌合作的Project Sunroof的数据，德国还有1000万个屋顶适合安装光伏系统。因此，此类服务具有巨大的市场潜力。
通过需求侧管理提高灵活性
电力即服务（EaaS）商业模式下的电力管理模式支持需求侧管理，从而释放电力系统的需求侧灵活性。ESP可以操作智能系统，利用智能电表收集的实时数据，预测特定设施未来几个小时的高峰需求水平，并制定规则，触发负荷削减，以在高峰需求期间优化消费。
例如，位于法国和新加坡的“软件即服务”公司BeeBryte提供基于云的智能软件，可以监控大型商业和工业设施的实时负载。该软件可以根据用时费用自动将HVAC系统等负载切换到电池储能，并节省高达40%的水电费（BeeBryte，n.d.）. 需求侧管理软件本质上是一个电力效率设备开关设备。
这可能会演变为不仅仅是开／关控制，而是“分步控制”，以获得更好的性能和可靠性。
芬兰的零售电力供应商Fortum向拥有电加热和／或热水锅炉的住宅客户提供需求响应服务。该公司按月提供供暖数据和实时消耗数据的需求侧优化（Fortum，2020年）。Fortum已经用1000个客户的热水器建立了一个1兆瓦的虚拟电池。受控的住宅热水器，像电池一样，通过需求侧管理，在维持电力系统平衡方面发挥着越来越重要的作用（Fortum，2018年）。
ESP还可以启用非自动化的需求管理措施。例如，零售电力供应商可以使用能够帮助客户监控每台电器所耗电力的设备，并为客户提供管理消耗以减少电费的指导。
对电力行业转型的潜在影响
电力即服务（EaaS）解决方案可以通过优化各类用户（包括住宅、商业和工业消费者）的电力消耗来节省成本。下面描述了由ESP所产生的影响的一些示例。
• BeeBryte是一家法国初创公司，它使用人工智能来预测建筑物的热能需求，以便在正确的时间产生供暖和制冷，将舒适度和温度保持在客户设定的运行范围内。通过实时控制商业和工业建筑中的电池和HVAC，可以减少高达40%的电费（BeeBryte，2018）。BeeBryte的商业模式基于所产生的节能份额。
• 新西兰的Solarcity提供“光伏即服务”模式，公司拥有并管理客户建筑物中的屋顶光伏设施安装量。Solarcity还提供了一个电池来储存电力和智能插头系统，可以根据光伏的可用性控制电器。该公司已安装了6000多个系统，发电量超过900万kWh，每年为客户节省总额近170万美元（Solarcity，n.d.）。
• ENGIE Insight总部位于美国，提供资源管理计划。ENGIE Insight估计，实施电力效率措施可将建筑物的平均能耗降低18%。该公司使用来自仪表和电力管理系统的数据来降低客户的电力成本。2012年至2017年间，ENGIE为其客户节省了约32亿美元（ENGIE，2018年）。
03 实现部署的关键因素
配电层面的电力系统数字化
大多数电力即服务商业模式都是基于对消费者电力使用情况以及电力市场状况的实时信息和数据的分析。为了收集实时信息，有必要部署通信基础设施、先进计量基础设施和智能设备等使能基础设施。有必要在用户端部署配有适当传感器和硬件的电器和设备。此类设备可以捕获和传输其能耗信息，并且可能允许远程控制或自动响应电价信号。需要为此类设备开发标准化通信协议。
智能仪表和传感器的广泛使用，加上物联网的应用和人工智能大量数据的使用，为系统提供新服务创造了机会。
分时电价的实施
错峰用电费率是促进电力即服务 (EaaS) 商业模式的关键因素。电力即服务 ( EaaS) 提供商可以部署光伏发电、电池储能、智能设备和智能电表等资产组合，以优化电力消耗，并为系统运营商提供需求响应服务。
在高峰负荷时段，当电费很高时，ESP可以通过增加本地发电资源的自用，使用分布式储能系统如电池或电力云或将可移动的负荷如水加热转移到较晚的时间来减少需求。
修订配电系统运行方法，以考虑需求侧的灵活性
配电系统运营商通常投资于网络加固，以减少可能在高峰需求间隔期间发生的配电网络拥塞。因此，可以修改配电系统运营商规划和规模电网的规则，让这些运营商有一定的自由决定是加强电网还是使用终端客户通过ESP提供的灵活服务。同样，通过本地储能或发电来满足峰值负载需求，而不是从远处传输发电，可能会减少电网拥塞并推迟网络投资。
例如，最终用户部署的电池储能系统可以储能光伏发电等可再生电力产生的多余能量，或者在相对便宜时使用电网充电。然后，电池可以在高峰时间段放电以满足需求。通过电力即服务 （EaaS）模式，ESP可以缩小配电系统运营商的需求，潜在分布式电力资源和消费者提供的灵活性之间的差距。然而，配电系统运营商需要意识到并在其运营和规划程序中考虑这一选项。
04 正在进行的举措的现状和实例
传统电力零售商目前的角色正在转变为面向各类用户的电力服务公司之一。澳大利亚、中国、欧洲和美国等大型经济体的ESP正在投资智能电网和智能计量系统。
这些设备使用先进的数据分析，使用户能够优化电力消耗。表1提供了电力即服务（EaaS）业务模式增长的一些关键指标。