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能源数字化,未来四十年看什么?

大数据在线 | 聚焦云计算市场研究与洞察 2022/09/20 22:42

有人曾言,能量与信息是衡量人类文明进程的价值标准。因为,每一次能源/信息革命都给人类社会生产力带来跨越式发展。

如今,人类文明再次站在变革的风口。“碳中和”成为全球主要经济体的共识和使命,正带来一场广泛而深刻的社会经济变革,能源生产、能源消费模式迎来颠覆式改变,“能源”与“数字”的加速融合,不仅推动能源行业上下游链条走向全面改造,更为各行各业全面转型升级带来巨大机遇。

正如里夫金在《第三次工业革命》中所言,以新能源技术和信息技术的深入结合为特征,一种新的能源利用体系也将出现。因此,在新能源和数字化两大浪潮的推动下,能源数字化的步伐明显提速,受到社会各界广泛关注。

那么,能源数字化对于基础设施发展会带来哪些深远影响?能源数字化会有哪些关键趋势?能源企业又该如何看待能源数字化的建设?近日,央视《对话》栏目邀请南方电网、三一重能、中国电子云等企业代表,就“当数字化遇上能源”等话题带来了一场深度思考。

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能源加速拥抱数字化

能源加速拥抱数字化,看似偶然、实则必然。

智能时代,以能源为代表的传统行业首要任务就是弥合巨大的数字鸿沟。众所周知,传统能源行业发展多年,始终无法有效解决发电、用能、储能侧之间协同性差,电力生产和能源利用效率低下等难题。而云计算、大数据、AI、5G等数字化技术的崛起,让能源数字化成为大势所趋,以“发、输、配、用、储”全链路的互联化、数字化和智能化,实现电力生产、运维和能源利用效率的大幅提升。

以我国为例,国家2020年正式提出碳达峰与碳中和的30/60目标,意味着未来四十年我国能源行业结构会发生重大变化。但中国经济长期向好,对于能源的消费也将保持着持续增长,而发电结构期却以煤电为主,水利、天然气发电等调节性电源占比较低,电源中心远离负荷中心,使得能源结构调整压力巨大、节能减排难度极大。

因此,在未来多年里,我国无论是电力系统结构从大机组、远距离、超高压联网,向骨干电源与分布式电源结合、主干电网与局域配网和微电网结合演进;还是电力企业管理模式、技术体系、生态构建全面变革,从“单一保障供能”向“生态系统服务商”转型,都需要能源数字化来不断支撑这种趋势的演进。

“现阶段,能源行业最需要和迫切的是运用数字化的手段、逻辑、思维来重塑能源行业。”中国社科院工业经济研究所能源经济室主任朱彤在《对话》栏目中如是说。

约瑟夫·熊彼得认为“创新”就是在建立一种新的生产函数,把一种从来没有过的关于生产要素和生产条件的“新组合”引入生产体系,从而实现“创新”。毫无疑问,能源数字化就是这种“创新”的突出代表,能源数字化将各种新数字化技术与能源业务融合,将数据要素深度嵌入到生产、运营、服务等流程之中,充分发挥数据要素与传统生产要素融合,带来放大、叠加与倍增效应。

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以新能源为例,我国正在加大风能、太阳能等新能源的建设,用电侧到2030年保守则有8000万辆新能源汽车,前景不可为不好。不过新能源的随机波动性强,随着未来能源占比的提升,必然会导致电网波动大幅增加,电网体系如何适应新能源随机波动性、促进新能源并网消纳,拥抱能源数字化、利用数字化技术来提升调度运行水平和风险防御能力被视为是关键所在。

“南方电网是全世界第一个提出数字电网概念的企业,数字电网这个词汇就代表了能源行业与数字化的拥抱。”南方电网数字电网集团有线公司总经理李鹏表示道。

能源数字化:同频共振是关键

不可否认,我国能源行业总体仍处于数字化和智能化转型的初期,目前只有少数标杆企业,大部分企业依然在调研与规划阶段,距离真正实现安全高效的数字化、智能化能源新体系依然有很长的距离。

这种状况是由行业特点所决定。众所周知,能源行业属于技术与装备密集型行业,产业链上下游复杂、应用专业性强、设备管理与运维难度大;如今,新兴场景、新业务、新服务等又不断涌现,整个能源行业数字化的探索空间极大,绝非一两家企业就能实现的。“目前,像能源行业等产业互联网,缺少体系非常健全的解决方案。”李鹏如是说。

当前,业界已经形成共识,即能源数字化必然需要走向合作,以生态合作的力量来推动能源行业数字化解决方案的建设。三一重能首席数字官彭旭表示:“合作是大势所趋,能源行业数字化场景有很强的行业属性,能源企业对于数字化转型的安全性要求又极高,需要数字化企业为其搭建安全的基础设施。”

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但能源企业与数字化企业如何分工与合作是极大考验,数字化企业的优势对于像云计算、大数据、深度学习等数字化技术,能源企业则对于自身业务极其熟悉,彼此之间的沟通与合作需要契合点。因此,各方同频共振是关键。

中国电子云总裁马劲认为,“合作的前提是分工,正是由于人类的专业分工越来越细,合作才越来越多。”

事实上,中国电子云与多家能源企业已经在联合创新等合作上有迹可循。例如,在燃气发电领域,国内多家燃气发电企业的核心设备部件被国外厂商所垄断,受到天然气等能源价格和运维成本的影响极大,“维修过剩”的情况又比比皆是,使得很多企业长期处于微亏或者微盈的状况,利用数字化技术手段来降低成本就成为大势所趋和必然之路。

为此,中国电子云携手华电电科院、华电南自华盾公司联合攻关,深耕燃气发电的重点场景,以业务痛点切入,开发出国内首个行业级自主可控燃机智慧运维云平台,填补行业空白。该平台基于国产化自主可控的设备和技术,采用“1+N”云边协同、运管分离的部署架构,充分利用云计算、大数据和人工智能等技术,构建起全新的燃机运维体系,并在部署的六家电厂的降本增效中初显身手。

这种联合创新突破的关键数字化企业能够“双手沾泥”深入到业务之中。以数据治理这项工作为例,不把数据标准统一,很难在云端模型中发挥电力行业专家丰富的经验和知识。但燃气电厂经过多年的数字化建设,部署了各种信息系统,数据库类型也是五花八门,信息孤岛丛生,数据标准不统一,这时就需要数字化企业能够从业务角度出发来设计数据的规范性、标准化,从而构建起安全、完善的数据治理体系。

“光懂技术还远远不够,需要‘读懂’行业,与客户的沟通、创新在同一频道上。”中国电子云技术专家介绍道。

不仅如此,定制化也被认为是能源数字化创新的关键。产业互联网的特点是,随着行业数字化、智能化向纵深挺进,新业务、新场景涌现,行业客户会产生大量的定制化需求。因此,行业定制化被认为是能源数字化长远发展的关键。“‘系统优化、行业定制’是中国电子云推行的战略,不仅能够为能源企业打造成本更低的数字基础设施,还能够满足能源行业定制化的需求。”马劲如是说。

未来四十年:高安全计算基础设施是趋势

随着我国稳步推进碳达峰/碳中和目标,在能源数字化的建设中,数字基础设施的重要性日益突出,对于国家实现“双碳”目标、构建现代能源体系和国家竞争新优势方面将起到至关重要的作用。

目前来看,能源行业的数字基础设施呈现出两大重要趋势。首先是能源行业的业务场景呈现出典型云、边、端部署特征,能源企业正在加速拥抱云计算,像华电集团、国家电网、南方电网等能源行业企业均在积极向云靠拢,云成为能源数字化的重要底座。而云服务商,凭借其强大的技术整合、产品研发、服务响应、行业覆盖能力,则被视为能源数字化重要的生态伙伴。

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其次,能源行业关系国计民生,安全可靠是能源企业生存与发展的根本保障;另一方面,能源行业设备密集、应用场景丰富,使得数字基础设施的安全性愈发突出,高安全计算基础设施成为大势所趋。三一重能首席数字官彭旭就直言:“能源企业对于数字化转型的安全性要求极高。”

但外部安全环境却不容乐观,使得能源行业的数字基础设施面临着极大压力。以近年来令各个行业用户闻风丧胆的勒索病毒为例,IDC《2021年勒索软件研究报告》显示,全球超三分之一的组织在过去12个月内经历过勒索软件攻击,能源等传统行业成为勒索病毒有利可图的重点目标。可以说,任何一个微笑的安全漏洞,都可能被不法分子所利用,造成严重的损失。

因此,打造可信的技术体系愈发重要。以中国电子云为例,其自成立伊始,“安全为先”即是技术发展的核心战略之一,从底层核心芯片到操作系统,再到整机、数据库和上层应用的全产业链安全产品,构建起“本质安全”;再依托于PKS体系内安全厂商,实现云服务的“过程安全”。

此外,针对能源等传统行业的业务特点和数据安全等需求,中国电子云重点打造了专属云CECSTACK。如今,最新的CECSTACK3.1已经具备一池多芯、 开箱即用、行业解决方案与生态集成框架,为能源企业提供提供一整套从本质安全到过程安全,从云下安全到云上安全的立体的安全防护能力。

回顾历史,从蒸汽机时代到电气时代,再到绿色新能源时代,每一次能源革命都是推动人类文明前进的关键动力。如今,在双碳目标和数字化的大趋势下,能源+数字化将再一次重塑经济和社会生活的方方面面,而安全、可靠的数字基础设施将是上至国家、中至能源行业、下至能源企业重塑竞争优势的关键,它将支撑其社会可持续发展和人们的绿色数字生活。

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