目前,我國年碳排放量在100億噸左右，按照“3060”戰(zhàn)略部署，到2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰時，我國碳排放量將控制在116億噸左右，此后碳排放量逐年下降，到2060年左右與碳吸收量相等，從而實現(xiàn)碳中和。
當(dāng)前我國碳吸收量為12億～14億噸，凈排放接近90億噸。由于自然界中碳吸收主要靠植物光合作用，也就是生態(tài)碳匯，其總量受國土資源稟賦制約較大，增長潛力很小。若工業(yè)級碳吸收（工業(yè)碳匯）技術(shù)不實現(xiàn)大突破，尤其是技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不實現(xiàn)大突破，則只能依靠減少碳排放量來實現(xiàn)碳中和。由于碳排放量與工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、效率強(qiáng)相關(guān)，需要在減少碳排放的同時，減輕對經(jīng)濟(jì)增長的影響，可以說實現(xiàn)碳中和的任務(wù)極為艱巨。
能源行業(yè)是碳中和的關(guān)鍵
從行業(yè)來看，我國碳排放來源占比分別為：火電45%；重、化工35%；交通1.5%以及其他5%。不難看出，在我國碳排放總量中，幾乎所有的碳排放都與能源有關(guān)，都產(chǎn)生于能源的生產(chǎn)、儲運和使用環(huán)節(jié)。因此可以認(rèn)為，碳中和問題本質(zhì)上就是能源問題，解決問題的途徑就是減少能源全生命周期過程中的碳排放。目前主要可以從兩方面實現(xiàn)，一是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，二是節(jié)能。
先來看調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。首先應(yīng)該考慮提高非化石能源生產(chǎn)端的比例。
根據(jù)國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前我國非化石能源年產(chǎn)量折合標(biāo)準(zhǔn)煤7.3億噸左右，占全部一次能源生產(chǎn)的18%，年發(fā)電量為2萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的28%左右。我國二次能源（主要是電能和成品油氣）的生產(chǎn)中，煤電年發(fā)電量約5.2萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的69%左右，能源生產(chǎn)的整體結(jié)構(gòu)與前述碳排放結(jié)構(gòu)是吻合的。因此，未來幾年我國將大力發(fā)展非化石能源生產(chǎn)，除了發(fā)展集中式的大規(guī)模風(fēng)電、光伏、光熱、生物質(zhì)等非化石能源之外，也鼓勵發(fā)展新能源為主的分布式能源，形成“新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。
其次，應(yīng)該考慮在用能側(cè)發(fā)展電氣化，逐步實現(xiàn)在交通、餐飲、家庭等領(lǐng)域的電能替代。當(dāng)然，電能替代應(yīng)該與生產(chǎn)側(cè)的非化石能源替代步調(diào)保持一致，在能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)沒有根本改變的情況下，用能側(cè)的電能替代不能真正起到降低碳排放的作用。
再來看節(jié)能。限于我國的資源稟賦現(xiàn)狀，無論是降低火電比重，還是提高生態(tài)碳匯能力，在現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)環(huán)境下都難度較大，因此通過采取節(jié)能措施，降低能源消耗，降低能耗強(qiáng)度，從而降低碳排放強(qiáng)度，就成為實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的另一個關(guān)鍵。
按照國務(wù)院在2021年10月26日發(fā)布的《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，我國的目標(biāo)是到2025年，非化石能源消費比重達(dá)到20%左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比2020年下降13.5%，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2020年下降18%，為實現(xiàn)碳達(dá)峰奠定堅實基礎(chǔ)；到2030年，非化石能源消費比重達(dá)到25%左右，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，順利實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰目標(biāo)。這樣的目標(biāo)如果能實現(xiàn)的話，將是全世界范圍內(nèi)有史以來碳排放強(qiáng)度的最大降幅。
國家能源系統(tǒng)是一個復(fù)雜體系，不管是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)還是節(jié)能減排，都需要抓住這個復(fù)雜體系的核心環(huán)節(jié)，實現(xiàn)以點帶面，推動“雙碳”戰(zhàn)略的落實。2021年3月15日召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議提出，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
從新型電力系統(tǒng)的特征看，要想實現(xiàn)電源結(jié)構(gòu)向新能源轉(zhuǎn)變、輸電網(wǎng)向可調(diào)節(jié)負(fù)荷能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變、負(fù)荷特性向柔性和生產(chǎn)消費兼具性轉(zhuǎn)變、運行特性向更加智能的平衡與協(xié)同優(yōu)化方式轉(zhuǎn)變，僅僅依靠傳統(tǒng)的能源技術(shù)是不可能的，必須引入數(shù)字技術(shù)，通過傳統(tǒng)能源技術(shù)與數(shù)字技術(shù)的融合，實現(xiàn)能源系統(tǒng)的整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
算法+數(shù)據(jù)，助力新型電力系統(tǒng)的平衡與優(yōu)化
數(shù)字化是對傳統(tǒng)信息化技術(shù)和工業(yè)技術(shù)（對能源行業(yè)而言，就是能源生產(chǎn)和運行技術(shù)）的發(fā)展、融合與創(chuàng)新。
對傳統(tǒng)能源技術(shù)而言，它融合了信息技術(shù)尤其是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)近年的進(jìn)展，使能源系統(tǒng)能夠產(chǎn)生和交換數(shù)據(jù)，能夠跨時空互聯(lián)互通，能夠基于數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測和優(yōu)化；對信息技術(shù)而言，它使信息系統(tǒng)能夠突破人工錄入數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、統(tǒng)計和分析數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)模式，成為與能源技術(shù)系統(tǒng)（包括自控系統(tǒng)）在網(wǎng)絡(luò)上、功能上、數(shù)據(jù)上全面融合的能源數(shù)字系統(tǒng)。所以能源數(shù)字化是新一代的企業(yè)技術(shù)體系。
關(guān)于數(shù)字化，有三點需要指出：
第一，深度融合。數(shù)字化的終極目標(biāo)是實現(xiàn)工業(yè)技術(shù)和信息技術(shù)的兩化深度融合，在未來的能源系統(tǒng)中，數(shù)字技術(shù)或者數(shù)字化子系統(tǒng)是能源系統(tǒng)不可分割的一個天然組成部分，就像如今的電力電子和自控系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分一樣。
第二，數(shù)字化與信息化的關(guān)系。有些觀點把數(shù)字化與信息化對立起來，或者并列起來，認(rèn)為兩者是完全不同的系統(tǒng)，這樣的認(rèn)識是不正確的。數(shù)字技術(shù)繼承和發(fā)展了信息技術(shù)，從本質(zhì)來講，它是信息技術(shù)在新時代的一種表現(xiàn)形式。
第三，數(shù)據(jù)是核心資產(chǎn)。數(shù)字化時代，數(shù)據(jù)是核心，數(shù)據(jù)是數(shù)字化系統(tǒng)的源頭，也是數(shù)字化系統(tǒng)的結(jié)果，只要抓住了數(shù)據(jù)，無論技術(shù)如何變化，供應(yīng)商如何更替，企業(yè)都不會受到根本影響，從這個意義上講，數(shù)據(jù)也將成為企業(yè)的核心資產(chǎn)。
除了數(shù)字化，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)還有一個關(guān)鍵詞——“平衡”。
其實，對能源行業(yè)而言“平衡”無處不在：在生產(chǎn)領(lǐng)域，追求的是投入的物料（原料、燃料）與產(chǎn)出物（電能、成品油）的平衡；在網(wǎng)絡(luò)運行領(lǐng)域，追求的是輸入的能源與輸出負(fù)荷的平衡（對電網(wǎng)來說，就是電力電量平衡）。
可以說平衡就是能源系統(tǒng)在給定條件下的正常運行狀態(tài)，也是系統(tǒng)運行的核心目標(biāo)。當(dāng)條件發(fā)生變化時，能源系統(tǒng)就會優(yōu)化或劣化，直到系統(tǒng)被手動或自動調(diào)整適應(yīng)新的條件，達(dá)到新的平衡。所以優(yōu)化就是創(chuàng)造利于能源系統(tǒng)降本增效的運行條件與系統(tǒng)資源配置，使系統(tǒng)由一個較低的平衡態(tài)遷移到較高的平衡態(tài)的過程。
以新型電力系統(tǒng)的一個重要組成部分——末端的區(qū)域綜合能源智能化為例，區(qū)域綜合能源系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，供能側(cè)既有大電網(wǎng)供電，又有多種分布式能源、儲能，電、熱、冷、燃?xì)?、壓縮空氣儲能等多種能源工質(zhì)混雜；用能側(cè)既要求安全、穩(wěn)定、持續(xù)供能，又要求能夠智慧用能，經(jīng)濟(jì)高效地對企業(yè)生產(chǎn)波動、能源市場波動、能源系統(tǒng)波動進(jìn)行快速響應(yīng)，實現(xiàn)能源利用效率最大化。在這種情況下，區(qū)域綜合能源平衡相對于傳統(tǒng)的配電網(wǎng)電力電量平衡，復(fù)雜程度要上升好幾個數(shù)量級。單純依靠傳統(tǒng)的能源技術(shù)、電力電子與自控技術(shù)，已經(jīng)很難實現(xiàn)整體上的平衡和優(yōu)化，必須依靠數(shù)字化技術(shù)，利用數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)包括自控技術(shù)的深度融合，實現(xiàn)區(qū)域能源系統(tǒng)的“安穩(wěn)長滿優(yōu)”運行。
能源數(shù)字化應(yīng)抓好數(shù)據(jù)治理
數(shù)據(jù)治理（Data Governance）是組織中涉及數(shù)據(jù)使用的一整套管理行為，由企業(yè)數(shù)據(jù)治理部門發(fā)起并推行，是關(guān)于如何制定和實施針對整個企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的商業(yè)應(yīng)用和技術(shù)管理的一系列政策和流程。
不同的組織對數(shù)據(jù)治理有不同的定義，我國對數(shù)據(jù)治理的定義源于國資委在《加快推進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》，其中對數(shù)據(jù)治理的描述為“明確數(shù)據(jù)治理歸口管理部門，加強(qiáng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、元數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)管理工作，定期評估數(shù)據(jù)治理能力成熟度。加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場、服務(wù)過程等數(shù)據(jù)動態(tài)采集，建立覆蓋全業(yè)務(wù)鏈條的數(shù)據(jù)采集、傳輸和匯聚體系。加快大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，創(chuàng)新數(shù)據(jù)融合分析與共享交換機(jī)制。強(qiáng)化業(yè)務(wù)場景數(shù)據(jù)建模，深入挖掘數(shù)據(jù)價值，提升數(shù)據(jù)洞察能力”。
目前國內(nèi)通常認(rèn)為數(shù)據(jù)治理是一個廣義的概念，包括了數(shù)據(jù)規(guī)劃、組織、架構(gòu)等管理以及數(shù)據(jù)工具與平臺的集合，核心是對企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理和利用的評估、指導(dǎo)和監(jiān)督，通過一系列的組織、制度活動保障高質(zhì)量的數(shù)據(jù)不斷創(chuàng)新數(shù)據(jù)服務(wù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值最大化，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)勁動力，為企業(yè)創(chuàng)造數(shù)字化價值。
數(shù)據(jù)治理為企業(yè)帶來了廣泛的應(yīng)用價值，不僅可以改善數(shù)據(jù)質(zhì)量、獲得數(shù)據(jù)地圖映射、改善數(shù)據(jù)管理，還可以降低企業(yè)運營風(fēng)險、降低企業(yè)成本、更好地協(xié)調(diào)企業(yè)各部門之間的協(xié)作。
當(dāng)下，能源企業(yè)對這些數(shù)據(jù)治理的實踐主要集中在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)方面，通常分為以下三種流派：第一，分析域數(shù)據(jù)治理，也稱“元數(shù)據(jù)治理”。其以元數(shù)據(jù)為核心，目標(biāo)是理順數(shù)據(jù)分析建模過程，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，為構(gòu)建分析型數(shù)據(jù)應(yīng)用提供保障。而元數(shù)據(jù)主要解決所謂的 “數(shù)據(jù)四問”，即我是誰？我在哪里？我從哪里來？我往何處去？第二，事務(wù)域數(shù)據(jù)治理，也稱“主數(shù)據(jù)治理”。其以主數(shù)據(jù)為核心，目標(biāo)是確保業(yè)務(wù)應(yīng)用及其集成與交互的順暢，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，降低業(yè)務(wù)風(fēng)險。第三，數(shù)據(jù)質(zhì)量驅(qū)動的數(shù)據(jù)治理，即對業(yè)務(wù)應(yīng)用、分析應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、建模、利用過程中涉及的數(shù)據(jù)，針對其技術(shù)上的唯一性、一致性、完整性等質(zhì)量特性，以及業(yè)務(wù)上的準(zhǔn)確性、標(biāo)準(zhǔn)化、全面性等質(zhì)量特性，進(jìn)行梳理、清洗、檢驗、維護(hù)等治理工作。
從能源行業(yè)現(xiàn)狀看，三種數(shù)據(jù)治理在實踐過程中相互有一定的交叉，但目前還沒有很好地融合三種數(shù)據(jù)治理實踐，也沒有出現(xiàn)對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)尤其是以時序數(shù)據(jù)為代表的能源大數(shù)據(jù)進(jìn)行治理的典型案例，希望這一局面能夠盡快得到改變。未來，建議能源企業(yè)多從泛在感知、貼源數(shù)據(jù)、高效優(yōu)化、全面智能、仿真與全真等方面入手，設(shè)計和落實企業(yè)未來架構(gòu)。
與能源技術(shù)本身以及信息化的發(fā)展歷史一樣，能源數(shù)字化其實也是一個長期的過程，不可能一蹴而就，建議能源企業(yè)能夠加深認(rèn)識，抓住重點，搞好頂層設(shè)計，逐步建成理想的數(shù)字化體系。
（來源：能源評論?首席能源觀 微信號CEO_ER 作者：程華軍 系騰訊云能源行業(yè)解決方案總經(jīng)理）
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