數(shù)字化在能源領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊，基于數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行能源的高效管理和精準(zhǔn)匹配，可以優(yōu)化能源管理流程，提升能源生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用效率，將有助于我國構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。
數(shù)字化在能源領(lǐng)域前景廣闊
華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴認(rèn)為，數(shù)字化在能源領(lǐng)域的前景將越來越廣。數(shù)字化和能源技術(shù)相融合，在能源生產(chǎn)、傳輸、使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，形成全產(chǎn)業(yè)鏈碳足跡的跟蹤、統(tǒng)計(jì)、核查、監(jiān)測，將為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)提供支撐。
能源數(shù)字化是指基于能源大數(shù)據(jù)，利用數(shù)字技術(shù)和控制技術(shù)來引導(dǎo)能量的有序流動，實(shí)現(xiàn)從能源供給端到消費(fèi)端的高效管理和精準(zhǔn)匹配，以滿足不同區(qū)域、不同群體、不同體量的用能需求，提高能源系統(tǒng)的安全性、生產(chǎn)率、可獲得性和可持續(xù)性。
分環(huán)節(jié)來看，能源生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)字化能夠幫助生產(chǎn)者準(zhǔn)確判斷能源需求者的類別和能量需求的時(shí)間和數(shù)量，并以可控范圍內(nèi)最低的成本提供能源；能源運(yùn)輸和分配系統(tǒng)的數(shù)字化能夠幫助能源運(yùn)輸者以最高的效率分配和運(yùn)輸能源，以此來提高能源利用率；能源消費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)字化可以為消費(fèi)者提供個(gè)性化、多樣化、定制化的能源消費(fèi)方式。最終，能源系統(tǒng)通過數(shù)字化手段有效連接和共生融合，形成一個(gè)完整的能源數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)。
彭博新能源財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)顯示，2017年，能源數(shù)字化市場規(guī)模為520億美元，約占全球數(shù)字技術(shù)應(yīng)用市場的44%。其中，46%用于化石能源電廠的運(yùn)行管理(如傳感器、數(shù)字采集和解析以提高電廠效率)，35%用于智能電表。彭博預(yù)計(jì)到2025年，全球能源數(shù)字化市場規(guī)模將達(dá)到640億美元。其中，電網(wǎng)自動化預(yù)計(jì)將達(dá)100億美元，家庭用能系統(tǒng)的規(guī)模將達(dá)110億美元。
數(shù)字化加快能源革命進(jìn)程
借助人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)，優(yōu)化能源管理流程，降低生產(chǎn)成本，提升能源生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用效率，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，保障能源供給，將極大加快能源革命進(jìn)程。
具體來看，能源數(shù)字化通過提高傳統(tǒng)能源的開采生產(chǎn)運(yùn)輸效率，將降低開采成本和損耗，增加能源供給。國際能源署(IEA)在《數(shù)字化與能源》報(bào)告中指出，數(shù)字技術(shù)的廣泛使用可以使能源生產(chǎn)成本降低10%到20%。此外，能源數(shù)字化通過提升能源利用效率、節(jié)約能源投入、減少能源浪費(fèi)，也間接增加了能源供給。
在未來的新能源時(shí)代，數(shù)字化有望發(fā)揮更為關(guān)鍵的作用。由于新能源的隨機(jī)波動性強(qiáng)，高比例新能源并網(wǎng)將導(dǎo)致電網(wǎng)波動大幅增加。在電力系統(tǒng)實(shí)施能源數(shù)字化，建立起高精度、高可信度的新能源功率預(yù)測系統(tǒng)，并提升電力系統(tǒng)適應(yīng)新能源隨機(jī)波動性的調(diào)度運(yùn)行水平和風(fēng)險(xiǎn)防御能力，可有效促進(jìn)新能源并網(wǎng)消納。據(jù)IEA測算，到2040年，通過增加數(shù)字化存儲功能和數(shù)字化需求響應(yīng)，歐盟可將光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的棄電率從2019年的7%降至1.6%。
在我國，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、華能、華電等大型電網(wǎng)、電力企業(yè)也都在“十四五”規(guī)劃中重點(diǎn)布局了數(shù)字化建設(shè)方案。例如，國家電網(wǎng)提出，用數(shù)字技術(shù)為電網(wǎng)賦能，著力提高電網(wǎng)智能化和數(shù)字化水平。南方電網(wǎng)計(jì)劃加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，加強(qiáng)智能輸電、配電、用電建設(shè)，推動建設(shè)多能互補(bǔ)的智慧能源建設(shè)，以電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化建設(shè)，促服務(wù)智慧化，全力提升用戶獲得感。中國華能規(guī)劃建設(shè)智慧能源數(shù)據(jù)平臺，風(fēng)能、光伏等新能源基本按照“數(shù)字原生”的思路規(guī)劃，火電、水電等傳統(tǒng)業(yè)務(wù)逐步接入生產(chǎn)數(shù)字化平臺智慧能源數(shù)據(jù)平臺，并融入?yún)^(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興成熟技術(shù)，推進(jìn)智能生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。華電也將在“十四五”期間以建設(shè)“數(shù)字華電”為核心實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動。
在能源使用端，中國社會科學(xué)院數(shù)量經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所能源安全與新能源研究室主任劉強(qiáng)指出，通過能耗監(jiān)測中的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入、價(jià)格數(shù)據(jù)接入、算法模型建立等，對電、氣、汽、水和熱進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)對不計(jì)入能耗指標(biāo)的綠電、分布式可再生能源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與核算區(qū)分，可以實(shí)現(xiàn)能源的精細(xì)化管理和節(jié)能減排。
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