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数字化转型支撑能源系统高质量发展

来源:中国电力报 | 日期:2024-6-14 17:56:54 | 访问:次 | 字号:

数字化转型支撑能源系统高质量发展

高晓楠

能源作为关系国计民生各方面的重要基础性战略资源,能源系统的高质量发展与其他行业和国家整体的高质量发展息息相关。这也意味着能源系统的高质量发展不应局限于源网荷储这一能源物理系统,而应将与其相关的碳系统、治理系统和产业系统一并统筹考虑。因此,能源系统的高质量发展将呈现出区别于其他行业领域的复杂度高、影响力强、涉及范围广等显著特点,对数字化理念和技术的深度融合应用提出更为紧迫的需求和更加严格的要求。

在数字革命和能源革命融合发展趋势下,能源行业已经在数字化转型方面迈出了重要的探索步伐,在能源物理系统、能源碳系统、能源治理系统和能源产业系统转型中已经呈现出由单一效能提升向协同互动紧密、由基础夯实向模式创新、由多点发力向标准规范转变的阶段性趋势。

数字化理念与技术在能源物理系统各环节的融合应用程度持续加深。

能源物理系统的高质量发展,关键在于源网荷储各环节运行以及环节间交互模式的清洁低碳转型与高效经济发展,需要数字化深度嵌入环节内与环节间,充分发挥能源数据要素的提质增效与创新颠覆作用,以推动能源系统功能从基础供能支撑向引领推动现代化产业体系建设发展。为加快推动能源转型、“双碳”目标实现与现代化产业体系建设,近年来国家陆续出台系列文件从供给侧、传输侧、需求侧多方面明确发力方向,均对能源数字化能力建设提出了迫切要求。

供给侧方面,推动大型风电光伏发电基地建设、加快充电基础设施网络建设运维与运营模式创新,需要数字化采集计量与智能化分析调控加强清洁能源的高水平供给能力。传输侧方面,新型电网、智能管网、智慧交通承载着更加高效经济地传递能源的责任,新型能源体系建设从本质上要求不同传输路径之间实现高频协同互动,都对数字化理念与技术在各个网络中的嵌入应用提出了更高要求。需求侧方面,提升重点用能产品设备能效水平、加强车网互动、促进绿电认证与交易,都需要数字化密切监测用能情况、预测用能变化。

数字化将在提升能源物理系统单一环节运行效率、加强多环节协同互动、促进能源物理系统与经济社会系统融合创新、引领全新消费模式4个方面发挥了不可或缺的重要作用。一是源网荷储各环节运行状态已初步具备数据实时自动化采集、存储、传输能力,下一步将聚焦激发数据要素在各环节运行质效提升中的价值,推动智能矿山、智能电网、智慧负荷、智慧储能等全新的源网荷储运行模式的培育与成熟。二是源网荷储环节间的系统性协同互动受重视程度逐步加强,跨地区、跨行业、跨企业、跨设备的多源异构数据协同、复用、融合标准规范建设成为下一阶段能源物理系统转型重点之一。三是能源系统、数字系统与经济社会系统融合发展程度更加深入,能源数字经济基础制度持续完善,进一步推动能源数字化的市场化运行机制完善。四是能源数字化逐渐成为引领数字经济与实体经济融合发展的关键先行领域。

数字化支撑能源碳系统高质量发展,成为推进我国能源系统与国际能源系统顺畅对接的关键推动力。

能源碳系统是连接能源物理系统与经济社会系统、国际竞合网络的重要中介力量,以碳流计量能量流,并转化为价值流,底层需要数字化支撑的数据流实现从能量到碳再到价值的贯通转换。1月发布的《碳排放权交易管理暂行条例》,对碳排放权交易及相关活动进行了规范,将对碳排放权交易领域的国际合作交流发挥重要推动作用。能源碳系统的规范化构建逐步向更加具体更可操作的方向发展,这一过程中需要数字化理念支撑碳排放配额测算、碳排放权交易产品与交易方式等设计,以及数字化技术支撑碳排放数据、配额分配、产品交易等全过程数据的安全、准确、即时流通交换。

数字化转型将以数据流贯通能量流与碳流,并进一步促进以碳为中介的能源系统市场化发展,以及与国际能源碳系统的对接。一是数字化提升碳管理的精益化水平,企业和政府可以更加精确地量化、监测和管理碳排放,并提供数据驱动的决策支持;二是数字化促进能源市场与碳市场的协同发展与壮大,数字化支撑能量流与碳流的精确实时换算,为碳交易提供准确、完整、及时的数据,为碳市场的平稳运行提供基础支撑;三是数字化推动国内国际碳市场与碳治理体系对接,建立可信完整及时的数字化碳计量核算体系,积极推动国内碳认证体系与国际接轨,适应“碳税”等国际市场规则变化。

能源数字化转型的关键瓶颈正在由基础设施改造升级向治理体系配套优化转变。

能源治理体系的高质量发展为能源高质量发展创造必需空间,影响能源高质量发展的上限,需要数字化颠覆创新与能源高质量发展相适应的市场治理模式、政府治理模式、行业治理模式以及企业治理模式。伴随数字革命与能源革命深入融合发展,能源领域持续涌现出以电算力、新型储能、车网融合为代表的数字化智能化生产力,要充分发挥这些先进生产力的作用,亟须优化调整与之相适应的数字化智能化的生产关系,这就要求能源治理体系要随之改革,以数字化理念和技术改造市场、政府、行业、企业等不同层级治理体系并加强不同治理体系之间的协同互动能力,为充分发挥新时代下先进的能源数字化生产力创造广阔的开放空间。

数字化在优化改造市场、政府、行业、企业多维度多层级治理体系方面都将发挥重要的基础性支撑和创新性引领作用。一是能源市场、数据市场、碳市场融合发展需求程度不断增强,以数据加速信息交互、以碳对接多品类能源的市场运行机制由百花齐放式多方探索向同源共流统一规范转变,真正发挥市场在能源资源配置中的根本作用迫在眉睫。二是政府治理的数字化、智能化水平持续提升,但未来在跨细分领域数据协同标准建设与数据要素基础制度规范方面仍然需要加大推进力度。三是能源行业数字化互动新模式逐步显现,更多数据资源集成商、数据加工服务商、数据分析技术服务商、数据安全服务商等行业企业加入能源行业互动,行业内互动模式也从链主企业主导,向多元主体更加紧密协同的网络联动转变。四是能源企业数字化转型成熟度稳步提升,已经从夯基础向强应用阶段转型,需要进一步关注数字化在感知通信、决策支撑、安全防御和制度优化等各方面的支撑赋能与颠覆性创新能力建设。

能源产业与其他产业的协同关系从模块化松散支撑向嵌入式紧密耦合转变。

能源高质量发展不仅是能源系统自身的高质量发展,还与上下游相关产业的协同互动紧密相关,能源产业链边界逐渐模糊并向外延展,从传统围绕采购的链式合作转向聚焦支撑赋能合作竞争等多元目标的网络互动。一是软件服务等数字产业正深度嵌入能源系统各环节,有效提升了能源系统运行质效,未来数字产业对能源产业的价值将从支撑赋能向创新颠覆转变。二是智能装备等先进制造产业的独立自主与先进水平将在极大程度上影响能源产业基础设施的稳固安全,或将决定能源系统运行的安全稳定下限与智能发展上限。三是伴随新能源的深入发展,锂、钴等关键矿产资源产业与能源系统的耦合将进一步加深,关键矿产资源的安全稳定供应将影响新能源设施、产品的创新和持续发展。

数字化不仅支撑各产业自身的转型升级,还能够增强产业间耦合联动,促进产业架构优化。一方面,软件服务、智能装备、锂钴等关键矿产资源产业通过数字化连接并深度嵌入能源电力系统各个环节,共同构筑起支撑能源高质量发展的数字化智能化技术、装备和资源等方面的坚实底座;另一方面,能源数字化的深入发展将催生出能源数据资源集成、能源数据治理服务、能源数据分析服务、能源数据经济等全新的能源数字经济新产业、新业态、新模式,通过培育公共的第三方数字化专业支撑能力实现全行业转型的系统成本降低和系统效率提升。(作者单位:国网能源研究院有限公司)

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