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）技術不實現(xiàn)大突破，尤其是技術經濟性不實現(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)生產規(guī)模、效率強相關，需要在減少碳排放的同時，減輕對經濟增長的影響，可以說實現(xiàn)碳中和的任務極為艱巨。
能源行業(yè)是碳中和的關鍵
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，都產生于能源的生產、儲運和使用環(huán)節(jié)。因此可以認為，碳中和問題本質上就是能源問題，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)，一是調整能源結構，二是節(jié)能。
先來看調整能源結構。首先應該考慮提高非化石能源生產端的比例。
根據(jù)國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前我國非化石能源年產量折合標準煤7.3億噸左右，占全部一次能源生產的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，能源生產的整體結構與前述碳排放結構是吻合的。因此，未來幾年我國將大力發(fā)展非化石能源生產，除了發(fā)展集中式的大規(guī)模風電、光伏、光熱、生物質等非化石能源之外，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，應該考慮在用能側發(fā)展電氣化，逐步實現(xiàn)在交通、餐飲、家庭等領域的電能替代。當然，電能替代應該與生產側的非化石能源替代步調保持一致，在能源生產結構沒有根本改變的情況下，用能側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)實經濟環(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，降低能耗強度，從而降低碳排放強度，就成為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的另一個關鍵。
按照國務院在2021年10月26日發(fā)布的《2030年前碳達峰行動方案》，我國的目標是到2025年，非化石能源消費比重達到20%左右，單位國內生產總值能源消耗比2020年下降13.5%，單位國內生產總值二氧化碳排放比2020年下降18%，為實現(xiàn)碳達峰奠定堅實基礎；到2030年，非化石能源消費比重達到25%左右，單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，順利實現(xiàn)2030年前碳達峰目標。這樣的目標如果能實現(xiàn)的話，將是全世界范圍內有史以來碳排放強度的最大降幅。
國家能源系統(tǒng)是一個復雜體系，不管是調整能源結構還是節(jié)能減排，都需要抓住這個復雜體系的核心環(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日召開的中央財經委員會第九次會議提出，要構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)電源結構向新能源轉變、輸電網(wǎng)向可調節(jié)負荷能源互聯(lián)網(wǎng)轉變、負荷特性向柔性和生產消費兼具性轉變、運行特性向更加智能的平衡與協(xié)同優(yōu)化方式轉變，僅僅依靠傳統(tǒng)的能源技術是不可能的，必須引入數(shù)字技術，通過傳統(tǒng)能源技術與數(shù)字技術的融合，實現(xiàn)能源系統(tǒng)的整體數(shù)字化轉型。
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)信息化技術和工業(yè)技術（對能源行業(yè)而言，就是能源生產和運行技術）的發(fā)展、融合與創(chuàng)新。
對傳統(tǒng)能源技術而言，它融合了信息技術尤其是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術近年的進展，使能源系統(tǒng)能夠產生和交換數(shù)據(jù)，能夠跨時空互聯(lián)互通，能夠基于數(shù)據(jù)進行分析、預測和優(yōu)化；對信息技術而言，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，成為與能源技術系統(tǒng)（包括自控系統(tǒng)）在網(wǎng)絡上、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)技術體系。
關于數(shù)字化，有三點需要指出：
第一，深度融合。數(shù)字化的終極目標是實現(xiàn)工業(yè)技術和信息技術的兩化深度融合，在未來的能源系統(tǒng)中，數(shù)字技術或者數(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)的有機組成部分一樣。
第二，數(shù)字化與信息化的關系。有些觀點把數(shù)字化與信息化對立起來，或者并列起來，認為兩者是完全不同的系統(tǒng)，這樣的認識是不正確的。數(shù)字技術繼承和發(fā)展了信息技術，從本質來講，它是信息技術在新時代的一種表現(xiàn)形式。
第三，數(shù)據(jù)是核心資產。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)的結果，只要抓住了數(shù)據(jù)，無論技術如何變化，供應商如何更替，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。
除了數(shù)字化，新型電力系統(tǒng)的建設還有一個關鍵詞——“平衡”。
其實，對能源行業(yè)而言“平衡”無處不在：在生產領域，追求的是投入的物料（原料、燃料）與產出物（電能、成品油）的平衡；在網(wǎng)絡運行領域，追求的是輸入的能源與輸出負荷的平衡（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。當條件發(fā)生變化時，能源系統(tǒng)就會優(yōu)化或劣化，直到系統(tǒng)被手動或自動調整適應新的條件，達到新的平衡。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)是一個復雜的系統(tǒng)，供能側既有大電網(wǎng)供電，又有多種分布式能源、儲能，電、熱、冷、燃氣、壓縮空氣儲能等多種能源工質混雜；用能側既要求安全、穩(wěn)定、持續(xù)供能，又要求能夠智慧用能，經濟高效地對企業(yè)生產波動、能源市場波動、能源系統(tǒng)波動進行快速響應，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、電力電子與自控技術，已經很難實現(xiàn)整體上的平衡和優(yōu)化，必須依靠數(shù)字化技術，利用數(shù)字技術與能源技術包括自控技術的深度融合，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，是關于如何制定和實施針對整個企業(yè)內部數(shù)據(jù)的商業(yè)應用和技術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《加快推進國有企業(yè)數(shù)字化轉型工作的通知》，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，加強數(shù)據(jù)標準化、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。加強生產現(xiàn)場、服務過程等數(shù)據(jù)動態(tài)采集，建立覆蓋全業(yè)務鏈條的數(shù)據(jù)采集、傳輸和匯聚體系。加快大數(shù)據(jù)平臺建設，創(chuàng)新數(shù)據(jù)融合分析與共享交換機制。強化業(yè)務場景數(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”。
目前國內通常認為數(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)進行有效管理和利用的評估、指導和監(jiān)督，通過一系列的組織、制度活動保障高質量的數(shù)據(jù)不斷創(chuàng)新數(shù)據(jù)服務，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)資產價值最大化，為企業(yè)數(shù)字化轉型提供強勁動力，為企業(yè)創(chuàng)造數(shù)字化價值。
數(shù)據(jù)治理為企業(yè)帶來了廣泛的應用價值，不僅可以改善數(shù)據(jù)質量、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)運營風險、降低企業(yè)成本、更好地協(xié)調企業(yè)各部門之間的協(xié)作。
當下，能源企業(yè)對這些數(shù)據(jù)治理的實踐主要集中在結構化數(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，目標是理順數(shù)據(jù)分析建模過程，提高數(shù)據(jù)質量，為構建分析型數(shù)據(jù)應用提供保障。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，目標是確保業(yè)務應用及其集成與交互的順暢，提高數(shù)據(jù)質量，降低業(yè)務風險。第三，數(shù)據(jù)質量驅動的數(shù)據(jù)治理，即對業(yè)務應用、分析應用在數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、建模、利用過程中涉及的數(shù)據(jù)，針對其技術上的唯一性、一致性、完整性等質量特性，以及業(yè)務上的準確性、標準化、全面性等質量特性，進行梳理、清洗、檢驗、維護等治理工作。
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)對非結構化數(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，設計和落實企業(yè)未來架構。
與能源技術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)能夠加深認識，抓住重點，搞好頂層設計，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)解決方案總經理）
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