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電力企業(yè)數(shù)字化減污降碳的路徑與策略研究

2024-03-25 13:51

來源:中國網(wǎng)·中國發(fā)展門戶網(wǎng)

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中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 隨著“雙碳”目標(biāo)的提出,減污降碳已成為全球范圍內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。2022年,中國近90%的溫室氣體排放源自能源體系,其中電力行業(yè)作為二氧化碳排放的最大單一來源(48%),已經(jīng)成為“雙碳”目標(biāo)下的重點(diǎn)改革對象。中國正處于“十四五”期間生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵階段,該階段的主要戰(zhàn)略方向是以降低碳排放為重點(diǎn),推動減少污染和碳排放的協(xié)同增效,同時促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

傳統(tǒng)電力行業(yè)“源—網(wǎng)—荷—儲”各環(huán)節(jié)都面臨巨大的減污降碳壓力。傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)依賴煤炭和天然氣等高碳燃料導(dǎo)致大量溫室氣體排放和環(huán)境污染物釋放。輸電側(cè)主要涉及電網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營,其中輸電設(shè)備器材的制造和土建工程,尤其是特高壓工程本身會產(chǎn)生相當(dāng)多的碳排放。用電側(cè)在能源選擇、能源效率、負(fù)荷管理和設(shè)備選擇等方面都直接或間接地影響著電力行業(yè)的減污降碳成效。儲電側(cè)也面臨著儲能材料的能源密度低和成本高、廢棄物污染與資源壓力大、不可再生材料依賴性強(qiáng)、新興技術(shù)商業(yè)化和規(guī)模化難,以及儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)匹配難度大等多重挑戰(zhàn)。

隨著數(shù)字技術(shù)在能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和創(chuàng)新,數(shù)字技術(shù)對電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)減污降碳目標(biāo)的作用日益凸顯。電力企業(yè)可以通過數(shù)字技術(shù)的深度融合:實(shí)現(xiàn)碳污足跡的精準(zhǔn)監(jiān)測和計(jì)量;利用智能傳感和大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確評估各個環(huán)節(jié)的碳污排放情況,進(jìn)而有針對性地減污降碳;利用實(shí)時的數(shù)據(jù)監(jiān)控和反饋機(jī)制,實(shí)現(xiàn)能源高效調(diào)度;推動能源消費(fèi)理念的轉(zhuǎn)變和重構(gòu)能源商業(yè)模式;運(yùn)用可靠的數(shù)據(jù)支持和智能化決策系統(tǒng),幫助電力企業(yè)進(jìn)行碳中和的精準(zhǔn)規(guī)劃和實(shí)施。鑒于我國能源體制中發(fā)電、輸配變電、用電三方相對獨(dú)立,目前尚未形成較為成熟的系統(tǒng)解決技術(shù)。但隨著能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和電力市場化改革的推進(jìn),輸配電網(wǎng)建設(shè)將進(jìn)一步挖掘虛擬電廠技術(shù)潛力。通過降低分布式能源增長帶來的調(diào)度難度,有望確保電力供應(yīng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和高效,滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對電力多樣化需求的總體目標(biāo)和基本要求。

綜上所述,數(shù)字化賦能是電力企業(yè)減污降碳的重要手段和途徑,但電力企業(yè)數(shù)字化減污降碳也面臨諸如數(shù)字技術(shù)應(yīng)用發(fā)展不均衡、數(shù)據(jù)安全防護(hù)存在較大風(fēng)險(xiǎn)、缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)字技術(shù)投入成本與收益不匹配等系列問題,這些制約著電力企業(yè)利用數(shù)字化技術(shù)推進(jìn)減污降碳。為此,本文針對這一問題開展研究,通過系統(tǒng)分析數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳中應(yīng)用的現(xiàn)況和遇到的難題,提出物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生與區(qū)塊鏈等新興數(shù)字技術(shù)賦能電力企業(yè)減污降碳的方法路徑以及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)策略,以期能夠在國家“雙碳”目標(biāo)的引導(dǎo)下,為能源電力行業(yè)減污降碳和數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展提供科學(xué)理論參考。

數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳中的運(yùn)用進(jìn)展

數(shù)字技術(shù)在推動電力企業(yè)減污降碳的進(jìn)程中扮演著重要角色,為電力企業(yè)綠色發(fā)展提供網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的技術(shù)手段,賦能電力企業(yè)轉(zhuǎn)型升級和機(jī)構(gòu)優(yōu)化,優(yōu)化企業(yè)資源配置、提升管理決策水平。以下簡述大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、云計(jì)算等數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳領(lǐng)域的現(xiàn)有運(yùn)用進(jìn)展(圖1)。


大數(shù)據(jù)應(yīng)用

數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代背景下,電力企業(yè)信息量呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長的特點(diǎn)。如何利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)減污降碳已成為產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的話題。大數(shù)據(jù)在國內(nèi)外電力企業(yè)減污降碳的應(yīng)用中,主要集中于2個方面。

大數(shù)據(jù)技術(shù)可通過收集和分析電力企業(yè)的能源數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)能源的有效管理和優(yōu)化,提高發(fā)電效率,從而降低碳排放。現(xiàn)階段國內(nèi)火力發(fā)電設(shè)備和技術(shù)潛力有限,中國火電機(jī)組全面改造進(jìn)程緩慢。基于數(shù)據(jù)挖掘和人工智能算法等數(shù)字化管理技術(shù),構(gòu)建優(yōu)化決策模型,指導(dǎo)火電機(jī)組進(jìn)行靈活性深度改造,提高2%的發(fā)電效率,帶來直接碳減排量達(dá)到2.5億噸。

大數(shù)據(jù)技術(shù)可實(shí)時監(jiān)測電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和能耗情況,通過數(shù)據(jù)分析和算法模型,轉(zhuǎn)換為可視化圖表形式,并預(yù)估未來能耗為電力企業(yè)管理者提供節(jié)能建議和控制策略。例如,國網(wǎng)湖南省電力有限公司聯(lián)合百度智能云建設(shè)智慧能源新基建。國網(wǎng)湖南省電力有限公司充分利用百度地圖大數(shù)據(jù),以及電力用戶數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)等多維大數(shù)據(jù)的融合和可視化,形成“電網(wǎng)一張圖”,提高電能利用效率,減少電力資源損失。

人工智能技術(shù)應(yīng)用

人工智能技術(shù)是有效應(yīng)對復(fù)雜系統(tǒng)控制和決策問題的關(guān)鍵手段,在電力企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)、消費(fèi)、傳輸、運(yùn)營、管理、交易等環(huán)節(jié)。為破除傳統(tǒng)生產(chǎn)落后工藝流程,革新以可再生能源為主的新一代綜合能源接口,降低電力企業(yè)“三廢”總量,提升綠色能源占比。人工智能技術(shù)助力電力企業(yè)減污降碳主要?dú)w納為“預(yù)測—挖掘”“調(diào)度—優(yōu)化”“管理—增效”3個方面。

應(yīng)用人工智能技術(shù)高效精準(zhǔn)化預(yù)測。電力企業(yè)用能規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,實(shí)行減污降碳措施急需對多維數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測及高效管理。例如,能源設(shè)備圖像識別、極端氣候下能源網(wǎng)絡(luò)損毀預(yù)測、企業(yè)用能行為的用戶側(cè)負(fù)荷預(yù)測、能源系統(tǒng)穩(wěn)定性預(yù)測等,引導(dǎo)企業(yè)構(gòu)建循環(huán)用能范式、提升用能系統(tǒng)整體的碳排放質(zhì)量。從“源—網(wǎng)—荷—儲”全周期減少對傳統(tǒng)能源的依賴,實(shí)現(xiàn)減污降碳。

應(yīng)用人工智能技術(shù)柔性化調(diào)度。人工智能技術(shù)發(fā)展為電力企業(yè)用能多元化協(xié)同柔性調(diào)度,在精準(zhǔn)化預(yù)測數(shù)據(jù)分析中實(shí)現(xiàn)減污降碳的智能化決策。例如,借助人工智能預(yù)測與優(yōu)化技術(shù),能夠幫助企業(yè)在多種能源相互耦合供給的場景下,進(jìn)行綜合能效分析和能源系統(tǒng)多環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)優(yōu)化管控,從而以最高效的方式實(shí)現(xiàn)最清潔的能源消費(fèi)。建立基于大數(shù)據(jù)平臺的“燃料智能摻配”系統(tǒng),指導(dǎo)入爐燃燒煤種的選配;在機(jī)組深度調(diào)峰前,預(yù)先設(shè)定合理的燃燒煤種,保證鍋爐運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

應(yīng)用人工智能技術(shù)自主學(xué)習(xí)化管理。自主學(xué)習(xí)化管理是通過利用人工智能技術(shù),實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部綜合能源系統(tǒng)的自適應(yīng)控制和狀態(tài)自感知。基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法或強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,依據(jù)采集或預(yù)測數(shù)據(jù)構(gòu)建多物理量、多尺度、多概率的數(shù)字孿生環(huán)境,并對模型參數(shù)化自適應(yīng)更新。例如,在國家能源集團(tuán)、國家電力投資集團(tuán)等旗下的火電廠通過孿生場景自主學(xué)習(xí)并借助孿生場景執(zhí)行人工智能優(yōu)化調(diào)度,形成“煤質(zhì)數(shù)據(jù)在線監(jiān)測—三維智能監(jiān)控—智能運(yùn)行優(yōu)化”智慧決策體系,實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)流程自主優(yōu)化落實(shí)減污降碳決策。

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前,電力企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型過程逐步向多能異構(gòu)常態(tài)化、產(chǎn)能消納一體化、電力及碳排交易市場化的方向發(fā)展。區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用為電力企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型減污降碳提供有力支撐。

區(qū)塊鏈技術(shù)賦能電力企業(yè)轉(zhuǎn)型優(yōu)化生產(chǎn)流程,促進(jìn)碳排放,提升能源效率。將能源供應(yīng)鏈結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù),電力企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對能源生產(chǎn)、儲存、輸配電和消費(fèi)等環(huán)節(jié)的高效管理。例如,區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)智慧能源中多主體的對等互聯(lián),借助智能合約實(shí)現(xiàn)智慧能源中各相關(guān)主體對各類信息的廣泛交互,助力電力企業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和減污降碳效益。

區(qū)塊鏈技術(shù)賦能電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳監(jiān)測管理,為企業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展提供量化決策依據(jù)及管理措施。例如,正泰物聯(lián)網(wǎng)園區(qū)基于區(qū)塊鏈的排放碳監(jiān)測平臺匯聚產(chǎn)線生產(chǎn)制造全流程碳排放數(shù)據(jù);通過智能合約實(shí)時準(zhǔn)確監(jiān)測碳排放,自動完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)申報(bào),打通碳交易閉環(huán),構(gòu)建監(jiān)管新模式,助力實(shí)現(xiàn)企業(yè)碳中和。

云計(jì)算應(yīng)用

構(gòu)建云計(jì)算平臺是當(dāng)前解決能源行業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域算力、算法的關(guān)鍵支撐性技術(shù)。在電力企業(yè)減污降碳流程中,云計(jì)算平臺利用技術(shù)突破來推動計(jì)算和其他信息技術(shù)資源的可持續(xù)發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)可能的環(huán)境優(yōu)勢來匹配電力企業(yè)運(yùn)行過程中各種減污降碳需求場景。

云計(jì)算助力電力企業(yè)數(shù)據(jù)資源池化,縱橫向結(jié)合助力減排降碳。通過對電力企業(yè)生產(chǎn)、供應(yīng)過程中邊緣和端設(shè)備的大規(guī)模部署,以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集和分析處理,從而實(shí)現(xiàn)更廣泛的數(shù)據(jù)交流和協(xié)作。例如,國網(wǎng)江蘇省電力有限公司通過服務(wù)器平臺(Paas)實(shí)現(xiàn)對各類資源和應(yīng)用的統(tǒng)一管理。同時,該平臺可更有效地管理和分析供電消耗、發(fā)電效率等數(shù)據(jù),從而支持減碳決策和優(yōu)化供電管理。

云計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)企業(yè)軟硬件解耦,以滿足電力企業(yè)對電網(wǎng)能耗監(jiān)管。云計(jì)算能夠提供強(qiáng)大的計(jì)算能力,用于電力系統(tǒng)的模擬和建模。通過在云端進(jìn)行電力系統(tǒng)的仿真和優(yōu)化,可以幫助電力企業(yè)分析和優(yōu)化電網(wǎng)的運(yùn)行方式。例如,國網(wǎng)浙江省電力有限公司應(yīng)用阿里云平臺獲取秒級故障原因和智能分析及處理信息,加快對故障定位并提高修復(fù)效率。

數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳中的關(guān)鍵問題

大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù),為電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及統(tǒng)籌協(xié)調(diào)減排和降碳提供了重大契機(jī)。然而,電力企業(yè)在利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行減污降碳協(xié)同增效過程中尚面臨著眾多難題,極大制約了電力企業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型步伐。

數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳中的應(yīng)用存在薄弱環(huán)節(jié)

數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳應(yīng)用中的薄弱環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)在2個維度: 電力行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈維度。從“源—網(wǎng)—荷—儲”的全過程角度,目前發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、儲能企業(yè)和綜合能源服務(wù)企業(yè),利用數(shù)字技術(shù)在減污降碳過程取得了一些成效,但還可以更進(jìn)一步發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的重要作用。例如,在監(jiān)測和管理發(fā)電設(shè)備方面,急需更高效的人工智能算法,對設(shè)備各操作環(huán)節(jié)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行智能分析和優(yōu)化,找出不同負(fù)荷下最優(yōu)的設(shè)備操作參數(shù),最大程度上優(yōu)化能耗。在電網(wǎng)企業(yè)的電力輸送過程中,通過5G通信、人工智能、數(shù)字孿生和智能微電網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)“源—網(wǎng)—荷—儲”的協(xié)調(diào)與平衡需要加強(qiáng)統(tǒng)籌和布局。 電力企業(yè)減污降碳過程維度。“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)對電力企業(yè)碳排放監(jiān)測、碳排放的精準(zhǔn)測算、減污降碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的預(yù)測、減污降碳方案的制定,以及減污降碳方案實(shí)施的智能管理與效果評估等提出了更高的要求。傳統(tǒng)的碳排放監(jiān)測技術(shù)短期內(nèi)難以對大量排放源實(shí)現(xiàn)廣泛監(jiān)測,電力企業(yè)采用的排放因子法難以精準(zhǔn)測算碳排放量。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術(shù)在碳排放、碳測算等方面發(fā)揮著重要的作用。但是,由于電力大數(shù)據(jù)、能耗大數(shù)據(jù)、產(chǎn)能大數(shù)據(jù)等來源分散且廣泛,并且數(shù)據(jù)歸屬部門多,阻礙了數(shù)字技術(shù)的高效利用,無法及時掌握電力企業(yè)在生產(chǎn)過程和運(yùn)行過程中碳排放的實(shí)時動態(tài)。而且,在電力企業(yè)管理模式和生產(chǎn)方式等的轉(zhuǎn)型升級中,難以找到有效的場景推動以能源技術(shù)、污染治理技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)等為代表的綠色技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的深度融合創(chuàng)新,也造成數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳中缺乏高效的利用。

數(shù)據(jù)安全防護(hù)尚需要進(jìn)一步加強(qiáng)

電力數(shù)據(jù)主要來自發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度等環(huán)節(jié),這些數(shù)據(jù)具有類型繁多、體量巨大且增速快等特點(diǎn)。隨著電力數(shù)據(jù)的開放共享和電力企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,電力企業(yè)面臨著數(shù)據(jù)安全缺乏監(jiān)管、數(shù)據(jù)流通安全防護(hù)薄弱等問題。電力企業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)類型龐大,種類眾多,如電力生產(chǎn)數(shù)據(jù)、企業(yè)排放數(shù)據(jù)、用戶消費(fèi)數(shù)據(jù)等,這些數(shù)據(jù)一旦泄露,電力企業(yè)的關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)、用戶隱私等都將面臨在網(wǎng)絡(luò)中暴露的潛在風(fēng)險(xiǎn)。并且,這些數(shù)據(jù)關(guān)系著國民與資源的敏感數(shù)據(jù),對電力網(wǎng)絡(luò)安全也提出了較高的要求,構(gòu)筑安全的電力數(shù)據(jù)防護(hù)體系也成為關(guān)鍵。

數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳中缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

電力數(shù)據(jù)覆蓋“發(fā)、輸、配、售”全環(huán)節(jié)及企業(yè)管理等方面,電力數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、種類多、價值高的特點(diǎn);電力數(shù)據(jù)的保護(hù)重點(diǎn)涵蓋了數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、使用等全生命周期。但是,目前主要由各電力企業(yè)自行制定數(shù)據(jù)安全定級辦法,還沒有統(tǒng)一的分級分類、安全保護(hù)等的管理辦法,進(jìn)而造成電力數(shù)據(jù)的共享公開、安全防護(hù)等缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

同時,大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等數(shù)字技術(shù)已逐漸在電力企業(yè)的碳排放監(jiān)測、智能電網(wǎng)管理等方面開展了初步的應(yīng)用。由于數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳方面的應(yīng)用尚處于初級階段,對數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理流程,以及電力數(shù)據(jù)挖掘、智慧分析和算法持續(xù)迭代能力欠缺,難以形成數(shù)據(jù)采集、分析、處理等的標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)字技術(shù)的投入成本和收益難以高效匹配

在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的過程中,電力企業(yè)被視為主要推動者和引領(lǐng)者,因其在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的地位。構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)旨在滿足日益增長的清潔能源需求。然而,此目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必須依賴于先進(jìn)電子材料與設(shè)備技術(shù)的支撐。高端半導(dǎo)體材料的研制,將為能源電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的硬件支持,以實(shí)現(xiàn)清潔能源的高效整合;高性能電力芯片的應(yīng)用,將為能源電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時精準(zhǔn)感知與高效控制提供關(guān)鍵保障;數(shù)字化與智能化電力設(shè)備的發(fā)展,將有效促進(jìn)能源電力系統(tǒng)的安全高效運(yùn)行。此外,數(shù)字技術(shù)包括5G通信、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)字孿生等,正深刻地影響著電力系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)。這些數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的過程中,發(fā)揮著至關(guān)重要的技術(shù)支持作用。而且,多靈活性、高可靠性、強(qiáng)韌性等的新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建對電力信息系統(tǒng)的信息安全也提出了更嚴(yán)格的要求。新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)健運(yùn)行需要高效的訪問控制、數(shù)據(jù)加密等技術(shù)提供全方位的安全保障體系。而這些數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的投入,需要大量的資金支持,并且數(shù)字技術(shù)投入對電力企業(yè)數(shù)字化減污降碳可能不會帶來立竿見影的效果。因此,電力企業(yè)在進(jìn)行數(shù)字技術(shù)的投入時,需要綜合考量數(shù)字技術(shù)投入成本和帶來的收益,這也是數(shù)字技術(shù)在電力企業(yè)減污降碳應(yīng)用中需要考慮的又一關(guān)鍵問題。

電碳協(xié)同發(fā)展不均衡

電力企業(yè)在減污降碳中既要推進(jìn)建設(shè)新型電力系統(tǒng),又要充分利用電力大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢助力碳減排。但是,電力企業(yè)在電碳協(xié)同發(fā)展中目前仍存在一些問題,具體表現(xiàn)在:碳減排策略與電力發(fā)展規(guī)劃缺乏更深層次的融合。電力企業(yè)的低碳發(fā)電、電網(wǎng)的高效運(yùn)行、電力企業(yè)的儲能規(guī)劃等環(huán)節(jié),與碳減排需求缺乏更加高效的有機(jī)協(xié)同。 電、碳部分?jǐn)?shù)據(jù)未能打通,尚未建立完善的電碳數(shù)據(jù)庫。電力大數(shù)據(jù)可以每分鐘高頻進(jìn)行采集,而碳排放數(shù)據(jù)的采集頻次較低,兩類數(shù)據(jù)之間可能會因?yàn)闀r間上的差異而難以深度融合。而且,由于對碳排放主要區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)等的排放數(shù)據(jù)的高頻采集不夠,目前尚未形成覆蓋重點(diǎn)區(qū)域、高耗能企業(yè)等的電碳大數(shù)據(jù)庫。電碳協(xié)同優(yōu)化調(diào)度技術(shù)尚不成熟。發(fā)電機(jī)組設(shè)備的碳排放與優(yōu)化是電力企業(yè)減污降碳的重要環(huán)節(jié),不僅需要對發(fā)電機(jī)組設(shè)備碳排放進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測,還需要綜合考慮設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù),尚且急需開發(fā)既能準(zhǔn)確掌握機(jī)組動態(tài)碳排放強(qiáng)度,又能合理優(yōu)化發(fā)電機(jī)組組合的調(diào)度側(cè)電碳協(xié)同優(yōu)化技術(shù)。由于碳市場價格的難以精準(zhǔn)測算,以及碳排放強(qiáng)度的動態(tài)衡量不精準(zhǔn)等,目前仍缺少綜合考慮碳排放強(qiáng)度和碳市場價格的協(xié)同優(yōu)化技術(shù)。

數(shù)字技術(shù)賦能電力企業(yè)減污降碳的方法路徑

基于前述研究,本部分將聚焦電力企業(yè)在減污降碳過程中面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn),將著眼于發(fā)電企業(yè)的清潔能源投入、企業(yè)電力耗能的數(shù)據(jù)監(jiān)測和電力系統(tǒng)全環(huán)節(jié)碳排放的精準(zhǔn)計(jì)量、實(shí)施減污降碳的智能化管理路徑及實(shí)施等工作,實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)的源端降碳、用電企業(yè)的終端脫碳,以及相應(yīng)政策的及時優(yōu)化。探究利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等數(shù)字化前沿技術(shù)來助力電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)減污降碳的總體目標(biāo)(圖2)。

數(shù)字技術(shù)賦能清潔能源發(fā)電實(shí)現(xiàn)供電企業(yè)源端降碳

據(jù)《新時代的中國能源發(fā)展》報(bào)告,自2005年以來,我國在推動非化石能源發(fā)展和減少供電能耗、線損率等方面采取了一系列節(jié)能減排措施,實(shí)現(xiàn)了能源生產(chǎn)和利用模式上的重大革新。在這一過程中,清潔能源占總能耗的比重達(dá)到了23.4%,2019年中國的碳排放強(qiáng)度相比2005年已經(jīng)降低了48.1%,由此可見,能源的綠色發(fā)展在我國的碳排放強(qiáng)度下降方面扮演了至關(guān)重要的角色。盡管煤電裝機(jī)比重和火電發(fā)電量持續(xù)下降,當(dāng)前及未來一段時間內(nèi),煤電仍然是我國電力和電量的主體來源,導(dǎo)致電力體系依然呈現(xiàn)巨大的高碳結(jié)構(gòu)。

在“十四五”規(guī)劃期間,我國將致力于開發(fā)和采用更加高效、低碳的能源生產(chǎn)技術(shù),以提高能源資源的利用效率;同時加大清潔能源的投入和使用,以期提高清潔能源在總能源消耗中的占比,推動能源產(chǎn)業(yè)向更加環(huán)保、可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)型。預(yù)計(jì)到2030年,我國清潔能源的消費(fèi)比重將達(dá)到約25%。因此,要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),需要從根本上減少化石能源消費(fèi),大幅增加非化石能源消費(fèi),同時,利用清潔能源發(fā)電技術(shù)降低源端發(fā)電產(chǎn)生的碳污染,改造供電企業(yè)的發(fā)電結(jié)構(gòu)特征。

大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)清潔能源的高效利用。對于供電企業(yè),清潔能源發(fā)電技術(shù)在源端直接減少碳排放方面發(fā)揮著重要作用。在清潔能源使用方面,存在利用率不高、不穩(wěn)定等問題。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率的精準(zhǔn)預(yù)測,突破低成本高效率的清潔能源發(fā)電。在風(fēng)電方面,大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過收集和分析氣象數(shù)據(jù)、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù),預(yù)測未來的風(fēng)能資源情況;通過對歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)的分析,可以建立精確的風(fēng)能預(yù)測模型,提前做出發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度安排,從而提高風(fēng)電的發(fā)電效率。在光伏發(fā)電方面,大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過對光照強(qiáng)度、氣溫、云量等因素的實(shí)時監(jiān)測和分析,預(yù)測光伏發(fā)電的潛力和發(fā)電效率。同時,大數(shù)據(jù)技術(shù)還可以對光伏電池組件進(jìn)行監(jiān)測和管理,提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù),可以優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)營,使其在低成本和高效率方面取得突破。

數(shù)字儲能技術(shù)助力清潔能源的穩(wěn)定存儲。清潔能源的管理問題是電力行業(yè)發(fā)展的重中之重,其中清潔能源的穩(wěn)定存儲尤為關(guān)鍵,面臨著3個方面的挑戰(zhàn)。清潔能源(如太陽能和風(fēng)能)具有間歇性和不可控性的特點(diǎn),依賴于天氣條件和自然資源的可用性,導(dǎo)致供需不平衡;目前較為廣泛使用的儲能技術(shù)是電池儲能系統(tǒng)(如鋰離子電池和鈉離子電池),以及新型的儲能技術(shù)(如氫能、空氣壓縮存儲等)價格較為昂貴,企業(yè)投入成本過高;能源傳輸損耗是另一個挑戰(zhàn),長距離傳輸清潔能源可能會導(dǎo)致能量損失,需要有效的輸電和分配系統(tǒng)來解決這個問題。數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為解決電力行業(yè)清潔能源的存儲問題提供了全新機(jī)遇,電力企業(yè)能夠通過數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化儲能管理,使儲能設(shè)備可以智能感知和實(shí)時響應(yīng)能源需求。通過實(shí)時監(jiān)測清潔能源產(chǎn)量和電網(wǎng)負(fù)荷,智能化儲能系統(tǒng)可以優(yōu)化能量的儲存和釋放,以平衡能源供求。此外,通過大數(shù)據(jù)預(yù)測分析可用于提前規(guī)劃儲能行為,確保在清潔能源充足時進(jìn)行儲存,在用電高峰時進(jìn)行釋放,從而實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的穩(wěn)定性。

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)全環(huán)節(jié)精準(zhǔn)碳計(jì)量

精準(zhǔn)的碳排放計(jì)量體系是實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)減污降碳的基石,具有關(guān)鍵性的政策引領(lǐng)作用。電力企業(yè)的碳排放來源主要可分為發(fā)電企業(yè)的直接碳排放,以及用電企業(yè)行為不同導(dǎo)致的間接碳排放,碳排放量的精準(zhǔn)計(jì)量需要涉足多個環(huán)節(jié),全環(huán)節(jié)碳計(jì)量更是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。因此,為實(shí)現(xiàn)全環(huán)節(jié)精準(zhǔn)碳計(jì)量和企業(yè)的碳責(zé)任分?jǐn)偅娏ζ髽I(yè)可以通過引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)來解決碳計(jì)量中精確度不高和實(shí)時性不強(qiáng)的問題。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)耗能的實(shí)時監(jiān)測。為充分探究企業(yè)電力耗能的特征,監(jiān)測企業(yè)耗電行為,以改造企業(yè)用電策略從而減少耗能,電力企業(yè)可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳感器和智能設(shè)備連接到企業(yè)的各個設(shè)備上,實(shí)現(xiàn)對電力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確監(jiān)測。傳感器可以收集電流、電壓、功率等關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)中心或云計(jì)算平臺。通過實(shí)時監(jiān)測和采集數(shù)據(jù),對企業(yè)用電習(xí)慣進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,了解電力使用的細(xì)節(jié)和模式,以支持電力管理和優(yōu)化決策。

大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)的多類型電源碳計(jì)量。基于聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)“三可原則”,需研究發(fā)電企業(yè)中多類型發(fā)電源的碳排放計(jì)量方法。目前,發(fā)電企業(yè)的發(fā)電源主要分為傳統(tǒng)的化石能源和可再生能源(如風(fēng)能、太陽能等)。對于傳統(tǒng)的化石能源,可采用燃燒排放因子法,依據(jù)燃料消耗量和相應(yīng)的排放因子即可計(jì)算出直接碳排放;而對于可再生能源,需要考慮其消納所需的備用,調(diào)頻等輔助工作引起的碳排放,可通過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行等效碳排放建模,實(shí)現(xiàn)可再生能源的碳計(jì)量;部分電力企業(yè)可能存在氫能等新能源,也可通過建模的方式進(jìn)行模擬計(jì)算,實(shí)現(xiàn)發(fā)電企業(yè)的多類型碳計(jì)量。

大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對用電企業(yè)的實(shí)時精準(zhǔn)碳計(jì)量。對用電企業(yè)各部門耗能的碳排放水平計(jì)算時,需研究用電行為的精準(zhǔn)碳計(jì)量方法。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立“電-碳”模型,分析和處理大量的電力消耗數(shù)據(jù);結(jié)合“電-碳”模型的碳排放因子,可以實(shí)現(xiàn)對電力碳排放的精確計(jì)算。通過應(yīng)用“電-碳”模型,對企業(yè)用電行為模式進(jìn)行分析,識別高耗能設(shè)備、高峰用電時段等;之后,將電力碳排放的結(jié)果以大數(shù)據(jù)可視化的形式呈現(xiàn)出來,從而可以直觀地了解碳排放的情況;進(jìn)而,為企業(yè)提供基于數(shù)據(jù)的能源管理決策支持,幫助其實(shí)現(xiàn)碳減排的目標(biāo)。實(shí)時精準(zhǔn)碳計(jì)量,企業(yè)可以準(zhǔn)確分?jǐn)偛煌块T的碳排放,推動內(nèi)部能源管理和減排措施的實(shí)施。

人工智能實(shí)現(xiàn)電能的高效利用

人工智能技術(shù)是解決復(fù)雜系統(tǒng)控制與決策問題的有效措施,其在能源行業(yè)的深入應(yīng)用,有助于推動清潔能源生產(chǎn),降低碳排放。因此,應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能高效調(diào)度和利用,成為我國電力企業(yè)碳減排的重要實(shí)踐舉措。

人工智能實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測和調(diào)度優(yōu)化。人工智能技術(shù)可以通過分析電力企業(yè)歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、天氣、溫度等信息建立深度學(xué)習(xí)模型,預(yù)測電力需求的變化趨勢,并制定最佳的負(fù)荷調(diào)度策略。人工智能可以實(shí)時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,根據(jù)需求和供應(yīng)情況進(jìn)行智能調(diào)度,以最大程度地利用可再生能源和優(yōu)化傳統(tǒng)能源的使用,提高電能的利用效率。

人工智能實(shí)現(xiàn)企業(yè)電力系統(tǒng)的智能化管理。人工智能技術(shù)可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備和能源系統(tǒng)的智能管理。通過連接傳感器和智能設(shè)備,電力企業(yè)可以利用人工智能技術(shù)實(shí)時監(jiān)測能源消耗、設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境參數(shù),通過機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析技術(shù),優(yōu)化能源系統(tǒng)的運(yùn)行和控制策略,實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和節(jié)能減排。

區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)低碳行為的激勵

區(qū)塊鏈技術(shù)保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)的隱私性。在對電力企業(yè)的數(shù)字賦能中,數(shù)據(jù)的隱私性是一個重要的考慮因素。電力企業(yè)在監(jiān)測和記錄能源消耗、碳排放等關(guān)鍵數(shù)據(jù)時,需要確保這些數(shù)據(jù)不被篡改或泄漏。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種去中心化和不可篡改的分布式賬本技術(shù),可以提供數(shù)據(jù)的安全存儲和傳輸。通過將電力企業(yè)的數(shù)據(jù)以加密形式存儲在區(qū)塊鏈上,可以確保數(shù)據(jù)的保密性和完整性。此外,區(qū)塊鏈技術(shù)還可以為企業(yè)提供數(shù)據(jù)訪問權(quán)限控制機(jī)制,只有被授權(quán)的參與方才能查看和驗(yàn)證數(shù)據(jù),保護(hù)企業(yè)的商業(yè)隱私和敏感信息。

激勵電力企業(yè)的可持續(xù)低碳行為。區(qū)塊鏈技術(shù)不僅可以保護(hù)企業(yè)數(shù)據(jù)的隱私性,還可以通過智能合約機(jī)制激勵電力企業(yè)采取可持續(xù)的低碳行為。智能合約是在區(qū)塊鏈上執(zhí)行的自動化合約,其中設(shè)定了特定的條件和激勵機(jī)制。通過設(shè)定合約規(guī)則,電力企業(yè)可以獲得獎勵或優(yōu)惠政策,以鼓勵他們采取低碳發(fā)電、減少碳排放、提高能源效率等行為。區(qū)塊鏈技術(shù)確保智能合約的執(zhí)行結(jié)果被記錄在區(qū)塊鏈上,實(shí)現(xiàn)公開透明和不可篡改的激勵機(jī)制,提高電力企業(yè)參與低碳行動的積極性。

數(shù)字孿生技術(shù)助力電力企業(yè)碳減排和精準(zhǔn)規(guī)劃

數(shù)字孿生技術(shù)是指通過數(shù)字模型和現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)對物理實(shí)體的仿真和監(jiān)控。在電力企業(yè)中,數(shù)字孿生技術(shù)可以為碳減排和精準(zhǔn)規(guī)劃提供有力支持(圖3)。

數(shù)字技術(shù)賦能電力企業(yè)減污降碳的策略

針對上述數(shù)字技術(shù)賦能電力企業(yè)源端降碳、能耗監(jiān)測、高效用能、低碳行為激勵、減排精準(zhǔn)規(guī)劃等減污降碳路徑,本文提出電力企業(yè)數(shù)字化減污降碳的實(shí)施策略,保障數(shù)字技術(shù)賦能電力企業(yè)減污降碳路徑的實(shí)效,進(jìn)而促進(jìn)電力企業(yè)的數(shù)智化綠色低碳轉(zhuǎn)型。

著力推進(jìn)電力數(shù)據(jù)安全治理和風(fēng)險(xiǎn)防控

數(shù)字技術(shù)在為電力企業(yè)的低碳化、智能化發(fā)展開辟了新途徑的同時,電力數(shù)據(jù)作為企業(yè)的核心,面臨著更加嚴(yán)格的安全考驗(yàn)。在深入分析電力企業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合大數(shù)據(jù)時代的要求與行業(yè)發(fā)展的需要,提出以下思路。

建立關(guān)鍵數(shù)據(jù)安全基礎(chǔ)設(shè)施,健全安全管理機(jī)制。能源電力企業(yè)作為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè),對數(shù)據(jù)安全的管理非常重要。建立權(quán)責(zé)明晰、分工合理、協(xié)同高效的數(shù)據(jù)安全管理組織體系可以幫助企業(yè)更好地保護(hù)數(shù)據(jù),并有效應(yīng)對潛在的安全威脅。確保數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵步驟包括規(guī)范數(shù)據(jù)分類分級、推進(jìn)安全管理制度建設(shè)、加強(qiáng)評估和責(zé)任追究,以及確立安全職責(zé)和權(quán)利。同時,對于需要外發(fā)數(shù)據(jù)的情況,建立備案制度,確保外發(fā)數(shù)據(jù)的安全性。建立靈活高效的數(shù)據(jù)安全應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制,及時應(yīng)對各類安全事件和威脅。定期對數(shù)據(jù)處理、使用、外發(fā)等環(huán)節(jié)進(jìn)行安全評估,發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而采取相應(yīng)措施進(jìn)行改進(jìn),并加強(qiáng)責(zé)任追究,以提升數(shù)據(jù)安全管理水平,降低數(shù)據(jù)泄露和風(fēng)險(xiǎn)的可能性。同時,還需持續(xù)關(guān)注數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的最新技術(shù)和法規(guī)要求,不斷完善和提升數(shù)據(jù)安全管理水平。

牢固樹立法律紅線意識和底線思維,推進(jìn)安全合規(guī)機(jī)制建設(shè)。緊跟國家法律法規(guī)要求,加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全法律意識宣傳、深入分析數(shù)據(jù)安全案例,并依法依規(guī)落實(shí)個人信息安全保護(hù)要求;確保企業(yè)在數(shù)據(jù)處理和管理過程中遵守法律法規(guī),防范數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn),提高組織和個人對數(shù)據(jù)安全法律要求的認(rèn)知,推進(jìn)數(shù)據(jù)安全管理的合規(guī)化和標(biāo)準(zhǔn)化,有效防范數(shù)據(jù)泄露和濫用風(fēng)險(xiǎn),保護(hù)客戶的個人隱私和數(shù)據(jù)安全,在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展中樹立法律法規(guī)紅線意識;依法依規(guī)落實(shí)個人信息安全保護(hù)要求,合法合規(guī)獲取、使用個人信息,對于違反安全合規(guī)規(guī)定的行為,及時采取糾正和懲處措施,形成嚴(yán)明的制度和規(guī)范,制定并推廣適用于企業(yè)的數(shù)據(jù)安全和合規(guī)政策;明確各個環(huán)節(jié)的安全要求,包括數(shù)據(jù)收集、存儲、處理、傳輸和共享等方面,避免侵犯客戶個人隱私或違規(guī)獲取客戶個人信息。

提升數(shù)據(jù)安全技術(shù)服務(wù)的專業(yè)能力,統(tǒng)一服務(wù)流程和操作規(guī)范。制定適用于數(shù)據(jù)安全技術(shù)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,明確各項(xiàng)要求和指導(dǎo)原則,定期進(jìn)行數(shù)據(jù)安全技術(shù)服務(wù)的審查和評估,發(fā)現(xiàn)問題并及時改進(jìn),保持服務(wù)質(zhì)量和安全水平;加快應(yīng)用數(shù)據(jù)脫敏、水印溯源、大數(shù)據(jù)態(tài)勢感知等技術(shù),并探索匿名化、數(shù)據(jù)標(biāo)簽、多方安全計(jì)算等應(yīng)用場景。加強(qiáng)安全服務(wù)能力的開放調(diào)用、策略統(tǒng)一管理、風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)一研判。通過提升數(shù)據(jù)安全監(jiān)測和攻防驗(yàn)證能力,有效減少數(shù)據(jù)泄露和安全風(fēng)險(xiǎn)。

致力于培育數(shù)據(jù)安全人才隊(duì)伍,以鞏固安全防線。加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全人才培養(yǎng),構(gòu)筑穩(wěn)固的數(shù)據(jù)安全防護(hù)架構(gòu)。對電網(wǎng)企業(yè)而言,急需加速引進(jìn)熟稔數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的專家,并專注培育具備法規(guī)合規(guī)及產(chǎn)業(yè)攻防專業(yè)技能的人才。同時,建構(gòu)數(shù)據(jù)安全專業(yè)團(tuán)隊(duì),強(qiáng)化從業(yè)人員的職責(zé)履行能力和職業(yè)操守。促進(jìn)數(shù)據(jù)安全管理機(jī)構(gòu)與業(yè)務(wù)部門之間的交互融合,協(xié)同開展數(shù)據(jù)安全相關(guān)工作,以確保數(shù)據(jù)安全責(zé)任的落地與實(shí)踐,并培養(yǎng)具有扎實(shí)業(yè)務(wù)素養(yǎng)及高度安全意識的專業(yè)人才。此外,強(qiáng)化企業(yè)各部門在數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域的交流與合作,建立常態(tài)化溝通協(xié)作機(jī)制,以塑造優(yōu)良的數(shù)據(jù)安全專業(yè)人才培育、技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展新生態(tài)。

發(fā)揮數(shù)字化優(yōu)勢提升碳市場運(yùn)營水平

電力市場與碳市場之間存在著極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)消費(fèi)產(chǎn)生碳排放,而碳價也影響著發(fā)電企業(yè)成本,電力行業(yè)同時也是首批納入碳市場的對象。要充分發(fā)揮電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的優(yōu)勢,建立以電-碳關(guān)系為基礎(chǔ)的碳排放監(jiān)測、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和核算體系,有效提升碳核查數(shù)據(jù)質(zhì)量。發(fā)揮電力數(shù)據(jù)覆蓋面廣、實(shí)時性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、數(shù)字化程度高等優(yōu)勢,強(qiáng)化基于電力流的碳排放監(jiān)測技術(shù)和電力大數(shù)據(jù)輔助核查技術(shù),提升企業(yè)報(bào)送碳排放數(shù)據(jù)過程的精準(zhǔn)管控。電力企業(yè)在保障信息安全的前提下打造“電碳數(shù)據(jù)庫”,利用電力市場數(shù)據(jù)和數(shù)字技術(shù)手段增強(qiáng)市場主體的碳足跡追蹤、碳配額核準(zhǔn)能力。充分利用數(shù)字化技術(shù),加強(qiáng)綠色電力證書和碳交易市場的數(shù)據(jù)共享,推動碳市場與綠色電力市場有機(jī)銜接。電力企業(yè)可利用國際互認(rèn)的綠電交易憑證,將富余的碳排放配額在碳市場中出售并獲得額外的經(jīng)濟(jì)收益,這有助于增加碳市場的參與主體數(shù)量并擴(kuò)大交易規(guī)模。

利用數(shù)字化技術(shù)應(yīng)對歐盟碳稅的不利影響

推動碳排放數(shù)據(jù)的監(jiān)測、報(bào)送與核查(MRV)與區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合,以此保障數(shù)據(jù)監(jiān)測的真實(shí)性,同時也為企業(yè)應(yīng)對歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制(CBAM)中可能出現(xiàn)的碳排放數(shù)據(jù)爭議提供可靠支持。推動受CBAM影響的企業(yè)同時參與碳市場和綠證交易市場,并允許其所購綠證轉(zhuǎn)化為國家核證自愿減排量(CCER)抵消碳配額,以降低其間接電力消耗的碳排放,同時發(fā)揮兩個市場的協(xié)同減排作用。推動電力企業(yè)全鏈條碳減排與碳足跡報(bào)告實(shí)施追溯。依靠數(shù)字化碳管理平臺開展供應(yīng)鏈碳足跡核算工作及減排實(shí)施方案規(guī)劃,從數(shù)據(jù)源頭開始,利用物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)實(shí)時采集數(shù)據(jù),并基于區(qū)塊鏈技術(shù)解決數(shù)據(jù)可追溯、不可篡改的問題,實(shí)現(xiàn)多場景/技術(shù)路線的可一鍵編制全生命周期碳足跡報(bào)告,支持企業(yè)提前應(yīng)對CBAM、產(chǎn)品碳足跡披露要求等綠色貿(mào)易壁壘。

建立支撐智慧電力系統(tǒng)的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)體系

在建立完善智能電力系統(tǒng)時,首先應(yīng)先制定完善的指標(biāo)體系,為人工智能的日常檢查提供依據(jù),以此來獲得更為準(zhǔn)確合理的數(shù)據(jù)結(jié)果,當(dāng)前,該標(biāo)準(zhǔn)體系包含3類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)電側(cè)。需要統(tǒng)籌煤炭等化石能源和水、風(fēng)、光等清潔能源與多能互補(bǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對其數(shù)據(jù)交換方式、信息傳遞需求等進(jìn)行深入研究和分析,了解各種數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用場景和影響因素;加強(qiáng)傳統(tǒng)調(diào)峰電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),包括煤電靈活性改造、抽水蓄能及燃?xì)獍l(fā)電等標(biāo)準(zhǔn),以充分發(fā)揮其靈活調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)運(yùn)行能力,為電力系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行提供必要的支撐。

電網(wǎng)側(cè)。需要完善輸電網(wǎng)絡(luò)與變電技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系,同時,加快配電網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化升級,推動分布式電源和微電網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè),確保分布式新能源的高效就地消納,并以此促進(jìn)微電網(wǎng)的深層次發(fā)展。新能源的規(guī)模性發(fā)展仍存在不足之處,如電力系統(tǒng)面臨靈活性資源緊缺、新能源消納能力薄弱、系統(tǒng)可靠性下降、配網(wǎng)側(cè)運(yùn)行與維護(hù)管理難度增加等一系列挑戰(zhàn)。因此,新型電力系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系仍需多方面發(fā)展和針對性完善。

儲能側(cè)。需要不斷加強(qiáng)多種儲能技術(shù)與電力系統(tǒng)備用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)。參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如儲能設(shè)備的通信接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)等,了解行業(yè)內(nèi)已有的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合自身需求進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。根據(jù)儲能側(cè)的數(shù)據(jù)交換需求,定義相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型和接口規(guī)范,確保數(shù)據(jù)的一致性和可交互性,為特殊情況下電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

助力電力企業(yè)提質(zhì)降本增效

電力企業(yè)降本增效的重要內(nèi)容在于能源和信息交換,在充分理解電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型及服務(wù)電力行業(yè)數(shù)字化的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為不同發(fā)展階段和規(guī)模的企業(yè)提供數(shù)字化轉(zhuǎn)型“貼身伴跑”服務(wù)。同時,從算力、網(wǎng)絡(luò)、平臺、安全等多方面發(fā)力,全面推動“廣泛聯(lián)接+智能高效+安全可靠+綠色低碳”的新型能源體系建設(shè)。將電力資產(chǎn)日常管理與數(shù)字化管理系統(tǒng)有效地整合;現(xiàn)場操作人員掃描射頻識別標(biāo)簽(RFID),自動獲取設(shè)備在規(guī)劃設(shè)計(jì)、采購建設(shè)、驗(yàn)收投運(yùn)、運(yùn)維檢修、報(bào)廢等階段的海量信息數(shù)據(jù),從而達(dá)到實(shí)物信息與系統(tǒng)信息的實(shí)時同步一致,可實(shí)現(xiàn)對輸、變、配電網(wǎng)生產(chǎn)設(shè)備、計(jì)量資產(chǎn)、辦公資產(chǎn)、信息通信資產(chǎn)、工器具等電網(wǎng)資產(chǎn)的實(shí)物管理,提高資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)操作效率和資產(chǎn)全生命周期信息追溯與周期管理水平。

(作者:陳曉紅,湖南工商大學(xué)前沿交叉學(xué)院 中南大學(xué)商學(xué)院;唐潤成、胡東濱,中南大學(xué)商學(xué)院;徐雪松、唐湘博、易國棟、張威威,湖南工商大學(xué)前沿交叉學(xué)院。《中國科學(xué)院院刊》供稿)

【責(zé)任編輯:殷曉霞】
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