中国能源研究会副理事长兼秘书长孙正运:
数字化助力能源低碳转型
电是特殊能源,一方面关乎国计民生,另一方面,电力生产、传输、消费具有实时平衡的特点。电力资源优化配置需要关注三个问题:安全、效率和清洁。
到“十四五”末,可再生能源的发展将呈现大规模、高比例、市场化、多能互补四个特征。在“双碳”目标下,发电企业既要提供优质、绿色、可调节可控的电源,还要兼顾安全、经济。同时,电网企业在保持发用电实时平衡方面,也将发挥重要作用。
数字化转型服务新型电力系统建设方面,必须保持电力“天平”的平衡,将数字化技术与传统电力技术深度融合,通过信息化、网络化、智能化等手段,预判新能源波动,统筹源网荷储资源,保持电力系统的稳定,预控电源和电网输变电设备的潜在风险,实现电能高质量可靠供应与电网安全稳定运行。数字化手段在“双碳”目标实现的过程中有很多应用场景。例如,建设数字政府可以实现“线上办事”,缓解道路拥挤、减少汽车排放;电网数字化提升了资源效率,减少资金投入,也能够实现节能减排。
在智能运维方面,可以通过无人机、可视化装置的应用,进行人工智能图象分析,提升设备缺陷隐患的发现率,提升电力安全运行水平,这对节能降耗也发挥着至关重要的作用。
(姚美娇/整理)
中国华能集团有限公司科技部副主任梁昌乾:
数字化转型是能源高质量发展的必由之路
当前,数字革命与能源革命融合日益紧密。数字化转型将重构能源电力系统的运行模式和治理体系,拓展能源数字经济的发展前景,是能源行业高质量发展的必由之路。
华能集团已明确提出,到“十四五”末,数字化建设取得重要进展,全面推进“数字华能”“智慧华能”战略实施,依靠数字化手段,着力推动公司各产业与数字化技术深度融合及应用,打通数据壁垒,盘活数据资产,挖掘数据价值,创新发展模式和发展路径,打造公司发展核心竞争力。
围绕这一总体规划,华能集团布局实施了“139”数字化转型重点示范项目规划,“1”即统一智慧能源管理平台,“3”是数据共享平台、统一技术开发平台、统一网络安全平台,“9”囊括电力生产、物资采购、营销管理、燃料管理、财务资产等项目。
目前,统一安全生产管理平台已成功实现83家火电单位、20多家区域公司应用,涵盖253个机组以及11.6万名用户。
智慧火电方面,华能集团已开展瑞金电厂、石洞口一厂智慧电厂专项建设,树立起国内智慧电厂标杆;智慧水电方面,华能集团从糯扎渡数字大坝、黄登智能大坝到托巴绿色智能建造,再到流域水电站智能建设一体化管理,始终坚持需求导向,为水电工程建设提供有效技术支撑;煤炭开采方面,围绕一朵云、一个中心、多应用的技术框架,建设煤炭智能化综合管控平台。其中,伊敏露天煤矿构建了国内首个露天矿山无人化示范工作面。在砚北煤矿、魏家峁露天矿建成5G网络。
华能集团还在推动智慧营销、智慧燃料平台。智慧营销主要负责运营监管及信息统计分析;智慧燃料管理可支持集团范围燃料、生产、财务之间的协同,煤电与新能源之间的协同,预计于2024年底全部建成。
华能集团将紧抓数字革命的有利时机,引领电力结构和企业改革的伟大变革,持续增强企业核心竞争力。
(卢奇秀 /整理)
国际可再生能源署创新与技术中心主任Dolf Gielen:
中国在氢能领域极具潜力
能源领域的碳排放量占全球碳排放总量的70%左右,降碳要基于更多可再生能源和氢能的使用,转型才能成为可能。
到2050年,可再生能源产能将是目前产能的8倍左右,增长主要来自太阳能和风电。为此,需要寻找新的灵活性调节资源。目前电力系统的灵活调节能力主要来自化石能源,未来会出现更多需求侧的调节,比如储能、电动汽车。
中国在氢能领域也极具潜力。未来十年,“绿氢”将迅速发展,我们要快速提升其能力,并根据太阳能、风电发展情况,灵活调节运营。再生钢铁生产已使用上低成本的“绿氢”,中国是全球最大的钢铁生产国,氢能在钢铁生产等领域也有很大的发展空间。(卢奇秀 /整理)
亚洲开发银行东亚能源局可持续基础设施处处长Sujata Gupta:
亚开行支持民营企业参与应对气候变化
亚开行自1986年便与中国开展了合作。在1986年至2021年间,亚开行已向中国发放283笔投资组合贷款,总额超300亿美元。目前,还有约120亿的美元的贷款正在推进中。
目前,亚开行在中国的战略包含三个重点内容:环境可持续发展、应对气候变化及灾害、促进民营企业发展。
亚开行将大力支持中国实现“双碳”目标。为此,亚开行承诺将为包括中国在内的亚太地区所有国家提供共计1000亿美元的气候资金。亚开行在中国的项目为这一“千亿美元目标”作出了巨大贡献。
同时,亚开行还通过创新措施支持应对气候变化。例如,京津冀以及长三角地区是空气污染和温室气体排放的重点区域,针对这个两地区的空气质量改善,亚开行提供了6笔总额为21亿美元的贷款。
除了自主发行外,亚开行也鼓励相关方发行绿色债券,亚开行希望依托中国民营企业的资源,每年减少约1200万吨的碳排放。
亚开行希望通过跨部门、跨行业一体化的方式来支持中国发展。
下一步,亚开行会支持地方政府以及相关机构实现气侯变化的重点任务,也会支持例如CCUS、数字化电网等信息技术的发展。
此外,亚开行也会拓展一些创新的商业模式,积极撬动相关部门利用更好的资源,并鼓励民营企业参与其中。
(杨梓/整理)
百度智能云、智慧工业事业部、能源解决方案总经理张文强:
人工智能手段或成能源低碳转型重要抓手
作为拥有强大互联网基础的AI公司,百度已在二十年的发展历程中衍生出各种人工智能技术。目前人工智能专利申请数达到13000件。在市场方面,百度研发了中国首个产业级平台。在算力方面,也获得了40余项冠军。
目前,能源相关的二氧化碳排放占我国碳排放量的90%左右。在“双碳”目标下,我国能源行业的发展面临诸多挑战。
在能源生产侧,火力发电仍是我国的主力发电形式,人工智能技术可有效助力火电行业能耗降低。相关实践表明,在火电厂空冷岛使用人工智能技术,通过优化空冷风级的起停及转速,可以提高汽轮机出力、降低电耗,从而达到降低供电煤耗的效果。同时,火电脱硫环节也可以借助人工智能技术管理料耗。
在能源的消费侧,高能耗企业或可通过人工智能技术来监控、预测、优化、调度,实现降低能耗,并以此提升整体能源效率。相关数据表明,人工智能的应用有望在2030年减少26-53亿吨的二氧化碳排放量,占减排总量的5%到10%。 在能源输配领域,在电网调度业务中的应用探索是人工智能的一个方向。以能源负荷预测场景为例,传统的能源消费者如今已经变成了能源的产销者,加之大型社会活动、天气、季节等影响,电网的能源负荷预测越来越困难。未来,人工智能有望在这一领域发挥重要作用。
此外,对于电网长输电线路的安全保障和故障诊断,可将人工智能和采集摄像头融合,识别准确率可达90%以上。电网设备维护会产生大量文档,人工智能手段可以基于这些文档和数据构建知识图谱,以支持整体设备的故障诊断和故障处理。在出现故障后,还可以基于历史记录进行智能化推荐。(杨晓冉 /整理)
太原理工大学电气与动力工程学院副院长、教授窦银科:
极地新能源供能技术亟需提升
近年来,燃油发电对极地环境的污染不可忽视。国际相关组织多次建议世界各国把南极的燃油发电转换成清洁能源发电,但由于极地环境恶劣,多年来难以实现。极地环境污染正在显现。同时,全球升温导致北极海冰已比上世纪70年代减少了40%,而南极的冰虽然保持了总量平衡,但每年仍有大量的冰损失。
目前南极有83个科考站,其中53个常年有人居住,但80%—90%仍然是燃油发电。近年来,我国泰山站已建成80千瓦的风力发电、60千瓦的光伏发电,但由于常年风大,风机叶片容易损坏,我国极地新能源系统仍需加强。
目前,世界各国在南极的清洁能源利用都在试验推进中,其中,比利时伊利沙白公主站建设的100千瓦风光储能开始应用。在极地,工地施工、导航、交通运输,都离不开能源。当前以燃油发电为主的模式下,以下几个问题值得深思:
第一,我国清洁能源高新技术如何供应南极考察活动?第二,我国南极清洁能源利用如何引领世界?第三,我国清洁能源如何支撑南极环境保护与南极治理?
我们需要在南极科考站建立首个绿色低碳、安全高效的综合供能系统,依托极地清洁能源,利用电化学储能、氢储能和柴油备用,为全球在南极大规模开展新能源应用作出中国示范。(杨梓/整理)
国网山西省电力公司总经理祁太元:
加快构建新型电力系统
助力能源低碳清洁转型
近年来,山西的电力系统具有四个特点。一是电源结构发生了较大变化。煤电占比由原来78.6%下降到现在的60.7%。2021年清洁能源装机快速增长,占比从14%提升到31.6%,电源的清洁化水平显著提升。二是新能源高比例、电力电子高比例、用能高自主性和夏季、冬季高峰的“三高两峰”特征显现。三是山西电力外送基地作用更加明显。2021年,山西向华北、华东、华中送电量达到1350亿千瓦时,比2016年提高了1.7倍,年均增速9.59%,有效缓解了部分省份高温的局面。四是山西电力消费呈现多元化。2021年全社会用电量达到2608亿千瓦时,较2016年增长了1.5倍,年均增长6.4%。
在此特征下,山西电力系统面临着严峻的转型挑战。首先,山西需要统筹好煤电兜底保障与清洁降碳的关系。当前煤电装机和电量仍占主导地位的,一方面要坚持“先立后破”,统筹好减排与保供的关系;另一方面需要加速突破碳捕集利用和封存技术,推动煤电机组的清洁化转型。其次,山西的灵活高效调节能力不足,难以支撑新能源的快速发展。本省的抽蓄、燃气等灵活电源装机仅占5%,而通常新能源占比较高国家的灵活装机比重达30%,这就需要加快抽蓄电站和新型储能规模化布局。第三,高效的电价和市场机制仍需进一步优化完善。新能源发电成本持续下降,但灵活性电源等综合成本升高,全国统一电力市场未建设完成,适应新型电力系统的电价及市场机制还需要深入研究。
坚持系统观念,统筹发展与安全,要在国家顶层设计和宏观调控下,做好六个方面的工作:
一是建立多元清洁供给体系,确保电力安全供应。促进煤电清洁高效发展,新建一批支撑性、调节性清洁煤电机组。“十四五”末煤电装机预计达8900万千瓦,近期加快实施煤电“三改联动”,中远期应用碳捕集、封存与利用技术推动煤电机组脱碳改造;积极有序发展新能源,充分利用采煤区、沉陷区开展集中式规模化开发,“十四五”末新型能源装机预计达到8000万千瓦。同时发展其他清洁能源,布局一批具有高灵活性的气电机组,构建多元供给体系,保障电力稳定供应。
二是建立多元终端用能体系,形成灵活消费体系。扩大可调节负荷资源库,建设负荷管理系统,大力推动虚拟电厂建设,持续完善需求相应政策机制,2025年用户主动相应规模达最大负荷7%以上。拓展电能替代广度,推进以电代煤、以电代油、以电代气。预计2030年电能占终端消费比重达到40%左右。同时,推进组合能源的广泛利用,建设融合电-气-热-碳-氢,提高能源综合利用效率。
三是推进电网数字智慧转型,加快能源互联网转型。电网连接能源生产和消费,是能源转换利用和输送配置的枢纽平台,要主动适应能源与数字技术融合发展的趋势,实现在形态、技术、功能、价值等方面的全面提升,加速向能源互联网转型。与此同时,提升大电网优化配置能力,建设大同至怀来的特高压通道。此外,加快电网数字化转型,加快信息采集、感知、处理、应用等环节建设,构建连接全社会用户的智慧物联体系,提高全息感知和泛在互联能力。并构建智慧配电网,把配电网作为新型电力系统建设的着力点,不断提高配电网的适应性、可靠性以及数字化、智能化水平。
四是推进灵活调节能力建设,促进源网荷储协同。推动储蓄电站建设,全力推动已批复的10个抽蓄项目建设。推动新型储能规模化发展,进一步平抑新能源的出力波动。聚焦提升源网荷储的协同互动,发挥电网枢纽平台作用,建设省地协同的源网荷储互动控制系统,优化调度运行控制策略,有力支撑源网荷储各要素友好互动。
五是加强电力系统科技创新推动新技术新装备应用。要加快关键技术的攻关,开展大电网运行控制、源网荷储协同互动等技术研究,推动“大云物移智链”与电力技术深度融合,实现电力产业全面升级。培育现代化产业链,充分发挥电力产业链带动作用强、创新驱动强等优势,培育发展能源消费新业态新模式。不断推进新型电力系统示范区建设,积极推动临汾长治两个地级市、大同一个县区级、太原晋中两个园区先行先试,推动示范项目取得成效。
六是推进配套政策机制建设,提升支撑化保障能力。新型电力系统是一个市场化、法治化相互融合、相互促进的开放系统,要加快推进建立相关配套法治制度,充分发挥市场配置资源的决定性作用。更要推进全国统一电力市场建设,加快推动建设竞争充分、开放有序的统一电力市场,持续完善中长期、现货和辅助服务机制,探索容量市场和绿证交易,实现在更大范围的优化资源配置。理顺电力价格形成机制,遵照谁受益谁承担的原则,合理分担系统成本,形成公平合理综合最优的价格机制。
(杨晓冉/整理)
国家发改委宏观经济管理专家委员会秘书长、现代经济研究院执行院长易昌良:
以数字电网建设加快推动
能源生态重构
构建新型电力系统,是实现“双碳”目标最主要的途径之一。
构建与生态文化相匹配的电力系统,首先要在电源侧大力推进清洁供给。2020年,中国煤电发电量高达4.6万亿千瓦时,仍未摆脱“一煤独大”的局面。“十四五”期间,要力争达到风电、光伏每年1.2亿千瓦以上的装机,以确保实现风光发电量在2025年占比达16.5%的目标。
在负荷侧,应大力推动电能替代和需求侧资源利用。要充分发挥电能替代的减排作用,加快提升工业、建筑、交通等领域重大用能的电气化水平,并建立绿色低碳的发展体系,要大力推广以电为中心的综合能源服务,综合考虑工业园区、数据中心、大型公共建筑用户的基础上,开展相关的服务内容,包括能效增大与能效提升等,助力提升全社会的重大用能效率。
在需求侧,将微电网、电动汽车等各类资源进行有效整合,提升电力安全水平,大力发展分布式能源,推动能源消费转变为能源产销。
在电网侧,发挥大电网的资源配置优势。要构建特大型互联电网,推进特高压国家网络的建设,保障跨区直流输电高效安全运行,并充分发挥大电网的优化和扶持政策,大力建设和改善微电网、配电网,实现新高压主网推动发展。
“十四五”期间,我国经济社会进入以产业数字化转型为重要动能的关键时期,新型电力系统是重要抓手。在新能源革命、科技革命和产业转型的方向下,通过数字化推动能源电力供应绿色发展,以采购市场带动供应链上下游装备升级、节能减排,是服务新型电力系统建设可靠高效的重要途径。
第一,要注重建设高质量数字电网,提升能源产业数字化能力。能源产业数字化是对能源产业链、供应链的数字化升级改造,其产业链中枢就是高度智能化的数字电网,应持续深化数字电网技术,坚持以能源产业需求为导向,组织数字电网领域各方资源,完善数字电网的继续架构,并加强标准引领和编制,实现继续创新、标准创制、产业应用之间的协同发展。
第二,数字新基建是信息数字化的基础设施,也是繁荣数字经济的基石,兼具稳增长与促创新双重功能。数字电网应以新基建为契机,结合新基建对“电力+算力”支撑的需求,构建支撑新型电力系统特大规模数字化服务能力的融合型信息基础设施,从而融入和服务国家“新基建”战略。
第三,应聚焦研究数字电网融入全国一体化算力网络。根据能源结构、产业布局、市场发展、气侯环境等因素,在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、贵州、内蒙古等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点,加强云算力服务,发挥示范和带动作用。
第四,“东数西算”工程是国家发改委牵头的一项重大战略,可以充分发挥体制机制优势,在全国范围内对算力资源进行调整配置,解决数据中心能耗高、数据资源利用效率不足以及区域发展不协调等长期存在的问题。
第五,积极探索数字能源的新产品、新市场,形成价格发现机制,建设能源数据要素市场。 (杨晓冉 /整理)

