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能源数字经济助推能源经济产生新业态和新模式

北极星电力网新闻中心  来源:中国电力  作者:国网能源研究院  2020/3/9 11:52:15  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 能源革命 能源消费 火电

北极星火力发电网讯:在能源革命和数字革命将深度融合的时代,能源数字经济把新的活力注入到现有的能源体系中,改变各类企业在市场中的定位,进一步发挥能源企业“民生”属性,为能源业态创新给予新动能,共享能源体系发展带来的综合效益。

来源:微信公众号”中国电力“ID:ELECTRIC-POWER

执笔人:陈睿欣、郑厚清

(国网能源研究院能源数字经济研究所)

当前能源革命和数字革命深度融合是大势所趋,能源系统日益呈现数字化、智能化属性。在以新能源、可再生能源生产为代表的清洁能源迅猛发展和“云大物移智链”等新一代数字技术与能源行业日益融合发展背景下,需要关注到能源系统的生产关系将逐渐发生变化。能源数字经济将推动能源消费者向产消者转变,系统不确定性显著增加,有必要分析在这样的背景下,如何充分发挥能源革命和数字技术在观念认知、技术革新、关系重塑方面的作用,推动能源系统的形态和市场交易形式发生改变,进而实现能源企业业态及模式创新。

一、能源系统在数字经济冲击下不确定性显著增加

(一)能源系统中的参与主体愈加多元

传统能源系统以能源的供需平衡为主要约束,生产侧为主导的是大型的火力发电厂、水电厂、风电场等。在消费侧,各种社会生产、生活等行为成为能源消费的主体。但在数字经济时代,由于数字技术的发展和广泛应用,传统认为不具备成熟条件,或者未能想到的能源形态逐渐涌现。分布式的新能源、氢能、页岩气、储能的大力发展,极大的改变了传统能源生产格局,电气化、低碳化、清洁化成为主要发展趋势。在能源消费侧,用户用能形式愈加多元,电动汽车普及率提高,家用电器类型多样,用户的用能需求也不再仅仅满足于基本使用,而对能源价格、能源稳定性、能源的清洁化水平有了更高要求。

(二)先进的信息交互手段推动产生能源产消者

得益于能源系统的数字化转型,供需两侧的信息可以及时传递,能源系统的运行可以通过实时监控到的设备状态进行有效调控。在可再生能源技术可行性和先进数字技术成熟应用的基础上,能源“产消者”逐渐从虚拟走向现实。能源“产消者”是指能源消费者也可以同时是能源的生产者。“扁平化”能源系统,将引导电力、天然气用户自主参与调峰、错峰,发展分布式能源、虚拟电厂,将用户由传统的受能者转变为主动参与能源供需平衡的供能者。以往的单向信息流动,需要向双向互动拓展,系统的响应速度和稳定性都面临较大挑战。能源系统的运行方式,也将由集中式大能源网的形态向集中式与分布式可独立、可互动的形式变革。

(三)多主体的多维互动为能源系统的安全稳定带来挑战

随着能源系统中的主体类型多样,交互效率和频率提高,系统的传统运行模式和管理方式都将产生颠覆性的变化,因此产生了以下几个方面的不确定因素。

系统控制策略的不确定性。由于源荷双侧的随机性变化,以及多样的交互方式,对系统的运行控制造成了一定挑战。一是要及时响应终端用户的多类型需求,比如电动汽车反送电、负荷需求响应等。二是要面对高比例可再生能源接入对系统造成的稳定运行压力,精准实现负荷匹配。三是要调动系统中各类负荷潜力,组织参与调峰调频等辅助服务交易,对控制策略设计的合理性、经济性、有效性都提出了较高要求。

系统设备元件的不确定性。随着系统中数字终端、传感器等信息化设备的接入,在传统能源生产、传输、控制等各级设备基础上,增加了更多元件变量造成的系统不稳定因素。一方面,信息化设备和智能化技术的加入,增加了系统运行的复杂性,同时也对人员操作的精准、科学提出了更高的要求。

共享开放产生的安全不确定性。现代能源系统是与数字经济技术充分融合的智能系统,因此开放协同的互联网思维也将逐渐改变传统能系统条块分割、各自为政的问题。各能源子类中的数据逐渐开放、各系统的运行状态将进行充分共享。但这同时也带来能源系统的信息安全问题。能源数据与社会生产生活状态紧密相关,数据泄露将造成严重的用户隐私和社会公共混乱等问题。因此在当前建设的现代能源系统当中,要充分考虑能源系统的信息安全问题,进行有效的评估,并利用合理的手段进行防范。

二、能源系统和数字技术融合创造虚实互动的平行能源世界

物理能源系统产生的诸多不确定性,是因为改变了以往能源系统运行中信息不对称情况,但仍是依靠物理世界的人为操作进行运行。平行能源世界中,智能化的机器人、高性能计算机等,将成为和现实世界紧密配合的虚拟主体。这样一来,传统的生产关系、生产角色会发生变化。

(一)新型能源基础设施构建学习型能源网

一是数据采集等基础设施建设将实现能源系统数字化。在能源系统生产、传输、配置、利用的全过程所涉及的设备和管网上,加装传感器、数据采集终端等,通过通讯网络、数字处理平台形成可供系统使用的数据资源。

二是算法算力资源部署将推动能源系统智能化。传统的能源网络在融合了传感设备、感应装置的基础上,通过利用人工智能、云计算、复杂程序、区块链等工具库开展移动应用、数据整合、预测算法、集成运算等功能,建设各能源用户端的学习、思维、交流能力及其之间相互连接的网络。学习型能源网以用户为主,实现人、机、网合一,能源消费不仅是用户主体与能源来源客体的互动,也是用户借助智能能源工具库实现新的智慧能源互动,解决各种能源生产、供应、消费、风险管理运行问题。

三是智能机器的应用推动未来能源系统实现虚实互动。在能源系统具备了基本的数据采集、传输、处理等基础设备以及高性能的运算分析资源基础上,逐步建立和物理能源世界相对应的数字孪生世界。利用机器人、智能设备处理现实能源系统中不定性、多样性、复杂性的问题,实现“小数据”导成“大数据”,再把“大数据”炼成“小智能”,赋予能源系统操作者真正的智能。这样一来,就形成一个人机结合、虚实一体的平行能源世界。智能机器人将成为平行世界中的能源系统工作者,与现实中的操作人员形成智能化互动、精准化预测和科学化决策,真正实现能源系统中的多主体、多要素有序高效运转。

(二)能源数字交易体系推动还原能源商品属性

市场各主体通过能源数字交易平台实现可靠交易。借助于数字经济技术,传统能源由于其独特的资源属性而存在的行业交易壁垒将逐渐被打破,信息将实现有效流通,能源将回归一般商品的属性。能源数字交易平台通过提供实时流动的供需信息,也将各主体的操作行为透明地展现在平台上,有效解决交易市场中信息不对称问题,实现快速发现价格并自动触发交易。同时利用先进数字智能技术,解决智力不对称问题。在交易平台中,通过能源数据的共享,实现高精度的能源价格预测;通过区块链加密技术,保障能源交易过程的可靠可信;通过人工智能、深度学习等基于海量数据的智能算法,为交易双方提供个性化、多样化的交易策略选择。

三、能源数字经济推动业态及模式创新

(一)企业在市场中的定位将产生变化

交易成本经济学认为,由于物质资产具有不同程度的专用性,以及物质资产的所有者之间存在信息不对称等原因,使得不同所有者之间的交易存在着机会主义的风险,而企业能够通过内部组织和内部协调等方式来减少这一缺陷。在信息不对称的时代,企业成为保障社会可重复博弈的有效载体,但是数字经济时代,随着区块链等相关技术的发展应用,市场中的交易行为以及企业生产环节的安全控制,都可以依托技术进行保障,社会声誉机制建设的主要主体角色也将逐渐由企业转变为各类组织或者独立个体。企业传统的功能将逐渐弱化,未来市场中,各类平台将承担起资源有效调配、推进合作与共赢、敏捷创新的角色。

(二)数字能源成为能源业态创新新动能

数字能源依据其虚拟化、平台化、生态化的特征,使得能源能够进行跨越时间和空间的控制、管理和交易,最大化地保障价值向需要它的方向流动。平台的构建,将推动能源生产消费环节的多主体按照有效规则参与市场活动。能源系统将由单一能源发展模式向综合能源发展模式转变,集中式能源系统向集中式与分布式相协调转变。能源经济产业体系,将通过数字能源的运转,实现“能源+绿色产业链”发展模式,各类主体能够共同参与并实现能源资源的高效调配,依靠多产业融合实现价值增长,共享现代能源体系发展带来的综合效益。

(三)进一步发挥能源企业“民生”属性

开放的市场环境以及先进的数字智能技术,将能源数据的行业节点作用充分发挥,通过数据进一步洞察用户的用能需求,以及行业的发展趋势。进而结合金融、交通、公共服务等领域,设计更符合用户用能习惯、满足多样化用能需求的产品服务。同时在农村等经济条件较为落后的地区,发挥能源数字经济作用,创新商业模式、创新产业业态,提供均等化的能源服务,缩减“数字鸿沟”,让数字经济发展的红利进一步向普通大众的生活中渗透。

四、结论

能源数字经济不是简单的数字技术为能源系统赋能,而是将一种新的发展理念、新的要素组成方式、新的市场交易规则引入现有的能源体系中。由此对能源系统的运行模式和治理体系都带来了挑战。而这样的挑战,将推进能源系统更贴近民生,能源市场中将涌现更多的新业态、新模式。这样的能源数字经济时代,才能将现代能源体系的建设成效惠及社会,充分实现能源革命和数字革命深度融合的目标。

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