在落實"雙碳"目標與構建新型電力系統的雙重驅動下,關于能源革命的系統性、全局性、復雜性、緊迫性被擺在前所未有的高度,未來能源的供給模式、消費模式迎來全新的重塑與變革,在傳統發展方式仍存在路徑依賴的情況下,運用何種路線方法破解發展難題已成為重大命題。如今,數字經濟正在成為重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。數字化的高創新性、強滲透性、廣覆蓋性為能源行業創新發展注入了新動力,從能源電力數字化轉型視角探尋能源行業變革與經營發展的難題具有很強的理論與現實意義。
本文探討的能源電力系統,主要是以電力系統為主體的能源系統,關注的重點問題有三個方面:一是數字化在能源電力系統變革中扮演著什么角色,又如何承擔起這樣的角色;二是能源電力系統實現數字化轉型需要具備的重要條件是什么;三是能源央企如何在能源革命與數字革命相融并進中推動企業高質量發展。
一、從三個層次認識并推動能源電力系統的數字化轉型
當前,隨著數字化滲透與創新作用不斷增強,其在能源電力系統中扮演的角色不再是信息互聯互通與數字化支撐作用,而是要深入嵌入到能源電力系統的生產、運營與經營決策中,實現與能源系統、經濟社會系統的更廣泛的互動,重塑能源電力系統的創新發展邊界。
(一)數字化推動源網荷儲協同互動以及效率效益提升
能源電力系統作為人造復雜系統,內在的能量流、電力流、信息流對各個環節、各個組件的控制難度與復雜度要求越來越高。數字化發展基本方向要更加聚焦能源電力系統各環節的優化與效率提升,而不能僅以信息通信等底層連接感知為工作重點。
在供給側,集中式與分布式并舉是當前能源發展的基本原則,新能源發展將由量變向質變發展,數字化將在風光水火互濟中發揮重要作用;在用戶側,隨著發用電一體的"產消者"、具有雙向互動功能的電動汽車等用能主體的加入,運用數字化技術提升對電力系統各類用能資源時空調節的能力尤為關鍵;在電網側,以大電網為主導、多種電網形態相融并存的格局下,也需要數字化技術提升感知、監測與控制能力,構建可觀測、可描述、可控制的數字透明電網;對系統整體,電力系統的運行機理和平衡模式將發生深刻變化,各種能源利用與就地消納需要依賴開放透明的市場機制,對于在尖峰時刻的社會資源參與系統平衡、儲能資源的規模化利用都將需要數字化與市場化的有機結合。
數字化轉型重點舉措:在電力一次系統中加強互聯互通,實現源網荷儲高效能聯動以及多能互補,其中關鍵是發揮出市場主體的活力,因地制宜加強不同類型能源之間的互濟互補,從而在發電端就建立具有經濟性、互濟性的能量管理模式。在電力二次系統中加強互聯互通,打通新能源場站、靈活需求側資源、主力火電機組以及電網之間的信息通信壁壘,以物聯設施、SCADA、EMS等系統層面的連接與交互,增強電力系統各個環節的相互協同與透明高效。
(二)數字化推動能源系統與經濟社會系統的互動與互驅發展
黨的十九屆五中全會以來,建設現代能源體系被納入到現代產業體系的整體布局中,能源系統與產業系統的關系將由"保障供能型"轉變為"互驅發展型"。
能源系統與交通系統、通信系統、建筑系統、工業制造系統等各個產業門類高度耦合,不同基礎設施之間依托數字化技術與數據連接實現深層次的交互與交叉賦能。其典型特征就是電力與算力的相互融合成為發展能源數字經濟的底座。僅從量上考慮,2020年全球發電量中,有5%左右用于計算能力的消耗,2030年這一比例有可能提高到15%至25%,其中數據中心具有"高耗能"與"高價值"的雙重屬性,需要持續可靠的電力保障;同時在不遠的將來,算力資源對電力規劃布局優化也將產生直接影響,或作為參與電力系統平衡的靈活資源,在電力中長期市場交易中貢獻獨特價值。
數字化轉型重點舉措:瞄準電力系統與經濟社會系統的互動與互驅關系,利用能源云平臺和能源大數據平臺,將電力系統與工業制造系統、交通系統、樓宇系統、工業園區、居民社區等用能、用電的主體充分連接,實現電能與氫能、電能與熱能、電能與各種終端及儲能單元的互聯互通與梯次利用,從而在更大范圍創造資源的跨時間、跨地域分配,有效降低全社會的用能成本。
(三)數字化推動能源與自然的和諧發展
電力系統進入了"靠天吃飯"的時代,呈現出"隨風、跟云、逐光、激水"的特性,以光伏、風電為代表的新能源發電,對氣象條件高度敏感,這種變化極大地加深了電力供需在空間與時間上的極度不平衡,迫切需要提升電網在更大范圍、更高頻度、更深層次開展資源優化配置,其中最為關鍵的就是全社會逐步掌握對微觀氣象條件、新能源出力、電力供需平衡等問題的精準預測能力,并作出超前響應與謀劃。
數字化轉型重點舉措:在對當前電力系統中相關控制系統、信息系統建設以及數字技術和數據要素應用現狀進行全面梳理基礎上,因地制宜應用電力北斗、5G、物聯感知技術與裝置,在電力數據與氣象、水文、地理信息等數據的融合貫通下,加強對大自然的精準感知與分析預測,引領社會資源參與電力系統供需平衡,并對新能源發電資源合理規劃布局,實現人類活動與大自然生態系統的有效協同。
二、以"一硬一軟"夯實能源電力數字化轉型的基礎條件
推動能源電力數字化轉型,從其得以有效運行的條件看,需要軟硬兩個方面的支撐,即:相匹配的基礎設施建設與市場機制設計。
(一)新型基礎設施為能源電力數字化轉型提供強大動力
打造能源數字化轉型所需的新型基礎設施,關鍵在于能夠將傳統能源生產力與新型數字生產力進行全面融合。在電力、算力的融合方面,以云平臺為基礎架構融入以5G、北斗、工業互聯網、數據中心等為代表的信息基礎設施已經成為電力、石油、管網等能源領域的數字化底座,這些數字技術與能源基礎設施進一步融合,支撐傳統能源基礎設施轉型升級,推進能源生產和消費方式更加智能化;在生產要素的融合方面,能源資源等傳統生產要素與數據、知識等新型生產要素實現融合與自由流動,中臺化的運營模式使得能源行業配置資源的模式發生變化,既是數據要素的配置模式,也是對一線人力資源、技術資源的重新組織,并使能源系統整體的資源配置效率明顯提升;在數字技術融合方面,能源大數據、能源人工智能已經深度融入到發電、配電、調控、油氣勘探、設備運維等不同場景,以數字孿生、區塊鏈為代表的新技術將為能源電力數字化轉型構筑新一層創新基礎設施平臺,為建立可信互信、模擬仿真、協同創新的協作模式提供便利條件。
目前的典型案例是數據中心與變電站融合后形成共享型綜合能源樞紐,將傳統變電節點轉變為具備源網荷儲等特征的能量雙向流動的能源信息樞紐,滿足能源靈活互動、狀態全面感知、信息高效處理、業務實時智能等關鍵需求,支撐拓寬能源服務渠道、創建能源共享互濟新業態。
(二)新型能源市場與產品服務為能源電力數字化轉型開辟新空間
能源電力數字化轉型不僅是對能源產業進行數字化、智能化升級,還需要從數字經濟出發,開發新產品,服務新市場,激發能源數字產業新活力。在新服務方面,重要公共服務就是數字平臺服務,例如能源大數據中心、新能源云,這些數字平臺最重要的功能是為政府、能源大企業、中小企業、用戶等提供信息互聯互通、價值協同共創的平臺生態網絡,從而對全社會降低用能成本、提高辦事效率、支撐政府治理等發揮重要功能;在新產品方面,能源電力數字化轉型過程中將涌現出一些能源數字產品,本質上是由"算法、算力、數據、知識"構成的解決能效、能源預測等具體問題的產品與服務。例如正在由國網能源研究院開發的"調用社會資源參與尖峰時刻平衡交易的用能權憑證"產品,其基本理念是利用市場化的價格信號與激勵手段,以及數字化的透明化高效率手段,為解決電力供需矛盾貢獻增量價值。在新市場拓展方面,隨著電力市場的現貨交易、中長期交易產品不斷豐富,對碳市場、數據市場、金融市場的交匯將是能源數字新產品與新服務充分發揮價值的舞臺。其中,電力市場能夠為能源數據市場提供價值密度高、分秒級實時準確、全方位真實可靠和全生態獨占性鏈接的電力數據,同時電力市場和碳交易市場的高度耦合可進一步加速市場主體的參與活力,還將吸引來自能源數據市場、能源金融市場等多種主體的共同參與,為電力大數據進行清洗、分析和挖掘,為低碳數字產品和減碳特色服務提供金融保險、定價等衍生服務。
三、抓"四個重點"推動能源央企在數字化轉型中的積極作為
能源電力數字化轉型實施落地的主力軍是能源央企,由于其數字化轉型過程中不僅要充分貫徹落實國家戰略布局與行業發展需求,更要深刻理解數字化轉型的根本動因與內在邏輯。因此,相對于一般企業關注于數字化轉型"是什么""怎么轉"等問題,能源央企更需要充分認識理解"為什么轉"以及"在什么層次上轉"。實踐表明,其一,數字經濟快速發展,電力市場化改革加快推進,市場競爭因素成為能源央企數字化轉型的第一驅動,轉型動因由政策驅動向市場驅動轉變。其二,將數字化落實在企業戰略層面,帶動運營、技術、人才、制度共同推進的全面轉型才是能源央企高質量發展的基本路徑。
(一)以戰略引領推動高質量發展
能源央企數字化轉型戰略從企業發展全局出發,以推動高質量發展為主題,以改革創新為根本動力,以數字技術創新、產業數字化和數字產業化為主攻方向,主要包括體制機制、傳統產業、數字技術、數字生態等戰略環節。其中,國家電網公司制定發布《數字化轉型發展戰略綱要》,將數字化轉型作為企業戰略體系的重要組成部分。南方電網公司發布《數字電網推動構建以新能源為主體的新型電力系統白皮書》,對數字化驅動的新型業務形態給予的期待程度較高。在此基礎上,能源央企還需要進一步提升使命責任,從能源電力系統數字化轉型的目標出發,從電力算力融合、電力調控與交易服務、電力設備與新能源設備運維等方面,為全社會提供更加低成本、高效益、可持續的數字基礎設施與公共服務。
(二)協同推進企業運營、技術、人才的數字化轉型
能源央企數字化轉型要堅持系統觀念,多維度、全要素發力,促進能源企業運營效益效率提升,激發各類市場主體創新活力。能源央企普遍具有資產規模與組織規模大、安全與效率重視程度高、業務環節復雜等特點,下一步在推動數字化轉型過程中要更加注重協同性,統籌平衡好"企業級"轉型與各單位、各部門"專業級"發展的關系,幫助能源央企優化組織模式與管理機制;積極打造"可觀測、可描述、可控制"的透明化企業運營模式,在更大范圍內破解資源跨時空調節、信息不對稱與信用不易傳遞等難題,助力電力市場與碳市場深度耦合與協同發展;將數字化技術與基層業務緊密結合,為用戶與基層一線提供高品質數字服務,激發組織柔性與隊伍活力。這里實現協同推進的關鍵是建立專業部門之間、總部機關與基層單位之間的信任機制、激勵機制、響應機制,研發適用管理數字化、業務數字化的服務工具,使廣大員工切實分享到數字化發展紅利。
(三)以打通數據壁壘、暢通數據要素價值鏈作為當前階段重點
能源央企將數據要素的流通、共享、分析、應用等配置問題作為數字化轉型的階段性重點問題,經過近兩年的中臺建設、物聯平臺建設、云平臺建設以及數據資產化管理機制建設,各大能源央企均已經逐步打造并貫通數據生產、數據分配、數據流通、數據消費四個環節,形成了以中臺為架構的數據開放與共享體系。下一步重點將中臺數據能力、服務能力向外輸出,形成數據采集、存儲、傳輸、應用的邏輯關系,并以清單和圖冊形式呈現,展現能源數據"有什么";同步從采集、傳輸、存儲、利用等不同環節提出適應新型電力系統建設需求的數字技術解決方案,解決有數據后"怎么用"。
(四)積極向經濟社會輸出能源電力數據價值
開創數據要素暢通與服務經濟社會發展的新局面。在服務產業經濟方面,能源央企在新基建中要做好區域空間、產業協同、新興市場三大布局,推動現代能源服務體系、能源數字產業集群加快升級。在服務區域經濟方面,可依托電力大數據分析區域經濟、城市群發展情況、城鄉融合發展等,為國家制定有效的區域發展政策提供嶄新視角。隨著能源大數據中心在全國范圍內建設,能源數據對區域高質量協同發展的賦能效應將更加顯著。
責任編輯: 江曉蓓