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“板上钉钉”的万亿级未来市场,数字能源发展的关键在哪里?

FII 福田产投
2024-10-09


9月29日,由港铁(深圳)与中电源动合作建设的深圳首个地铁1.24兆瓦分布式光伏项目顺利并网发电,该项目每年能够生产绿色电力130万度,预计整个运行期间将减少1.6万吨二氧化碳排放。这不仅为深圳绿色能源产业与深港科技交流合作树立了“新样板”,也是深圳数字能源发展的一次重要实践。


受数字经济时代与第四次能源革命的推动,数字能源这一新兴行业近两年来得到了空前的发展,世界各国对数字能源的重视程度亦随之持续攀升。在2022全球数字经济大会上,数字能源已与“碳达峰、碳中和”并驾齐驱,成为高峰论坛的主要议题之一


能源,也可以数字化么?

化石能源终究有限,无法做到长期上的可持续发展。进入本世纪后,清洁能源逐渐确立了世界经济增长与可持续发展新动能源泉地位。同时,全球能源产业受技术进步驱动,开始进入了数字能源时代。



提起数字能源,可能许多人都会有这样的疑问:“能源难道还可以数字化么?”其实,数字能源指的是一种传统能源行业转型升级的路径,并不是有一种或者一类叫做“数字能源”的能源。


之所以将数字能源从遍布各行各业的数字化转型升级中单独拿出来,作为一个有专门表述的概念,是因为在现代能源体系建设过程中,数字化技术对能源产业赋能的路径、方法和重点都较为明确且有特殊性。


数字能源的基础是物联网技术与能源产业的深度融合。在能源设施实现物联接入的前提下,通过对大数据、AI技术的应用,以信息/数据的流动带动能源产品的高效流动,放大能源设施效用、优化能源品类协同,构筑更高效、更清洁、更经济、更安全的现代能源体系。



通俗地讲,数字能源就是借助数字化的技术、系统以及工具,更好地“指挥”各类能源,让它们能够以最合适的形态与规模,及时准时地到达最需要它们的地方,用这种多维度上的“恰到好处”,减少浪费、减少排放、减少不必要的成本产生。


举一个更为直观的例子,起源于上世纪80年代的加油通用支付卡,就可以看做是“简化版数字能源”的实践。加油卡将个人车主、货运车队与星罗棋布的加油站之间连接起来,令汽油在支付系统所构建的网络中能够“自由地流动”,一方面帮助产业链上游的石化公司、炼油厂更加准确地掌握市场需求变动,从而解决下游渠道资源失衡的问题;另一方面使得汽油终端消费用户能够享受到相对实惠的油价,实现了对整条产业链的优化与赋能


既是不得不为,又是大有可为

能耗效率低、交付成本高是长期以来制约我国能源行业发展的主要因素据中国能源网数据显示,目前我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.4倍。在“碳达峰、碳中和”被提升至国家战略高度的大背景下,我国发展数字能源的迫切性更加凸显。


我国单位GDP能耗与世界主要发达国家间对比

另一面,是中国数字能源发展的巨大潜力。当前我国数字经济规模超45万亿,占GDP比重39.8%,数字经济已成为我国现阶段最具活跃度、创新性、辐射力的新经济形态。同时,我国年能源消耗量占到全球的20%以上,这意味着,数字经济与能源产业融合而生的数字能源,在中国成长为一个万亿级市场已是“板上钉钉”。


2021年底,中国信通院发布的《数字碳中和白皮书》指出:数字技术能够与电力、工业、建筑、交通等重点碳排放领域深度融合,减少能源与资源消耗,促进传统产业能源优化、成本优化、风险预知及决策控制,整体上实现节能降本增效提质。


最近两年,在《“十四五”现代能源体系规划》的政策引导下,中国数字能源发展正式驶入快车道。国家电网、南方电网、中国石化、国家能源集团、中国能建、国家电投等一众能源央企也已纷纷组建了专门的数字化公司,以推动数字能源加速发展。以华为、中兴通讯、工业富联等为代表的科技型企业也纷纷入局数字能源领域。


此外,各地政府的数字能源产业发展规划也陆续出炉。以深圳为例,2021年6月,由福田区发改局、市生态环境局福田管理局等多部门编制的《福田区打造“零碳示范区”工作方案》中规划的18个重点标杆项目,广泛涉及光储直柔、源网荷储一体化、城市双碳云脑、交通电动化和工业绿色化等数字能源技术。


今年2月,在深圳市2022年一季度新开工项目集中启动暨重点项目集中签约活动上,华为斥资40亿元在深圳市福田区香蜜湖设立数字能源总部及研发基地,聚焦在线能源计量技术、新型能源技术、能量回收系统的研发。华为数字能源还表示,计划将正在建设中的数字能源安托山基地,打造成为“光储直柔”近零碳园区,树立起福田区数字能源发展标杆。


华为数字能源安托山基地效果图
终极答案:技术融合

A面是经济实现长期可持续发展的要求,B面是“双碳目标”的压力,共同造就了数字能源如火如荼的发展势头。但在具体层面,数字能源发展的路径和趋势何在?如何才是真正推动了数字能源产业的发展成熟?这无疑是上至国家下到具体企业都不得不关注,也不得不重视的问题。


数字能源产业智库发布的《数字能源十大趋势白皮书》基于中国能源产业现状与构筑清洁低碳、安全高效的现代能源体系的要求,将数字能源未来发展趋势提炼梳理为以下十个关键点:


● 能源数字化

● 绿电无处不在

● 全链路高效

● AI加持

● 融合极简

● 能源网自动驾驶

● 综合智慧能源

● 智能储能系统

● 随时随地超级快充

● 安全可信


从趋势出发,我们可以更具方向性地找到今后一段时期内,推动数字能源发展的几个关键。


数字能源与清洁能源是两个相辅相成的概念。考虑到理想能源体系对安全性稳定性的要求,光伏发电或成众多清洁能源类型中的最佳选择。进一步而言,为了能够实现对能源“如臂使指”的调度分配,光储结合技术将成为数字能源发展进程中的必然趋势。


位于城区中的分布式光伏设备

全面锂电化作为目前各领域的首选储能方案,已开始逐步向智能储能系统演进。智能储能依托自组网和云化智能管理,通过使用更精准的电化学模型,提升储能管理精度,同时可对储能系统进行状态、寿命和风险预测,保障系统的可靠运行和安全。基于人工智能算法实现的自动调频调峰,便是智能储能系统效果最为直观的应用之一。


储能的目的是为了更高效地使用能源,随着电力电子技术与材料科学的发展,水系电池等虽然具备较高安全性,但长期受制于能量密度因素导致难以“登堂入室”的储能方案,开始加入高压架构下的超级快充方案角逐。智能储能系统的未来或将呈现多种技术形态并存的“百花齐放”式格局。



最后,电力电子技术与数字技术的创新性融合,将成为未来数字能源发展道路上的“定海神针”。以物联网技术为核心,引入5G、AI、大数据等数字化技术,唤醒能源产业链中“哑设备”,打通相对孤立的传统能源行业各节点,是提高能源生产、运维效率的必为之举。


不过,若只着眼具体技术,无法实现数字化技术应用对能源产业链各环节的支撑,更谈不上从根本上改变能源生产关系层次。无论是光伏发电、光储结合,还是智能储能、锂电水系,都需要牢牢抓住“融合”这个关键中的关键,才能真正起到推动数字能源发展的效果,加快向能源全面数字化和智能化迈进


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