提质增效 “数字能源”与“双碳”目标偕行

2021-08-09 09:08  来源:科技日报  浏览:  

近日,随着相关配套政策举措渐次落地,数字化生产、数字化运营和数字化生活正在成为我国社会的新常态。据统计,2020年中国数字经济规模达到39.2万亿元,占GDP的38.6%,增速是GDP增速的3倍以上。作为继农业经济、工业经济之后的主要经济形式,以数据为核心生产要素、以数字技术为驱动力的新的生产方式在能源领域的具体应用将助力碳达峰、碳中和愿景目标的实现。

实现深度减排,能源行业低碳转型是关键

当前,我国正处于能源低碳转型爬坡过坎的攻坚期,能源偏煤、结构偏重和效率偏低等诸多结构性矛盾依然突出。与发达国家相比,中国实现碳达峰、碳中和远景目标时间更紧、幅度更大、困难更多、任务异常艰巨,需要实现全社会经济体系、能源体系、技术体系等系统性低碳绿色变革。事实上,在推进数字产业化和产业数字化的过程中,大数据、物联网、人工智能、5G产业等新一代信息技术,加速传统能源产业与数字产业深度融合,打造具有国际竞争力的数字能源产业集群,优化能源产消、能源供需两侧,将能够直接或间接减少能源活动产生的碳排放量。

能源数字经济是降碳减排的主要路径。据官方统计数据,2020年,全国能源消费产生的二氧化碳排放占二氧化碳排放总量的85%,约占全部温室气体排放的70%,其中电力部门的碳排放在能源排放中约占40%,因此深度减排需重点关注能源行业低碳转型。在数字经济时代,云计算、区块链技术等数字技术在能源的生产、消费、交易、贮存、管理等链条和环节的广泛应用能够显著削减经济活动的碳排放强度和总量。

数字技术赋能,助力“双碳”目标实现

关于数字经济通过赋能能源领域助力“双碳”目标实现,重点可以从三个方面来谈。

一是就能源的供给侧而言,数据爬虫、数字孪生技术重构了现代能源管理系统。基于信息智能系统与深度学习算法,能源厂商能够利用每天产生的海量数据,预测未来电能需求的趋势与波动情况,从而减少自身能源项目开支;生产经理通过观察能源生产过程中的实时监测和控制参数,兼顾各原材料之间的比例协调与配套,提高加工转换效率和能源输送、分配和储存效率,大幅降低传统意义上的生产环节管理成本,一个典型的例子是浙江省电力系统碳排放监测平台,企业机组和设备碳排放量的实时监控有力推动了能源生产过程的智能化和集约化;此外,物联网、云计算等数字技术支持了平台经济、共享经济在能源数字行业的推广应用,能源期货管理、环境污染托管、虚拟电厂等能源开发利用新模式如雨后春笋,这些都进一步促进了能源利用方式的重构、能源商业模式的演化、能源资源配置的优化,提高了能源供给侧管理的精细化水平和能源利用的整体效率。

二是就能源的需求侧而言,数字经济给现有的能源需求体系注入了新的活力,数字技术的应用有助于促进碳排放等气候类信息的披露,并使碳排放源锁定、碳排放检测及其他环境指标的测算成为可能,这为全国统一碳排放权交易市场的形成与碳登记结算计量等相关配套设施的作用发挥创造了契机。

大数据、数字孪生可以辅助决策者更好地理解不同城市、产业、企业在碳减排方面的成本差异,有助于政府作出科学规划和宏观调控,以最低的经济成本实现二氧化碳的需求侧管理;数字经济加速了企业技术进步从而降低能源利用强度,由于数字经济提高了生产流程的精细化和工业设备的数控化,企业的生产效能尤其是产品和工艺流程的能源利用效率得到提高,碳中和愿景下企业有动力将剩余资金持续投入低碳创新和研发之中,用以在未来将富余碳配额有偿出售。

此外,数字经济还有力地推动了经济结构向绿色低碳转型,数据生产要素以自身特点推动了一、二、三产业的深刻变革,推动交通、医疗、建筑等实现产业融合和转型,而产业结构变迁和优化升级又带来了能源需求结构的低碳转型,加快从高碳向低碳,以清洁技术与绿色生产替代化石能源与“双高”生产的转变。

三是就能源的交易环节而言,数字技术缓解了信息不对称性与时间不确定性,深度学习的算法算力优化了能源产消、能源供需两侧的信号传递过程,降低了能源交易过程中的无效损耗。过去,信息不对称是传统能源结构扭曲与配置效率低下的重要原因,而数字经济下,平台企业雨后春笋般涌现,共享经济获得井喷式发展,能源市场主体通过多边平台实现点对点精准交易,极大地提高了能源交易效率和资源配置效率。

数字供应链、区块链技术引导能源系统向扁平化发展,如鼓励用电、用气用户自主参与调峰、错峰,分布式能源让传统的被动受能者转变为稳定的主动供能者。事实上,由于能源行业的特殊性,传统的能源交易环节大都是单向的信息流动,系统的响应速度和稳定程度都面临较大挑战。而由数字技术加持的能源系统的主要运行方式是去中心化,即从集中式的大能源网的形态转向分布式双向互动的形态。此外,区块链、金融科技、数字孪生等促进了碳足迹、绿色证券、绿色金融等相关机制、制度的建设和完善,这也会促进多主体、多元化的低碳绿色能源交易市场的建立。

能源数字经济不仅仅是用数字技术为能源系统赋能,而是将一种数字时代特有的新发展理念、新要素组织方式、新市场规则引入现有能源体系,即通过以数据为核心生产要素、以数字技术为驱动力对能源领域进行扬弃,让能源革命和数字革命深度融合,惠及社会民生,从而构建更为清洁、高效、安全和可持续的现代能源体系,最终为“双碳”目标下的可持续发展做出贡献。(吴清扬 作者单位:清华大学经济学研究所)
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