搶占數(shù)字能源新賽道

袁凱

數(shù)字化浪潮席卷而來，傳統(tǒng)能源行業(yè)如何實現(xiàn) “蛻變”？

新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)革命正加速興起。數(shù)字化技術(shù)與能源行業(yè)的高度融合，使得能源數(shù)字化成為未來發(fā)展的必然趨勢。當提起傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)，大家首先想到的是什么？很可能是工作環(huán)境煙塵繚繞，機器聲響徹礦區(qū)，工人們灰頭土臉，在一片灰霾中艱難工作。不過，隨著數(shù)字化浪潮席卷傳統(tǒng)能源行業(yè)，這樣的場景逐漸成為歷史。

2023年以來，我國加快推進能源領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型。今年2月發(fā)布的《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》中明確提出，培育壯大數(shù)字經(jīng)濟核心產(chǎn)業(yè)，研究制定推動數(shù)字產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的措施，打造具有國際競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。推動數(shù)字技術(shù)和實體經(jīng)濟深度融合，在能源等重點領(lǐng)域，加快數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。

3月31日，國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加快推進能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》明確，到2030年，能源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)數(shù)字化智能化創(chuàng)新應(yīng)用體系初步構(gòu)筑，數(shù)據(jù)要素潛能充分激活，一批制約能源數(shù)字化智能化發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)取得突破，能源系統(tǒng)智能感知與智能調(diào)控體系加快形成，能源數(shù)字化智能化新模式新業(yè)態(tài)持續(xù)涌現(xiàn)。

可以預(yù)見，未來能源數(shù)字化將實現(xiàn)跨越式發(fā)展，一張數(shù)字化智能化的能源藍圖將徐徐展開。

前景廣闊

發(fā)展數(shù)字能源，即利用數(shù)字技術(shù)，引導能量有序流動，構(gòu)筑更高效、更清潔、更經(jīng)濟、更安全的現(xiàn)代能源體系。

其實，數(shù)字技術(shù)在能源行業(yè)早有應(yīng)用。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，早在2017年，數(shù)字技術(shù)在能源領(lǐng)域的市場規(guī)模已經(jīng)達到520億美元，約占全球數(shù)字技術(shù)應(yīng)用市場的44%。在這520億美元中，有46%即240億美元，來自化石能源電廠的運行管理，包括利用傳感器、數(shù)字采集和解析提高電廠效率。有35%即180億美元，來自建設(shè)智能電表。而隨著全球能源轉(zhuǎn)型進程的進一步加快，大數(shù)據(jù)、機器學習、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)將與能源行業(yè)產(chǎn)生更多關(guān)聯(lián)。

企查查數(shù)據(jù)顯示，2021年，我國新增數(shù)字能源、光伏、新能源、能源管理系統(tǒng)相關(guān)企業(yè)5.67萬家，同比增長154.93%，其中，新增企業(yè)名稱中含有“數(shù)字能源”的現(xiàn)存企業(yè)93家，是2020年的8.45倍。

當前各大公司也正加速進入數(shù)字能源產(chǎn)業(yè)。一方面，以華為、中興通訊、工業(yè)富聯(lián)等為代表的科技型企業(yè)紛紛通過設(shè)立獨立部門或子公司形式入局數(shù)字能源領(lǐng)域;另一方面，傳統(tǒng)能源企業(yè)也相繼組建數(shù)字化公司，加快能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型。目前，國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中國石化、國家能源集團、中國能建、國家電投等一批能源央企已紛紛組建了專門的數(shù)字化公司。

科技的不斷進步，為數(shù)字能源發(fā)展提供源頭活水。全聯(lián)新能源商會專家委員會主席、中國科學院院士李燦認為：“要通過大力推進新能源先進技術(shù)、大規(guī)模新型儲能技術(shù)、綠色氫能技術(shù)、碳捕集利用與封存技術(shù)和先進核能技術(shù)攻關(guān)，為新能源發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。”

在技術(shù)應(yīng)用方面，智慧礦山、虛擬電廠、智能光伏、電化學儲能等數(shù)字科技已經(jīng)讓傳統(tǒng)能源企業(yè)嘗到甜頭。國家電投內(nèi)蒙古公司北露天煤礦所使用的純電驅(qū)礦用卡車是分散式風電示范項目中的一環(huán)。據(jù)北露天煤礦礦長劉敬玉介紹，風機每年將貢獻超過1166萬千瓦時清潔電能，配備靈活調(diào)節(jié)的電化學儲能系統(tǒng)，用于新能源礦卡充電，每年可節(jié)約標煤3562.74噸、單臺礦卡67000升柴油，減少二氧化碳排放9586.16噸。而這，只是整個數(shù)字煤礦的冰山一角。

窺一斑而知全豹。碳達峰、碳中和目標驅(qū)動下，智能化、低碳化成為未來兩大確定性發(fā)展趨勢，智能化需要數(shù)字化技術(shù)，低碳化更離不開電子電力技術(shù)，全球能源產(chǎn)業(yè)正從資源依賴型走向技術(shù)驅(qū)動型。如此，一個融合了數(shù)字技術(shù)和電子電力技術(shù)的產(chǎn)業(yè)——數(shù)字能源，前景廣闊。

短板明顯

國家能源集團建成了“智能礦山”“智能化工”等多個無人化、少人化的智能生產(chǎn)體系。南方電網(wǎng)公司的AI虛擬數(shù)字安監(jiān)工程師，實現(xiàn)了對經(jīng)營區(qū)域所有縣級區(qū)域氣象災(zāi)害的全天候監(jiān)測預(yù)警。中國石油化工集團推進智能油氣田、智能工廠與智能管網(wǎng)建設(shè)，研發(fā)出公司級智能化管線管理系統(tǒng)。

無可否認，數(shù)字能源在大力推進生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能化提質(zhì)增效方面效果顯著，但在業(yè)務(wù)與數(shù)字技術(shù)深度融合等方面還面臨著許多挑戰(zhàn)。

以煤礦為例，現(xiàn)在離真正的“智能礦山”還很遠?！暗V山無人化作業(yè)是一項系統(tǒng)工程，也是礦山智能化的發(fā)展目標?！?中國工程院院士、中國礦業(yè)大學（北京）校長葛世榮這樣說。在煤礦智能化建設(shè)中，礦山的安全化、無人化作業(yè)被視為5G等新興技術(shù)最適合切入的環(huán)節(jié)，但礦業(yè)環(huán)境對設(shè)備及操作要求嚴苛。對此，葛世榮認為，礦山智能化應(yīng)借助5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等新一代ICT（信息通信技術(shù)），更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)泛在高速接入、裝備實時控制、圖像視頻智能分析、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、機電裝備故障診斷等功能，最終構(gòu)建礦山產(chǎn)運銷儲用全流程透明化系統(tǒng)。但葛世榮也坦言，目前智能化開采還存在感知能力不夠強、裝備可靠性不夠高、終端計算速度不夠快、信息互通性不夠強、人機交互性不夠好等諸多問題。

特雷西能源科技股份有限公司副總經(jīng)理崔文彬則認為，數(shù)字能源目前短板明顯。以數(shù)字油田為例，各油田投身于自建系統(tǒng)，形成了體量巨大的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，但依舊存在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施部署不足、感知設(shè)備數(shù)量有限、數(shù)據(jù)資產(chǎn)目錄尚未建立等問題。

更需要注意的則是技術(shù)壁壘與“卡脖子”風險。崔文彬表示：“油藏數(shù)字孿生作為一門綜合性交叉學科，是數(shù)學、物理、計算機、軟件等多學科的融合，需要多年實踐經(jīng)驗積累，無法在短期內(nèi)掌握，從而使該行業(yè)形成較高的技術(shù)壁壘?！贝送?，目前我國70%以上的高端裝備和95%以上的核心技術(shù)仍依賴進口，在數(shù)字孿生賦能數(shù)字油田發(fā)展的新階段，繼續(xù)依賴國外技術(shù)將會面臨“卡脖子”風險。

電化學儲能東風將至

在能源需求與環(huán)境問題的雙重壓力下，電化學儲能技術(shù)逐漸處在了數(shù)字能源的風口浪尖。顧名思義，電化學儲能是將電能轉(zhuǎn)化為化學能并儲存起來，然后在需要時再將化學能轉(zhuǎn)化為電能釋放出來，從而實現(xiàn)能源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。

當前，是我國實現(xiàn)碳達峰目標的關(guān)鍵期和窗口期，也是新型儲能發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，國內(nèi)儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。

華為數(shù)字能源首席科學家劉云峰認為，隨著新能源裝機和發(fā)電電量在電力系統(tǒng)中的比例不斷提升，新能源場站必須通過和不同形式的儲能技術(shù)相結(jié)合，共同維持未來新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。未來新能源的大發(fā)展，需要有合理的市場機制來牽引商業(yè)模式，推進配套新能源發(fā)電儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而提升新能源在電力系統(tǒng)中占比的理論上限。需要促進電化學儲能在內(nèi)的儲能技術(shù)進一步發(fā)展，從而提升新能源產(chǎn)業(yè)在未來新型電力系統(tǒng)電源中的比例。以國家電網(wǎng)青海共和華潤電站項目為例，其電化學儲能系統(tǒng)既具備暫態(tài)支撐電網(wǎng)的能力，又具備分鐘至小時級的調(diào)峰調(diào)頻能力。

2022年是全球儲能市場爆發(fā)的元年，新型儲能是近兩年的熱門詞。面對百花齊放的儲能技術(shù)，海辰儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、總經(jīng)理王鵬程認為，技術(shù)沒有絕對的好壞，它們都有各自的長短板，但電化學儲能是產(chǎn)業(yè)化最成熟、技術(shù)最成熟、安全最可控且降本邏輯最清晰的一個賽道。他預(yù)計，未來8到10年，電化學儲能一定是新型儲能最成熟的商業(yè)模式。

在王鵬程看來，真正理想的新能源要從能源供應(yīng)是否充足、成本是否夠低和產(chǎn)業(yè)化路徑是否成熟三方面來看。在未來的能源結(jié)構(gòu)里，光能和風能會是最成熟的模式，它們與電化學儲能的結(jié)合在5年內(nèi)有機會做到比火電成本更低。