當前,中國對發展數字經濟做出了大量部署,積極推進數字技 術與實體經濟深度融合,促進傳統產業數字化轉型升級,加快數字 產業化、產業數字化發展,并取得積極成效。
一、數字化智能化技術掀起快速迭代浪潮
1. 數字技術創新方面 近年來計算機技術和互聯網技術的復合型應用,產生了大數據、 云計算、人工智能、物聯網、移動互聯和區塊鏈等新技術,數字技術 研發應用不斷驅動數字經濟發展。中國先進技術、人工智能、5G/6G 等關鍵核心技術不斷取得突破,高性能計算持續處于全球第一梯隊。 中國數字經濟飛速發展,自 2012 年以來,中國數字經濟增速連續 11 年顯著高于同期 GDP 增速,根據中國信通院數據顯示,2023 年中國 數字經濟規模達 56.1 萬億元,總量穩居世界第二,占國內生產總值 比重達 40%以上。
2. 數字基礎設施方面 數字基礎設施建設夯實數字經濟發展底座,規模能級大幅提升。 中國數字基礎設施不斷擴容提速,根據工信部數據,截至 2023 年底, 中國在用數據中心機架總規模超過 810 萬標準機架,近 5 年年均增 速超過 20%,算力總規模達到了 230EFLOPS,就是每秒 230 百億億 次浮點運算,居全球第二位。網絡基礎設施不斷夯實,根據工信部 數據,截至 2023 年底,累計建成 5G 基站 337.7 萬個,服務能力持 續升級,數實融合全面深化,5G 應用融入 97 個國民經濟大類中的 71 個,工業互聯網覆蓋全部 41 個工業大類。移動物聯網終端用戶數 超 20 億戶,成為全球主要經濟體中首個實現“物超人”的國家。中 國數據要素市場日趨活躍,根據《全國數據資源調查報告(2023 年)》, 2023 年數據生產總量達 32.85ZB,同比增長 22.44%。
能源領域數智技術應用場景不斷拓展 。1. 煤炭行業 煤炭行業在地質建模、采礦流程優化和自動化、預測性維護等 方面逐步推廣數字化技術的應用。例如,借助低成本傳感器隨時掌 握采礦關鍵設備的狀態,并通過數據分析和計算機輔助模擬對實際 配置和生產流程進行優化,從而改善采礦的限制因素,提高采煤產出并減少其對環境的影響;又如,數字化預測維護的引入也改進了 設備的運行性能,有益于煤礦安全生產。 2. 油氣行業 油氣行業的數字化轉型起步較早,走在前列。目前中國各大型 油氣田企業均不同程度地進行了油氣生產自動化、數字化建設。上 游勘探和生產環節是油氣行業數字化發展的重點,例如,通過超大 數據集描述油藏輪廓和結構,通過高度復雜的傳感器優化井眼定位, 通過數據分析和通信遠程控制作業鉆頭的實時動態等,這些數字化 的措施都顯著提升了油氣開采率和生產效率。此外,在下游運營環 節,也可以通過智能終端、數據分析等探索零售服務新模式。
3. 電力行業 電力行業在能源行業中數字化轉型最為迫切和必要,也具備最 好的基礎條件和潛力前景。當前電力系統“雙高”、“雙隨機”特征日 益明顯,分布式能源、儲能、電動汽車等交互式設施廣泛接入,數字 化已經成為新型電力系統建設的必要組成,深入源網荷儲各環節, 在監測控制、設備運維、供需預測、調度優化、綜合能源管理等領域 越來越多地應用并具備廣闊的潛力空間。例如,在發電側和電網側, 數字傳感器和數據分析的廣泛應用能夠匯集發電廠、電網輸配各環 節的實時狀態信息,提升系統全息感知、靈活控制、系統平衡等能 力,優化電力決策行為。又如,在消費側,智能家電、智能電表等智 能終端的安裝和推廣,不僅通過數字化幫助用戶優化用電行為,節 約用電成本,也使用戶有條件以需求響應等方式越來越多地參與源 荷互動,從而促進電力系統源網荷儲一體化發展。
二、能源數智化發展相關政策機制日益豐富
國家發展改革委、國家能 源局印發《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》(發改 能源〔2016〕392 號)提出,“圍繞構建綠色低碳、安全高效的現代 能源體系,建設以智能電網為基礎,多種類型網絡互聯互通,多種 能源形態協同轉化、集中式與分布式能源協調運行的綜合能源網絡。 建設覆蓋電網、氣網、熱網等智能網絡的協同控制基礎設施。逐步 培育虛擬電廠、負荷集成商等新型市場主體,增加靈活性資源供應。 發展分布式電源、儲能和電動汽車應用、智慧用能和增值服務、綠 色能源靈活交易、能源大數據服務應用等新模式和新業態,營造開 放共享的能源互聯網生態體系。” 隨后,國家能源局發布《關于公布首批“互聯網+”智慧能源(能 源互聯網)示范項目的通知》(國能發科技〔2017〕20 號),公布了 首批“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目共 55 個。2023 年 3 月國家能源局發布《關于加快推進能源數字化智能化發展的若 干意見》,強調加快行業轉型升級,其中包括以數字化智能化技術加 速發電清潔低碳轉型、以數字化智能化電網支撐新型電力系統建設 等方面。可見,推進電力領域的數字化智能化技術發展在國家層面 的重要性上了一個新的臺階,同時電力數字化轉型是國家發展的需 要。
在國家的支持和引導下,“智能電網”“大數據”“新能源”“電力 市場交易”等關鍵詞頻頻出現在各省市的政策規劃中,全國多省市 積極響應國家能源數字化智能化發展要求,分別在“十四五”能源 發展規劃中提出構建智慧能源系統、推動能源產業數字化智能化等 相關內容,不斷推動中國能源系統數字化智能化建設。整體來看, 各省市十分重視智能電網、儲能以及特高壓基建等方面的規劃與建設。局域來看,上海、浙江等發達地區著力研制綜合能源系統,共建 智慧能源平臺,加快電網基礎設施智能化改造和智能微電網建設。 陜西等地區則充分挖掘地方優勢,推進新能源并網建設,加快新一 代技術與電力系統的融合,建設現代能源基礎設施。
三、數智化綠色化融合成為能源發展新趨勢
1. 宏觀層面 當前中國經濟社會已經進入高質量發展階段,要求能源電力系 統加速實現質量變革、效率變革、動力變革;同時,在碳達峰碳中和 戰略指引下,能源作為碳達峰碳中和主戰場,亟需加快綠色低碳轉 型,推動能源全要素生產率提高。這就需要利用人工智能、大數據 與區塊鏈技術等數字化技術,帶動傳統能源產業技術升級,通過提 高生產要素流動效率與降低交易成本,從而提升全要素生產率。
2. 中觀層面 能源行業將經歷能源結構從傳統能源為主到新能源占比逐漸提 高、能源流從單向到雙向、能源網從封閉到開放的轉變。在能源電 力供應側,能源數字化與可再生能源的結合將充分發揮倍增效應, 推動能源供給從高碳轉向低碳。依靠數字技術統籌分析有關氣象要 素、電源狀態、電網運行、用戶需求、儲能配置等變量因素,能有效 提高新能源和水能功率預測能力和水平。在能源電力消費側,能源 產品和服務將以消費者的需求為核心導向,能源消費者同時也將成 為是能源提供者,能源產消一體化趨勢顯現。通過數字技術賦能, 有利于深入挖掘需求側潛力,引導用戶優化調整用能行為,推動實 現柔性負荷智能管理、精準匹配需求響應資源等,提升能源電力消 費側與供給側智能互動水平。
3. 微觀層面 能源企業面臨綠色低碳轉型和經營水平提升的雙重目標,而數字技術在能源企業的大規模應用可以降低能源生產成本。據國際能 源署預測,數字技術大規模應用,將使油氣生產成本減少 10%至 20%, 到 2040 年將太陽能光伏發電和風力發電的棄電率從 7%降至 1.6%。 顯而易見,能源企業進行數字化轉型是提高生產經營效率和競爭力 的必由之路。