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电力即算力 能源数字化转型势不可挡

北极星输配电网  来源:中国能源报  作者:孙艺新  2021/7/21 8:31:28  我要投稿  

北极星输配电网讯:“十四五”规划和2035年远景目标纲要出台以来,“立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局,实现高质量发展”明确了能源系统的发展脉络。特别是在落实“双碳”目标与构建新型电力系统的双重驱动下,能源革命的系统性、全局性、复杂性、紧迫性被摆在了前所未有的高度,能源供给模式、消费模式将迎来重塑与变革,亟需丰富能源认识论与方法论。笔者认为,用能源数字经济可以概括新经济形态的演进,抓住新基础、新价值、新产品、新市场、新机制五大创新要素的内涵与驱动路径,是抓住发展新机遇和产业新机会的关键。

挑战:解决协同发展、要素市场化配置等问题

能源系统在新发展理念下需妥善解决安全、经济、绿色协同发展的问题。目前大家已普遍认识到能源发展存在着“不可能三角”的问题,能源系统的安全性与用能的经济性、清洁绿色要求难以兼顾,实际上是过去投资拉动的重资产运营的发展模式走到瓶颈,必须依靠新发展理念,借助数字经济优势实现高质量发展。

能源系统在新发展格局下需解决整体与局部、集中式与分布式发展的统一问题。目前对新型电力系统的关注主要集中在两点:一是坚持集中式与分布式并举,两者衔接之处需要数字化“润滑”;二是新能源发展不仅需要规模增长上的量变,还需要质变,即新能源机组对电力系统调频、惯量应有贡献。

能源系统在高质量发展下需解决要素市场化配置并实现融合创新的问题。电网作为电力资源优化配置的平台,要利用各类生产要素,将传统电网基础设施与数字新型基础设施融合,成为输出电力、算力、智力的能源新型基础设施。期间,电网功能形态、企业组织形态均需改变,为现代经济体系建设赋能。

发展能源数字经济是应对上述三大挑战的必由之路,其创新发展的基本方向可概括为:市场经济+系统观念下的能源数字化转型。坚持“有效市场与有为政府相结合”是基本的理论前提,数字化转型是突破传统发展模式的关键。在定义上,能源数字经济是以新发展理念为引领,以能源技术和数字技术融合应用为重要推动力,以数据作为关键生产要素,以现代能源网络和信息网络为主要载体,不断提高能源行业全要素生产率,推动能源实现高质量发展的新经济形态。

路径:基础、价值、产品、市场、机制创新

一般认为,发展能源数字经济应从能源产业数字化和数字产业化两大领域发力,但长期以来,刻画其创新的内在驱动力、研判创新方向与行动路径则缺乏深入研究。对此,笔者提出,基础、价值、产品、市场、机制五大要素创新将有助于找到能源与数字技术融合并进的内在逻辑,并研判未来发展趋势。

新基础:电力、算力基础设施融合发展。电力在终端能源的占比已超过80%,未来能源形态是电力与算力融合的形态,电网将在输送电力的同时,充分考虑算力发展需求。一方面,目前数据中心耗电量尚不超过全社会用电量的2%,未来即使需求量增长加倍,但总体上供电压力不大;另一方面,电力即算力,电力的分布式生产、消费与远距离大规模输送等功能形态均能同步加载算力资源,实现资源复用与时空优化。电网的平台枢纽功能将在电力+算力时代得到进一步丰富,电力+北斗、电力+5G、电力数据中心对外服务等利用模式可充分响应用户对算力、电力的双重需求,重构新型能源基础设施功能形态与价值形态。

新价值:能源大数据赋能现代产业体系建设。能源数字经济的价值在于数据驱动的价值,不仅体现在服务能源产业链供应链发展方面,还体现在提高产业协同互动能力上,这对“双碳”目标实现与治理现代化均具有重要的促进作用。以交通运输电力指数(TEI)为例,综合铁路、公路、航空、水运、邮政、仓储等活动的用电量,可超前反映实体经济活跃度。同时,挖掘疫情前后产业链用电情况变化,可有效发现产业链短板。此外,制造业各环节的用电量分析,有助于综合判断产业链健康度与韧性。

新产品:数字能源具有三个层面价值。能源数字经济将产生新的能源产品形态,即数字能源,如同虚拟电厂不是“看得到”的电厂,数字能源也不是“数字态”的能源,其数字属性有三个层面:一是对能源生产消费注入数字化平台技术,使供需双方更快速匹配与互动,即数字能源的平台价值;二是用算法、算力、数据实现对能源供需的重构,开发出新的交易品种,即数字能源的产品价值;三是进一步拓展数字能源的金融市场属性,成为新的统一衡量尺度,改变数字时代能源的计价方式。即用数字能源作为衡量用能水平的评价尺度,从而建立虚拟市场与现实世界间的映射关系。

新市场:电力市场+碳市场+能源数据市场。电力市场与碳市场建设是典型的“有效市场+有为政府”的结合,其中,对碳交易、配额的初始分配、定价机制、参与主体范围及与电力现货市场结合等问题都需充分计量、仿真、预测,随即衍生出一个为电力交易、碳交易服务的能源数据市场,三个市场的有机结合是落实“双碳”目标的有力手段。

新机制:数字技术赋能制度创新与能源金融创新。市场运营需要多方主体积极参与,一方面,需要建立具有吸引力的激励机制;另一方面,需要建立多方信任的互信机制。如采用区块链技术的分布式能源交易机制,能将分布式、公平性等特点契合新型电力系统下源网荷储各环节的业务需要。此外,在电力征信等新兴业务领域,也需要金融科技+大数据+区块链等技术的跨界应用。可以预见的是,未来的能源数字经济生态圈将是一个能吸引能源圈以外的数学家、金融从业者等人士参与的大舞台。

方向:产品创新、用户市场培育、算力布局等将全面铺开

创新总是从边缘开始,能源数字经济将从四个细分领域加快发展:

瞄准尖峰负荷供需矛盾的数字能源产品创新。从需求的痛点程度来看,数字能源产品开发能够产生用于尖锋用能的市场。目前,3%的尖峰负荷持续时间一般不超过30小时,5%的尖峰负荷持续时间一般不超过100小时。随着以新能源为主体的新型电力系统“双高”“双峰”特征进一步凸显,传统的冗余建设模式因边际收益递减而愈发难以为继。其设计要点包括:在尖峰时期以市场化手段调用社会中小微型供电设施;基于区块链技术设计配额凭证交易产品和制度模式;通过电力大数据分析预测,实现交易市场价格规模监测;配额交易数据可进一步推动金融创新、辅助电网规划。

瞄准隔墙售电市场的用户市场培育。补贴退坡后市场经济发挥作用是资本看好新能源赛道的重要原因,创新则成为新能源产业链不断升级的源动力。如隆基集团产能成本优势策略、通威集团“渔光一体”模式、清能股份重卡突破路线均是在市场竞争中涌现的新模式、新路径,未来围绕隔墙售电市场也将孕育出新商机。目前尚难以预测一个社区中愿意参与双向互动的“产消者”的规模,但可以判断的是,以“灵活性电源+光伏”为代表的多能互补模式将有更大的发展空间。当然,前提是坚持以“为用户创造更多价值”为基本点,从用能场景与便利性方面加强设备可用性、易用性设计。

瞄准“东数西算”市场的算力电力布局。一方面,部分电力负荷空间转移,有利于缓解西部、北部清洁能源消纳问题;另一方面,数据中心在线负载具备空间转移灵活性,离线负载具备时间转移灵活性,两类负载都具备需求侧响应潜力。预计到2025年,数据中心市场规模将达6000亿元。契合“双碳”目标,未来东部数据中心、西部算力中心的战略价值将充分显现。

瞄准制造业转移城市的“碳犀牛”风险预警。要关注东部制造业城市的能源转型,充分发挥市场的引导作用,健全全国统一碳市场交易机制和运行规则,推动不同区域、不同行业、不同水平的企业能够公平发展。对此,笔者提出“碳犀牛”问题,旨在认识各种风险叠加与防控问题:一是产业结构失衡风险,警惕“高新”产业产能过剩与传统高耗能产业中“劣币驱逐良币”的问题;二是区域结构失衡风险,警惕自上而下层层分解带来的区域割裂风险;三是能源系统叠加风险,警惕新能源发展“重数量、轻质量”带来的安全稳定风险;四是金融系统叠加风险,警惕由产业、能源系统的不确定性传导到金融系统后带来的投融资信贷风险。

(作者供职于国网能源研究院有限公司)


原标题:电力即算力,能源数字化转型势不可挡(行业前沿)

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