能源数字经济发展将呈现这些新趋势与新模式

发布日期:2021-03-12· 能源高质量发展 孙艺新 郑厚清 陈睿欣

发展能源数字经济要从产业数字化和数字产业化两个途径主要发力。本轮能源革命与数字革命融合发展所催生的能源数字经济。也涵盖数字经济对能源行业、现代能源产业的重新塑造。


能源是人类社会发展的重要物质基础,能源问题是关乎国民经济发展和民生保障的基本问题。能源数字经济作为能源革命与数字革命相融并进发展的新经济形态,为破解能源问题提供了新的途径。本文以能源产业数字化与数字产业化为两大主方向,探讨发展能源数字经济的新趋势与新模式。

能源数字经济是能源革命与市场发展共同催生的新经济形态

能源行业是长周期、重资产、强监管的行业,从以往看,大多数能源问题的解决策略都是依靠政策引导、投资驱动、资源投入来解决的,缺乏从需求视角感知用户、满足用户的意识与手段。本轮能源革命与数字革命融合发展所催生的能源数字经济,为破解传统能源问题提供了新的途径。狭义上,能源数字经济主要聚焦于具有平台经济、数字经济特点的蓝海市场,如综合能源服务、能源工业云网、能源电商、能源区块链、能源人工智能等,经初步估算,其市场规模将于2025年达到10万亿元以上;广义上则既涵盖传统能源经济的转型升级,也涵盖数字经济对能源行业、现代能源产业的重新塑造,对经济社会影响更为深远。

正如互联网电商对零售百货行业的重塑,能源数字经济也将对传统能源经济的组织形式、商业模式、运行机制带来系统性、全局性的变革。变革起点是人民对美好用能的需要,特别是要把握住能源产业体系正在向清洁化、便捷化、高效化、互动化等方向转变的趋势;变革途径是以分布式能源为代表的用能“产消者”加深了用能的双向互动,以大数据、人工智能为代表的数字技术与人的知识融合,为能源产业链、供应链转型升级提供了新的模式与业态,在能源市场供需两端的共同驱动下,激发出能源数字经济的蓬勃发展,为现代经济体系注入了新动能、新活力。

发展能源数字经济要从产业数字化和数字产业化两个途径主要发力,共同推进新模式、新产业、新业态的发展(图1)。

图1 能源数字经济内涵示意图

能源产业数字化需要加强供需两端协同,提升数字化连接、赋能、塑造能力是关键

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,主要是充分利用数字技术在连接数据、赋能业务、塑造生态等功能价值,加快源网荷储的一体协同,在供给侧保障能源供需平衡、安全稳定供应,在需求侧满足用户经济、灵活的用能需求。目前,传统能源经济在应对安全、经济、绿色的协同发展上已捉襟见肘,其中,电力平衡的缺口不能依靠风电、光伏,特别是在负荷高峰时段,提高火电机组深度调峰能力已成为必要选项。发展能源产业数字化,可运用大数据、人工智能主动调节能源供需结构、平滑需求曲线、提升能效。从长远发展来看,能源产业数字化的应用领域与市场空间十分广阔,下面仅以举例的方式对其典型模式及发展趋势进行初步分析。

以能源新型基础设施为基础,为经济社会提供电力、算力、智力的公共服务。“十四五”期间,能源电力资源将与计算资源、赋能创智资源深度融合,共同构成新型基础设施,重新塑造未来经济活动形态。截至2020年底,我国数据中心耗电量占全社会用电量的2.7%。2025年我国需要新增电力装机量187吉瓦,相当于目前全国装机容量的9.4%和2019年电力消费总量的21.3%。因此,在算力与电力的融合上,能源新型基础设施规划布局将同步考虑算力资源的规模与地理空间分布特征。在智力与电力的融合上,还将考虑到电力数据服务经济、社会、民生等需求,并为智慧交通、智慧城市发展带来平台经济的新价值。

以掌上APP为代表的移动应用实现对能效的在线监测。在常规用能、用电服务基础上叠加节能降耗咨询、监测、控制已成为典型工业用户的“刚需”,特别是通过开发掌上APP的方式,将能效监测业务在线化、移动化、互动化具有良好的市场前景。从目前东部某地市供电企业的开展成效看,该业务年营业收入超过500万元,为工业企业降低用能成本超过1500万元。

以可激励、可信任为特征的需求侧响应机制设计。我国各省市电力负荷峰谷差有所不同,沿海发达地区较大,部分内陆工业城市较低,但建立数字化、透明化的需求侧响应机制,可在源头引导用户的用能偏好,一定程度上促进削峰平谷,并树立了绿色发展与创新发展的双轮驱动新标杆。具体而言,可考虑利用区块链技术建立交易可信、数据可观的需求侧响应机制,给予参与响应的用户数字化积分等激励,并将参与互动的结果可公开、可分享,提升用户的参与感、获得感,激发电力消费业态创新。从华中地区的示范工程效果看,按照10%的居民用户参与度技术,可减少180万千瓦的负荷,相当于少建两台100万火电机组,降本增效效益显著。

以电力保险为代表的金融产品实现对电力供需结构的合理引导。在共建共治共享的能源生态体系中,科学开发电力金融产品,既能降低能源企业的投入,促进银企合作、产融合作,也能够为用户提供多元化的用能保障。从目前推进的电力停电险的设计模式来看,在不增加尖峰负荷投资的基础上,开发以电力区块链为互信方式的保险产品能够有效解决用户停电投诉问题、高可靠性用电需求保障问题等。其中,对电力企业、金融企业,除了需要对相关数据按需开放共享,还需要不断提高对用电数据的二次分析挖掘能力。

能源数字产业化需在数据分析能力与能源价值形态融合,探索数字能源的新产品、新市场

目前数字产业化尚未有统一概念,从信息通信产业的视角来看,主要是指“大云物移智链”等数字技术的产业化发展。由于能源行业与信息行业的融合性更强,仅从技术层面认识其价值,不足以体现能源数字经济的新价值,及其对经济社会的新贡献。特别是当数据要素的价值含量达到相当比例之后,能源的物理属性是否让位于数字属性值得深度思考。从互联网、大数据、人工智能技术对各行业深刻改造的进程看,这种新模式的产生是完全可能的,我们将其命名为“数字能源”。

数字能源本质是由算法、算力、数据、知识构成的新能源品类,其产生目的在于解决能源供需不平衡、能源需求满足不充分等基本问题,其承载媒介是能源数据交易市场及更丰富多元的能源和电力市场。发达国家在电力市场中的辅助服务虽具有相似的功能,但我们判断,未来数字能源对短期预测、超短期预测的精度要求将会更高,甚至能够将数据分析能力独立封装为金融衍生产品,并可在市场中“再定价”,从而将“数据—能源”作为一个整体概念,为能源产业分工体系涌现新的价值发现机制与产业组织形态提供可能性。

在实践方式看,从目前国家对数据开放交易、电力市场改革的趋势看,数字能源的产品交易潜力大,可作为电力市场、能源市场中新的交易标的。以目前各地能源大数据中心建设为起点,对有条件整合能源行业上中下游资源信息的地区,可从公共数据开放、私有数据交易入手,逐步研发设计数字能源的交易品类,在能源产业链各个环节中形成价格发现机制,最大化挖掘能源资源和数据融合价值。

在数字化发展的浪潮中勇于攀登新高峰

能源数字经济的发展顺应时代的要求,并不断焕发新生机。特别是通过学习贯彻落实党的十九届五中全会精神,我们充分认识到,能源问题不仅关系到能源行业发展,更要放到现代产业体系、现代经济体系的大格局中积极面对,在数字化发展的浪潮中勇于攀登新高峰。面对充满不确定性的未来能源世界,一方面要求能源工作者打通认知边界,激活产业价值,重塑能源产业生态与商业运作机制;另一方面,更需要吸引跨行业、跨界专家的参与,在实体产业工作者、研究学者、金融交易工作者、经济学家、数学家等社会各界广泛参与下,推动能源数字经济的发展更加繁荣昌盛,共同迎接现代能源发展新格局。


(本文作者孙艺新 郑厚清 陈睿欣均供职于国网能源研究院有限公司)



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