數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展路徑及典型場景研究 202312

數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展路徑及典型場景研究2023年12月1 2 4 4 5 7 7 9 11 11 14 19 22 25 26 28（1）直接碳排放 28（2）間接碳貢獻 28（3）完全碳排放 292摘要在全球氣候與環(huán)境問題日益突出的今日，促進人與自然和諧共生已成為構(gòu)建人類命運共同體的重要一環(huán)。中國提出“雙碳”目標，并對重點耗能行業(yè)能源利用率提出了各階段的具體目標,對實現(xiàn)全球綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。電力行業(yè)作為我國碳排放占比最大的行業(yè)，其低碳轉(zhuǎn)型升級將直接影響“雙碳”目標的整體進程。數(shù)字技術(shù)是實現(xiàn)電力行業(yè)減排的重要手段，助力電力系統(tǒng)實現(xiàn)高度數(shù)字化、智慧化和網(wǎng)絡(luò)化，支撐源網(wǎng)荷儲海量分散對象協(xié)同運行，同時也可以幫助發(fā)電企業(yè)監(jiān)測和預(yù)測碳排放，助力發(fā)電企業(yè)的低碳化轉(zhuǎn)型，對于中國實現(xiàn)碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標至關(guān)重要。本報告通過開展數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展路徑及典型場景研究，分析了我國電力行業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)、數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化路徑及五大場景數(shù)字化實施方案，綜合評估和核算了數(shù)字技術(shù)對電力行業(yè)雙碳目標的貢獻，并在此基礎(chǔ)上提出未來展望和發(fā)展倡議。數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展的本質(zhì)在于提高全社會信息化、智能化水平，提升資源配置效率和能源使用效率。通過精準監(jiān)測碳排放數(shù)據(jù)、在全環(huán)節(jié)落實低碳化實施方案、碳排放權(quán)交易和綠電、綠證市場三個基本路徑，加強“端-邊-管-云”的整體數(shù)字化部署，推進電力行業(yè)低碳化發(fā)展。并在基本路徑中重點分析了“發(fā)輸變配用”五大場景的數(shù)字化實施方案。本研究采3用投入產(chǎn)出模型量化核算了數(shù)字技術(shù)行業(yè)對電力行業(yè)的減排效應(yīng)。結(jié)果表明數(shù)字技術(shù)行業(yè)可以有效助力電力行業(yè)碳減排，且該促進作用呈現(xiàn)擴大趨勢。電力行業(yè)的數(shù)字化投入水平提高有助于推進其低碳轉(zhuǎn)型。本報告旨在探討數(shù)字技術(shù)在電力行業(yè)低碳化發(fā)展中的基本路徑以及在各場景實施方案中的具體作用機制，期待能夠為數(shù)字技術(shù)融入電力行業(yè)低碳發(fā)展全過程，賦能電力行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與變革提供共識路徑。本報告的版權(quán)歸中國移動所有，未經(jīng)授權(quán)，任何單位或個人不得復(fù)制或拷貝本建議之部分或全部內(nèi)容。41.數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展的研究背景中國提出“雙碳”目標對實現(xiàn)全球綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在全球氣候與環(huán)境問題日益突出的今日，促進人與自然和諧共生已成為構(gòu)建人類命運共同體的重要一環(huán)。2020年9月，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上向國際社會做出莊嚴承諾，中國碳排放將力爭在2030年前達到峰值，并爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！半p碳”目標彰顯了中國推動構(gòu)建人類命運共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。目標宣布后，中國政府做出一系列詳細部署，并對重點耗能行業(yè)能源利用率提出了具體目標。全球范圍來看，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機制（CarbonBorderAdjustmentMechanism，簡稱CBAM）施行將影響相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局及供應(yīng)鏈發(fā)展，各行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型迫在眉睫。能源作為全球碳減排關(guān)鍵領(lǐng)域，亟需向低碳化乃至無碳化方向轉(zhuǎn)型。電力行業(yè)作為我國碳排放占比最大的行業(yè)，其低碳轉(zhuǎn)型升級將直接影響“雙碳”目標的整體進程，而電力行業(yè)與數(shù)字技術(shù)融合發(fā)展是推動我國能源產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的重要引擎，對提升行業(yè)核心競爭力、推動能源綠色高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。1.1電力行業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型是雙碳目標實現(xiàn)的關(guān)鍵電力行業(yè)碳排放是我國碳排放最主要來源。中國是全球碳排放量最大國家，國際能源署（InternationalEnergyAgency）5數(shù)據(jù)顯示，2020年中國碳排放總量占全球碳排放量的32.8%，其中能源領(lǐng)域占比接近九成。從2016-2020年看，電力行業(yè)作為能源領(lǐng)域最主要排放行業(yè)，其碳排放量占比均維持在能源領(lǐng)域排放的五成左右。電力行業(yè)低碳化乃至無碳化轉(zhuǎn)型是我國實現(xiàn)雙碳目年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，明確指出到2030年，非化石能源消費比重達到25%左右，風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上，二氧化碳排放量達到峰值并實現(xiàn)穩(wěn)中有降。到2060年，非化石能源消費比重達到80%以上，碳中和目標順利實現(xiàn)。第十四個五年計劃具體目標也提出在2021-2025年期間將二氧化碳強度降低18%，單位GDP能耗降低13.5%。到2025年，將非化石能占能源消費總量的比重提高至20%（2020年約為16%）。加快清潔能源發(fā)展，實現(xiàn)總體能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型勢在必行。1.2電力數(shù)字化是實現(xiàn)行業(yè)自身低碳化發(fā)展的有效舉措隨著科技水平的不斷發(fā)展，越來越多數(shù)字化、智能化的解決方案服務(wù)于電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，先進的數(shù)字技術(shù)成為電力行業(yè)減排的重要支撐。推動數(shù)字技術(shù)與電力行業(yè)深度融合，賦能電力行業(yè)數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級，是把握新一輪科技革命和電力行業(yè)變革新機遇的戰(zhàn)略選擇。首先，數(shù)字技術(shù)可以通過賦能電力行業(yè)，推動數(shù)字化智能化技術(shù)在電力行業(yè)全環(huán)節(jié)的覆蓋應(yīng)用，6為各環(huán)節(jié)的精細化管理提供有利手段，提高電力行業(yè)的生產(chǎn)能效和綠色低碳水平。其次，隨著大規(guī)模新能源電力接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)需要在隨機波動的負荷需求與電源間實現(xiàn)供需平衡。數(shù)字技術(shù)可以通過推動電力相關(guān)數(shù)據(jù)要素充分流通和使用，打通電力行業(yè)各環(huán)節(jié)信息壁壘，提升電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和信息化水平，推動源網(wǎng)荷儲新型電力系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展。最后，數(shù)字技術(shù)在電力行業(yè)的深度應(yīng)用，可以實現(xiàn)產(chǎn)品和商業(yè)模式創(chuàng)新，培育數(shù)實融合發(fā)展的新模式。通過數(shù)字化智能化技術(shù)融合應(yīng)用，可實現(xiàn)電力行業(yè)的提質(zhì)增效和低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，為積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和提供有力支72.電力行業(yè)碳排放現(xiàn)狀及結(jié)構(gòu)分析研究數(shù)字技術(shù)與電力行業(yè)低碳化發(fā)展間關(guān)系，首先需要定位電力行業(yè)碳排放現(xiàn)狀及其排放結(jié)構(gòu)。本部分以國際能源署（InternationalEnergyAgency,以下簡稱IEA）、世界資源研究所（WorldResourcesInstitute，以下簡稱WRI）和中國電力企業(yè)聯(lián)合會公布數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。由于WRI、IEA部分結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)只更新到2020年，且部分2021和2022年數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與2020年未呈現(xiàn)顯著差異，因此本部分以2020年為時間節(jié)點分析現(xiàn)階段我國電力行業(yè)碳排放情況。2.1電力行業(yè)碳排放總體情況分析中國是世界最大能源消費國和碳排放國。WRI氣候觀察數(shù)據(jù)顯示，從排放領(lǐng)域看，2016-2020年，能源部門占比始終保持在75%以上，為全球碳排放最主要來源。從地區(qū)上看，中國是世界最大能源消費國和碳排放國。IEA《中國能源體系碳中和路線圖》數(shù)據(jù)顯示，2020年中國能源部門二氧化碳排放量占全球三分之一。能源領(lǐng)域碳排放為中國碳排放主要來源，占總碳排放近九成。根據(jù)WRI公布數(shù)據(jù)，2016-2020年中國能源領(lǐng)域碳排放占我國總碳排放的比重平均約為88%，而世界其他地區(qū)能源領(lǐng)域碳排放占比低于60%，主要原因在于中國能源供給結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)火電占8比較大。2020年中國與能源有關(guān)的排放中約70%來自煤炭，12%來自石油，6%來自天然氣，約11%來自過程排放。能源燃燒供能產(chǎn)生的碳排放為能源部門碳排放核心。電力行業(yè)碳排放是我國能源領(lǐng)域碳排放主要來源，占比約為一半。我國能源領(lǐng)域碳排放包括燃料燃燒和逃逸排放兩類，其中燃料燃燒占比超過九成，而燃料燃燒碳排放可分為供能和用能兩方面，根據(jù)IEA公布數(shù)據(jù)，電力行業(yè)作為主要供能部門，是能源領(lǐng)域最大碳排放來源，其次為用能層面的工業(yè)生產(chǎn)、交通和建筑行業(yè)。電力行業(yè)在我國總碳排放比例從2016年的48.32%上升到2020年的53.48%，占比遠超其他行業(yè)。圖1：2016-2020中國能源領(lǐng)域碳排放來源占比數(shù)據(jù)來源：基于IEA公布數(shù)據(jù)梳理92.2電力行業(yè)分場景碳排放結(jié)構(gòu)分析電力行業(yè)五大場景中，發(fā)電場景為主要碳排來源，占比超八成。電力從生產(chǎn)到消費全過程可以劃分為發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五大場景。由于目前對于各場景涉及的碳排放數(shù)據(jù)尚處在初步探索中，因此本報告結(jié)合多來源數(shù)據(jù)進行分析。而基于中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告》和IEA發(fā)布的我國電力行業(yè)碳排放量數(shù)據(jù)，可以計算出各場景碳排放量。計算結(jié)果顯示，電力行業(yè)五大場景中，發(fā)電場景占總體比例超過80%，為電力行業(yè)最主要排放場景。聚焦發(fā)電場景，推動該場景低碳化是推動電力行業(yè)總體低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。圖2：2018-2020年電力行業(yè)碳排放結(jié)構(gòu)占比數(shù)據(jù)來源：基于IEA和《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告》梳理火力發(fā)電占比高是發(fā)電場景碳排放量高的主要原因。根據(jù)10《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2021》披露數(shù)據(jù)，我國2020年單位火電發(fā)電量二氧化碳排放約832克/千瓦時，全國單位發(fā)電量二氧化碳排放約565克/千瓦時?；谖覈偘l(fā)電量和火電發(fā)電量數(shù)據(jù)計算，我國2020年發(fā)電場景產(chǎn)生的碳排放量為43.09億噸，占整個電力行業(yè)碳排放量的80.13%，其中火電發(fā)電產(chǎn)生的碳排放量為42.28億噸。大力開發(fā)清潔能源，調(diào)整總體能源結(jié)構(gòu)，降低火力發(fā)電比重是降低發(fā)電場景碳排量的核心。我國由于資源稟賦和區(qū)域特點，目前火力發(fā)電在電力行業(yè)中依舊處于主體地位?！半p碳”背景下，我國能源領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型需加速提升風(fēng)、光等零碳能源占比。但大力發(fā)展電力清潔能源尚存在諸多問題。首先，從全國范圍看，清潔能源的資源和需求一直存在逆向分布問題，為電力的傳輸和儲能帶來巨大挑戰(zhàn)。其次，新能源具有間歇性、隨機性和波動性等特點，隨著高比例新能源接入及電氣化水平的提高，電網(wǎng)的穩(wěn)定性也將受到?jīng)_擊。圍繞火電、水電等常規(guī)電源建立起來的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，已無法適應(yīng)規(guī)模越來越大的新能源，新的電力系統(tǒng)變革與創(chuàng)新迫在眉睫。113.數(shù)字技術(shù)助力電力低碳化發(fā)展路徑及貢獻分析數(shù)字技術(shù)以數(shù)據(jù)資源作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素，通過采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、進行優(yōu)化決策并實施控制，推動應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的行業(yè)向數(shù)字化智能化升級，其本質(zhì)在于提高全社會信息化、智能化水平，提升資源配置效率和能源使用效率。就電力行業(yè)而言，以5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)為代表的數(shù)字技術(shù)有望重塑電力系統(tǒng)。數(shù)字技術(shù)一方面可以通過實時在線監(jiān)測、排放精準計量與預(yù)測提高電力行業(yè)碳數(shù)據(jù)采集豐富度和信息披露質(zhì)量，另一方面可以通過在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用電側(cè)部署智能化解決方案提升行業(yè)生產(chǎn)和運營規(guī)劃與實施效率，從而大幅提升能源使用效率，減低資源消耗水平，直接或間接減少電力行業(yè)碳排放量。此外，數(shù)字技術(shù)還可以推動電力行業(yè)商業(yè)模式變革和業(yè)態(tài)創(chuàng)新，助推電力消費理念轉(zhuǎn)變，助力我國碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)。3.1數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展基本路徑分析從總體思路來看，電力行業(yè)低碳化發(fā)展的核心是從電力生產(chǎn)到消費全過程按照不同環(huán)節(jié)的特點有針對性的落實低碳化實施方案，同時為實現(xiàn)各環(huán)節(jié)低碳化需要以全面真實的行業(yè)和企業(yè)碳排放信息作為基礎(chǔ)，搭配市場機制消解電力企業(yè)因降低碳排放產(chǎn)生的額外成本。因此電力行業(yè)低碳化的基本路徑是：第一精準監(jiān)測電力行業(yè)碳排放數(shù)據(jù)，全面披露電力企業(yè)碳排放信息并提升信息披露質(zhì)量，第二在全面精準碳排放數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，在電力發(fā)輸變12配用的全環(huán)節(jié)中落實低碳化實施方案，第三是通過碳排放權(quán)交易和綠電、綠證市場，降低企業(yè)因碳排放產(chǎn)生的額外成本，提升企業(yè)主動降低碳排放的意愿。圖3：數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展基本路徑數(shù)據(jù)來源：中國移動研究院研究整理數(shù)字技術(shù)針對電力行業(yè)低碳化發(fā)展基本路徑的三個方面著力，通過“端-邊-管-云”的整體數(shù)字化部署，加強電力生產(chǎn)各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)交互應(yīng)用水平，不斷推進電力系統(tǒng)智能化水平提升，直接或間接減少電力行業(yè)碳排放量。具體來說，針對電力行業(yè)碳數(shù)據(jù)監(jiān)測和披露，數(shù)字技術(shù)一方面可以對行業(yè)實際排放CO2濃度進行精準監(jiān)測，另一方面可以提升企業(yè)核查及披露碳排放數(shù)據(jù)的廣度和深度。隨著遙感技術(shù)發(fā)展，地面的氣體排放信息可以由空間的傳感器通過電磁波輻射感知，利用大氣模型對衛(wèi)星識別排放信息進行反演，準確估算中國13燃煤電廠二氧化碳排放量，可以提供獨立客觀的碳排放監(jiān)測數(shù)據(jù)，助力中國碳盤點以及評估重點行業(yè)碳減排效力。在數(shù)據(jù)披露方面，5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)可以拓展企業(yè)碳排放信息披露的廣度，企業(yè)碳排放信息、環(huán)境保護信息在數(shù)字時代能更及時、更精準、更大范圍、更迅速地傳遞給利益相關(guān)者，同時也能通過數(shù)據(jù)挖掘方法加深企業(yè)碳排放信息披露深度，通過區(qū)塊鏈技術(shù)提升企業(yè)碳數(shù)據(jù)披露質(zhì)量，防止數(shù)據(jù)造假、保障數(shù)據(jù)安全。針對電力行業(yè)各環(huán)節(jié)低碳化實施方案，數(shù)字技術(shù)圍繞電力從生產(chǎn)到消費的發(fā)-輸-變-配-用全過程，通過數(shù)字化智能化解決方案，提升電力行業(yè)能源/資源使用效率，幫助整體能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進電力行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式變革。電力發(fā)-輸-變-配-用全過程可以分為發(fā)電側(cè)（發(fā)電環(huán)節(jié)）、電網(wǎng)側(cè)（輸、變及配電環(huán)節(jié)）和用電側(cè)（用電環(huán)節(jié)），從發(fā)電側(cè)來看，數(shù)字技術(shù)助力發(fā)電環(huán)節(jié)實現(xiàn)對傳統(tǒng)發(fā)電、新能源發(fā)電的高效運營，從電網(wǎng)側(cè)看，數(shù)字技術(shù)集成化智慧電網(wǎng)解決方案，基于大數(shù)據(jù)，利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，將電源側(cè)、用電側(cè)及輸配電側(cè)各類數(shù)據(jù)接入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明感知和智能化決策控制，有效促進新能源電力消納，合理削峰填谷，從用電側(cè)看，“能源互聯(lián)”將更加注重零售側(cè)的服務(wù)和用能管理，數(shù)字化解決方案能夠為分布式光伏、儲能、電動汽車充電、智慧家居及智慧樓宇等豐富的用電場景提供管理、運營、服務(wù)流程上的優(yōu)化。針對碳交易市場機制，數(shù)字技術(shù)一方面可以通過搭建安全、便捷的線上交易平臺，消除14交易主體間信息不對稱，快速匹配碳交易供需關(guān)系，降低碳排放權(quán)交易成本，另一方面有助于明晰碳排放權(quán)，輔助管理機構(gòu)合理分配碳排放權(quán)，并降低核驗成本。線上碳資產(chǎn)交易系統(tǒng)使得碳配額、金融和積分交易更加便捷，有利于未來更多主體參與碳交易市場，提升碳市場流動性，降低碳排放主體的減排成本。大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)及遙感等數(shù)字技術(shù)應(yīng)用有效鎖定碳排放源并檢查碳排放量，相關(guān)部門可以更加及時、準確地監(jiān)測特定地點和企業(yè)的碳排放量及碳的擴散方向與速度，明晰企業(yè)排放情況，并以此合理分配碳排放權(quán)，為碳配額交易奠定基礎(chǔ)。區(qū)塊鏈及信息安全技術(shù)將保障交易信息的準確真實安全。3.2數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展典型場景分析數(shù)字技術(shù)助力電力行業(yè)低碳化發(fā)展基本路徑中，電力行業(yè)各環(huán)節(jié)低碳化實施方案是核心，碳數(shù)據(jù)采集及披露和市場機制是輔助。本部分聚焦電力行業(yè)五大環(huán)節(jié)，具體分析數(shù)字技術(shù)針對各場景的低碳化實施方案。就發(fā)電場景來說，綠色數(shù)字電廠是該場景典型實施方案。具體來說，數(shù)字技術(shù)可應(yīng)用于現(xiàn)有存量電廠和未來大規(guī)模新能源場站的建設(shè)、生產(chǎn)和運營全生命周期過程中。就現(xiàn)有存量電廠而言，數(shù)字技術(shù)從監(jiān)測、控制、運營管理以及微能源網(wǎng)綜合應(yīng)用等方面推動傳統(tǒng)電廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型。通過物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)對電廠內(nèi)發(fā)電設(shè)備和電廠環(huán)境進行動態(tài)監(jiān)測，實時顯示發(fā)電設(shè)備和電廠環(huán)境當(dāng)前狀態(tài)；通過引入先進的智能感知、信息通信、智能控制等新技術(shù)，15在傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上形成更安全、高效、環(huán)保的發(fā)電控制系統(tǒng)；利用電力巡檢機器人或電力巡檢無人機在發(fā)電場所內(nèi)按照規(guī)劃路徑自動運行，并在設(shè)置的巡檢點自動監(jiān)測和智能感知發(fā)電設(shè)備運行狀態(tài)及周圍環(huán)境等信息，對發(fā)電設(shè)備缺陷、違規(guī)和危及發(fā)電安全的隱患進行判別和預(yù)測。通過將無線通信模塊內(nèi)嵌至數(shù)據(jù)采集器和微網(wǎng)控制器中，實現(xiàn)業(yè)務(wù)終端和主站間的直連直采。就新能源場站而言，數(shù)字孿生貫穿電廠全生命周期，疊加基于數(shù)字傳感的遠程集中控制等功能，推進電廠智能化管理水平躍升。在電廠建設(shè)階段，數(shù)字孿生通過空間計算與3D建模助力場景仿真，通過虛擬調(diào)試縮短開發(fā)周期，降低成本，有效推動工廠建設(shè)實施落地；在電廠生產(chǎn)階段，人工智能和機器學(xué)習(xí)有效支撐電廠決策，針對發(fā)電量、控制策略和設(shè)備運行狀態(tài)等更精準預(yù)測，合理優(yōu)化生產(chǎn)策略，及時調(diào)試和改善設(shè)備運作狀態(tài)，提升新能源發(fā)電效率；在電廠運營階段，云邊協(xié)同技術(shù)架構(gòu)和泛在物聯(lián)技術(shù)支撐遠程智能集控運營平臺和企業(yè)級物聯(lián)云平臺搭建，打通不同電廠間的數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的進一步開放共享和統(tǒng)籌管理，優(yōu)化資產(chǎn)運行，保障智能調(diào)度，邊緣算力提升能夠?qū)崿F(xiàn)云端算力資源分布式計算，通過核心算法模型，精準分析，高效處理，實現(xiàn)“即時交互”和“穩(wěn)定安全運行”。數(shù)字技術(shù)在發(fā)電場景的應(yīng)用，幫助解決電廠管理的高成本低效率問題，推動跨地域機組設(shè)備管理、全環(huán)節(jié)信息互聯(lián)互通實現(xiàn)，助力多源協(xié)同、多能互補、供需互動的新型電力系統(tǒng)建設(shè)。16就輸電場景來說，輸電線路監(jiān)測、電網(wǎng)數(shù)字巡檢和智能調(diào)度是該場景典型實施方案。具體來說，數(shù)字技術(shù)可對架空輸電線路設(shè)備本體、氣象環(huán)境、通道狀況等進行監(jiān)測，通過在線監(jiān)測裝置向云端或控制中心傳送數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對架空輸電線路運行狀況定性或定量分析，并通過人工智能技術(shù)提高各類電網(wǎng)設(shè)備的異常識別準確性，降低誤報、漏報率，提高電網(wǎng)異常診斷與響應(yīng)時效性和檢測水平；隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)，風(fēng)能、太陽能等清潔能源大比例接入電網(wǎng)，清潔能源的季節(jié)性和間歇性極大地影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的人工巡檢難以管控和適應(yīng)當(dāng)前智能電網(wǎng)的發(fā)展需求，數(shù)字技術(shù)可以通過使用無人機針對網(wǎng)架間輸電線路物理特性檢查，并基于5G網(wǎng)絡(luò)，在電力隧道等場景中采用高清視頻對全線及重點區(qū)域設(shè)備運行狀態(tài)和維護人員安全進行檢測，為電網(wǎng)設(shè)備提供全程巡檢，幫助打通電網(wǎng)巡線的數(shù)字通路、保證電網(wǎng)安全高效運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備延壽，保障整個系統(tǒng)的供電安全；而在大規(guī)模風(fēng)光基地建設(shè)運營，電力供需呈現(xiàn)區(qū)域錯配，大規(guī)模間歇性、波動性新能源發(fā)電設(shè)備并網(wǎng)背景下，跨區(qū)域電力調(diào)度成為電力系統(tǒng)管理的重點之一，而隨之產(chǎn)生需處理的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)指數(shù)級增長，大型及超大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)為海量電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)提供穩(wěn)定存儲、高性能計算、精準分析的強大算力支撐。就變電場景來說，智能變電站可實現(xiàn)變電站自主運行管理，延長設(shè)備使用壽命，降低資源消耗。受我國能源資源與負荷呈現(xiàn)逆向分布的影響，電力能源需要長線路、跨區(qū)域傳輸，需要合理17規(guī)劃變電線路，解決網(wǎng)損線損等問題。數(shù)字技術(shù)搭建的云邊協(xié)同，能夠?qū)⑺懔x能到端，智能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、過濾、存儲、分析、挖掘等環(huán)節(jié)，對變電環(huán)節(jié)的安全隱患及異常狀態(tài)的設(shè)備進行診斷預(yù)警，并完成自動檢維修派單。先進的人工智能通過圖計算、高級分析等技術(shù)可以對設(shè)備的歷史運行狀態(tài)及維修記錄等進行深度學(xué)習(xí)，構(gòu)建設(shè)備缺陷診斷及預(yù)測模型，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行全覆蓋、全智能綜合評估和預(yù)測。變電站巡檢通過將可見光、紅外光、傳感器等基礎(chǔ)技術(shù)搭載在不同載體上，采集非數(shù)字化設(shè)備的信息，替代人的現(xiàn)場采集感官；通過應(yīng)用智能化數(shù)字設(shè)備完成信息采集上傳，直接取代人員的現(xiàn)場巡視檢查信息采集。多種數(shù)字技術(shù)與變電環(huán)節(jié)的融合，打造智慧大腦，實現(xiàn)預(yù)測性維護與變電設(shè)備壽命延長。就配電場景來說，配網(wǎng)日常運營和自愈配網(wǎng)調(diào)控通過數(shù)字化智能化升級，加強常態(tài)情景下電網(wǎng)穩(wěn)定性，實現(xiàn)精準負荷控制，提升配電效率。在配網(wǎng)日常運營層面，分布式電源接入、微電網(wǎng)、配電自動化等技術(shù)與電網(wǎng)深度融合，智能化監(jiān)控提高供電穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)配電效率，實現(xiàn)高效運行。隨著間接性新能源大比例接入、配電網(wǎng)充電樁、分布式能源等多主體接入，配電網(wǎng)負荷呈現(xiàn)非線性特點，電網(wǎng)調(diào)度與準確預(yù)測分析的難度加大。數(shù)字技術(shù)通過精準負荷控制解決電網(wǎng)故障初期頻率快速跌落、主干通道潮流越限、省際聯(lián)絡(luò)線功率超用、電網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用不足等問題，智能配電房高度融合云計算、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，基于多方數(shù)18據(jù)協(xié)同的綜合監(jiān)測和管理平臺，實時采集配電房內(nèi)設(shè)備、環(huán)境的實時狀態(tài)，并進行安全防控；實現(xiàn)用電管理、用電評估、電能分析、能耗管理功能；利用電力場景智能算法進行大數(shù)據(jù)分析，輔助決策，最終實現(xiàn)智能運維。配電網(wǎng)在穩(wěn)定運營的基礎(chǔ)上，也會面臨故障應(yīng)急情景，需要提高電網(wǎng)的自愈性。自愈配電網(wǎng)需在事故發(fā)生前，積極預(yù)測加固提高極端事件抵御力，發(fā)生時快速隔離故障設(shè)備或線路，精準定位故障及時搶修，發(fā)生后按照優(yōu)先級按步驟恢復(fù)，提高配網(wǎng)恢復(fù)力，而針對自愈的三個階段，數(shù)字技術(shù)可通過感知，對設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境量等配網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部運行狀態(tài)和外部環(huán)境變化數(shù)據(jù)及用戶用能狀態(tài)數(shù)據(jù)等進行全面實時采集監(jiān)測，為風(fēng)險預(yù)測、故障定位和多階段恢復(fù)提供支撐，通過大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)應(yīng)用，通過優(yōu)化場景應(yīng)用的算法模型，提升極端事件的預(yù)測精準度和針對故障應(yīng)對策略的有效性。就用電場景來說，在居民側(cè)以智慧用電為典型實施方案，工商企業(yè)側(cè)則以微電網(wǎng)建設(shè)為典型實施方案。就居民用電而言，智慧用電是以智能電表為基礎(chǔ)，通過應(yīng)用數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、負荷智能控制等技術(shù)構(gòu)建的智能計量系統(tǒng)，主要包括測量、收集、存儲用戶的用電信息以及異常分析。通過居民側(cè)智慧用電實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)實時采集監(jiān)測、自動抄表、錯峰用電、隱患檢查、負荷預(yù)測等功能，減少居民線下繳費排放等，助力居民節(jié)能，實現(xiàn)居民用電碳排放下降。就工商企業(yè)而言，智慧樓宇、智慧園區(qū)等場景中，微電網(wǎng)或微能網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)了區(qū)域范圍內(nèi)的智慧用電。微電網(wǎng)或微能網(wǎng)具有源網(wǎng)荷儲一體融合特性，通過區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)，實現(xiàn)獨立自治運營和電、熱、氣等多種能源靈活轉(zhuǎn)換與協(xié)同互補，一方面有利于加強區(qū)域供電供能可靠性，另一方面也可以提升能源綜合利用效率與能源服務(wù)質(zhì)量。3.3數(shù)字技術(shù)行業(yè)對電力行業(yè)碳排放影響分析從量化層面來講，數(shù)字技術(shù)對電力行業(yè)的碳排放影響可通過投入產(chǎn)出法進行產(chǎn)業(yè)間關(guān)聯(lián)分析，核算數(shù)字技術(shù)對碳減排的具體貢獻。ICT行業(yè)是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，ICT行業(yè)對電力行業(yè)碳排放的貢獻可以較為充分反映數(shù)字技術(shù)對電力行業(yè)雙碳目標實現(xiàn)的影響。電力行業(yè)對數(shù)字技術(shù)行業(yè)的需求表現(xiàn)為它對ICT行業(yè)術(shù)行業(yè)典型代表，結(jié)合電力行業(yè)數(shù)字投入，核算數(shù)字技術(shù)對電力行業(yè)碳排放效應(yīng)。根據(jù)國民經(jīng)濟行業(yè)分類（GB/T4754-2017）和數(shù)字經(jīng)濟及其核心產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計分類（2021）標準，數(shù)字技術(shù)行業(yè)主要包括“信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)”和“通信設(shè)備、計算機和其他電子設(shè)備”兩個子類。利用投入產(chǎn)出1方法，不僅可以核算各部門的碳排放量，還可以將部門間的中間投入關(guān)系與碳排放水平產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，分析各部門中間投入對碳排放的影響，為各部門找到碳減排抓手提供新的思路。核算中的間接碳貢獻量指某一行業(yè)為滿足其他行業(yè)需求所產(chǎn)1920生的碳排放量。利用該行業(yè)對其他行業(yè)的完全消耗系數(shù)矩陣與其對應(yīng)行業(yè)的直接碳排放量2相乘計算得出。間接碳貢獻率指某一行業(yè)每多排放1單位碳，其他行業(yè)將少排放的碳數(shù)量。間接碳貢獻率的計算是某一行業(yè)間接碳貢獻量與該行業(yè)直接碳排放量之比。數(shù)字投入水平3指某一行業(yè)數(shù)字投入在其總投入中的占比水平。數(shù)字投入水平的測度是利用“投入產(chǎn)出表-基礎(chǔ)流量表”中該行業(yè)在數(shù)字行業(yè)的中間投入與該行業(yè)的總投入之比進行計算得出。模型核算結(jié)果表明，隨著電力行業(yè)數(shù)字投入水平上升，ICT行業(yè)對電力行業(yè)的間接碳貢獻呈擴大趨勢。具體來說，與2018年相比，2020年ICT行業(yè)對電力行業(yè)的碳貢獻量增加約2倍，間接碳貢獻率增加約5倍。從間接碳貢獻量來看，相比于2018年，2020年電力行業(yè)數(shù)字投入水平每提高1%，間接碳貢獻量上升年0.75%的數(shù)字投入水平，提高了18.67%，同期ICT行業(yè)對電力行業(yè)的間接碳貢獻量同比大幅上漲243.75%。從間接碳貢獻率來看，相比于2018年，2020年電力行業(yè)數(shù)字投入水平每提高1%，間接碳貢獻率擴大了20.5%。數(shù)據(jù)顯示，2020年電力行業(yè)的數(shù)字投入水平比2018年提高18.7%，同時ICT行業(yè)對電力行業(yè)的間接碳貢獻率達到5.88%，相對2018年同比大幅上漲了381.96%。電2直接碳排放量指某一行業(yè)生產(chǎn)過程中所消耗各種能源直接引發(fā)的碳排放量。通過將各類型能源的碳排21力行業(yè)通過擴大數(shù)字投入，可以提高生產(chǎn)和運營過程中的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用水平，比如模擬、監(jiān)測整個運作過程，搜集行業(yè)信息和預(yù)測市場變化趨勢，從而減少不必要的能耗與污染，降低碳排放。數(shù)字技術(shù)對電力行業(yè)傳統(tǒng)化石能源和新能源生產(chǎn)消費助力作用側(cè)重點有所不同。針對現(xiàn)有傳統(tǒng)化石能源，數(shù)字技術(shù)作用大多集中在提升各環(huán)節(jié)生產(chǎn)運營監(jiān)測和智能巡檢等運營效率。而對于新能源生產(chǎn)，由于大型風(fēng)電場與光伏電站具有受天氣影響較大，且地理位置相對偏遠、分布較為分散等特性，同時上網(wǎng)電量也依賴電網(wǎng)對新能源電量消納能力，因此數(shù)字技術(shù)除通過智能化設(shè)備巡檢、電廠運維等提高有效發(fā)電量、延長設(shè)備使用壽命，減少能源及資源消耗外，更能通過精準預(yù)測、優(yōu)化決策、遠程控制、跨區(qū)域調(diào)度等方案提升電網(wǎng)整體響應(yīng)度和穩(wěn)定性，適應(yīng)新能源占比大幅提升后的新能源體系運轉(zhuǎn)。本報告按照政策指引對能源消費結(jié)構(gòu)變化、數(shù)字技術(shù)演進速度和滲透率進行假設(shè)，預(yù)計至2030年碳達峰實現(xiàn)時，ICT行業(yè)對電力行業(yè)的間接碳貢獻率將達到0.23，即ICT行業(yè)每多排放1單位碳，電力行業(yè)將少排放0.23單位碳，較2020年提升近4倍。224.未來展望與發(fā)展倡議電力行業(yè)是關(guān)系國計民生的國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，又是我國碳排放量最大的部門，電力行業(yè)的數(shù)字化低碳轉(zhuǎn)型對實現(xiàn)雙碳目標具有全局性意義。當(dāng)前，國家相關(guān)部門在能源數(shù)字化智能化、清潔低碳、安全生產(chǎn)、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)等方面出臺了系列政策，為能源電力行業(yè)發(fā)展及結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型指明了方向。在數(shù)字技術(shù)與實體經(jīng)濟深度融合大背景下，電力行業(yè)利用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn)自身數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型升級，是把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的機遇，也是落實國家雙碳戰(zhàn)略，實現(xiàn)行業(yè)自身高質(zhì)量發(fā)展的選擇。目前我國電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型尚存在諸多挑戰(zhàn)，如新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、共性技術(shù)攻堅、市場機制等方面需不斷完善和改進，倡議各方：一是加強數(shù)據(jù)融合和企業(yè)碳數(shù)據(jù)披露。數(shù)字化時代，傳統(tǒng)電力各場景的孤立形式正在逐步向各環(huán)節(jié)的相互耦合趨勢發(fā)展，各場景數(shù)據(jù)深度融合有助于加快新型電力系統(tǒng)和源網(wǎng)荷協(xié)同發(fā)展。隨著光伏、風(fēng)電等清潔能源在電力系統(tǒng)中的比例增大，使得電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更加異構(gòu)化和復(fù)雜化的現(xiàn)狀，為數(shù)據(jù)融合帶來了挑戰(zhàn)。目前多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合的技術(shù)種類繁雜，需進一步細化和明確電力行業(yè)不同應(yīng)用場景對數(shù)據(jù)融合技術(shù)的需求，優(yōu)化融合模型，推動數(shù)據(jù)更為高效、準確的融合。而碳排放信息是碳交易市場基礎(chǔ)，真實準確的碳排放信息，將有助于提高碳交易市場的有效性和流動性，同時幫助金融機構(gòu)和外部企業(yè)更好判斷電力行業(yè)23的轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀和可持續(xù)活動，有利于金融機構(gòu)為電力行業(yè)獲得更多的融資機會。目前對于企業(yè)碳數(shù)據(jù)披露質(zhì)量有待進一步提升，隨著國際國內(nèi)監(jiān)管的加強和規(guī)范，對于企業(yè)的碳排放信息和披露要求可能越來越高，企業(yè)要提高意識并加強披露碳數(shù)據(jù)，為企業(yè)獲得更多的主動權(quán)和選擇權(quán)，助推企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。二是加快推動電力行業(yè)與數(shù)字技術(shù)的深度融合。隨著電力行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展逐步推進，清潔能源帶來了電網(wǎng)的不穩(wěn)定性、電力系統(tǒng)的安全性等諸多問題，對信息技術(shù)、控制技術(shù)等有了更高要求，數(shù)字技術(shù)與電力行業(yè)的深度融合任務(wù)艱巨。一方面，雖然在數(shù)據(jù)實時采集與精準計量監(jiān)測水平以及安全智能防護層面，電力行業(yè)在不斷加強數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，但隨著新型電力系統(tǒng)的復(fù)雜化，對系統(tǒng)安全保護和電力裝備智能傳感等共性技術(shù)有了更高的技術(shù)需求。數(shù)字技術(shù)提供方可以逐步提升攻破共性技術(shù)的能力，為融合發(fā)展提供有力技術(shù)支撐，分環(huán)節(jié)、分階段補齊轉(zhuǎn)型發(fā)展短板，加速電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。另一方面，在數(shù)據(jù)要素激活、流通和使用過程中，需進一步加大數(shù)字技術(shù)的融合力度，應(yīng)對清潔能源電力比重不斷提高帶來的新挑戰(zhàn)?？梢砸郧鍧?/p>