數(shù)字化在能源領域的應用前景十分廣闊，基于數(shù)字化技術進行能源的高效管理和精準匹配，可以優(yōu)化能源管理流程，提升能源生產(chǎn)、運輸和使用效率，將有助于我國構建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。
數(shù)字化在能源領域前景廣闊
華北電力大學能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心主任曾鳴認為，數(shù)字化在能源領域的前景將越來越廣。數(shù)字化和能源技術相融合，在能源生產(chǎn)、傳輸、使用等環(huán)節(jié)進行技術創(chuàng)新，形成全產(chǎn)業(yè)鏈碳足跡的跟蹤、統(tǒng)計、核查、監(jiān)測，將為實現(xiàn)雙碳目標提供支撐。
能源數(shù)字化是指基于能源大數(shù)據(jù)，利用數(shù)字技術和控制技術來引導能量的有序流動，實現(xiàn)從能源供給端到消費端的高效管理和精準匹配，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)者準確判斷能源需求者的類別和能量需求的時間和數(shù)量，并以可控范圍內(nèi)最低的成本提供能源；能源運輸和分配系統(tǒng)的數(shù)字化能夠幫助能源運輸者以最高的效率分配和運輸能源，以此來提高能源利用率；能源消費系統(tǒng)的數(shù)字化可以為消費者提供個性化、多樣化、定制化的能源消費方式。最終，能源系統(tǒng)通過數(shù)字化手段有效連接和共生融合，形成一個完整的能源數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)。
彭博新能源財經(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)字技術應用市場的44%。其中，46%用于化石能源電廠的運行管理(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。彭博預計到2025年，全球能源數(shù)字化市場規(guī)模將達到640億美元。其中，電網(wǎng)自動化預計將達100億美元，家庭用能系統(tǒng)的規(guī)模將達110億美元。
數(shù)字化加快能源革命進程
借助人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術，優(yōu)化能源管理流程，降低生產(chǎn)成本，提升能源生產(chǎn)、運輸和使用效率，優(yōu)化能源結構，保障能源供給，將極大加快能源革命進程。
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》報告中指出，數(shù)字技術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，也間接增加了能源供給。
在未來的新能源時代，數(shù)字化有望發(fā)揮更為關鍵的作用。由于新能源的隨機波動性強，高比例新能源并網(wǎng)將導致電網(wǎng)波動大幅增加。在電力系統(tǒng)實施能源數(shù)字化，建立起高精度、高可信度的新能源功率預測系統(tǒng)，并提升電力系統(tǒng)適應新能源隨機波動性的調(diào)度運行水平和風險防御能力，可有效促進新能源并網(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，歐盟可將光伏發(fā)電和風力發(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)劃中重點布局了數(shù)字化建設方案。例如，國家電網(wǎng)提出，用數(shù)字技術為電網(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)計劃加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐，加強智能輸電、配電、用電建設，推動建設多能互補的智慧能源建設，以電網(wǎng)的數(shù)字化、智能化建設，促服務智慧化，全力提升用戶獲得感。中國華能規(guī)劃建設智慧能源數(shù)據(jù)平臺，風能、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，推進智能生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。華電也將在“十四五”期間以建設“數(shù)字華電”為核心實施創(chuàng)新驅(qū)動。
在能源使用端，中國社會科學院數(shù)量經(jīng)濟與技術經(jīng)濟研究所能源安全與新能源研究室主任劉強指出，通過能耗監(jiān)測中的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入、價格數(shù)據(jù)接入、算法模型建立等，對電、氣、汽、水和熱進行監(jiān)測，同時對不計入能耗指標的綠電、分布式可再生能源進行統(tǒng)計與核算區(qū)分，可以實現(xiàn)能源的精細化管理和節(jié)能減排。
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