能源數(shù)字化的概念及其發(fā)展
能源數(shù)字化指的是利用數(shù)字技術，引導能量有序流動,構筑更高效、更清潔、更經(jīng)濟的現(xiàn)代能源體系,提高能源系統(tǒng)的安全性、生產(chǎn)率、可及性和可持續(xù)性。數(shù)據(jù)、分析和連接在能源領域的運用無處不在，在很大程度上可以提高運營效率，將減少約10%的能源使用量。數(shù)字化了的能源系統(tǒng)能夠準確判斷誰需要能源，并明確如何能夠在合適的時間、合適的地點以最低的成本提供能源，新的能源商業(yè)模式正在形成。
對于能源企業(yè)而言，數(shù)字化被視為實現(xiàn)能源轉型的重要途徑。首先，世界能源轉型進程遇到新挑戰(zhàn)。雖然能源消費結構持續(xù)優(yōu)化，以煤炭、油氣等一次能源為主體的傳統(tǒng)能源消費結構逐漸向基于電力系統(tǒng)的光伏、風電等二次能源調整轉型，但全球氣候變化和環(huán)境保護的雙重壓力依然存在，國際大能源公司有選擇地適度發(fā)展新能源，試圖搶占先機。目前新能源主要用于電力系統(tǒng)，數(shù)字化的優(yōu)勢更符合電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。其次，能源數(shù)字化符合能源轉型降本增效綠色的核心要求。在互聯(lián)網(wǎng)時代，能源全產(chǎn)業(yè)鏈,從能源勘探、生產(chǎn)、運輸、銷售和服務等各環(huán)節(jié)勢必與數(shù)字平臺深度融合，急需高效計算、海量數(shù)據(jù)、即時通訊等技術，促進能源降本增效綠色發(fā)展，實現(xiàn)能源行業(yè)的加速轉型。根據(jù)IEA《數(shù)字化和能源》預測，數(shù)字技術的大規(guī)模應用將使油氣生產(chǎn)成本減少10%—20%，使全球油氣技術可采儲量提高5%，頁巖氣有望獲得最大收益。僅在歐盟，增加存儲和數(shù)字化需求響應就可以在2040年將太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電的削減率從7%降至1.6%，從而到2040年避免3000萬噸二氧化碳排放。與此同時，數(shù)字化還可以使碳捕獲和儲存等特定的清潔能源技術受益。再次，傳統(tǒng)能源行業(yè)發(fā)展模式在經(jīng)濟數(shù)字化時代遭遇瓶頸。傳統(tǒng)油氣企業(yè)需要從只提供油氣產(chǎn)品向“產(chǎn)品+服務”的綜合服務企業(yè)轉型，優(yōu)先踏入數(shù)字化領域的企業(yè)帶來的競爭優(yōu)勢，倒逼能源從業(yè)者轉型，傳統(tǒng)能源行業(yè)開始向數(shù)字化敞開大門。
早在1980年代，數(shù)字技術就已經(jīng)開始在油田得到應用，并長期用數(shù)字技術來改善勘探和生產(chǎn)，提高運輸?shù)陌踩?、可靠性和運輸效率。傳統(tǒng)油氣走在了能源數(shù)字化轉型的第一線。根據(jù)《數(shù)字化轉型倡議：油氣行業(yè)白皮書》預計，2016年至2025年間，數(shù)字化戰(zhàn)略將為油氣領域帶來1.58萬億美元的新增價值。能源公司對數(shù)字技術的投資在過去幾年中急劇上升。IEA數(shù)據(jù)顯示，自2014年以來全球對數(shù)字電力基礎設施和軟件的投資每年增長超過20%，2018年達到500多億美元。2018年的數(shù)字投資比全球燃氣發(fā)電投資高出近40%，幾乎相當于印度電力部門的總投資。
傳統(tǒng)能源行業(yè)與數(shù)字企業(yè)的融合
受國際油價低迷、新興產(chǎn)業(yè)迅猛崛起等影響，傳統(tǒng)油氣行業(yè)發(fā)展動力缺乏的問題嚴重，根據(jù)IEA《世界能源投資報告(2018)》顯示，2017年全球油氣上游投資依舊低迷，并在短期內難有很大改善，尋找與新科技、新業(yè)務的合作促發(fā)展，成為傳統(tǒng)能源行業(yè)的第一要務。
面對如此巨大的發(fā)展市場，IBM、微軟、GE、華為等國際知名科技公司紛紛與油氣公司合作。從2014年開始，油氣公司與IT技術公司的合并逐漸升級。具體體現(xiàn)在三個方面。
第一是用于油氣田的操作與維護。2014年，斯倫貝謝油服公司與谷歌公司合作，把谷歌眼鏡用于油氣田的操作與維護，不再用計算機手持設備，就可以向工人提供指令清單、數(shù)據(jù)等，與公司的數(shù)字直接連接。同時，斯倫貝謝建立了軟件技術創(chuàng)新中心，專注于研究高性能計算、云、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉件等技術應用。2016年4月，殼牌公司通過與惠普的合作，將傳感器數(shù)據(jù)通過光纜傳輸至專有服務器,將潛在油田數(shù)據(jù)與世界上其他油田數(shù)據(jù)作對比，由此地質學家能夠對井位做出更加準確的判斷。2017年4月，IBM與油服公司Flotek宣布達成協(xié)議，旨在共同發(fā)展一項系統(tǒng)，用于石油和天然氣工業(yè)的操作與維護。2018年4月，道達爾和谷歌宣布達成協(xié)議，將在石油人工智能領域開啟聯(lián)合，為油氣開發(fā)提供全新解決方案。
第二是用于提高傳統(tǒng)油氣公司的運營效率。2017年5月，IBM和KBR油服公司宣布開展合作，將利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，幫助石油公司提高運營效率。2017年7月，遠景能源聯(lián)合微軟、埃森哲等，在硅谷成立“全球能源物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市技術聯(lián)盟”。2017年10月，威德福與英特爾聯(lián)合，將物聯(lián)網(wǎng)技術應用到油田服務，建立一個從端到端的數(shù)字油田解決方案,在上游油氣行業(yè)獲得更高效能。能源與物聯(lián)網(wǎng)領域科技巨頭攜手，加速推動全球能源數(shù)字化轉型進程。2017年8月，哈里伯頓也與微軟達成戰(zhàn)略協(xié)議，共同致力于推動油氣行業(yè)數(shù)字化轉型,力求實現(xiàn)在油氣勘探開發(fā)技術上規(guī)?？涨暗臄?shù)字化變革。2017年10月，雪佛龍與微軟簽訂協(xié)約，共同組建一家公司作為雪佛龍主要的云服務提供商，推動雪佛龍公司業(yè)績發(fā)展和提升公司生產(chǎn)效率。2017年10月，京東和中國石化簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將圍繞抽取數(shù)據(jù)建模分析、優(yōu)化供應鏈管理等方面展開先行試點，通過門店科技的整合,實現(xiàn)加油站及便利店的場景數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡化、網(wǎng)絡智能化。
第三是用于能源公司與科技公司之間開展新的合作和創(chuàng)新。2017年7月，GE油氣和貝克休斯合并成立新公司BHGE，將利用數(shù)字化技術對傳統(tǒng)石油行業(yè)進行智能化升級改造,打造石油工業(yè)全新模式。按預計230億美元的年營業(yè)收入計算,BHGE將超越哈里伯頓，成為世界第二大油田服務公司。2018年2月，BHGE和英偉達聯(lián)合，將推進人工智能在油氣領域的應用。2018年5月，華為與中化集團簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，計劃在能源化工互聯(lián)網(wǎng)、智能制造等領域開展合作和創(chuàng)新。2018年7月，中石油與華為簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在云計算、移動應用、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領域開展深入合作，推動共同發(fā)展。2018年7月，BP英國石油公司和通用電氣簽署協(xié)議，以加快為客戶提供工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務。2018年7月，GE與微軟擴大合作伙伴關系，將運營技術和信息技術結合起來，消除工業(yè)企業(yè)在推進數(shù)字化轉型項目方面面臨的障礙。
傳統(tǒng)油氣公司通過與科技公司合作，利用最新的信息化技術、大數(shù)據(jù)、云計算等整合能源與數(shù)字技術，構筑全新的能源生態(tài)系統(tǒng)，優(yōu)化管理流程、降低生產(chǎn)成本、提高安全運營、創(chuàng)新合作模式、優(yōu)化能源結構。
智能化是能源數(shù)字化未來發(fā)展必然趨勢
全球能源轉型的趨勢是推動能源結構向低碳化、清潔化、終端能源電氣化發(fā)展，而數(shù)字化技術在此過程中將發(fā)揮無可替代的作用。隨著數(shù)字化技術與能源行業(yè)的高度融合，智能化將成為能源數(shù)字化發(fā)展的高階階段。
一是智能化推動能源數(shù)字化轉型進入新階段。智能化發(fā)展可以基于海量大數(shù)據(jù)分析和人工智能為能源行業(yè)提供技術、經(jīng)驗和有價值的信息，大幅提高能源各領域的效率、降低成本，提高能源行業(yè)的競爭力。
二是智能化是能源數(shù)字技術迭代的發(fā)展方向。智能化是全球科技領域發(fā)展的大趨勢，能源行業(yè)轉型將深受其影響。當使用智能機器人的成本低于人工成本,工作效率、安全性等高于人工時，智能機器人勢必代替人工，能源數(shù)字化發(fā)展也將進入智能化時代。例如，在石油勘探領域智能機器人的應用，將解禁全球之前大量無法開采或者高成本開采的油氣田，全球能源可開采量將發(fā)生巨大變化。智能化電網(wǎng)系統(tǒng)的應用發(fā)展將可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)實時監(jiān)測、分析、分配和決策等，實現(xiàn)電力分配、使用的效率最大化。
三是智能化將為能源數(shù)字化發(fā)展提供全新的用戶體驗，針對能源系統(tǒng)客戶的不同需求，打造適合不同層次客戶的個性化業(yè)務需求。例如，通用電氣公司成立人工智能公司，主要是利用大數(shù)據(jù)分析、機器人和人工智能技術等為客戶提供先進的監(jiān)測服務。
全球能源供需在不斷變化，并向著更個性化、更清潔化、更電氣化方向發(fā)展。在可預見的未來，能源數(shù)字化將實現(xiàn)跨越式發(fā)展，繪制一張智能化能源的藍圖。
我國應進一步加快能源數(shù)字化轉型的步伐
作為世界上最大的能源消費國，我國能源轉型迫在眉睫。2016年我國發(fā)布了《關于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》，旨在促進能源與現(xiàn)代信息技術的深度融合，推動能源生產(chǎn)管理和營銷模式變革,重塑能源產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈和價值鏈。利用數(shù)字技術、智能化管理模式使分布式能源生產(chǎn)、輸送、交易、消費等環(huán)節(jié)得以高效運轉,實現(xiàn)光伏、風電、核電等清潔能源的健康有序發(fā)展。與此同時，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)高科技企業(yè)能源轉型中的積極作用，主動與能源企業(yè)開展戰(zhàn)略合作。
然而，目前我國傳統(tǒng)能源行業(yè)與高科技技術的融合只限于建立試驗平臺、模擬實驗室、超級計算以及通信與數(shù)據(jù)的應用等，僅僅停留在能源數(shù)據(jù)的電子化和互聯(lián)網(wǎng)化，即能源管理系統(tǒng)的平臺化，在能源生產(chǎn)關系層次上沒有根本性改變，尤其在能源行業(yè)下游環(huán)節(jié)缺乏數(shù)字化技術應用的支撐，能源數(shù)字化仍處于起步探索階段，因此我國更應借助國際能源轉型的契機實現(xiàn)能源企業(yè)自身的轉型升級，加快向能源全面數(shù)字化和智能化邁進。
作者單位系中央黨校國際戰(zhàn)略研究院
