《能源数字化转型白皮书（2021）》成果发布，研判能源系统数字化转型新趋势

孙艺新 国网能源研究院有限公司

十九届五中全会以来，建设现代能源体系被纳入到现代产业体系的整体布局中，能源系统与产业系统的关系将由“保障供能型”转变为“互驱发展型”。

能源系统与交通系统、通信系统、建筑系统、工业制造系统等各个产业门类高度耦合，不同基础设施之间依托数字化技术与数据连接实现深层次的交互与交叉赋能。其典型特征就是电力与算力的相互融合成为发展能源数字经济的底座。仅从量上考虑，2020年全球发电量中，有5%左右用于计算能力的消耗，2030年则有可能提高到15%至25%，其中数据中心具有“高耗能”与“高价值”的双重属性，需要持续可靠的电力保障；同时在不远的将来，算力资源对电力规划布局优化也将产生直接影响，或作为参与电力系统平衡的灵活资源，在电力中长期市场交易中贡献独特价值。

1月10日，国网能源研究院数字经济研究所联合《华夏时报》共同发布《能源数字化转型白皮书（2021）》，研判能源系统数字化转型新趋势。

数字化推动源网荷储协同互动以及效率效益的提升。能源电力系统作为人造复杂系统，内在的能量流、电力流、信息流对各个环节、各个组件的控制难度与复杂度要求越来越高。数字化发展基本方向要更加聚焦在能源系统各环节的优化与效率提升，而不能仅以信息通信等底层连接感知为工作重点。在供给侧，集中式与分布式并举是当前能源发展的基本原则，新能源发展将由量变向质变发展，数字化将在风光水火互济中发挥重要作用；在用户侧，发用电一体的“产消者”、具有双向互动功能的电动汽车等用能主体的加入，运用数字化技术提升对电力系统各类用能资源时空调节的能力尤为关键；在电网侧，以大电网为主导、多种电网形态相融并存的格局下，也需要数字化技术提升感知、监测与控制能力，构建可观测、可描述、可控制的数字透明电网；对系统整体，电力系统的运行机理和平衡模式将发生深刻变化，各种能源利用与就地消纳需要依赖开放透明的市场机制，对于在尖峰时刻的社会资源参与系统平衡、储能资源的规模化利用都将需要数字化与市场化的有机结合。

数字化推动人与大自然的和谐永续发展。电力系统进入了“靠天吃饭”的时代，呈现出“随风、跟云、逐光、激水”的特性，以光伏、风电为代表的新能源发电，对气象条件高度敏感，这种变化极大地加深了电力供需在空间与时间上的极度不平衡，迫切需要提升电网在更大范围、更高的频度、更深的层次开展资源优化配置，其中最为关键的就是全社会逐步掌握对微观气象条件、新能源出力、电力供需平衡等问题的精准预测能力，并作出超前响应与谋划。

五大举措推动能源系统数字化转型

第一，能源电力企业以数字化战略为先导，推动转型适应国情、地情、市情、企情要求。能源央企数字化转型战略从企业发展全局出发，以推动高质量发展为主题，以改革创新为根本动力，以数字技术创新、产业数字化和数字产业化为主攻方向，主要包括体制机制、传统产业、数字技术、数字生态等战略环节。

第二，能源电力企业数字化转型要坚持系统观念，多维度、全要素发力，促进能源企业运营效益效率提升，激发各类市场主体创新活力。能源电力企业普遍具有资产规模与组织规模大、安全与效率重视程度高、业务环节复杂等特点，需要从战略、业务、管理、技术和运营多个方面共同发力，推动各类资源要素快捷流动；统筹平衡好“企业级”转型与各单位、各部门“专业级”发展的关系，帮助能源电力企业优化组织模式与管理机制；积极打造“可观测、可描述、可控制”的透明化企业运营模式，在更大范围内破解资源跨时空调节、信息不对称与信用不易传递等难题，助力电力市场与碳市场深度耦合与协同发展。

第三，能源数字经济为统筹发展与安全两件大事提供重要推动力，以“电力+算力”推动新型电力系统建设。数字经济正在成为重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局的关键力量。发展能源数字经济的前景不仅体现在新能源云、能源工业云网、智慧能源服务平台等具有平台经济功能的新兴产业，对传统电力系统进行数字化优化升级同样具有巨大的潜力空间。以数据流引领和优化能量流、业务流，将电网运行、客户服务、设备监测等所产生的数据转化为强大的“电力+算力”，为用户与基层一线提供高品质数字服务，有利于为新型电力系统中各个市场主体赋能、赋值、赋智、赋权。

第四，能源电力企业数字化转型聚焦在绿色低碳方向，立足国情、企情特点为“碳达峰、达中和”目标落地作出积极贡献。目前数据中台建设、能源大数据中心价值挖掘等典型举措已初步实现了对内提质增效、对外服务环境监测、碳监测等功能；发电、油气和管网企业持续提升数字化平台服务能力，实现更加清洁高效的能源开发管理过程。从成熟度分析评估来看，战略引领与科技投入是大型能源电力企业的转型优势，在生态布局、机制优化和文化建设方面则仍存在不同程度的短板与不足。

第五，5G、北斗、数字孪生等技术市场前景广阔，将成为能源行业创新发展的重要支撑技术。数字技术与能源产业深度融合，物联网、人工智能、区块链等技术已在能源电力企业中深入应用，成效不断显现。2021年度5G、北斗、数字孪生技术进入技术应用的突破期，将广泛部署在电力系统设备巡检、新能源发电监测、系统辅助分析等重要环节，深刻改变能源电力生产和利用方式。预计未来电网5G、北斗、数字孪生技术投资总规模达1500亿至4000亿元，技术应用带来总的直接效益超过1000亿元。随着智能化综合性数字信息基础设施建设不断深入，未来数字孪生技术的应用空间还将更加广阔，融入先进计算与传感技术的数字孪生系统将显著加快我国能源互联网发展进程。