中國儲能網訊：數字技術的快速進步，促使能源系統(tǒng)發(fā)生深刻變革。在碳中和背景下，數字技術如何助力能源行業(yè)建立一個清潔低碳的能源體系？
文 | 本刊記者 范珊珊
數字化技術正在改變全球的能源系統(tǒng)?？萍嫉倪M步，成本的下降，以及無處不在的連接，正在打開能源生產和消費新模式的大門。數字化具有構建互聯能源系統(tǒng)新架構的潛力，包括打破傳統(tǒng)的需求和供應邊界。數字化技術在能源領域的迅速應用，提出了一個根本性問題——我們是否處于能源數字化新時代的風口浪尖。
事實上，能源部門是數字技術應用的先驅。在20世紀70年代，電力公司最先試水數字化，利用新興技術提升電網管理和運行。石油和天然氣公司則一直使用數字技術來對勘探和生產進行建模。新興信息技術賦能能源行業(yè)，通過優(yōu)化能源生產、傳輸、交易和消費環(huán)節(jié)的資源配置能力、安全保障能力和智能互動能力，從而實現能源企業(yè)智能化、數據化、信息化運營管理。
與此同時，能源系統(tǒng)正在發(fā)生深刻變革。面對“碳中和”大考，構建一個凈零碳排放的能源系統(tǒng)，是整個能源行業(yè)自上而下共同努力的目標。而其中最有效的途徑就是提升清潔能源占比、提高能源使用效率、加大電能替代力度，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
當前，云計算、移動互聯網、大數據技術、區(qū)塊鏈技術、5G技術的融合發(fā)展，正在改變能源的生產、運行、傳輸模式，利用大數據實現數字化賦能。分布式能源、去中心化、能源即服務等新概念在“碳中和”目標下，將對中國能源電力生態(tài)產生重大影響，未來的能源企業(yè)必須通過數字化轉型方能進一步重塑能源價值鏈。
毫無疑問，與其他行業(yè)一樣，能源行業(yè)的數字化轉型不能一蹴而就，而是一個長期過程。那么，如何保證新技術與原有組織的融合與協同，如何實現有步驟分階段實現轉型，將是未來能源企業(yè)面臨的一系列挑戰(zhàn)。
選擇題vs必修課
隨著技術的進步，數字化轉型已經成為企業(yè)難以回避的話題。
2021年3月，《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》發(fā)布，對我國加快數字化發(fā)展作出系統(tǒng)部署。全文提出，打造數字經濟新優(yōu)勢。聚焦高端芯片、操作系統(tǒng)、人工智能關鍵算法、傳感器等關鍵領域。加快布局量子計算、量子通信、神經芯片、DNA存儲等前沿技術。構建基于5G的應用場景和產業(yè)生態(tài)，在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧醫(yī)療等重點領域開展試點示范。
為加快推進將數字化轉型進度，使數字化進一步具體化，國務院國資在2020年8月發(fā)布《關于加快推進國有企業(yè)數字化轉型工作的通知》之后，目前正在研究制訂《國有企業(yè)數字化轉型三年行動計劃》。2021年是實施“十四五”規(guī)劃的開局之年，企業(yè)如何把握數字化轉型機遇，實現高質量發(fā)展成為眾多企業(yè)信息化的重中之重，當然能源企業(yè)也不例外。
工業(yè)和信息化部部長肖亞慶不久前撰文指出，對制造業(yè)發(fā)展而言，數字化轉型已不是“選擇題”，而是關乎生存和長遠發(fā)展的“必修課”。
在一系列政策出臺以及時代發(fā)展的趨勢的背景下，數字化轉型成為了企業(yè)的必然選項。近期，電力、石油、民航、軍工、電信等重點領域的代表央企密集發(fā)聲，就數字化轉型的成果和思路進行了分享和展望。中廣核、中國鐵物、中國石化、國家電網等多家能源央企明確表示，將數字化轉型工作定為“十四五”時期的重點任務，同時公布路線圖，為其他企業(yè)做出了表率和參考。
對于傳統(tǒng)的油氣公司而言，在能源轉型的未來，他們面臨著生存挑戰(zhàn)。而數字化轉型也成為各大公司應對油價劇烈波動與能源轉型的重要戰(zhàn)略選擇。油氣行業(yè)作為傳統(tǒng)工業(yè)產業(yè)，面對能源革命和能源轉型加快推進的新趨勢，必須有效利用云計算、物聯網、5G、大數據、人工智能等為代表的數字技術，驅動業(yè)務模式重構、管理模式變革、商業(yè)模式創(chuàng)新與核心能力提升，實現產業(yè)的轉型升級和價值增長。
同時，油氣企業(yè)只有對其業(yè)務進行系統(tǒng)性、徹底的重新定義，包括組織、流程、業(yè)務模式和員工能力等方面，數字化轉型才能成功。
在國內，三大油和國際石油公司一樣，也紛紛制定了數字化轉型戰(zhàn)略。中石油發(fā)布了“數字中國石油“規(guī)劃, 實現內外部設備的全面互聯互通，“十四五”末初步建成“數字中國石油”，實現油氣業(yè)務鏈系統(tǒng)優(yōu)化與持續(xù)創(chuàng)新，打造智能油氣田、智能工程等。中國石化將打造“數據+平臺+應用”的新模式，建成涵蓋四朵云（管理、生產、服務、金融）、三大體系（數據治理 與信息標準化、信息和數字化管控、網絡安全）和兩大平臺（信息技 術支撐、數字化服務）的“432”工程。中國海油提出2035年全面建成智能化油田，發(fā)布數字化轉型的六點重點工作。
除了油氣巨頭，電力系統(tǒng)也必須跟上數字化轉型的步伐。隨著新能源裝機的不斷增長，光伏、風電等新能源固有的隨機性、間歇性和不穩(wěn)定性，對電網的安全穩(wěn)定運行帶來諸多不利影響，這就要求電力系統(tǒng)柔性可控，能夠“無條件”接受新能源。為實現這一目標，需要以信息化、數字化構建新型電力系統(tǒng)，建設具備云資源儲存、大數據處理、數據驅動分析、高度智能化等功能強大的軟件平臺，使電網可見、可知、可控，實現智能運行。
電力巨頭們也紛紛發(fā)布數字轉型戰(zhàn)略。中國華能對外公布數字化轉型戰(zhàn)略，出臺《數字化轉型總體規(guī)劃》，未來實現風光數據全接入和水電、燃機等數據逐步接入智慧能源數據平臺，逐步完成產業(yè)和企業(yè)管理業(yè)務的數字化轉型。中國華電發(fā)布了數字化轉型2025行動計劃。國家能源集團提出“數字驅動轉型發(fā)展、智慧引領國家能源”戰(zhàn)略，加快全要素效能提升、全鏈條價值重塑、全產業(yè)提質增效，努力走出一條數字經濟和能源經濟融合發(fā)展之路。
國家電網全面部署電網數字化平臺、電力物聯網和能源大數據中心建設，推動業(yè)務數字化轉型，包括生產數字化、運營數字化和服務數字化 ，加快數字化技術（電力芯片、人工智能、區(qū)塊鏈、電力被動）攻關。南方電網都提出了建設以“電力+算力”驅動可再生能源協同調度的數字電網，發(fā)展數字產業(yè)，提升能源產業(yè)鏈的競爭力。
電力行業(yè)和石油行業(yè)均屬于技術與裝備密集型行業(yè)，且都對作業(yè)現場的安全性要求高。電力行業(yè)設備維護成本高、分布式能源管理難度高、設備冗雜而導致設備管理難度高等；石油行業(yè)工藝技術傳承難、安全事故發(fā)生的后果嚴重等。而數字化時代的到來，無疑可以幫助解決上述的生產、管理難點。
據國際能源署的報告，數字技術的廣泛使用可以將油氣生產成本降低 10% 到 20%，全球技術上可采的油氣資源可能會增加 5% 左右，其中頁巖氣的增幅最大?？稍偕茉矗ㄈ顼L電、光伏）的整合程度提升使2040年的全球二氧化碳排放量減少3000萬噸。
轉型艱難
對于一直專注于傳統(tǒng)業(yè)務的石油、電力公司而言，數字化是一門全新的課題。而如何推進不同的數字化技術與公司業(yè)務、管理、文化等的結合也是能源公司數字化轉型的難點。實現數字化轉型，對企業(yè)數字化人才、技術架構、數據管理能力等都提出更高的要求。
能源行業(yè)數字化轉型面臨的第一大問題就是基礎能力欠缺，尤其是開發(fā)和部署數字化工具和應用所需的基礎能力。能源行業(yè)涉及專業(yè)多、行業(yè)參與者角色多，因而信息系統(tǒng)龐雜、數據來源多，行業(yè)參與者間信息壁壘高，行業(yè)安全性和穩(wěn)定性要求高，產品定制化成本高。因而，對技術部門數字化工具開發(fā)和整合能力提出了更高的要求。
據中國石化集團信息化管理部副主任李劍鋒介紹，中石化內部大約有1000多套系統(tǒng)。以前一般是業(yè)務部門提出需求，技術部門實現，典型的業(yè)務驅動發(fā)展模式。但往往系統(tǒng)建成后的結果就是形成一個又一個的孤島，無法共享，成本居高不下。“業(yè)務不能隨便驅動，還要進行整合，有的時候業(yè)務特別是在我們傳統(tǒng)企業(yè)里邊，技術如果緊緊跟隨業(yè)務的指令，很難發(fā)揮整體和長遠的作用。技術還要有技術自身的發(fā)展路徑，為此中石化提出了再造，重新定義IT，打造新的模式——‘數據+平臺+應用’?！?
達到技術充分發(fā)揮作用的目標，企業(yè)更需要建立配套的數字化運營模式。如果流程和組織架構落后，缺乏數字化運營模式，很難完成整個企業(yè)的數字化轉型。因而，完成技術整合之后，還需要完成組織轉型?！皼]有組織的保障只能說是一個項目，不能帶動整個業(yè)務的轉型，不能帶動商業(yè)模式的轉型?！?李劍鋒強調說。
其次，缺乏數字化人才，尤其是缺乏數字化轉型領導者，這是企業(yè)在數字化道路上又一障礙。數字化人才應該不僅是來自技術部門，而是來自與客戶交互的市場、銷售及業(yè)務部門。隨著數字技術的日益普及，企業(yè)對數字化人才的需求呈現爆發(fā)式增長，數字化人才缺口日益擴大。僅掌握信息技術的人才已不能滿足數字化發(fā)展的需要，企業(yè)真正需要的是橫跨多領域、學習能力更強、綜合素質更高的復合型人才——既懂數字技術，又懂業(yè)務和管理。因而，對于能源行業(yè)來說，數字化的轉型需要的是懂業(yè)務且懂技術、管理的復合型人才。
另外，在一個傳統(tǒng)行業(yè)推進數字化更重要的從上而下觀念的轉變。很多企業(yè)在推進數字化轉型的過程中，并沒有賦予新的數字化內涵的企業(yè)文化，或者在各部門人員的認識上不統(tǒng)一，數字化推進困難。
在能源行業(yè)的上游生產環(huán)節(jié)，諸如數字礦山的推廣中會遭遇到來自一線工人的抵觸，由于數字化的揉入，井下操作人員的減少帶來了人員安置、薪酬減少等問題，都是推廣數字化過程常見的障礙。
而能源系統(tǒng)通常建立在大型、長期的基礎設施和資產上，且極富動態(tài)發(fā)展的特性，這為決策帶來了更大挑戰(zhàn)。因而，推進數字化轉型，還需要企業(yè)內部建立促進協作、共享知識和采用新工作方式的敏捷文化。
中國石油昆侖數智公司常務副總經理楊文軍認為，數字化面臨的主要困難和挑戰(zhàn)，首先是職工思維思想的轉變能否適應數字化轉型的要求。企業(yè)的多數職工習慣于現有的模式。數字化轉型需要做好組織機構、業(yè)務流程、信息技術以及工藝層面的統(tǒng)籌調整，企業(yè)職工們面臨著思想上的轉型與接受的過程。其次是職工操作技能的改變。數字化、自動化、信息化等新事物對職工的操作技能的要求更高，儀器、儀表、傳感器等新設備，都迫切需要職工不斷增強再學習、再提升能力，帶動自身成長為既擁有原有技術技能、又理解數字化轉型的復合型人才。
在國家能源集團信息管理部主任丁濤看來，對于傳統(tǒng)的信息部門和生產部門來講，必須進行內部組織變革，數字化環(huán)境的分工和模式是不一樣的，轉換過程必然帶來沖突，是轉型、變革過程。
能源行業(yè)從生產、管理到經營都有較高的專業(yè)性門檻，能源企業(yè)高管和其他利益相關者們往往需要運用不完整的信息來作出新的復雜決策。企業(yè)的最高決策層充分理解轉型的必要性和價值，首先要解決的就是一把手工程的思想觀念問題，一把手的推動是首要保障。如果企業(yè)的決策者沒有意識到數字化轉型的緊迫性和重要性，那么企業(yè)的數字化轉型就不會成功。
數字時代的競爭要求企業(yè)領導對數字技術和新興商業(yè)模式具有高度敏感的洞察力，經常反省和調整公司的戰(zhàn)略。數字化轉換的領導能力和問責制度意味著數字化轉換必須得到高級管理層的支持和授權。
在數字化轉型的過程，企業(yè)無法完全跟蹤來自數字化的投資回報率，因為許多舉措是近期啟動、其成效有時在內在的，難以量化的。企業(yè)更要建立對轉型的短期評估指標和中長期愿景，并且階段性地回顧和評估。對此，國務院國資委科創(chuàng)局信息化處處長陳建剛稱，目前一些國有企業(yè)已經把數字化轉型納入到考核體系里，把數字化轉型的人才引進，進行了工資總額單列，這些都是在法律允許的范圍內企業(yè)的創(chuàng)新成果。
數字化轉型不是靠企業(yè)內部的科技部門來推動的，而是靠管理思想的轉變，重在“人”的轉變。當前，由科技部門驅動的單一云計算、大數據、區(qū)塊鏈項目，都只是局部改造，并未將傳統(tǒng)思維轉化為數字化思維。真正的數字化轉型，實質是組織、文化、流程、管理等全面變革，而非單一部門、單一項目驅動。
數字化轉型首先不是數字化，核心是轉型，是企業(yè)的轉型。這不是在局部的職能領域相關的改良或改善，而是從企業(yè)全局的視角去看如何進行商業(yè)模式、運營模式的創(chuàng)新。作為衡量轉型成功的標準，企業(yè)應該把目光放得更長遠，更應該關注的是數字經濟下能力的提升，未來商業(yè)模式的創(chuàng)新，同時需要兼顧短期的商業(yè)回報。
未來生態(tài)
數字化的推廣可能會帶來一定的安全和隱私風險。但是，市場、企業(yè)和就業(yè)都在隨之而改變，新的商業(yè)模式正在興起。不可否認，數字技術在能源轉型戰(zhàn)略中正發(fā)揮著重要作用。數字化轉型正在引領能源產業(yè)變革?？梢灶A見，未來能源生態(tài)體系將會是一個全鏈接的數字生態(tài)。數字化能夠為生產生活方式低碳轉型帶來巨大推動力。
未來，能源行業(yè)也將發(fā)生重大的變化。能源企業(yè)由生產者向產銷者轉變；能源企業(yè)生產的產品形式從單一能源形態(tài)到多種能源形態(tài)（多能互補），再到以能源為載體的綜合能源服務；能源生產模式轉變也從過去單向流動生產（發(fā)-輸配-調用），到未來雙向、多源、互動、自治、協作的能源互聯網生態(tài)。未來將是去中心化、分散化的能源系統(tǒng)。
石油和天然氣行業(yè)在數字技術方面有著相對悠久的歷史，尤其是在上游，數字化在增強運營方面仍有巨大潛力。未來上游石油和天然氣行業(yè)的進一步數字化最初可能會側重于擴展和完善已經在使用的現有數字應用程序的范圍。例如，生產系統(tǒng)中的微型傳感器和光纖傳感器可用于提高產量或提高油藏油氣的整體采收率；使用自動化鉆機和機器人來檢查和維修海底基礎設施以及監(jiān)控傳輸管道和儲罐。無人機還可用于檢查管道（通常分布在擴展區(qū)域）和難以到達的設備，例如火炬煙囪和偏遠的無人海上設施。
在石油和天然氣行業(yè)，將進一步看到更多可穿戴設備、機器人技術以及人工智能在其運營中的應用。在電力行業(yè)，數字數據和分析至少可以通過四種方式降低電力系統(tǒng)成本：降低運營和維護成本；提高電廠和網絡效率；減少計劃外停機和停機時間；并延長資產的使用壽命。據國際能源署估計，2016年—2040 年，這些數字化措施帶來的總體節(jié)省可能在每年 800 億美元左右，占年度總發(fā)電成本的 5% 左右。
從長遠來看，電力行業(yè)數字化最重要的潛在好處之一可能是通過改進維護和減少設備的物理壓力來延長發(fā)電廠和網絡組件的運行壽命。例如，如果世界上所有電力資產的壽命延長5年，平均每年減少電廠投資340億美元，網絡投資每年減少200億美元。
數字化最大的轉型潛力莫過于它能夠打破能源部門之間的界限，提高靈活性并實現整個系統(tǒng)的集成。數字化正在模糊發(fā)電和消費之間的區(qū)別，通過智能需求響應、可再生能源的整合、電動汽車智能充電的實施、家庭太陽能光伏等小規(guī)模分布式電力資源等實現互聯。
未來，以風電、光電等新能源為代表的分布式能源將進入全新發(fā)展期，而構建清潔、低碳、高效的能源體系，需由能源產業(yè)生態(tài)各方達成統(tǒng)一發(fā)展共識，從技術、標準、價格、市場等方面進行變革。
因而，能源革命與數字革命融合成為必然趨勢，數字化發(fā)展將對能源電力進行數字貫通和價值整合，推動能源電力業(yè)務在線化、智能化和數字化，重塑電力業(yè)務模式和商業(yè)模式，通過提升能源生產效率和供給效率，降低能源電力經營成本，激發(fā)新的服務模式。
在未來的幾十年里，數字技術將使世界各地的能源系統(tǒng)更加互聯、智能、高效、可靠和可持續(xù)。數據、分析和連接方面的驚人進步使一系列新的數字應用成為可能，例如智能電器、共享移動和 3D 打印。未來的數字化能源系統(tǒng)可能能夠識別誰需要能源，并在正確的時間、正確的地點以最低的成本提供能源。
顯而易見的是，數字化推廣已經在提高能源系統(tǒng)的安全性、生產力、可訪問性和可持續(xù)性。技術對轉型是非常重要的一環(huán)，但是更重要的一環(huán)是企業(yè)在轉型過程中變革的管理，對觀念、思想、文化重新打造。數字化轉型是企業(yè)的新常態(tài)，是一個不斷持續(xù)的過程，作為企業(yè)的經營者要勇于試錯，不斷調整、不斷創(chuàng)新，充分借助數字化融合和賦能業(yè)務的發(fā)展，最終打造的是可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)。
