智慧能源行业概况分析

智慧能源行业概况分析智慧能源行业概况广义的智慧能源体系，是指基于―互联网+智慧能源的一种泛在能源网络体系；狭义的智慧能源体系，是指包括微电网、智能电网和能源互联网在内的多组态能源表现形态，也是一种具有多源、互动、自主、协调四大特征的物理能源网络体系。智慧能源体系能够在不同类型和规模的能源及需求之间实现实时平衡、灵活调度、优化配置、高效及可靠运行。在先进信息、通信、控制、储能等技术推动下，能源体系不断向数字化、信息化、智能化方向演进，在能源供应、安全运行和清洁消纳三方面都具备了转型升级的技术基础，传统能源体系向智慧能源体系转型之路已经逐渐清晰。考虑时间和覆盖范围两个维度，智慧能源经历了以下的发展历程：其中，微电网不仅是智慧能源体系发展的重要阶段，亦是智慧能源体系中在具体场景的具体表现形式。微电网是由分布式电源、储能和负荷构成的，以供应电力为主的独立可控系统，可实现局部地区的电力电量自平衡。智慧能源行业发展趋势能源领域包括能源生产和能源消费，传统能源生产、新能源开发、能源供应、输送、使用、能效管理、节约和综合利用、环境影响、能源安全和可持续性等等。智慧领域包括、自动控制、总线管理、智能系统、通讯、数据库、监控、网络以及有关的软件硬件开发和应用等等。将这个两个大领域、多个分领域有机整合、合理分工、整体联动、实现实时状态的人机交互、机机交互、互联互通，高效、优化、最佳运行，成为智慧能源的主要内涵。智慧能源体系，是指基于互联网+智慧能源的一种泛在能源网络体系;狭义的智慧能源体系，是指包括微电网、泛能网、智能电网和能源互联网在内的多组态能源表现形态，也是一种具有多源、互动、自主、协调四大特征的物理能源网络体系。当前我国智慧能源产业仍处于发展初期阶段，产业主要在技术研发及产品集成方面进行攻关，未来还需在系统全面化应用试点上加大力度，使智慧能源产业真正成为一个高度完善的功能化系统及平台，让各环节企业均有所作为。当前，能源数字化转型的顶层设计日益清晰，智慧能源已成为我国构建新型能源体系的重要抓手。智慧能源的核心是数实融合下的数据智能，实现能源使用能效的提升和能耗的精准管控。智慧能源的提出背景智慧能源是数字化、智能化技术与传统能源行业高度结合的产物。我国智慧能源的产生和发展既是数字新技术发展和行业应用的必然结果，也是国家能源变革以及国家实现能源双碳目标的客观需求。智慧能源是我国能源产业升级的重要发展方向。第四次信息革命到来的背景下，能源产业智能化升级进程加速，数字技术加快与能源技术深度融合，已经成为未来能源行业发展的大趋势。智慧能源是适应我国能源多元化变革的重要技术支撑。能源系统形态加速变革，智慧能源具备的信息互联化和智能化等特征，可以为能源变革时期的安全管理和效率提升提供重要技术支撑。智慧能源是我国实现能源双碳目标的必由之路。我国碳达峰目标与碳中和愿景将加速推动能源清洁低碳转型，智慧能源的广泛互联以及供需互动等特征，大大提升电网对于可再生能源的消纳能力，是新型电力系统的重要支撑，也是国家实现双碳目标的必由路径之一。未来智慧能源行业投资规模从智慧能源行业投资结构看，随着信息化应用水平的不断提高，能源行业IT硬件投入在总体投入中的比重逐渐减少，对软件和服务的投入在总体投入中的比重逐渐增大，软硬件投入比例逐渐趋于合理。这也说明了更多的能源企业逐渐由系统建设阶段向业务整合阶段过渡。未来，能源行业将会加大对信息化建设投资，随着智慧能源行业投资规模的加大，预计到2025年能源行业IT规模将达到1600亿元，市场空间较2019年扩大一倍。照此推算，2027年的智慧能源行业投资规模将超过2000亿元。智慧能源产业刚刚开启，需要进行大规模的前期投入，而这些初期投入产生回报需要经历一个较长的时期，但对未来必将产生巨大的影响。智慧能源发展趋势尽管智慧能源发展还存在诸多问题，但在国家双碳背景下，智慧能源继续发展的大趋势不会变。随着技术的逐步成熟、相关政策和商业模式的逐步完善，预测国内智慧能源下阶段会迎来快速发展的新阶段。数字技术将与能源产业进一步深度融合。未来一段时期，智慧能源技术趋势是大数据、人工智能等数字技术与能源产业链进一步高度融合。智慧能源只有随着数字技术应用的不断落地实践，相关业务经验和数据积累，智慧化价值不断体现，才能进入规模提速增长、创新应用场景更加丰富、智能化水平显著提升以及能源企业广泛参与的新阶段。智慧能源主要聚焦于能源安全、高效以及低碳化。我国十四五能源规划将保障能源安全以及实现能源清洁低碳化作为我国新阶段能源发展的核心目标，未来智慧能源的场景主要聚焦方向包括：以自动化作业、智能诊断在线预警以及在线应急管理等为代表的提升能源安全应用场景；以源网荷储协调调度、需求侧互动为代表的能源清洁低碳等场景；以能效提升、运行优化等提升能源效率场景等。智慧火电、智慧核电、智慧风电、智慧火电、智能电网以及需求侧的源网荷储一体化、多能协同以及需求响应等场景会成为智慧能源重点方向。市场和价格机制逐步完备促进智慧能源新业态不断涌现。随着国家在十四五期间构建和完善中长期市场、现货市场和辅助服务市场有机衔接的电力市场体系，电碳市场相互衔接和促进，智慧能源项目可以通过市场和价格机制得到进一步市场激励，盈利能力进一步增强，商业模式进一步清晰。以源网荷储一体化、园区多能互补以及虚拟电厂等为代表的智慧能源业态会因为明确的商业模式而迎来快速的发展。能源政策催生各类智慧能源服务平台，构建能源互联网生态。能源领域的开放会带动商业模式的创新。互联网技术和思维与能源行业深度融合应用，面向能源供需衔接、生产服务等业务的智慧能源服务平台将会涌现，通过能源各产业融合发展，营造开放共享的能源互联网生态，提升整个行业的活力和效率。随着应用场景的扩大和商业模式的稳定，智慧能源的投资和市场规模将进一步扩大。能源数字经济相关技术发展与融合应用继续加速，相关投资进一步增长，加上地方政府能源数字新基建规划逐步落地，预计智慧能源服务市场将会快速扩张，例如能源生产输配消等环节的智慧能源服务，以及源网荷储项目、多能互补和智慧园区等，市场规模巨大。安全可靠、应用替代的国家战略，将推动智慧能源高速发展。安全可靠应用替代工程，是着眼维护网络空间主权安全，实现高水平科技自立自强，破除数字关键核心技术风险隐患的重大决策部署，是统筹发展和安全的重要实践。要求在电信、广播电视、能源、金融、公路水路运输、铁路、民航、邮政、水利、应急管理、卫生健康、社会保障、国防科技工业等行业领域关键信息基础设施安全规划中落实安全可靠应用替代工作。统筹加快重要行业领域替代工作，强化重要行业领域工作统筹和责任落实。能源行业是安全可靠、应用替代的重要行业，推动能源技术转型升级，实现能源行业安可替代，是智慧能源建设的重大机遇。智慧能源特征和典型应用场景智慧能源的目标是实现管理的安全、高效、低碳、智能。依托数字化技术对能源的生产、传输、存储、消费以及交易等全流程进行升级和改造，解决能源行业在智能生产、精益管理、业务创新等方面的问题，帮助能源企业提质增效，提升能源系统的安全水平、能效水平以及清洁能源利用率。智慧能源具有多能互补集成、数据驱动智能化、广泛互联网等典型特征：1．物理层面多能互补集成源网荷储协同：依托信息化和智能化技术，智慧能源可以在纵向实现源网荷储协同，横向支撑水电气热多能耦合。2．技术层面数据驱动智能高效：智慧能源能够充分挖掘能源生产交易等过程中的数据流，全面提升能源系统的自动化、智能化水平，提升能源生产、传输、交易与消费的运营效率。3．信息层面开放接入广泛互联：智慧能源实现能源系统多元主体的开放接入、广泛互联，能够充分发挥互联网在资源配置方面的优化和集成作用，创造新的发展形态和商业模式，实现能源生产者、消费者与其他用户的能源高效共享。按照智慧能源所服务的能源产业链，可以将智慧能源应用场景划分为智慧能源生产、智慧运行调度、终端智慧用能、能源交易和智慧经营管理等五大类：（1）智慧能源生产：在能源生产过程中全面实现在线监控、诊断报警、自动控制和优化管理等，通过智能化机器取代机械重复人工劳动提升作业效率和安全水平；通过在线监测和智能诊断提升能源生产安全可靠水平；通过工艺流程的智能化升级提升能源生产运行效率；通过数据分析和决策提升能源生产以及应急管理水平。典型的应用场景包括智慧电厂、智慧风电、智慧光伏、智能电网以及智能矿山、智慧油气田等。（2）智慧能源调度：在能源输配过程中，充分利用数字化、自动化等能源基础设施，建设智能调度体系，实现电网源网荷储互动、多能协同互补及用能需求智能调控，提升新能源接入后电网运行安全经济性，提升电网可再生能源消纳水平。（3）终端智慧能源：在能源使用过程中，为企业和园区用能提供专业的能源管理服务、精准能耗诊断分析等能源服务，提高能源利用效率，降低用能成本；通过区域智慧能源服务平台，实现园区电热冷水气储氢等多能流优化运行及智慧运维，全面提升能源综合利用率；依托数字化手段聚合管理各类可调节负荷、储能资源，实现灵活接入、精准控制，提高电网新能源并网消纳能力和运行安全经济性。典型的应用场景包括企业园区能源管理平台、终端多能互补系统、用户侧源网荷储一体化、虚拟电厂以及新能源微网等。（4）智慧能源交易：在能源交易中，结合人工智能和区块链技术，提升交易效率和交易有效性，支持能源交易不同场景的实现和优化，具体包括电力交易、碳交易、绿电交易、分布式能源交易以及能源金融服务。（5）智慧企业经营：在能源企业的经营过程中，能源企业深度应用数字技术，实现企业的人资、财务、供应链和市场营销等全面智能管控分析，实现跨业务数据互联互通，支撑各业务高效运营和创新应用，最终实现企业经营管理全过程的升级，提升能源企业的生产经营效率和服务水平。典型应用场景包括智慧财务、智慧供应链、资产智能管控、智慧营销系统等。智慧能源面临的问题与挑战从技术上看，目前能源的智慧化水平有待提升。智能化应用还处于起步和示范阶段，智慧电厂、智慧油气、智慧矿山等应用能够发挥的价值有限，相关产品和技术亟待进一步沉淀和完善。从应用场景上看，智慧能源应用场景有待进一步挖掘。智慧能源领域，监视、巡检以及内部运营管理等场景应