供应链之家

新能源遇上达尔文——解码供应链韧性背后的进化密码

新能源产业作为全球能源转型的核心驱动力,其供应链的韧性直接决定了产业的可持续发展能力。供应链韧性是指供应链在面临外部冲击时,能够吸收、恢复并适应变化的能力。有趣的是,这种韧性与达尔文提出的生物进化理论中的自然选择、遗传变异和适应性有着深刻的相似性。生物进化通过自然选择、遗传变异和适应性优化,使物种在复杂多变的环境中得以生存和繁衍。

本文将从生物进化的角度探讨新能源产业供应链韧性的可持续发展,借鉴生物进化的理论,构建更具适应性和可持续性的新能源产业供应链体系。

一、学习自然选择法则,通过动态调整与优化加强吸收能力。自然选择是生物进化的核心机制,它根据环境的需求对个体特征进行筛选,保留有利变异,淘汰不利变异。类似地,新能源产业供应链的吸收能力也依赖于对外部冲击的动态调整与优化。例如,当原材料价格波动或地缘政治冲突导致供应链中断时,具备强大吸收能力的企业能够迅速调整采购策略、优化库存管理,甚至寻找替代材料,从而减少冲击带来的负面影响。这种吸收能力并非静态,而是随着环境变化不断优化。正如自然选择通过一代代的筛选提高物种的进化潜力,供应链的吸收能力也需要通过持续地学习和改进来增强。例如,数字化技术的应用(如区块链、物联网)可以帮助企业实时监控供应链状态,提前预警潜在风险,从而提高吸收能力。

二、主动迭代更新,遗传变异,通过创新和打造多样性提升供应链恢复能力。遗传变异是生物进化的原材料,它为物种提供了适应不同环境和应对挑战的可能性。在新能源产业供应链中,恢复能力同样依赖于多样性和创新。例如,供应链的多元化布局(如多源采购、分布式生产)可以降低对单一供应商或地区的依赖,从而在冲击发生后快速恢复运营。此外,技术创新也是恢复能力的重要来源。正如遗传变异可能产生新的适应性特征,技术创新(如新型电池技术、智能电网)可以为供应链提供新的解决方案,增强其应对挑战的能力。例如,特斯拉通过垂直整合和电池技术创新,不仅降低了生产成本,还提高了供应链的恢复能力。

三、坚持长期主义,通过进化与战略调整,提高供应链适应能力。物种的适应性体现在其能够通过遗传变异产生新特征,以应对环境变化。类似地,新能源产业供应链的适应能力也体现在其能够通过战略调整和技术升级,应对长期的市场和环境变化。例如,随着全球对碳中和目标的追求,新能源企业需要调整供应链策略,优先选择低碳供应商,并采用绿色生产技术。这种适应能力不仅需要短期的调整,还需要长期的战略规划。正如物种通过数代进化适应新环境,供应链也需要通过持续的技术研发和战略投资,构建长期的竞争优势。例如,宁德时代通过持续研发高能量密度电池和布局全球生产基地,不仅适应了市场需求的变化,还增强了供应链的全球竞争力。

启示

38 亿年的物种进化的历程可以为新能源产业供应链韧性的构建提供了一些启示:

1、动态优化:供应链需要像自然选择一样,不断根据环境变化调整策略,保留高效模式,淘汰低效环节。

2、多样性布局:通过多元化供应商、技术和市场布局,增强供应链的抗风险能力。

3、技术创新:将技术创新视为供应链进化的“遗传变异”,通过持续研发提升供应链的适应性和竞争力。

4、长期规划:借鉴物种的长期进化过程,制定供应链的可持续发展战略,确保其在未来环境变化中保持韧性。

挑战

尽管生物进化与供应链韧性存在诸多相似性,但两者也存在关键差异。生物进化是一个自然过程,而供应链韧性则依赖于人为设计和干预。此外,生物进化的时间尺度通常以千年为单位,而供应链的调整需要在更短的时间内完成。因此,在借鉴生物进化理论时,需要结合供应链的实际特点,避免过度简化复杂的经济和技术问题。

展望

未来,新能源产业可以进一步借鉴生物进化的其他特性来增强供应链韧性。1、打造共生关系,借鉴生态系统中物种间的共生关系,构建供应链上下游企业的协同合作模式,实现资源共享和风险共担。2、构造生态系统思维,将供应链视为一个生态系统,通过优化内部结构和外部环境,实现整体效率的最大化。3、利用进化算法,利用人工智能和进化算法模拟供应链的进化过程,优化决策和资源配置。

结语

新能源产业供应链韧性的构建是一个复杂而动态的过程,而生物进化的潜力为我们提供了独特的视角和启示。通过借鉴自然选择、遗传变异和适应性的原理,新能源产业可以构建更具韧性、适应性和可持续性的供应链体系。尽管这一类比存在局限性,但其核心思想——动态优化、多样性布局和技术创新——为新能源产业的未来发展提供了一些方向。在未来,随着技术的进步和理论的深化,生物进化的智慧将继续为新能源产业供应链的进化提供源源不断的灵感。

陈智:新型电力系统中提升电力产业链供应链安全的建议

党的十八大以来,习近平总书记多次对能源电力产业链供应链安全稳定作出重要指示,相关重要论述为在构建新型电力系统过程中提升电力产业链供应链韧性安全指明了方向。“十四五”期间,受益于电力产业链供应链持续的技术创新和降本提效以及超大规模的国内市场优势、充分的市场竞争,我国实现了电力产业快速发展,过去十年我国风电、光伏项目平均度电成本分别累计下降约60%、80%。

预计到2030年前,我国电力需求有望保持5%左右的中高增速,每年全社会用电量增量约5000亿千瓦时,到2030年达到13万亿千瓦时左右。当前至“十五五”期间,新型电力系统建设将继续全面提速,以“清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能”为特征的系统集成优势将更加明显,新能源仍将是增量主体,延续超大规模开发势头。在“十五五”期间,仍然要继续增强电力产业供应链韧性安全水平,注重加强供应链上下游协同创新,聚焦提升新能源产业链制造端质量管控水平,提前布局退役新能源设备绿色回收产业,为新型电力系统建设提供坚强保障。本文尝试从电力产业供应链角度出发,坚持战略导向和问题导向,为新型电力系统建设过程中提升电力产业供应链韧性安全水平提出相关建议。

一、当前及“十五五”时期我国电力产业链供应链面临的突出问题和风险

(一)我国电力产业链供应链部分关键技术“卡脖子”问题依然存在,季节性集中投产导致部分关键原材料短缺风险较大

我国风电、太阳能发电等技术创新能力全球领先,但与世界能源科技强国以及引领能源革命的要求相比,我国能源技术装备长板优势不明显。我国在风电装备制造的基础材料、高端工艺及精密设备等方面还有“卡脖子”问题,风电叶片所需的环氧树脂、高端碳纤维材料和巴沙木轻木芯材对外采买度较高,价格和供给波动较大,海上风电大功率风机主轴轴承、高压电缆的绝缘料还依赖进口。光伏产业链的IGBT功率器件、控制芯片等方面,电力系统部分的高端电力工控芯片、仿真分析软件等方面,对国外依赖程度也较高。在钠硫电池、锂电池隔膜等技术领域,日本专利数量居于世界首位,我国缺少高价值的核心专利。总的来看,我国与能源电力相关的跨系统、跨领域技术产业集成创新能力较弱,关键零部件、核心材料等方面需要进口,原创性、引领性、颠覆性技术偏少;产学研“散而不强”,推动能源科技创新的政策机制有待完善,基础核心专利储备不足,在供应链上下游协同创新攻关不够充分,关键产业链中能够承担“链长”功能的企业还有待扶植培养。

此外,根据“十四五”前三年新能源投产数据,我国新能源四季度新增投产容量占全年的44.5%,12月投产规模约占全年30%,具体到一些投资企业上,这种四季度集中投产的特征更加典型。这种行业性“抢投产”季节性特征对制造和供应质量安全都会造成“挤兑”效应,容易造成设备的核心部件以及关键材料出现难以预估的短缺状况,且容易造成生产制造周期延长或者生产质量难以把控,如2022年曾经发生了光伏逆变器IGBT供应不足,2023、2024年连续出现电磁线、套管、叶片模具、塔筒法兰等材料缺货影响产能等情形,给部分项目建设进度造成了影响。

(二)在新能源产业“内卷式”竞争和技术进入“无人区”大背景下,供应链质量风险将处于高位运行

在新型电力系统加速构建过程中,新能源产业增长迅猛,为了抢占更多市场份额,众多光伏企业进行产能扩张,并有大量企业跨界进入光伏产业,导致新能源装备制造产能无序扩张,新能源制造企业“内卷”严重。以光伏行业为例,光伏组件价格由2023年2元/瓦的高点下降至当前的0.6~0.7元/瓦之间,已经低于光伏协会公布的组件成本指导价格0.69元/瓦,光伏行业出现了全产业链亏损,一些光伏组件企业采取硅片、玻璃、边框减薄,胶膜减重,功率虚标等方式来降低成本,给质量效益带来风险。2024年,工信部组织多家检测机构对光伏组件行业企业进行抽样,整体合格率偏低,合格率与行业整体降本降价趋势有高度的相关性,当前低成本制造周期有可能给光伏电站可靠运行埋下隐患。

随着新能源产业发展,我国新能源制造逐步进入技术无人区。以风电行业为例,在风电设备大容量、新机型的快速迭代的背景下,项目经济性与设备可靠性之间的矛盾越来越大。随着风机大型化趋势加快,对风电叶片、塔筒、齿轮箱等部件的设计制造技术和风电配套运输安装工程可靠性都提出了更高要求。当前一些风电设备企业的设计理论认知与分析方法跟不上机组大型化的快速发展。新型号机组在研发方面,忽视了从设计到批量化的科学步骤,跳过了必要的实测和小批量验证过程,导致新设备可能存在“天然”缺陷。在降本增效的驱动下,有些企业在设计上出现了“系数取下限、材料负偏差”情况,造成机组运行容错率降低,近期也出现了海上大容量机组发电机批量化失效、长叶片高塔筒引起的涡激振动愈加频繁、混塔成为风电事故重灾区等批次性、趋势性质量情况。根据行业不完全数据统计,我国风电行业2013年至2023年期间,行业内发生机组倒塔、火灾、关键部件失效等大型事故的数量呈现上升趋势。光伏、风能等新能源发电将逐步成为新型电力系统的主导电源,当前乃至“十五五”期间,随着光伏发电、风电新增规模持续增加,产生更大质量风险的概率也随之增加,质量问题有可能会对“十五五”乃至更长期的新型电力系统建设造成影响,必须采取有力措施加以遏制。

(三)面对即将到来的风电、光伏退役设备回收潮,新能源绿色循环产业布局仍需创新“破题”

“十四五”末到“十五五”期间将陆续迎来风光设备退役高峰,并且退役风光设备有着废物产量大、种类复杂、危害性大等特点。根据中国物资再生协会风光设备循环利用专委会的预测数据,按照风电设计寿命20年,光伏电站设计寿命25年匡算,预计到2025年,退役的老旧风电场规模将超过1.2吉瓦;到2030年,年退役风机规模将达到10吉瓦左右。预计“十五五”期间,风电设备将产生的固废或危废:复合材料250万吨、混合金属2000万吨、钢混基础5000万立方米、废矿物油10万吨、废电池1万吨。光伏方面,“十五五”末期也将迎来第一批设备退役高峰,预计到2040年累计回收量将达到254吉瓦。预计“十五五”期间,光伏设备将产生的固废或危废:黑色金属145万吨、玻璃110万吨、塑料54万吨、贵金属43万吨、硅料5万吨。面对如此大规模的风光设备绿色循环,从风光设备绿色循环供应链角度看,目前无论是资源侧还是市场侧,仍然没有做好相应的准备,仍需尽快打通风光绿色循环处置的“最后一公里”。

从资源侧来看,多数大型新能源央国企的风光退役设备处置尚处于起步阶段,企业内部对于退役设备的技术鉴定、资产报废、价值评估等制度流程不健全,对退役设备处置未形成集约化管理。各基层电站在退役设备处置上各自为战、管理分散,在一定程度上存在竞价不充分、寻源不深入、处置价格偏低等情况,还不能通过专业化处置实现利益最大化,有可能造成资源浪费。从市场侧来看,专业化回收利用企业较少,回收市场较为混乱,仍然存在小作坊、小工厂借绿色回收之名赚取政府补贴,简单焚烧和填埋废弃风机叶片、光伏组件等现象,造成严重的水、土地、大气污染。商业模式还不成熟,对退役设备梯次增值二次利用以及再制造上没有“吃干榨尽”。回收渠道还不够畅通,缺乏“总对总”的机制,大部分退役风光设备场站位置偏远且分散,远距离运输和存储成本较高,处置厂有服务半径限制。针对即将大规模退役的风机叶片,目前尚无全面推广的回收技术和处理标准,同时也没有针对大宗工业固废回收的法律法规和行业体系。叶片、组件的绿色无害化处置难度较大,在技术路线上需要持续开展创新攻关,部分处置路线尚未实现“真正”绿色无害化。由于技术受限,无法有效提纯退役设备中有价值材料和贵金属,造成资源的极大浪费。

二、在构建新型电力系统过程中提升电力产业链供应链韧性安全的思考及建议

(一)增强电力产业链供应链稳定性,防范“断链”“断供”危机

落实党中央、国务院关于增强产业链供应链韧性安全的要求,开展新型电力系统供应链风险评估,穿透式摸排有可能影响新型电力系统建设所需的关键零部件、元器件的国产化情况,继续聚焦“卡脖子”技术和“掉链子”环节,研究极端情况下的应对机制。引导重点企业发挥“链长”作用开展创新布局,突破基础软硬件、关键零部件和装备、关键基础材料、关键仪器设备等制约。借鉴南方电网、三峡集团所组织实施的中央企业产业链融通发展共链行动的成功经验,推动海上风电、数字制造等关键技术突破创新。持续增强电力装备、新能源等领域全产业链竞争优势,继续促进科技创新与能源产业深度融合,围绕产业链部署创新链,加快研究快速兴起的前瞻性、颠覆性技术以及新业态、新模式。发挥好市场规模、产业基础和政府组织优势,做大做强基础创新的同时,加快对新技术、新工艺、新需求的前瞻性布局,不断塑造发展新动能与新优势。科学合理安排新能源产业投资计划,引导投资企业均衡开工投产节奏,优化关键零部件、元器件储备制度,鼓励制造企业通过多种方式确保供应稳定。

(二)更加注重电力产业链供应链质量管控,防范产生系统性质量风险

落实中央经济工作会关于“综合整治‘内卷式’竞争”的要求,加强政策指导和行业自律,坚守质量底线,强化对新能源在役设备的运营可靠性评价,建立全行业的质量信息与事故汇总、强制性反措机制,统筹投资单位、制造企业实现质量共性问题信息共享,建立产业链供应链上下游共同解决的合作机制。委托行业内权威质量检测机构定期对供应商和分包制造商开展飞行检查,随机检查设备主要框架供应商及上游关键零部件的制造过程。规范相关新能源行业主体行为,引导采购导向从价格最低向全生命周期综合成本最优转变,建立严格的供应商准入和评价机制,将研发投入、质量管控能力、检测能力、设备和部件技术成熟度和既有运行情况等纳入评价范围,同时对新技术、新型号设备的应用提出更为明确的验证和现场验收要求。加强对供应商生产过程的监督和指导,对重要分包外委制造商开展“穿透式”质量管理,针对目前出现质量问题比较多的组件、逆变器、叶片、塔筒等重要设备开展全过程制造质量管控,增加对电池片、IGBT、铝边框的质量见证要求,加强超长叶片生产运输、混凝土塔架预制、现场吊装等关键环节质量工艺要求。继续加大共性基础研究投入,有针对性地建设行业级别的公共研发试验平台,鼓励开展流体、动力学、复合材料等理论研究进步,促进仿真软件的开发和迭代,提升模拟精度。

(三)提前布局退役新能源回收处置产业,打通新能源产业链绿色循环处置“最后一公里”

2025—2030年,风电光伏设备回收利用市场总额近1000亿元,年均超过百亿元。在2030年前后,随着光伏市场快速释放迎来市场爆发,叠加老旧风电场“以大代小”更新和光伏设备更新升级改造等需求,将形成规模巨大的风光退役设备处置市场。党中央着眼健全绿色低碳循环发展经济体系,已经组建了中国资源循环集团有限公司,并将退役风电和光伏设备回收处置纳入业务范围。建议持续深入贯彻党中央、国务院关于循环经济发展的战略部署,落实《能源重点领域大规模设备更新实施方案》《关于促进退役风电、光伏设备循环利用的指导意见》要求,抓住“两新”“两重”等政策机遇,在新型电力系统建设过程中,统筹健全装备设计制造、投资建设、供应流通、退役设备回收利用等全产业链各环节的政策体系,建立健全资源循环利用体系,提高资源利用效率,减少废弃物对环境的影响。加强上下游产业衔接协同,创新探索退役新能源设备拆除、运输、回收、拆解、利用“一站式”服务模式。鼓励开展风电光伏发电设备“以大代小”“以新换旧”“总包置换”等商业模式创新,打通国有资产处置更新的制度瓶颈。鼓励生产制造企业、发电企业、运营企业、回收企业、利用企业建立长效合作机制,畅通回收利用渠道,聚焦风电机组中的基础、塔架、叶片、机舱、发电机、齿轮箱、电控柜等部件,以及光伏组件中的光伏层压件、边框、接线盒等部件开展高水平再生利用。在辽宁、内蒙古、宁夏等地方政府的先行探索经验基础上,鼓励更多地方政府布局形成一批退役风电、光伏设备循环利用产业集聚区,并在税收、金融、用地、科技创新等方面给予更多政策支持。

深圳供电局探索数字员工拟人化管理

虽然距离“数字员工上班,我回家过年”的梦想有点遥远,但是在深圳供电局,365名数字员工一年的工作量已经抵得上877名普通员工。未来,数字员工的人数还将持续增加。它们在工作中到底如何与业务人员、程序员密切配合发挥更大作用?企业如何管理好渐成规模的“数字军团”?深圳供电局探索数字员工拟人化管理,实行“一算法一员工”,逐渐形成数字员工招聘—上岗—考核全流程管理模式。

这个机器人朋友总是面无表情在加班

没有工作时,供应链合同编辑机器人基本一直在酣睡,既不思考也不知疲惫。它可以瞬间被人类朋友唤醒,方式很简单,只要卢伟洪打开电脑,插上自己的 uKey(智能密码钥匙),轻轻用鼠标点一下,它就能立马跳出来,自己钻进相应系统,开始一天的合同编辑工作,不胜不休。若是没有它,这活只能卢伟洪自己对着电脑一步步操作完成。

多了帮手的还有的深圳供电局服务稽查中心技能专家刘晓薇。稽查中心要监督整个电力营销业务流程及活动,在一定程度上规避常见的经营风险。一直以来,这项工作都要和各种数据打交道,从蛛丝马迹中纠出问题。如今她又多了个帮手——大瓦特。“我可以把任何我认为有疑问的信息告诉大瓦特,大瓦特就像一个侦探一样,和它‘大脑’中另外维度的信息来匹配,给我一个十分可靠的结论。最后再由我来判断。”

忙个不停的还有精通图像识别的数字员工,这支队伍在深圳供电局有 39 “人”之众。它们栖身于深圳供电局生产指挥中心,日夜从事着识别输电线路下的吊车、变电绝缘子污闪等隐患等等工作。“就拿这个跳闸算法来说,它能够帮助我们一键锁定跳闸故障点。”深圳供电局生产指挥中心技能专家宫科介绍,以前一旦有跳闸,主网人员就要带着问题到现场对设备逐个排查,至少 2 小时才能完成故障隔离和设备转检修。,现在算法直接推送故障信息及相关视频回放,“ 10 分钟左右就能远程精准定位故障。主网人员直接奔赴故障位置。”宫科笑着说:“跳闸处置时间平均减少 1 小时以上。”

在深圳供电局,这些数字员工都整齐划一地出现在数字员工管理系统中。它们有着固定编号,出身各异,有的是软件机器人(RPA),分布在财务、供应链等不同部门、领域,每天毫无倦怠地反复完成各种重复劳动;有的则是新来乍到的智能体,文本处理、新闻写作、简历筛选、绘图大师、配网项目分析等,虽然仍比较稚嫩,但未来可期;还有很多已经部署在生产系统中的算法,“每人”都有独门绝技。

可以说数字员工的触角已经遍及深圳供电局各业务领域,甚至大量的数字员工还在等待被创造出来。在深圳供电局数智中心的一张需求汇总表里,调研中的项目以及正在开发建设的有一百余项,实际已经在执行任务的数字员工有 365 名,年均工作量相当于877名普通员工。

但是这些数字员工放在人类这里,要么是一行行代码,要么是一个对话框,或者就是一个算法。随着需求的增加,未来这些数字员工将更加多变。

对数字员工实行全生命周期管理,它也要接受培训、考核

怎么管理它们成为深圳供电局着手处理的问题。在深圳供电局数字员工管理系统中,所有数字员工都有着不同编号,享受差不多的考核标准——使用情况(频次、准确率等)。“未来所有数字员工都会以正式员工来管理。从招聘、上岗再到考核,包括退出机制。”深圳供电局数智中心人工智能部副主管饶竹一介绍。

招聘对应的是需求,部门与数字员工要有一个双向互选,“部门要知道自己想要一个什么样的数字员工,解决怎样的问题。那我们就对应开发。当我们生产出来后,数字员工就要面临上岗,人类需要证照齐全,它们也一样。不能随便开发一个智能体就直接交给部门使用。”饶竹一认为:“必须有一定的标准,包括网络安全等各个方面。因为后面还涉及迭代更新、喂料等等。最后还有考核,上岗后的表现如何,怎么培训它可以促进它快速成长等。”

从过往历史看,这种培训对数字员工来说至关重要。比如供应链领域的合同机器人, 2023 年部门提出需求,到现在它的使用率已经非常高。即便如此,它仍然有很多卡壳的地方。在让它更加聪明的路上,业务专家与程序员都发挥了至关重要的作用。深圳供电局供应链服务中心合约管理部专责卢伟洪的一则合同机器人规则文档,将近4千多字,十分详细有逻辑、条理地讲清楚了合同编辑中各个环节的规则以及其在系统中的具体流程。这样一份近乎机器逻辑的规则交给程序员后,它就可以非常准确地转化为代码。

“不同人思维也不一样。同样一份招标文件,大家撰写风格、写法都不一样。特别需要业务专家在纷乱的招标文件中提炼出规律来,变成规则。我们再通过程序提取文本匹配相应规则。”现场驻点的程序员屠峻祥说。

这种匹配其实就是从业务规则变成一行行代码,激活软件机器人大脑。“合同部最简单的一个审核,放在软件机器人这里就是 3000 行代码,如果流程有8—10个,一两万行代码很正常。”屠峻祥说。

“其实每一个数字员工都是这样生产出来的。业务人员加上程序员,最后‘喂养’出能干的数字员工,帮助我们解决问题。”深圳供电局数智中心工作人员李任宇说道。虽然这个春节,这些数字员工仍然无法完全解放它的伙伴——人类,但是无论是业务专家还是程序员都在朝着这个方向努力。

“至少它让我们每天的重复劳动减少了,可以腾出更多时间做更有价值的事情。”

“它就像小孩子,需要一步步来,相信有一天,我们的逻辑和知识可以更多传授给它们。到那时,机器人朋友可能会变成我们的师傅。或许,我真的可以放心去过春节,它帮我加班。”