能源电力数字化如何转型?看能源央企数字化转型路线图

发电技术团 2023-03-24
3727 字丨阅读本文需 9 分钟

当前,能源革命正在与数字革命走向深度融合,数字化正成为能源行业尤其是电力行业实现高质量发展和践行碳达峰、碳中和目标的关键路径。

一、电力低碳化发展成大势所趋

2020年9月,我国提出二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和的“双碳”目标。2021年3月,中央财经委员会第九次会议提出,要构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

在“双碳”目标和节能要求的大背景下,电力行业正在改变以煤炭为主的能源电力结构,转向以风电、光热、光伏、储能为主的清洁能源结构。与此同时,利用大数据、云计算等数字技术,实现数字化、智能化转型,也成为了电力行业实现提质增效、节能减排降耗的重要手段。

二、从三个层次认识并推动能源电力系统的数字化转型

当前,随着数字化渗透与创新作用不断增强,其在能源电力系统中扮演的角色不再是信息互联互通与数字化支撑作用,而是要深入嵌入到能源电力系统的生产、运营与经营决策中,实现与能源系统、经济社会系统的更广泛的互动,重塑能源电力系统的创新发展边界。

(一)数字化推动源网荷储协同互动以及效率效益提升

能源电力系统作为人造复杂系统,内在的能量流、电力流、信息流对各个环节、各个组件的控制难度与复杂度要求越来越高。数字化发展基本方向要更加聚焦能源电力系统各环节的优化与效率提升,而不能仅以信息通信等底层连接感知为工作重点。

在供给侧,集中式与分布式并举是当前能源发展的基本原则,新能源发展将由量变向质变发展,数字化将在风光水火互济中发挥重要作用;在用户侧,随着发用电一体的“产消者”、具有双向互动功能的电动汽车等用能主体的加入,运用数字化技术提升对电力系统各类用能资源时空调节的能力尤为关键;在电网侧,以大电网为主导、多种电网形态相融并存的格局下,也需要数字化技术提升感知、监测与控制能力,构建可观测、可描述、可控制的数字透明电网;对系统整体,电力系统的运行机理和平衡模式将发生深刻变化,各种能源利用与就地消纳需要依赖开放透明的市场机制,对于在尖峰时刻的社会资源参与系统平衡、储能资源的规模化利用都将需要数字化与市场化的有机结合。

(二)数字化推动能源系统与经济社会系统的互动与互驱发展

党的十九届五中全会以来,建设现代能源体系被纳入到现代产业体系的整体布局中,能源系统与产业系统的关系将由“保障供能型”转变为“互驱发展型”。

能源系统与交通系统、通信系统、建筑系统、工业制造系统等各个产业门类高度耦合,不同基础设施之间依托数字化技术与数据连接实现深层次的交互与交叉赋能。其典型特征就是电力与算力的相互融合成为发展能源数字经济的底座。仅从量上考虑,2020年全球发电量中,有5%左右用于计算能力的消耗,2030年这一比例有可能提高到15%至25%,其中数据中心具有“高耗能”与“高价值”的双重属性,需要持续可靠的电力保障;同时在不远的将来,算力资源对电力规划布局优化也将产生直接影响,或作为参与电力系统平衡的灵活资源,在电力中长期市场交易中贡献独特价值。

(三)数字化推动能源与自然的和谐发展

电力系统进入了“靠天吃饭”的时代,呈现出“随风、跟云、逐光、激水”的特性,以光伏、风电为代表的新能源发电,对气象条件高度敏感,这种变化极大地加深了电力供需在空间与时间上的极度不平衡,迫切需要提升电网在更大范围、更高频度、更深层次开展资源优化配置,其中最为关键的就是全社会逐步掌握对微观气象条件、新能源出力、电力供需平衡等问题的精准预测能力,并作出超前响应与谋划。

在对当前电力系统中相关控制系统、信息系统建设以及数字技术和数据要素应用现状进行全面梳理基础上,因地制宜应用电力北斗、5G、物联感知技术与装置,在电力数据与气象、水文、地理信息等数据的融合贯通下,加强对大自然的精准感知与分析预测,引领社会资源参与电力系统供需平衡,并对新能源发电资源合理规划布局,实现人类活动与大自然生态系统的有效协同。

三、以“一硬一软”夯实能源电力数字化转型的基础条件

推动能源电力数字化转型,从其得以有效运行的条件看,需要软硬两个方面的支撑,即:相匹配的基础设施建设与市场机制设计。

(一)新型基础设施为能源电力数字化转型提供强大动力

打造能源数字化转型所需的新型基础设施,关键在于能够将传统能源生产力与新型数字生产力进行全面融合。在电力、算力的融合方面,以云平台为基础架构融入以5G、北斗、工业互联网、数据中心等为代表的信息基础设施已经成为电力、石油、管网等能源领域的数字化底座,这些数字技术与能源基础设施进一步融合,支撑传统能源基础设施转型升级,推进能源生产和消费方式更加智能化;在生产要素的融合方面,能源资源等传统生产要素与数据、知识等新型生产要素实现融合与自由流动,中台化的运营模式使得能源行业配置资源的模式发生变化,既是数据要素的配置模式,也是对一线人力资源、技术资源的重新组织,并使能源系统整体的资源配置效率明显提升;在数字技术融合方面,能源大数据、能源人工智能已经深度融入到发电、配电、调控、油气勘探、设备运维等不同场景,以数字孪生、区块链为代表的新技术将为能源电力数字化转型构筑新一层创新基础设施平台,为建立可信互信、模拟仿真、协同创新的协作模式提供便利条件。

(二)新型能源市场与产品服务为能源电力数字化转型开辟新空间

能源电力数字化转型不仅是对能源产业进行数字化、智能化升级,还需要从数字经济出发,开发新产品,服务新市场,激发能源数字产业新活力。在新服务方面,重要公共服务就是数字平台服务,例如能源大数据中心、新能源云,这些数字平台最重要的功能是为政府、能源大企业、中小企业、用户等提供信息互联互通、价值协同共创的平台生态网络,从而对全社会降低用能成本、提高办事效率、支撑政府治理等发挥重要功能;在新产品方面,能源电力数字化转型过程中将涌现出一些能源数字产品,本质上是由“算法、算力、数据、知识”构成的解决能效、能源预测等具体问题的产品与服务。例如正在由国网能源研究院开发的“调用社会资源参与尖峰时刻平衡交易的用能权凭证”产品,其基本理念是利用市场化的价格信号与激励手段,以及数字化的透明化高效率手段,为解决电力供需矛盾贡献增量价值。在新市场拓展方面,随着电力市场的现货交易、中长期交易产品不断丰富,对碳市场、数据市场、金融市场的交汇将是能源数字新产品与新服务充分发挥价值的舞台。其中,电力市场能够为能源数据市场提供价值密度高、分秒级实时准确、全方位真实可靠和全生态独占性链接的电力数据,同时电力市场和碳交易市场的高度耦合可进一步加速市场主体的参与活力,还将吸引来自能源数据市场、能源金融市场等多种主体的共同参与,为电力大数据进行清洗、分析和挖掘,为低碳数字产品和减碳特色服务提供金融保险、定价等衍生服务。

四、能源央企数字化转型路线图

中央企业数字化转型正在有序推进,越来越多的央企公布了企业数字化转型的战略方案或路线图。据《数字国资》最新统计,目前多家能源央企公开了数字化转型战,这些头部能源央企将如何数字化转型?

中国电建:构建工程数字化生态

“十四五”期间,把“数字融合能力”作为集团总体战略六大能力之一;围绕管理数字化与业务数字化,借助“电建云”推动传统工程企业步入数字时代,构建面向数字时代的新电建;推动建筑业从产品建造向服务建造转型,通过“产品+服务”方式,在建造过程增加建筑产品的数字化衍生服务,围绕“三场(市场、现场、内场)、三资(资源、资产、资本)、三链(价值链、产业链、供应链)”进行服务;建立“工程建设命运共同体”,构建工程数字化生态圈。

中国电科:数字化转型专项行动

聚焦大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术,加大科技攻关力度,提升基础创新能力,支撑数字经济新产业、新业态、新模式发展;全力推进产业数字化转型。持续推动民用航空、轨道交通、智慧气象、智慧公安等成熟产业数字化能力提升,加快培育智慧司法、航天信息、应急管理、生态环境、卫生健康等新兴产业的数字化动能;支撑数字政府建设。打造“云+数+应用+生态”的数字政府电科模式,承建国家政务服务平台及“互联网+监管”系统,构建横向到边、纵向到底的全国一体化政务服务平台体系;开展数字化转型专项行动,全面启动“数字电科”建设,统筹规划技术路线和发展路径。

国家电网:能源电力数字化

加快推进全业务、全环节、全要素数字化发展;要围绕能源电力数字化,有力支撑能源互联网建设;加快电网向能源互联网升级,提升能源综合利用效率;深化大数据、区块链等技术在营销服务领域的应用推广;围绕能源数字产业化,积极打造能源互联网产业生态圈;深化北斗、5G等技术集成应用,加快能源电商、智慧车联网等创新发展。

国家电投:全面建成“数字国家电投”

到2025年,基本建成综合智慧能源生态体系,数字化水平达到能源行业“国内领先”;到2035年,集团公司数字化水平达到能源行业“世界一流”,全面建成“数字国家电投”。

中广核:引入“云大物移智链”技术

将全面引入“云大物移智链”等新技术,加快智慧核电、智慧矿山、智慧新能源建设;实施云化战略,构建泛在互联、云端一体、灵活强大的坚实技术底座;中广核认为,数字化转型的核心是人的认识和专业的团队,专业人才培养被定位为未来的重点任务之一。

中核集团:核工业数字化、智能化

按照“点、线、面、体”的路径逐步推进。要以科技创新为核心,重点在数字化运营、数字化生产和数字化生态方面着力,要在“产业+科技”上积极布局;必须把自主创新摆在更加突出的战略位置,加快解决关键核心技术受制于人的“卡脖子”问题;切实增强底线思维,强化风险意识,利用安全可靠的技术,加强平台、系统、数据等安全管理,提升核工业数据信息的本质安全水平;要以数字化需求为重点,以丰富的数字化实践培养人才。

华润集团:实现“智慧华润2028”

十四五”时期,全面推进数字化转型和智能化发展;集团成立90周年(2028年)之际,初步实现智能化,数据资产、平台资产价值充分发挥,对外市场化赋能,创新能力大幅提升,成为数字化智慧化发展的先行者。

文章来源: 国际绿证,数字国资,比特网

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