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一、智慧能源的提出背景

智慧能源是數(shù)字化、智能化技術(shù)與傳統(tǒng)能源行業(yè)高度結(jié)合的產(chǎn)物。我國(guó)智慧能源的產(chǎn)生和發(fā)展既是數(shù)字新技術(shù)發(fā)展和行業(yè)應(yīng)用的必然結(jié)果，也是國(guó)家能源變革以及國(guó)家實(shí)現(xiàn)能源“雙碳”目標(biāo)的客觀需求。

智慧能源是我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要發(fā)展方向。第四次信息革命到來(lái)的背景下，能源產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)進(jìn)程加速，數(shù)字技術(shù)加快與能源技術(shù)深度融合，已經(jīng)成為未來(lái)能源行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。

智慧能源是適應(yīng)我國(guó)能源多元化變革的重要技術(shù)支撐。能源系統(tǒng)形態(tài)加速變革，智慧能源具備的信息互聯(lián)化和智能化等特征，可以為能源變革時(shí)期的安全管理和效率提升提供重要技術(shù)支撐。

智慧能源是我國(guó)實(shí)現(xiàn)能源“雙碳”目標(biāo)的必由之路。我國(guó)碳達(dá)峰目標(biāo)與碳中和愿景將加速推動(dòng)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型，智慧能源的廣泛互聯(lián)以及供需互動(dòng)等特征，大大提升電網(wǎng)對(duì)于可再生能源的消納能力，是新型電力系統(tǒng)的重要支撐，也是國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必由路徑之一。

二、智慧能源特征和典型應(yīng)用場(chǎng)景

智慧能源的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)管理的安全、高效、低碳、智能。依托數(shù)字化技術(shù)對(duì)能源的生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及交易等全流程進(jìn)行升級(jí)和改造，解決能源行業(yè)在智能生產(chǎn)、精益管理、業(yè)務(wù)創(chuàng)新等方面的問(wèn)題，幫助能源企業(yè)提質(zhì)增效，提升能源系統(tǒng)的安全水平、能效水平以及清潔能源利用率。

智慧能源具有多能互補(bǔ)集成、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能化、廣泛互聯(lián)網(wǎng)等典型特征：

1.物理層面多能互補(bǔ)集成源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同：依托信息化和智能化技術(shù)，智慧能源可以在縱向?qū)崿F(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同，橫向支撐水電氣熱多能耦合。

2.技術(shù)層面數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)智能高效：智慧能源能夠充分挖掘能源生產(chǎn)交易等過(guò)程中的數(shù)據(jù)流，全面提升能源系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化水平，提升能源生產(chǎn)、傳輸、交易與消費(fèi)的運(yùn)營(yíng)效率。

3.信息層面開(kāi)放接入廣泛互聯(lián)：智慧能源實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)多元主體的開(kāi)放接入、廣泛互聯(lián)，能夠充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在資源配置方面的優(yōu)化和集成作用，創(chuàng)造新的發(fā)展形態(tài)和商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)者、消費(fèi)者與其他用戶的能源高效共享。

按照智慧能源所服務(wù)的能源產(chǎn)業(yè)鏈，可以將智慧能源應(yīng)用場(chǎng)景劃分為智慧能源生產(chǎn)、智慧運(yùn)行調(diào)度、終端智慧用能、能源交易和智慧經(jīng)營(yíng)管理等五大類：

（1）智慧能源生產(chǎn)：在能源生產(chǎn)過(guò)程中全面實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控、診斷報(bào)警、自動(dòng)控制和優(yōu)化管理等，通過(guò)智能化機(jī)器取代機(jī)械重復(fù)人工勞動(dòng)提升作業(yè)效率和安全水平；通過(guò)在線監(jiān)測(cè)和智能診斷提升能源生產(chǎn)水平；通過(guò)工藝流程的智能化升級(jí)提升能源生產(chǎn)運(yùn)行效率；通過(guò)數(shù)據(jù)分析和決策提升能源生產(chǎn)以及應(yīng)急管理水平。典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括智慧電廠、智慧風(fēng)電、智慧光伏、智能電網(wǎng)以及智能礦山、智慧油氣田等。

（2）智慧能源調(diào)度：在能源輸配過(guò)程中，充分利用數(shù)字化、自動(dòng)化等能源基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)智能調(diào)度體系，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)、多能協(xié)同互補(bǔ)及用能需求智能調(diào)控，提升新能源接入后電網(wǎng)運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性，提升電網(wǎng)可再生能源消納水平。

（3）終端智慧能源：在能源使用過(guò)程中，為企業(yè)和園區(qū)用能提供專業(yè)的能源管理服務(wù)、精準(zhǔn)能耗診斷分析等能源服務(wù)，提高能源利用效率，降低用能成本；通過(guò)區(qū)域智慧能源服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)“電熱冷水氣儲(chǔ)氫”等多能流優(yōu)化運(yùn)行及智慧運(yùn)維，全面提升能源綜合利用率；依托數(shù)字化手段聚合管理各類可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲(chǔ)能資源，實(shí)現(xiàn)靈活接入、精準(zhǔn)控制，提高電網(wǎng)新能源并網(wǎng)消納能力和運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性。典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括企業(yè)園區(qū)能源管理平臺(tái)、終端多能互補(bǔ)系統(tǒng)、用戶側(cè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、虛擬電廠以及新能源微網(wǎng)等。

（4）智慧能源交易：在能源交易中，結(jié)合人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)，提升交易效率和交易有效性，支持能源交易不同場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化，具體包括電力交易、碳交易、綠電交易、分布式能源交易以及能源金融服務(wù)。

（5）智慧企業(yè)經(jīng)營(yíng)：在能源企業(yè)的經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，能源企業(yè)深度應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的人資、財(cái)務(wù)、供應(yīng)鏈和市場(chǎng)營(yíng)銷等全面智能管控分析，實(shí)現(xiàn)跨業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，支撐各業(yè)務(wù)高效運(yùn)營(yíng)和創(chuàng)新應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理全過(guò)程的升級(jí)，提升能源企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率和服務(wù)水平。典型應(yīng)用場(chǎng)景包括智慧財(cái)務(wù)、智慧供應(yīng)鏈、資產(chǎn)智能管控、智慧營(yíng)銷系統(tǒng)等。

三、智慧能源面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)

從技術(shù)上看，目前能源的智慧化水平有待提升。智能化應(yīng)用還處于起步和示范階段，智慧電廠、智慧油氣、智慧礦山等應(yīng)用能夠發(fā)揮的價(jià)值有限，相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)亟待進(jìn)一步沉淀和完善。

從應(yīng)用場(chǎng)景上看，智慧能源應(yīng)用場(chǎng)景有待進(jìn)一步挖掘。智慧能源領(lǐng)域，監(jiān)視、巡檢以及內(nèi)部運(yùn)營(yíng)管理等場(chǎng)景應(yīng)用較廣泛，這些場(chǎng)景門檻較低且價(jià)值體現(xiàn)不明顯。而運(yùn)行優(yōu)化、故障診斷等AI類應(yīng)用需要大量經(jīng)驗(yàn)積累與研發(fā)投入，其功能和場(chǎng)景應(yīng)用價(jià)值發(fā)揮有限。

從配套政策上看，對(duì)智慧能源新業(yè)態(tài)的創(chuàng)新和推廣支持力度不夠。由于智慧能源配套政策支持還不充分，智慧能源在可再生能源消納等方面的價(jià)值體現(xiàn)不突出，已建設(shè)的智慧能源項(xiàng)目如源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、微網(wǎng)以及虛擬電廠等項(xiàng)目由于缺少盈利模式，還處于賠本賺吆喝的階段。缺乏清晰的商業(yè)模式正在成為阻礙智慧能源新模式創(chuàng)新和推廣的主要因素。

四、智慧能源發(fā)展趨勢(shì)

盡管智慧能源發(fā)展還存在諸多問(wèn)題，但在國(guó)家雙碳背景下，智慧能源繼續(xù)發(fā)展的大趨勢(shì)不會(huì)變。隨著技術(shù)的逐步成熟、相關(guān)政策和商業(yè)模式的逐步完善，預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)智慧能源下階段會(huì)迎來(lái)快速發(fā)展的新階段。

數(shù)字技術(shù)將與能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步深度融合。未來(lái)一段時(shí)期，智慧能源技術(shù)趨勢(shì)是大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步高度融合。智慧能源只有隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的不斷落地實(shí)踐，相關(guān)業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累，智慧化價(jià)值不斷體現(xiàn)，才能進(jìn)入規(guī)模提速增長(zhǎng)、創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富、智能化水平顯著提升以及能源企業(yè)廣泛參與的新階段。

智慧能源主要聚焦于能源安全、高效以及低碳化。我國(guó)十四五能源規(guī)劃將保障能源安全以及實(shí)現(xiàn)能源清潔低碳化作為我國(guó)新階段能源發(fā)展的核心目標(biāo)，未來(lái)智慧能源的場(chǎng)景主要聚焦方向包括：以自動(dòng)化作業(yè)、智能診斷在線預(yù)警以及在線應(yīng)急管理等為代表的提升能源安全應(yīng)用場(chǎng)景；以源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度、需求側(cè)互動(dòng)為代表的能源清潔低碳等場(chǎng)景；以能效提升、運(yùn)行優(yōu)化等提升能源效率場(chǎng)景等。智慧火電、智慧核電、智慧風(fēng)電、智慧火電、智能電網(wǎng)以及需求側(cè)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、多能協(xié)同以及需求響應(yīng)等場(chǎng)景會(huì)成為智慧能源重點(diǎn)方向。

市場(chǎng)和價(jià)格機(jī)制逐步完備促進(jìn)智慧能源新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)。隨著國(guó)家在十四五期間構(gòu)建和完善中長(zhǎng)期市場(chǎng)、現(xiàn)貨市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)有機(jī)銜接的電力市場(chǎng)體系，電碳市場(chǎng)相互銜接和促進(jìn)，智慧能源項(xiàng)目可以通過(guò)市場(chǎng)和價(jià)格機(jī)制得到進(jìn)一步市場(chǎng)激勵(lì)，盈利能力進(jìn)一步增強(qiáng)，商業(yè)模式進(jìn)一步清晰。以源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化、園區(qū)多能互補(bǔ)以及虛擬電廠等為代表的智慧能源業(yè)態(tài)會(huì)因?yàn)槊鞔_的商業(yè)模式而迎來(lái)快速的發(fā)展。

能源政策催生各類智慧能源服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)。能源領(lǐng)域的開(kāi)放會(huì)帶動(dòng)商業(yè)模式的創(chuàng)新。互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和思維與能源行業(yè)深度融合應(yīng)用，面向能源供需銜接、生產(chǎn)服務(wù)等業(yè)務(wù)的智慧能源服務(wù)平臺(tái)將會(huì)涌現(xiàn)，通過(guò)能源各產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，營(yíng)造開(kāi)放共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，提升整個(gè)行業(yè)的活力和效率。

隨著應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)大和商業(yè)模式的穩(wěn)定，智慧能源的投資和市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)相關(guān)技術(shù)發(fā)展與融合應(yīng)用繼續(xù)加速，相關(guān)投資進(jìn)一步增長(zhǎng)，加上中央和地方政府能源數(shù)字新基建規(guī)劃逐步落地，預(yù)計(jì)智慧能源服務(wù)市場(chǎng)將會(huì)快速擴(kuò)張，例如能源生產(chǎn)輸配消等環(huán)節(jié)的智慧能源服務(wù)，以及源網(wǎng)荷儲(chǔ)項(xiàng)目、多能互補(bǔ)和智慧園區(qū)等，市場(chǎng)規(guī)模巨大。