数字能源,这种特殊的数字化融合趋势正在以肉眼可见的速度成为现实。2023年3月,国家能源局发布的《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》指出,加强传统能源与数字化技术相融合,有效提升能源数字化智能化发展水平,构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系。数字能源正在重塑整个能源领域。无论在为科技成果提供落地场景,亦或是提升能源安全与应用效率层面,数字化均提供了足够的信心。2023年,全国发电装机容量同比增长13.9%、煤层气产量同比增长20.5%,国内能源领域保持着稳健增长。数字能源,即利用物联网IoT技术与能源产业进行深度融合,实现能源品类的跨越和利用率的突破。在能源安全问题日益严峻、可持续发展等时代趋势的影响下,数字能源将成为全球经济发展的支柱。以数字化下沉的渗透力度、产业结构的变化速度观之,数字能源走上舞台C位的时间节点将远远早于预期。
数据显示,2023年中国新能源汽车产量944.3万辆,其中深圳产量超过178万辆。新能源汽车充放电能量循环逻辑和巨大的市场保有量,意味着电能这种最“难留”的常规能源多了一个稳定的存储之所。
新能源汽车,就是数字能源最为直观的数字能源应用场景。数字能源可谓一种“无形之物”。业界有个粗糙却相对形象的解释:“将浪费的能源捡回来”。虽然与认知中的具体能源形式不同,数字能源切实能提供更为丰富的能源余量,极大提高能源效率。在以新能源汽车为数字能源代表的赛道,数字化与能源相融合已是“梦想照进现实”。时下深圳正在加速打造全球数字能源先锋城市,“一杯咖啡,满电出发”的浪漫既彰显了新能源载具的自由便利,又是对电能这种极难把控能源自由支配的底气。截至2024年3月1日,全市已建成超充站239座,在建75座。从2023年6月起,深圳宣布启动“超充之城”建设。当年就建成超充站161座,分布在商业综合体、公交场站、产业园区等。一些站点不仅能充电,还增添了发电、储能、电池检测等新功能。习近平总书记指出:“绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。”在深圳部分近零碳试点区域,数字能源的应用呈现密度高、形式多样、渗透率高等更为超前的景象。以打造“近零碳示范区”为目标,福田区率先出台“超低能耗建筑技术”政策体系,推出支持新能源产业促进碳达峰的32条专项政策,每年安排产业资金近3000万元。目前已有16个项目入选深圳市近零碳排放区试点,占全市总量约三成,排名第一,其中就包括全球最大规模的“光储直柔”近零碳园区——华为数字能源安托山总部基地,集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体,彰显了未来产业集群低能耗、高质量发展的未来范式。福田区委大院停车场的超充站已经建成了国内要素最齐全、技术最先进的超充示范站不仅如此,为进一步完善超充产业链,福田创新推出“低碳超市”,汇集辖区32家企业、180种低碳技术产品和服务,为建设单位、产品供应商、服务商搭建对接平台,鼓励企业采用深圳研发、深圳制造的设备、技术和服务,紧扣高科技、高效能、高质量等新质生产力特征,充分打造新能源汽车与基础设施的紧密联系,让“超充之城”跑出“福田样本”。对于应用电能这样的二次能源,深圳采取“虚实结合”的技术路线,应用“虚拟电厂”,运用能源互联网技术,把电网中的充电桩、空调、储能等电力负荷整合起来,变成具有一定规模、可调节的负荷资源,通过降低用电功率或反向放电方式参与电力平衡。在充分运用IoT、数字化技术的基础上,深圳对于电能的应用场景进行了近乎迭代的模式升级,覆盖了生产端、储运端、管理端以及能源消费端,成为随心运用的自由能源。电能的“驯化”并非数字能源的全貌,数字能源作为战略级别的重大命题,关系着社会文明的进阶。电能并非自然界直接产生、可供低成本运用的一次能源。充分利用电能,涉及到目前发展的关键问题:能源结构转型。
目前,我国能源结构为石能源与电能混合,处于一次能源向二次能源过渡的阶段,以二次能源替代一次能源、以可再生能源替代不可再生能源、以分布式能源替代集中式能源,是在能源结构转型中必须实现的目标——数字能源正是带着这样的历史使命横空出世。
进行能源结构转型,是产业和社会发展中能源问题成为掣肘的必然选择。
如以可再生能源替代不可再生能源,攸关可持续发展;二次能源替代一次能源,能大幅减小对对化石能源的依赖;以分布式发电替代中心化发电,能减小传输和存储的能量损耗……
改变能源结构,也是探索能源利用更多可能性的过程:通过数字能源对能耗精准把控、自由转换能量形式的优越性,既能实现能源在全球范围内的合理分配,消除因能源短缺而造成的地区发展差异;加强能源的留存,也更有底气迎接人工智能等耗能巨大的划时代生产力工具。
因此,数字能源几乎是社会进阶发展“必点技能”。
数字能源的发展,依托高度成熟的数字化技术,如人工智能、物联网、云计算、区块链等,使之作用于“生-配-传-储-用”全链路。形象地说,传统能源在进入数字能源时代之后,每个环节都可以实现智能监控、运维、自管理,整个能源链路都具备设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等特征。
且数字能源精准调配、自由转换能源形式的特征也将进一步丰富能源的供应和储存手段。比如,同为二次能源,氢能具备广阔应用前景,其运输储存却是目前难以攻克的难题。电能精准调配,可实现在氢能源产地用电大规模制备含氢化合物,如甲醇。相较于氢气,甲醇具有稳定的化学性质,可实现运抵后再制氢的工业流程,让氢能源大规模应用更为可行。
数字能源,不仅提升能源丰度,更赋予人类更自由支配能源的能力。
如果能源行业能顺利完成数字化转型,那么将毫无疑问地与数字经济进行强挂钩。数字能源多端协同、供需分散已经可以很直观地感受到,如在深圳并不少见的光伏发电基础设施,即与传统的电能生产模式大相径庭。数字能源系统扁平、交易开放两项结果,则是数字能源产业化后的直观红利。一直以来,电能采取集中生产、按需调配、定价平衡等模式供应,更为类似于一种“配给”而非“商品”,需要强大的管控主体和尽量准确的生产计划,即便如此也难以做到高效利用和能源价值最大化。在数字能源时代,能源将具备和普通商品一样的特征,如电能可以依靠储能设施、虚拟电网,在市场环境中完成扩量、储备、盈利等市场动作。已经在电能领域“登陆”的光伏、储能技术,更让数字能源成为了一项人人均可参与的“投资”——发电设施的持有者,可以从电能售卖中获利,这使数字能源具备了类似于区块链的生态活力。是以目前数字能源正在缓缓开启一个亿万级别的全新增量市场,无论是解决方案供应方、能源生产方、数据提供方乃至基础设施搭建方都可以参与其中。人类掌握了火,便会自发搜集木材。进入工业化社会,化石能源获得广泛发掘运用,每一次生产力跃迁,终归会对能源提出更高的要求。如今,虚实相生、智能化的数字时代已经到来,数字能源正缓缓推动历史的车辙前进。-END-