NEWS专栏 | 智能+低碳，能源数字化将迈入千亿市场规模
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2023-12-05 08:37:56 来源：
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2023-12-05 08:37:56 来源：
摘要：为了推动能源系统运行和管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变，同时也为了国家战略层面双碳目标，能源企业正在经历一场变革。这场变革需要智能化生产、能源互联网、新能源技术等方面的创新成果给予支撑，因而也就需要建立一个完整的生态体系，实现数据驱动的工业智能和系统集成的高效管理。
关键词：
NEWS专栏
智能
低碳
数字化转型
新基建创新研究院观点：
为了推动能源系统运行和管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变，同时也为了国家战略层面双碳目标，能源企业正在经历一场变革。这场变革需要智能化生产、能源互联网、新能源技术等方面的创新成果给予支撑，因而也就需要建立一个完整的生态体系，实现数据驱动的工业智能和系统集成的高效管理。
数字化技术因而也渗透进能源生产、能源消费、能源传输、能源企业运营、能源资源共享、能源计量、能源交易在内的多个应用场景。特别地，由于迈向碳中和是未来发展的重点，能源企业必须将数字技术与能源低碳转型的进程结合起来。因此，CIO们也就需要深入跟踪和研判数字技术发展趋势，关注数字新兴领域和颠覆式技术创新。
能源行业是现代社会发展的支柱产业之一，作为世界上最大的能源消费国，我国亟需探索构建绿色低碳、安全高效的能源体系，助力全球气候治理。另一方面，为了推动能源系统运行和管理模式向全面标准化、深度数字化和高度智能化加速转变，实现能源发展的质量变革、效率变革和动力变革，能源行业也加速了数字化转型。国家能源局在《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》中，就提出推动数字技术真正融入能源产、运、储、销、用各环节，构筑能源系统各环节数字化、智能化创新应用体系。
于是，数字化转型和双碳就成了我国能源行业转型的两个重要目标，由此也衍生出能源数字化和能源互联网等新的发展方向。其中，能源数字化是利用信息技术，在企业能源的源、网、荷、储每个环节与数字化技术结合，通过数字记录和分析数据，更好地预测需求，优化使用，降低浪费。能源互联网则是能源数字化的终局。
国内能源产业沿着这些方向开启了一场影响深远的变革，为了便于CIO们观察这场变革的现状，新基建创新研究院编写了本报告。
能源数字化转型总体特点分析
数字化转型可以帮助能源行业提升生产效率、市场竞争力、创新能力、能源利用效率。将信息技术应用于能源行业，能源企业就可以通过数字化、智能化和自动化，在企业内部实现数字化生产、数字化管理、数字化营销等目标。
我国能源行业同时面临数字化转型和双碳等多个发展目标，因此能源数字化的本质就是通过促进能源行业的数字化创新，转化出智能化生产、能源互联网和新能源技术等创新成果。
智能化生产是指利用人工智能、机器学习等技术，实现生产过程的智能化和自动化。智能化生产可以帮助能源行业提高生产效率、降低成本、提高产品质量和安全性。
能源互联网是指将能源行业的各种设备、系统和数据连接起来，实现能源行业的互联互通和信息共享。能源互联网可以帮助能源行业提高能源利用效率、降低成本、提高产品质量和安全性。
新能源技术是指利用太阳能、风能、地热能等可再生能源，实现能源行业的可持续发展。新能源技术可以帮助能源行业减少对化石能源的依赖，实现可持续发展。
能源行业的数字化转型与创新是一个长期的过程，目前国内能源企业经历了长期的技术创新和实践探索之后，在智能化生产、能源互联网和新能源技术等方面取得了大量的成果，相当数量的企业已经转变了过去粗放式的生产经营模式，实现了数字化生产、数字化管理、数字化营销等目标。
在这个过程中，能源数字化转型表现出一些特点，具体表现为：
绿色发展的价值导向
作为国民经济支柱的企业和双碳目标的重要助力者，能源企业数字化转型不仅着眼于提高能源企业自身的业务效率，相比与其他行业，更有责任将协调可持续发展等政策要求结合起来，在转型发展中进一步彰显企业社会责任。特别是对于新能源企业来说，更是有义务促进能源替代。
完整的生态体系支撑
能源行业数字化的特点，决定了能源数字化转型不能仅仅依靠单一的技术应用，也不是数字技术在单一领域的应用，而是需要建立起业务连接、技术融合、领域协同的生态体系，共同实现能源行业数字化转型。
数据驱动的工业智能
数字化转型使得能源行业可以采集大量高价值密度的工业级数据，并通过人工智能、机器学习等技术手段实现数据的有效分析和利用，由于工业智能具有严谨性，这将有别于社会领域的技术路线和商业模式。因此，能源企业需要建立以数据驱动的工业智能。
系统集成的高效管理
数字化转型的重要工作是对业务系统进行集成和优化，打破壁垒实现数据共享和业务协同，由于能源行业普遍对安全性更加敏感，如何尽快找到“破”与“立”的平衡点，是能源数字化转型推进顺利与否的关键。在这方面，实现系统集成的高效管理，是一个良好的突破口。
经历几年的发展，中国在能源数字化方面取得了显著进展。到目前为止，数字化技术的应用范围已经涵盖了能源的勘探、生产、传输、储存和消费等各个环节。从能源的生产到使用，数字化技术无处不在，涵盖全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统开始代替原本的全人工，优化某个器械或者工艺生产流程，提升生产效率。即使在销售、服务、内部管理这样的能源行业末端，大量能源企业也开始利用数字化技术解决业务短板。
未来，能源数字化将进一步向深化阶段发展。行业预测，到2025年，中国能源数字化市场规模有望达到数千亿元人民币。
数字化技术赋能能源行业的应用场景分析
围绕着能源数字化，能源产业内外已经形成了一个完整的产业链。其中，电子元器件、传感设备、硬件模块、云平台系统以及存储设备等供应商构成了数字能源产业链的上游，数字能源系统供应商构成了数字能源产业链的中游，产业园区、企业单位、社区、农村以及个人用户等终端客户以及各类能源企业构成了数字能源产业链的下游。在能源产业内部，也形成了包括能源生产、能源消费、能源传输、能源企业运营、能源资源共享、能源计量、能源交易在内的多个应用场景。
为了便于展示能源数字化的全貌，通过以下应用场景具体分析其中数字化技术的应用。
能源生产场景
能源生产是指能源资源的开采、加工和转换过程。在这个环节上，物联网、传感器等数字化技术可以提升能源生产侧的高效采集和广泛互联能力。各种数字化技术在能源生产侧的广泛应用成为新能源大规模并网和消纳的必要前提，也为能源生产运行安全奠定了可靠的底层基础。
能源消费场景
能源消费是指生产和生活消耗能源的过程。在这方面，大数据、人工智能等数字化技术能够助推能源管理、环境污染第三方治理、环境托管、虚拟电厂等发展，助力工业、商业、住宅等传统消费者从单纯的“消费者”向“产销者”转变，有效提升能量管理和成本管理的精细化水平。
能源传输场景
能源传输是指将能源从生产地点运输到使用地点的过程。这涉及到多种能源类型,包括石油、天然气、电力和可再生能源等。在能源传输方面，无论是适应新能源的大规模、高比例并网，还是支撑分布式能源、储能、电动汽车等交互式、移动式设施的广泛接入，都需要以数字化技术为能源传输赋能，促进“源网荷储”的协调互动，推动能源网络升级成为更安全、更智慧、更友好的能源互联网。
能源企业运营场景
为了确保企业能够持续发展并在市场中立于不败之地，优化能源企业运营成为至关重要的一环。在能源企业运营方面，物联网、大数据、人工智能等数字技术以及数据中台、业务中台等新型IT架构模式能够优化生产过程、提升运营效率、缩短决策时间，减少传统生产要素的投入数量。
特别地，能源大数据能够以“数据”的流动减少甚至替代人员、货物等传统生产要素的流动，以“数据”的“多跑”实现其他要素的“少跑”。
能源资源共享场景
通过新能源共享，可以最大限度地利用和优化能源资源,提高能源的利用效率。在能源资源共享方面，物联网、云计算等数字化技术能够推动形成能源开发利用的新业态、新模式，以商业模式和服务模式的创新，促进闲置能源资源和生产能力的共享、复用。
利用共享经济、平台经济等能源数字经济的新业态、新模式，实现能源资源利用方式的重组、能源商业模式的重构、能源资源配置方式的优化。
能源计量场景
能源计量是指在能源流程中，对各环节的数量、质量、性能参数、相关的特征参数等进行检测、度量和计算。能源计量比一般计量具有一定的复杂性，使用的能源多种多样、消耗能源的设备多种多样、涉及的计量仪器仪表多种多样。能源计量是能源统计的技术基础。能源统计建立在能源计量记录的基础之上，没有能源计量就没有能源统计，只有做好能源计量，才能做好能源原始记录、统计台账，进行统计汇总和统计分析。
在能源计量方面，大数据、云计算、区块链、数据爬虫、数字孪生等数字化技术能够在碳排放源锁定、碳排放数据分析、碳排放监管和预测预警等方面发挥重要作用。通过实时监测企业进行碳排放的全过程，支撑监管机构构建完整的碳排放监控体系。
能源交易场景
传统能源的交易存在已久，而近年来，随着新能源的兴起，一批以B2B电子商务运作理念为基础，搭建起来实体市场与虚拟市场相结合的新能源商务平台也已出现。随着双碳目标的出台，交易的商品也不再限于各种形式的能源，二氧化碳的排放权也被当做商品来进行买卖。
在能源交易方面，大数据、区块链、人工智能、云计算等数字化技术能够支撑数字化交易平台的建设，促进碳资产管理、碳交易、碳税征收、绿证交易、绿色金融的效率提升。
数字化赋能双碳目标作用分析
能源低碳转型与数字化是当前经济社会发展的两大引擎，两者协同发展是实现双碳目标的必经之路。针对双碳目标，能源数字化可以在节能、降耗层面发挥重要作用，从而转变长期以来高投入、高消耗、低效率的粗放式管理，切实推进源、网、荷、储能源数字化管理。
同时，通过数据可视、用能可溯、节能降耗等作用，能源数字化已经成为了能源互联网的基础，而能源互联网则是能源数字化的终局。通过能源数字化，能源系统中各个环节的数据信息被数字化记录和传输，实现了能源供应链的智能化管理。能源互联网则进一步将能源系统与信息通信技术相结合，构建了一个智能化、高度互联的能源网络，使得能源生产者和消费者之间能够更加灵活地进行交互。
当前，各国公认的能源转型方向，是以高碳排放的化石能源为主的能源结构，转变到以低碳、零碳排放的可再生能源为主的能源结构。由于可再生能源大多需转换为电能，才能为人类所用，所以，这一转型过程必然伴随着全社会电气化程度的提高。
国际能源巨头BP公司最新发布的《bp世界能源展望》2023年版报告提出，电气化程度提高是全球能源未来发展的四大趋势之一。该报告预计，电力在全球终端能源消费总量中的占比将从2019年的约五分之一，提升至2050年的三分之一到二分之一。
从发电端到电力消费端，低碳能源的加速发展都离不开数字化技术的助力。能源低碳转型与数字化同步推进，是当前炙手可热的商业模式。新能源方面同样如此，可再生能源发电以光伏、风电为主。以光伏发电为例，融合数字技术和电力电子技术后，光伏电站可以更平稳地发电，发电量更大，并入电网更简单。
在能源消费端，交通领域是主力，能源低碳转型的过程中，交通领域自然也在朝着电气化的方向转型。规模不断增大的电动车，对充电环节提出了更高的要求和挑战。充电慢、设备故障率高等问题成为新能源汽车推广和扩大市场容量的最大制约因素，而数字化与智能化融合是打造新一代智能充电网络的关键路径。
数字技术还能够直接助力节能减碳。环保行业组织GeSI最新研究成果显示，ICT技术有可能将全球二氧化碳排放量减少20%，是自身碳排放量的10倍，因此，ICT技术具有10倍碳杠杆效应。
与欧美国家已经碳达峰相比，中国经济和用能规模仍在快速增长，中国计划于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。能源低碳转型让降碳控碳成为可能，迈向碳中和是未来发展的重点。在这个过程中，数字化、低碳化协同发展是实施双碳战略目标的必经之路。
因此，从能源的生产和消费两端来看，数字技术都可以起到重要作用。绿色发展是一个长期进程，需要产业各方持续合力。
国内能源产业沿着数字化转型的方向，以双碳为目标，已经开启了一场影响深远的变革。在这场变革中，能源企业需要先立足企业现状和需求，然后基于主要业务和关键环节进行针对性的设计，同时适当培育具有行业专属特性的数字化能力，并结合战略孵化相关的数字化产业，培育数字化生态。特别需要强调的，是必须要深入跟踪和研判数字技术发展趋势，关注数字新兴领域和颠覆式技术创新，持续动态优化数字化转型策略。
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