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建设国家能源工业互联网 助力“双碳”目标实现

 

碳中和的能源逻辑和路径

(1)碳中和的能源逻辑

我国首次明确提出碳达峰和碳中和的目标是在2020年9月份的第七十五届联合国大会一般性辩论上。国家主席习近平同志向全世界表示我国将采取更加有力的政策和措施,并且承诺力争于2030年前达到碳峰值, 2060年前实现碳中和的宏远目标。

能源领域的碳排放占人类活动碳排放总量的80%左右,所以碳中和能源逻辑非常重要,具体包括以下几方面。
    1)从资源依赖向技术依赖的发展转型。技术具有不断进步、可叠加、可积累、永不退步的属性,技术依赖型非化石能源产业的发展,将为世界经济增长与发展带来新动能。

2)实现能源替代的成本降低。可再生能源取代化石能源将显著降低用能成本,边际成本迈向低成本,甚至零成本。

3)实现能源独立。习近平总书记2014年提出中国式能源革命,目标也是摆脱对化石能源的高度依赖,实现能源独立。

4)数字化智能化。人类发展已进入数字化时代,能源行业也要跟上时代的发展。能源设施迈向瓦特+比特时代,用比特管理瓦特。

5)能源转型贵在坚持。中国能源革命取决于持之以恒的努力,每年新增一亿t标准煤的非化石能源,30年后达到80%,为实现碳中和打好基础,未来只有我们更加努力坚持,才能够做好能源转型。

(2)碳中和的实现路径

    实现碳中和需要在资源约束下实现技术突破,碳中和的能源路径具体包括如下几方面。

1)提高电力在终端能源消费中的比重,未来真正碳达峰、碳中和的核心是电力替代和氢能替代。

    2)新能源比重逐步增加,构建以新能源为主体的新型电力系统,因为新能源具有波动性、随机性,储能发展非常关键。

    3)提高能源特别是化石能源的转换效率,我国在化石能源效率提升方面已经做了大量工作,包括国家也出台了很多政策。

    4)创新固碳技术和创造固碳环境。

能源工业互联网建设和发展

    2020年,我国全社会碳排放约103亿t,占全球的1/3;能源活动碳排放量占全部碳排放比重的约80%;西方发达国家基本上在20世纪末到21世纪初已实现碳达峰,而我国碳达峰承诺到2030年,碳中和是到2060年,只用30年时间完成西方发达国家约60年走过的历程,对我们来讲挑战巨大。

能源工业互联网建设是基于网络强国战略思想和能源发展战略为背景的, 没有网络安全就没有国家安全。习近平总书记对能源非常重视,在 2014年中央财经领导小组会上,习总书记提出“四个革命、一个合作”,即能源消费、能源供给、能源技术、能源体制革命和国际合作,这是我们国家遵循的根本。

为了积极响应总书记号召以及我国能源战略要求,在国资委指导下,国家电投有效整合集团智慧能源相关资源,于2018年11月9日正式组建国有资本控股、民营企业参股和市场机制运作的平台公司——中能融合智慧科技有限公司。

中能融合在能源工业互联网平台建设中,以工控安全态势感知系统为抓手,从链路安全、平台安全、数据安全、安全中台服务、安全管理和安全运维六个方面打造智慧安全服务,护航能源生产运营。目前已接入3700多家规模以上电力场站,覆盖全国装机容量达74%以上,包括风、光、水、火、核五大发电品种。通过系统的监测、各能源企业和场站的协力完善,全国发电侧工控系统网络安全威胁事件比2020年同期减少了 90%以上。

其实,能源工业互联网平台更重要的是对电力行业全景数据进行汇聚,这个平台主要汇聚能源行业的安全、生产、消费和经济类等数据,这些数据汇聚就要进行数据挖掘,主要实现两个目的:一方面,为整个国家能源管理提供决策支撑,包括提供公共服务;另一方面,为整个能源行业赋能,包括一二次能源提质增效、节能减排服务,以及智能制造升级、保障能源安全、推广能源App应用。

保障国家能源安全,应有所为,可有所为

(1)守住不发生能源系统颠覆性风险底线

支撑能源行业监管,服务能源企业安全。能源控制系统包括PLC国产化率比较低,以电力来说,60万以上超临界基础控制系统基本是进口的,风控方面面临很大的隐患,这些控制系统如果全部替代是需要很大的时间成本的,怎么保证现有的DCS和PLC控制安全是个重要的问题,需要做安全态势感知和安全防护加固。

(2)增强能源安全预警和规划能力

从平台角度来讲,要做到能源供给和消费侧预测预警,也要做到清洁能源产能精准规划。2021年,东北拉闸限电、南方有序用电,很大方面是由于我国在能源供给和消费侧预警预报或者中长期预警预报的欠缺,因为数据孤岛比较多,供给侧数据没有整合,消费侧数据也是分散在各个方向,整个预警预报体系没有建立。因此,打造能源工业互联网平台,立志把全国能源安全预警预报工作做好,同时这个平台也在推进电力气象的工作,因为电力气象技术是未来整个电力方向转型当中非常重要的技术,电力气象技术发展才能保证清洁能源的精准规划,能够满足整个电力系统发展的要求。

(3)促进能源供给与经济社会运行相匹配

    绘制高精度能源需求预测图谱,实现区域能源需求过快增长等预警,结合能源供给预测,为科学有序管控过旺能源需求、预调能源供给提供数据支撑。

共建产业数字化体系,助力“双碳”目标实现

(1)打造“国家智慧能源大脑”

构建覆盖全国能源领域、标准体系统一和智能应用丰富的能源工业互联网平台。通过国家引导、行业共享,整合电力、煤炭、石油和天然气等领域产业链信息和安全、生产、经济、消费数据有效汇聚和价值挖掘,培育数据开放共享、跨界融合、技术协同创新、引导产业向纵深发展的能源工业互联网产业生态,打造“国家智慧能源大脑“。

  • 能源行业安全服务。定期为企业提供安全体检报告、问题处理建议和响应处理服务。
  • 国家战略转型服务。围绕碳达峰等重大国家战略,提供能源结构分析、碳排放趋势分析。
  • 智慧能源App服务社区。推动产业链企业在平台开发和推广智慧应用App,降低碳排放,助力提质增效。
  • 解决方案提供商。提供能源场站智慧化改造综合解决方案。
  • 关键基础设施国产化。建立协同创新机制,吸引信创企业在平台推广成果。
  • 探索撮合交易模式。支持供需双方进行供需产品、数据等交换模式。

(2)产业云平台夯实“碳中和”数字底座

能源工业互联网可以通过产业内网为智慧交通、智慧城市和智慧园区等提供安全、可靠和经济的云基础资源,夯实数字化底座,为企业数字化转型服务。