文｜苏铭

中国宏观经济研究院能源研究所研究员

数字技术将主导新一轮科技革命和产业变革，2023年以来人工智能大模型的突破性发展更令人深信不疑。全面推动数字化变革和数字经济发展，促进数字技术与实体经济深度融合，已成为时代最强音。

能源是人类文明进步的重要物质基础和动力，能源产业是国民经济中的重要基础性产业。以数字化智能化技术助推能源产业转型升级，是推动能源高质量发展、建设新型能源体系的重要内容，对于提高能源安全保障水平、积极稳妥推进碳达峰碳中和、构建现代化经济体系具有重要意义。

以数字化智能化技术助推能源产业转型升级

近年来，柔性直流电网、智慧微网、智能机器人勘探开采等应用开始推广，无人值守、故障远程诊断等能源生产运行信息化智能化水平持续提高，工业园区、公共建筑等领域智慧用能模式不断涌现，能源数字化智能化解决方案提供商、设备商、运营商、服务商等产业生态体系加快构建。

2023年3月，《国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》进一步明确了能源数字化智能化发展的方向、目标和重点任务，强调“有效提升能源数字化智能化发展水平，促进能源数字经济和绿色低碳循环经济发展，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，为积极稳妥推进碳达峰碳中和提供有力支撑”。

为了实现目标，既要大力培育能源数字化智能化新模式、新业态，又要加快传统能源产业数字化智能化改造，双管齐下，将有助于加快能源产业转型升级步伐。

（一）以数字化智能化技术引领新型电力系统建设

电力的瞬时平衡特征，使电力行业的自动化、信息化水平走在能源领域前列。随着风电、光伏发电等非化石能源大规模发展，未来新型电力系统将在能源体系扮演核心角色，更是要加快数字化智能化技术的全面应用。

一是以数字化智能化技术提升新能源发电供给消纳能力。风电、光伏发电尽管具有随机性、波动性和间歇性，但具有可预测性。要充分利用气象大数据，将气候模式预测结果与新能源出力特性更好耦合，提升不同时间尺度上的新能源功率预测水平。同时，提高新能源发电智能化水平，统筹好源网荷储等各方面要素，促进新能源应发尽发。

二是以数字化智能化技术提高传统电源灵活出力水平。适应传统电源由基础性电源向灵活调节性电源转变的趋势，加快火电、水电等传统电源数字化设计建造和智能化升级，推动数字技术深度应用于核电设计、制造、建设、运维等各领域各环节。积极推进分散控制系统的智能化研发与应用，不断提高火电、水电的灵活高效出力水平，乃至促进核电更加安全灵活运行。

三是以数字化智能化技术促进智慧电网建设升级。电网是构建新型电力系统的关键基础设施和核心支撑。要创新应用“云大物移智链边”等技术，探索人工智能及数字孪生在电网智能辅助决策和调控方面的应用，提高电网仿真分析能力和多能互补联合调度智能化水平，推动主干网架柔性化发展，支撑电网安全稳定运行和高比例新能源接入。

要加快高可靠性数字配电网建设，提高配电网灵活性和承载力，提升用户侧分布式电源接入能力，提高与各类负荷的智能互动水平。要积极推进分布式智能微网发展，提高分布式新能源可控可调水平，促进局部区域电力电量自平衡。

四是以数字化智能化技术提高需求侧灵活响应和智能互动水平。提高需求侧与电网电源的响应能力和互动水平，既是各类用户更加经济高效用电的需要，又是新能源发电占比不断提高的趋势下实现电力有效平衡的重要举措。

一方面，大力推进智能终端设备、智能电表等应用以及数字化控制系统发展，让用户及时感知电力供应侧信号，引导用户合理用电。

另一方面，积极培育负荷聚合服务、综合能源服务、虚拟电厂等新业态新模式，打造实时可控的数字化需求响应系统平台，整合分散需求响应资源，推动需求侧资源分层分级分类聚合及协同优化管理，引导需求侧资源有效参与电力系统调节;再者，加快电动汽车与电网的智能交互技术发展，打造智慧车联网，推动电动汽车智能化有序充放电，逐步释放其巨大的需求响应潜力。

五是以数字化智能化技术助力全国统一电力市场建设。随着电力发输配售用各环节主体日趋多元、形态更加复杂，统一电力市场成为引导长期有效投资、促进供需实时平衡、实现资源高效配置的必然选择。

电力市场建设的核心是实现交易和调度的分离和耦合。确保电力市场和电力系统安全高效运行，必须进一步提高数字化交易和智能化调度水平，不断增加电力市场交易品种、类型和频率，更好促进资源高效合理配置。此外，要加强燃料、电力和碳排放数据的计量、监测、核算和交互耦合，推动燃料市场、电力市场、碳市场之间的有效衔接和运行。

（二）加大传统能源产业数字化智能化改造力度

随着应对气候变化成为全球共识，世界能源低碳化转型逐步加速。我国仍处于以煤为主的能源时代，化石能源在能源结构中的比重依然超过80%，绿色低碳转型的任务十分艰巨。数字化智能化技术的发展，为传统能源产业安全高效、绿色低碳生产提供了有效途径。

第一，以数字化智能化技术带动煤炭安全高效生产。加快智能化煤矿建设，减少用工强度，降低煤矿事故，提高生产效率，促进煤炭安全高效、清洁低碳和绿色可持续发展，既是形势要求，又是行业所需。近年来，相关部门已出台《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》《煤矿智能化建设指南（2021年版）》等一系列政策文件，制定了各类煤矿智能化标准，力图加快煤矿智能化改造升级力度。

一方面，要推动煤炭领域5G、工业互联网、大数据、智能传感器、环境感知终端、视频监控设备等信息基础设施建设，建设集智能地质保障、智能采掘（剥）、智能洗选、智能安控等于一体的智能化煤矿综合管控平台，提高矿井地质条件探测精度与地质信息透明化水平，提升基于全时空信息感知的灾害监测预警与智能综合防治能力。

另一方面，要加快自动化、智能化装备应用，在采煤工作面实现采—支—运智能协同运行、地面远程控制及井下无人/少人操作，在掘进工作面实现多工序协同作业、智能快速掘进及远程控制，在主煤流运输系统实现智能化无人值守运行，在大型露天煤矿实现无人驾驶系统建设与常态化运行。

据统计，截至2023年4月，全国已累计建成智能化采煤工作面1043个、掘进工作面1277个，其中，全国首批示范煤矿累计建成智能化采煤工作面363个、掘进工作面239个，涵盖产能6.2亿吨/年，单面平均生产能力达到500万吨/年，推动煤炭行业向安全高效生产、灵活韧性供应方向转型迈出了坚实步伐。

第二，以数字化智能化技术推动油气绿色低碳开发。我国油气资源相对贫乏，开发技术水平不高，生态环境保护要求越来越高，增储上产面临多重挑战。应用数字化智能化技术，提高油气绿色低碳开发水平，对于推动油气可持续发展、保障油气供应安全意义重大。

在勘探开发环节，要加快数字盆地建设，自主研发油气勘探开发专业软件，建设勘探开发智能决策支持系统，全面感知油藏状态与生产状况。

在生产运营环节，要推动智能测井、智能化节点地震采集系统建设，基于数字孪生技术实现地面地下动态孪生仿真、注采实时智能优化及远程控制作业，实现采油、集输、注水系统间各节点智能调优的一体化协同运行，同时建立健全油气生产物联网，加快智能钻机、机器人、无人机应用，推动生产现场井、站、厂、设备等全过程智能联动与自动优化。

在输运配送环节，要推进智能管道、智能储气库、智慧燃气建设，提高油气管网设施安全高效运行水平和储气调峰能力以及调度服务能力。

在炼化环节，要加快数字化智能化炼厂升级建设，提高炼化能效水平。根据中国石化预计，通过数字化转型智能化提升，有望实现探明储量增加30%以上、探井成功率提高5%以上、老油田采收率提高5%以上，同时提高劳动生产率30%以上、降低油气碳排放强度30%以上。

着力提高数字基础设施能源利用效率

数字经济蓬勃发展，带动数字基础设施规模能级大幅提升，但其用能问题愈发引起关注。

《数字中国发展报告（2022年）》显示，截至2022年底，我国数据中心机架总规模超过650万标准机架，近5年年均增速超过30%，在用数据中心算力总规模超180×1018次/秒（EFLOPS），位居世界第二；累计建成开通5G基站231.2万个，5G用户达5.61亿户，全球占比均超过60%。

由于数据中心和5G基站能耗较大，2022年二者年用电量已达3000亿千瓦时，占全社会用电量的比重已超过3%。据预测，到2030年二者年用电量甚至将超过全社会用电量的5%。而且，由于其需求刚性强、负荷平直，对电力运行安全也将构成挑战。

数据中心和5G是支撑未来经济产业数字化智能化发展的战略资源和公共基础设施，亟待在发展初期贯彻落实绿色发展理念，大力提高节能降耗和绿色低碳发展水平，从而才能真正提高数字经济的系统效率。

国家发展和改革委员会等部门于2021年12月制定出台了《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》（发改高技〔2021〕1742号），指明新型基础设施绿色发展高质量的主要目标和实施途径。

一方面，创新节能技术和节能模式，不断提高数字基础设施能效水平。对于数据中心，关键是降低平均电能利用效率（PUE），既要使用高效环保制冷技术、机柜式模块化方式、余热综合利用技术降低制冷负荷，又要持续研发高效节能服务器、应用智能化自动调节技术来降低主机能耗水平。

再者，还可以利用山洞、山体间垭口、海底、河流湖泊沿岸等特殊地理条件发展数据中心，通过自然通风和冷却等方式降低其能耗。对于5G基站要攻关碳化硅射频器件等高效节能技术，采用新工艺、新材料、新方案、新设计降低基站设备能耗，同时加强智能符号静默、深度休眠、通道静默等技术在5G网络中的应用。

另一方面，推动数字基础设施向电力系统友好型转变，降低数字基础设施“碳足迹”。积极推动模块化氢燃料电池和太阳能板房等在小型或边缘数据中心的规模化推广应用，将其打造成为电力“产消者”。

加快推动数据中心与绿电开发协同布局，促进可再生能源就近消纳，鼓励数据中心开展绿电交易，提高数据中心绿色电能使用水平。发挥5G基站的锂离子电池和数据中心配置的各类储能电池或氢燃料电池以及蓄冷系统等调节作用，增强数字基础设施的需求响应能力。

关于加快能源与数字经济融合发展的建议

第一，不断探索新业态新模式，深入推进能源与数字经济融合发展。历史上的每一次能源变革均带来了人类社会生产力和生产关系的巨大变革。未来学家、经济学家杰里米·里夫金在《第三次工业革命》一书中预言，互联网与新能源技术的融合将催生新一轮工业革命，引领世界进入下一个伟大的经济时代。

能源与数字经济融合，不仅仅是安装智能传感设备和建设能源大数据平台，提高能源生产和使用效率，更多的是要改变城市发展模式、企业生产方式和居民生活模式。必须加快探索新业态新模式，将数字信息世界与能源物理世界更好耦合，带来更大飞跃。

第二，高度重视两者融合发展过程中的安全问题，有效防控各类安全风险。数字化智能化技术在提高能源生产安全、运行安全技术水平的同时，也引发了网络信息安全等非传统能源安全问题。

近年来，在国外已出现过黑客通过勒索软件攻击信息网络，导致能源供应大面积中断的事件。必须筑牢数字安全屏障，构建能源电力系统全场景网络安全防护体系，全面提升网络安全态势感知、监测预警、应用处置和实战对抗能力。

同时，也要高度重视数字基础设施的能源安全供应问题，做好应急自备电源建设，完善应急防控预案，有效防控因能源供应中断产生的连锁反应。

参考文献:

[1]新华网.习近平在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调 把握数字经济发展趋势和规律 推动我国数字经济健康发展[EB/OL].（2021-10-19）[2023-7-15] .http://www.xinhuanet.com//2021-10/19/c_1127973979.htm?ivk_sa=1024320u.

[2]国家能源局.国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见[EB/OL].（2023-3-28） [2023-7-15].https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2023-04/02/content_5749758.htm.

[3]《新型电力系统发展蓝皮书》编写组.新型电力系统发展蓝皮书[M].北京：中国电力出版社，2023.

[4]国家发展和改革委员会.关于印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》的通知[EB/OL].（2021-12-08）[2023-7-15].https://www.ndrc.gov.cn/xwdt/tzgg/202112/t20211208_1307105.html

[5]国家互联网信息办公室 . 数字中国发展报告：2022 年 [R].北京：国家互联网信息办公室，2023.

— END —

编辑丨王秋蓉

来源丨《可持续发展经济导刊》2023年7月刊

图片来自网络，如果有侵权，请联系删除