浅析美国国家能源管理机制与智慧能源服务模式和案例
宋天琦
上海航天智慧能源研究院
摘要： 对美国能源管理机制的研究和对智慧能源服务领域公司的发展思路与途径的案例分析，对智慧能源与IT、智能家居和金融等行业的融合发展模式进行了分析与研究。
关键词： 管理机制；智慧能源；融合发展；案例分析
0 背景
传统能源服务产生于20世纪70年代中期的美国，主要针对已建项目的节能改造、节能设备推广等，合同能源管理是其主要商业模式。分布式能源的能源服务产生于20世纪70年代末期的美国，以新建项目居多，推广热电联供、光伏、热泵、生物质等可再生能源，其融资额度更大，商业模式更加灵活。能源互联网概念的兴起，在原有的能源行业基础上，智慧能源服务逐渐演变出来，并开始服务于社会的新兴领域，充满创新潜力。
1 国家管理机制
在国家机构设置层面，美国实行政监分离的能源管理体制。美国能源部（DOE）是各类能源资源的最高主管部门，负责收集、分析和研究能源信息，提出能源政策方案和制定能源发展与能源安全战略等。美国联邦能源监管委员会(FERC)是一个设于美国能源部内的独立能源监管机构，主要负责政府能源政策的落实，抑制能源价格的无序波动。美国的能源监管权分属于联邦政府与州政府，它们各自在法律规定的范围内行使职权。以石油天然气运输管道管理为例，跨国和跨州石油天然气运输管道的管理工作由FERC承担，完全位于一州境内的油气运输管道管理工作则由州政府负责。
在立法方面，美国为了加强和规范能源监管工作，建立了较为完备的能源监管法律体系。早在20世纪30年代，美国就制定了《天然气法》，此后又陆续制定了《菲利普斯决议》《天然气政策法》等法律法规。此外，美国还有与能源监管相关的反垄断法律法规，如《谢尔曼反托拉斯法》《克雷顿法》《联邦贸易委员会法》等。
优先发展设计业，加速开发新产品，促进电子产品更新换代，引导行业内的良性竞争，创造良好的企业发展环境。培养人才，对行业内的人才提供适当的优惠(政策)，加强微电子教育对中小学的渗透，为未来创造潜在的微电子人才类从业者。
2007年12月，美国为了顺应能源多元化、智慧化的发展趋势，颁布了能源独立和安全法（EISA），明确要求社会主要供用能环节必须开展综合资源规划（Integrated Resource Planning，IRP），并在2007年至2012年追加6．5亿美元专项经费支持IRP的研究和实施。奥巴马总统在第一任期内，就将智能电网列入美国国家战略，以期在电网基础上，构建一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的综合能源系统，保证美国在未来引领世界能源领域的技术创新与革命。在需求侧管理方面，美国包括加州、纽约州在内的许多地区在新一轮电力改革中，明确把需求侧管理和提高电力系统灵活性作为重要方向。
（2）开展邻里能耗比较，调动节能动力。通过对公用事业企业的能源数据以及其它各类第三方数据进行深入分析和挖掘，账单中可生成用户与其邻里之间的横向用能对比报告，对比相近区域内最节能的20%用户耗能数据，形成用户个性化的能效小贴士和节能建议。邻里能耗比较形式是充分借鉴了行为科学相关理论，将电力账单引入社交元素，与“微信运动”的模式十分类似，为用户提供了直观、冲击感较强的节能动力。
2 案例剖析
2.1 美国OPower能源管理公司
OPower基于可扩展的Hadoop大数据分析平台搭建其家庭能耗数据分析平台，通过云计算技术实现对用户各类用电及相关信息的分析，建立每个家庭的能耗档案，同时对电力账单的功能进一步拓展。结合行为科学分析为用户提供一整套适合于其生活方式的个性化节能建议，激发其减少能量消耗。2015年10月的官方数据（2016年被ORACLE公司收购）显示，其已累计帮助用户节省了82．1亿kWh的电力，节省电费10．3亿美元，CO2减排121．1亿磅。OPower的具体实现路径主要有以下两点：
3)专注利用企业级软件发展趋势
共回收101份问卷，在课堂形式有趣、提高自主学习能力、增强逻辑思维能力、提高临床问题解决能力，提高临床阅片技能，提高沟通协作能力等6个方面，A组（教改组）学生认为受益程度均高于B组（对照组），差异具有统计学意义（P＜0.05），两组全面的掌握知识方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05）,见表2所示。
基于此模式及其强大的能源数据资源，包括美国、法国和澳大利亚的27州50个最大的电力商及37%的美国家庭和数以百万计的国际家庭使用其平台。OPower不仅可以为用户提供个性化节能建议，还能为公用电力公司提供需求侧数据，帮助其分析用户电力消费行为、改善营销服务、提供决策依据等。最终，将有助于重新定义公用事业和客户之间的关系，并激励消费者对他们的能源使用做出更明确的决策。
2.治疗：MAC感染治疗的首选方案：克拉霉素500 mg/次（或阿奇毒素 500 mg/d），2 次/d+乙胺丁醇 15 mg·kg-1·d-1，同时联合应用利福布汀（300～600 mg/d）。严重感染及严重免疫抑制（CD4+T淋巴细胞计数＜50个/μL）患者可加用阿米卡星（10 mg·kg-1·d-1肌肉注射，1 次/d） 或喹诺酮类抗菌药物如左氧氟沙星或莫西沙星，疗程至少12个月。其他分枝杆菌感染的治疗需根据具体鉴定的菌种以及药敏检测结果采取相应的治疗措施。在抗MAC治疗开始2周后尽快启动HAART。
2)为公用电力公司提供服务
Opower,Inc．是一家领先云软件公用事业公司，专门为客户提供能源管理SaaS解决方案，系统专业负责管理家庭用电设备的用电情况，甚至包括发电设备的发电情况。
天空细雨如乱丝，河上春潮初泛，间或有焦黑的断木和星散的水莲花自上游漂来。一叶敞蓬小舟，拴在一棵才冒黄芽的桑树腰间。春草丛中的桑树瑟瑟抖动，缆绳绷得梆紧，发出努力挣扎的“嘎吱”声，仿佛立刻就要断掉。一个人坐在船头，簔衣竹笠，两眼空茫，仿佛置身尘世之外，生死荣辱，都可以无动于衷。有人在对岸把手拢在嘴前喊：“过河！”摆渡人立即站了起来，手忙脚乱地解下缆绳，惊走野鸟一片。
漫漫时空，茫茫宇宙。形而下的红绿灯和形而上的红绿灯在我们前行的道路上不断地出现，不停地闪烁。每一次闪烁，既是机会，也是警醒，它引发对生命意义的思考，引领我们向着生命的高地，不断前行。
美国的在国家管理机制，确保了美国各类能源系统间实现了较好的协调配合，同时美国的智慧能源综合服务商也得到了较好的发展。
1)为用户提供个性化节能建议
OPower公司已在大数据的软件体系结构、用户体验和可扩展的结果上获得增长。Opower提供大量集成软件解决方案，包括Opower能源效率、Opower客户参与、Opower需求响应和Opower恒温器管理等。能源公司可以通过它的服务了解他们的客户如何使用能源，及智能电网投资是否成功等。
（1）可视化、可感化家庭用电情况。针对用户家中制冷、采暖、基础负荷、其它各类用能等用电情况进行分类列示，通过柱状图实现电量信息当月与前期对比，用电信息一目了然。对于一般家庭，使用OPower的网上应用可了解自己的能源使用情况，设定每个月的使用标准并在接近目标时给出预警，以免收到一张难以接受的电费通知单。此外，OPower的账单改变了普通账单以往单调、刻板的风格，在与用户沟通界面上印上“笑脸”或“愁容”的图标，对有效节能的行为表示鼓励。其与用户沟通的方式也十分丰富，通过最传统的纸质邮件，及短消息、电子邮件、在线平台等，加强与用户的交流反馈。
在商业模式方面，OPower公司使用其软件平台提供面向客户的关键应用，降低能源需求和提高顾客感知能力。虽然目标是为用户节电，但自我定位为一家“公用事业云计算软件提供商”，其运营模式并不是企业对终端消费者B2C模式，而是企业对企业B2B模式：电力企业选择OPower，购买相关软件，并免费提供给其用户使用。
云计算使创建企业级软件成本降低，企业级软件要获得更大发展，必须强化自己各方面的综合能力，提升各个领域的服务能力。与此同时，软件从定制化转向标准化和模块化：云计算和SaaS服务的普及，使同样的一个SaaS产品可以让全球每一个企业使用，市场需求在增多，每个企业正在逐渐接受这种企业级软件的使用；在用户导向模式下，用户能把新的SaaS方式的应用引入到销售团队、市场团队、财务团队和客服团队。
2016年，OPower公司被Oracle收购，并具备了为公共设施行业链提供最现代、最完整的云服务应用的能力。在新的企业级应用时代，创新性团队围绕使用者开发软件，OPower公司在此领域有一定的用户积累和经验，可以与Oracle一起开拓新的业务和企业级服务。
2.2 美国Vivint Solar智能家居公司
Vivint Solar是美国领先的智慧能源综合服务住宅太阳能供应商。2013年前后，Vivint Solar在计划开发零排放的家庭解决方案时认为，这个目标只有通过太阳能技术才能实现。分布式光伏与智慧家庭的结合是未来家庭能源发展的必然趋势。
在服务模式方面，Vivint Solar为客户设计和安装太阳能系统时，也提供监测和维护服务。在销售方面，Vivint Solar除了让客户直接全款购买系统外，还为客户提供可承担的灵活融资选项、电力购买协议或租赁协议，并从中获益。
3 结语
美国智慧能源综合服务的飞速发展和丰富多样的创新模式，有赖于其相对灵活的国家管理模式和更为成熟的商业与金融环境。智慧能源服务与IT、金融、智能家居等行业的紧密结合发展方式，更增加了智慧能源跨行业创新发展的潜力。目前，我国智慧能源服务业务的发展也在不断向此方向推进和探索。美国相关行业公司的案例值得我们借鉴。但国家状况不同，政策与商业环境存在个性化差异，应结合实际寻找适合行业发展的突破口，以取得更高效果。
3)影响交通通行能力。弗吉尼亚大学的Smith等研究发现小雨可降低4%～10%的通行能力，而大雨可降低25%～30%的通行能力。降雪事件也会降低路段的通行能力，其范围在4%～27.5%之间。
Study on American National Energy Management Mechanism and Intelligent Energy Service Mode and Cases
Song Tianqi
Shanghai Aerospace Intelligent Energy Research Institute
Abstract: Based on the study of energy management mechanism in the United States and the case analysis of the development ideas and approaches of companies in the domain of smart energy service,this paper analyzes and studies the integrated development mode of smart energy with IT,smart home and financial industries.
Key words: Management Mechanism;Intelligent Energy;Integrated Development;Case Study
DOI: 10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2019.09.004
[作者简介]
宋天琦，女，硕士，主要从事智慧能源解决方案、智慧能源应用模式等相关研究
标签：管理机制论文; 智慧能源论文; 融合发展论文; 案例分析论文; 上海航天智慧能源研究院论文;