发电企业转型需数字化助力

作为重要的碳排放行业之一，发电行业正面临可再生能源占比迅速提升、分布式能源快速增长、能源利用效率显著提高、消费者需求更加多元等方面的变化。随着科技的不断提高，越来越多的数字化、智能化解决方案开始渗透到电力行业产业链的各个环节。

（来源：微信公众号“能源评论•首席能源观”  作者：郑子霆）

未来，电力系统将成为一个由海量的可再生能源发电、储能、智能用电设备构成的系统，也将更加“离散化”，数字化技术将是实现万物数据化、智联化的重要手段。其中，发电企业作为重要的参与者，也将朝着低碳数字化转型的目标前进。

全球电力行业的五大转型趋势

当前，全球电力行业正经历着多维度转型，主要体现在以下五大方面。

第一,能源结构的转型，可再生能源占比激增。根据国际能源署的预计，到2035年，全球煤电占比将下降到24%左右的水平，可再生能源发电量将达到17443亿千瓦时，占比超过一半，年增速达到6%。

第二，能源供应形势发生变化，分布式能源将会成为主要增长点之一，其中分布式风能、光伏发电和分布式天然气都将得到长足发展。以分布式光伏发电为例，预计2035年分布式光伏的装机容量将占光伏总装机容量的40%。

第三，由于新能源汽车的普及，交通电气化程度不断提升。从全球轻量级的汽车销量来看，纯电动汽车销量在整体销量中的占比将继续提升，预计在新销售的汽车中，电动汽车的占比将由2020年的3%增长到2040年的55%。

第四，能源消费方式的变化。在日新月异的市场环境中，能源消费者的需求趋向于数字化、个性化、便捷化和开放化。这一转变将会推动电力企业的产品服务以及业务模式升级，不仅要满足消费者的新需求，还要创造新的价值。目前,不少能源供应商推出了新的产品和服务，例如智能家居、智能电能表等智能设备，以及根据用户的用能和偏好提供定制化的能源服务。

最后，随着世界各国对于能效创新的投资和研发，能源系统的整体效率将会不断提高。根据《中国发电企业碳中和数字转型白皮书》的统计数据，目前的年均能效提升比率基本保持在2%左右的水平。但在国际能源署2050年净零排放的情景和目标下，2020～2030年能效提升的水平每年需要达到4.2%，这就意味着到2030年累计提升需要达到50.9%才能实现2050年的净零目标，因此未来能效提升还有较大空间。

两个趋势和两个市场

与全球电力行业低碳转型的趋势一样，我国电力行业同样面临着终端能源电能替代和可再生能源发电比例逐渐增加的趋势。

具体来看，第一个趋势是终端能源电能替代传统用能。当前，我国电气化的步伐已经位于全球前列。根据国家发展改革委等十部委在3月底联合发布的《关于进一步推进电能替代的指导意见》可知，2025年我国电能占终端能源消费的比重将达30%左右。第二个趋势是可再生能源发电装机容量占总装机容量比例逐渐增加。到2030年，我国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。预计到2025年、2030年，我国风电装机容量将分别达到400吉瓦和580吉瓦，光伏发电装机容量将分别达到500吉瓦和780吉瓦。

在此基础上，随着电力市场化程度的提升，两个“市场”，即电力交易市场和碳交易市场（以下简称“碳市场”）也将迎来迅猛发展。

国家发展改革委有关负责同志表示，2015年以来，我国电力市场化交易电量比重大幅提升，改革红利不断释放。2021年，全国市场化交易电量3.7万亿千瓦时，同比增长17.2%，占全社会用电量的44.6%，是2015年市场化交易电量的近7倍，年均增长约40%。未来，在利好政策的推动下，我国电力现货交易试点范围将会继续扩大，参与电力交易的主体也会更加广泛；同时，可再生能源发电参与电力现货交易的比例也将逐步提升。

从碳市场来看，与欧美国家相比，我国的碳市场虽然起步较晚，但增速较快。2021年7月16日，全国碳市场正式上线，截至2022年7月15日，碳排放配额累计成交量达到1.94亿吨，累计成交额已经达到84.92亿元。目前，我国尚处在碳市场发展初期，发电行业作为首个纳入全国碳市场的行业，已有超过2000家单位被纳入全国碳市场。未来，随着纳入碳排放交易企业的覆盖面越来越广，碳市场有望迎来进一步的发展。

数字化转型，路怎么走？

随着“双碳”目标逐渐细化，发电企业作为碳排放大户，也将迎来低碳转型的关键时刻。

在发电侧，可再生能源和新能源是未来主要的转型方向，其中包括光伏发电、水电、陆上风电、多能互补集成优化示范工程等。新能源资产的普及将带来新的机遇与挑战。同时，随着政策的放开，新能源产生的“绿电”也将更大规模地参与到电力市场交易中，为发电企业带来了提供绿电交易、碳管理等其他服务项目的机会。

身处发电侧这一主战场，发电企业可以在多领域运用数字化手段，如新能源资产运维、新能源发电量的提升和预测、电力交易市场等等。以新能源资产运营维护为例，随着越来越多的新能源资产投运，我国的新能源行业将从跑马圈地的建设期转为存量资产的运营期，发电企业对新能源资产运营的重视程度也将随之提升。新能源资产运营维护的主要目的是对新能源发电机组的健康状况进行全面诊断和预警，以维护新能源资产的稳定运行。发电机组在运营时，可以利用数字化技术对风力和光伏发电等分布式发电机组进行出力监控和优化，实时了解机组的发电情况，对机组运行状况进行实时诊断。新能源资产运营维护主要包括无人监控与巡检、设备健康预警、数字孪生三个方面的数字化解决方案。

在用电侧，“能源互联”将成为未来的主要转型趋势。用户侧能源形式丰富，既包括分布式光伏等发电设备，也包括各类用电设备和电力储能设备。“能源互联”将更加注重零售侧的服务和用能管理，发电企业有机会针对分布式光伏发电、储能等需求提供更多种类的服务。同时，随着电气化和智能化的普及，终端用电设备将更加多样化，发电企业可以提供电车用能、能效提升、需求侧响应等服务。

在输配电侧，由于可再生能源发电的波动性，电动汽车、储能等设备不断接入，维持电网稳定性的要求日益提高。发电企业可以基于大数据，利用物联网、智能AI等技术，将电源侧、用电侧及输配电侧的各类可控资源的数据接入，实现数据的透明感知，有效促进“源网荷储”灵活互动，促进新能源电力消纳，并合理削峰填谷。在数字化方案赋能电力行业转型的同时，数字化技术也将加速发电企业自身的低碳转型。例如，借助智能物联网技术，发电企业可以实现碳排放的监控和预测，督促自身减排；同时，也可以监测碳市场数据，帮助自身优化碳排放配额交易并提升收益。

“产业中台”，为决策出力

当下，电力行业的转型正在从“可控”变为“随机”，电源和负荷的形态从“机电一体化”到“电力电子化”，配电网形态从“无源”变为“有源”，系统的控制对象从“集中”变为“离散”。为了应对这些变化带来的挑战，一个可以同时协同电源侧、电网侧及用户侧的产业中台（集控中心）尤为重要。产业中台作为控制载体，能够集成大量的离散能源终端，为电源侧、电网侧和用户侧提供集中分析、决策和调配。

对于发电企业来说，产业中台的价值可以呈现在以下三方面：一是利用智能物联网技术实现对所有新能源资产的有效监控；二是实现产业的整体协同，包括企业多种能源资产的协同，集团－分公司－场站的协同以及多种能源结构的协同；三是实现新能源发电资产生产管理与电力市场的协同。因此，对于发电企业来讲，产业中台将成为其从传统能源向以可再生能源为主的电源结构转型的重要抓手，成为和企业管理平台同等重要的第二大核心管理要素。

在这一过程中，新能源发电企业自身业务能力与数字化能力的构建至关重要。以某企业开发的高绩效公用事业模型（HPUM模型）为例，针对可再生能源发电行业，HPUM模型共有包括业务开发、运营与维护、商业优化、资产出售/退出等七大模块，可以帮助新能源发电企业识别数字化能力差距和数字化技术发展机会，实现业务能力及流程的识别、梳理和优化，制定数字化能力提升战略，创造更大价值。

不难看出，随着国内外电力行业的转型，发电企业将从“重资产、轻服务”的传统模式逐步向以客户服务为中心的新模式转型，而数字化将成为促转型的重要技术支撑。

（作者系埃森哲大中华区资源事业部总裁）