能源數字化:重塑全球能源發展態勢
發稿時間:2019-06-21 14:41:34 來源:學習(xi) 時報 作者:惠春琳
能源是人類社會(hui) 生存發展的重要物質基礎,攸關(guan) 國計民生和國家戰略競爭(zheng) 力。當前,世界油氣秩序重構,能源格局深刻調整,能源結構持續優(you) 化,應對全球氣候變化、推進能源轉型已成為(wei) 國際社會(hui) 和能源行業(ye) 共識。以移動互聯網、大數據、物聯網等信息技術為(wei) 特征的數字經濟席卷全球,深刻改變著人類的生產(chan) 和生活方式,成為(wei) 全球經濟發展的新動能、新方向,也成為(wei) 了傳(chuan) 統能源行業(ye) 轉型的新目標。能源數字化被視作實現傳(chuan) 統能源行業(ye) 轉型升級並重新煥發生機的重要驅動力,有望重塑全球能源發展態勢。
能源數字化的概念及其發展
能源數字化指的是利用數字技術,引導能量有序流動,構築更高效、更清潔、更經濟的現代能源體(ti) 係,提高能源係統的安全性、生產(chan) 率、可及性和可持續性。數據、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。數字化了的能源係統能夠準確判斷誰需要能源,並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(ye) 模式正在形成。
對於(yu) 能源企業(ye) 而言,數字化被視為(wei) 實現能源轉型的重要途徑。首先,世界能源轉型進程遇到新挑戰。雖然能源消費結構持續優(you) 化,以煤炭、油氣等一次能源為(wei) 主體(ti) 的傳(chuan) 統能源消費結構逐漸向基於(yu) 電力係統的光伏、風電等二次能源調整轉型,但全球氣候變化和環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展新能源,試圖搶占先機。目前新能源主要用於(yu) 電力係統,數字化的優(you) 勢更符合電力係統發展的需求。其次,能源數字化符合能源轉型降本增效綠色的核心要求。在互聯網時代,能源全產(chan) 業(ye) 鏈,從(cong) 能源勘探、生產(chan) 、運輸、銷售和服務等各環節勢必與(yu) 數字平台深度融合,急需高效計算、海量數據、即時通訊等技術,促進能源降本增效綠色發展,實現能源行業(ye) 的加速轉型。根據IEA《數字化和能源》預測,數字技術的大規模應用將使油氣生產(chan) 成本減少10%—20%,使全球油氣技術可采儲(chu) 量提高5%,頁岩氣有望獲得最大收益。僅(jin) 在歐盟,增加存儲(chu) 和數字化需求響應就可以在2040年將太陽能光伏發電和風力發電的削減率從(cong) 7%降至1.6%,從(cong) 而到2040年避免3000萬(wan) 噸二氧化碳排放。與(yu) 此同時,數字化還可以使碳捕獲和儲(chu) 存等特定的清潔能源技術受益。再次,傳(chuan) 統能源行業(ye) 發展模式在經濟數字化時代遭遇瓶頸。傳(chuan) 統油氣企業(ye) 需要從(cong) 隻提供油氣產(chan) 品向“產(chan) 品+服務”的綜合服務企業(ye) 轉型,優(you) 先踏入數字化領域的企業(ye) 帶來的競爭(zheng) 優(you) 勢,倒逼能源從(cong) 業(ye) 者轉型,傳(chuan) 統能源行業(ye) 開始向數字化敞開大門。
早在1980年代,數字技術就已經開始在油田得到應用,並長期用數字技術來改善勘探和生產(chan) ,提高運輸的安全性、可靠性和運輸效率。傳(chuan) 統油氣走在了能源數字化轉型的第一線。根據《數字化轉型倡議:油氣行業(ye) 白皮書(shu) 》預計,2016年至2025年間,數字化戰略將為(wei) 油氣領域帶來1.58萬(wan) 億(yi) 美元的新增價(jia) 值。能源公司對數字技術的投資在過去幾年中急劇上升。IEA數據顯示,自2014年以來全球對數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(yi) 美元。2018年的數字投資比全球燃氣發電投資高出近40%,幾乎相當於(yu) 印度電力部門的總投資。
傳(chuan) 統能源行業(ye) 與(yu) 數字企業(ye) 的融合
受國際油價(jia) 低迷、新興(xing) 產(chan) 業(ye) 迅猛崛起等影響,傳(chuan) 統油氣行業(ye) 發展動力缺乏的問題嚴(yan) 重,根據IEA《世界能源投資報告(2018)》顯示,2017年全球油氣上遊投資依舊低迷,並在短期內(nei) 難有很大改善,尋找與(yu) 新科技、新業(ye) 務的合作促發展,成為(wei) 傳(chuan) 統能源行業(ye) 的第一要務。
麵對如此巨大的發展市場,IBM、微軟、GE、華為(wei) 等國際知名科技公司紛紛與(yu) 油氣公司合作。從(cong) 2014年開始,油氣公司與(yu) IT技術公司的合並逐漸升級。具體(ti) 體(ti) 現在三個(ge) 方麵。
第一是用於(yu) 油氣田的操作與(yu) 維護。2014年,斯倫(lun) 貝謝油服公司與(yu) 穀歌公司合作,把穀歌眼鏡用於(yu) 油氣田的操作與(yu) 維護,不再用計算機手持設備,就可以向工人提供指令清單、數據等,與(yu) 公司的數字直接連接。同時,斯倫(lun) 貝謝建立了軟件技術創新中心,專(zhuan) 注於(yu) 研究高性能計算、雲(yun) 、大數據、物聯網、工業(ye) 互聯網轉件等技術應用。2016年4月,殼牌公司通過與(yu) 惠普的合作,將傳(chuan) 感器數據通過光纜傳(chuan) 輸至專(zhuan) 有服務器,將潛在油田數據與(yu) 世界上其他油田數據作對比,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(yu) 油服公司Flotek宣布達成協議,旨在共同發展一項係統,用於(yu) 石油和天然氣工業(ye) 的操作與(yu) 維護。2018年4月,道達爾和穀歌宣布達成協議,將在石油人工智能領域開啟聯合,為(wei) 油氣開發提供全新解決(jue) 方案。
第二是用於(yu) 提高傳(chuan) 統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,將利用物聯網和大數據技術,幫助石油公司提高運營效率。2017年7月,遠景能源聯合微軟、埃森哲等,在矽穀成立“全球能源物聯網與(yu) 智慧城市技術聯盟”。2017年10月,威德福與(yu) 英特爾聯合,將物聯網技術應用到油田服務,建立一個(ge) 從(cong) 端到端的數字油田解決(jue) 方案,在上遊油氣行業(ye) 獲得更高效能。能源與(yu) 物聯網領域科技巨頭攜手,加速推動全球能源數字化轉型進程。2017年8月,哈裏伯頓也與(yu) 微軟達成戰略協議,共同致力於(yu) 推動油氣行業(ye) 數字化轉型,力求實現在油氣勘探開發技術上規模空前的數字化變革。2017年10月,雪佛龍與(yu) 微軟簽訂協約,共同組建一家公司作為(wei) 雪佛龍主要的雲(yun) 服務提供商,推動雪佛龍公司業(ye) 績發展和提升公司生產(chan) 效率。2017年10月,京東(dong) 和中國石化簽署戰略合作協議,雙方將圍繞抽取數據建模分析、優(you) 化供應鏈管理等方麵展開先行試點,通過門店科技的整合,實現加油站及便利店的場景數據化、數據網絡化、網絡智能化。
第三是用於(yu) 能源公司與(yu) 科技公司之間開展新的合作和創新。2017年7月,GE油氣和貝克休斯合並成立新公司BHGE,將利用數字化技術對傳(chuan) 統石油行業(ye) 進行智能化升級改造,打造石油工業(ye) 全新模式。按預計230億(yi) 美元的年營業(ye) 收入計算,BHGE將超越哈裏伯頓,成為(wei) 世界第二大油田服務公司。2018年2月,BHGE和英偉(wei) 達聯合,將推進人工智能在油氣領域的應用。2018年5月,華為(wei) 與(yu) 中化集團簽署戰略合作協議,計劃在能源化工互聯網、智能製造等領域開展合作和創新。2018年7月,中石油與(yu) 華為(wei) 簽署戰略合作協議,雙方將在雲(yun) 計算、移動應用、大數據、人工智能、物聯網等領域開展深入合作,推動共同發展。2018年7月,BP英國石油公司和通用電氣簽署協議,以加快為(wei) 客戶提供工業(ye) 物聯網服務。2018年7月,GE與(yu) 微軟擴大合作夥(huo) 伴關(guan) 係,將運營技術和信息技術結合起來,消除工業(ye) 企業(ye) 在推進數字化轉型項目方麵麵臨(lin) 的障礙。
傳(chuan) 統油氣公司通過與(yu) 科技公司合作,利用最新的信息化技術、大數據、雲(yun) 計算等整合能源與(yu) 數字技術,構築全新的能源生態係統,優(you) 化管理流程、降低生產(chan) 成本、提高安全運營、創新合作模式、優(you) 化能源結構。
智能化是能源數字化未來發展必然趨勢
全球能源轉型的趨勢是推動能源結構向低碳化、清潔化、終端能源電氣化發展,而數字化技術在此過程中將發揮無可替代的作用。隨著數字化技術與(yu) 能源行業(ye) 的高度融合,智能化將成為(wei) 能源數字化發展的高階階段。
一是智能化推動能源數字化轉型進入新階段。智能化發展可以基於(yu) 海量大數據分析和人工智能為(wei) 能源行業(ye) 提供技術、經驗和有價(jia) 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(ye) 的競爭(zheng) 力。
二是智能化是能源數字技術迭代的發展方向。智能化是全球科技領域發展的大趨勢,能源行業(ye) 轉型將深受其影響。當使用智能機器人的成本低於(yu) 人工成本,工作效率、安全性等高於(yu) 人工時,智能機器人勢必代替人工,能源數字化發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生巨大變化。智能化電網係統的應用發展將可以實現對電力係統實時監測、分析、分配和決(jue) 策等,實現電力分配、使用的效率最大化。
三是智能化將為(wei) 能源數字化發展提供全新的用戶體(ti) 驗,針對能源係統客戶的不同需求,打造適合不同層次客戶的個(ge) 性化業(ye) 務需求。例如,通用電氣公司成立人工智能公司,主要是利用大數據分析、機器人和人工智能技術等為(wei) 客戶提供先進的監測服務。
全球能源供需在不斷變化,並向著更個(ge) 性化、更清潔化、更電氣化方向發展。在可預見的未來,能源數字化將實現跨越式發展,繪製一張智能化能源的藍圖。
我國應進一步加快能源數字化轉型的步伐
作為(wei) 世界上最大的能源消費國,我國能源轉型迫在眉睫。2016年我國發布了《關(guan) 於(yu) 推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》,旨在促進能源與(yu) 現代信息技術的深度融合,推動能源生產(chan) 管理和營銷模式變革,重塑能源產(chan) 業(ye) 鏈、供應鏈和價(jia) 值鏈。利用數字技術、智能化管理模式使分布式能源生產(chan) 、輸送、交易、消費等環節得以高效運轉,實現光伏、風電、核電等清潔能源的健康有序發展。與(yu) 此同時,發揮互聯網高科技企業(ye) 能源轉型中的積極作用,主動與(yu) 能源企業(ye) 開展戰略合作。
然而,目前我國傳(chuan) 統能源行業(ye) 與(yu) 高科技技術的融合隻限於(yu) 建立試驗平台、模擬實驗室、超級計算以及通信與(yu) 數據的應用等,僅(jin) 僅(jin) 停留在能源數據的電子化和互聯網化,即能源管理係統的平台化,在能源生產(chan) 關(guan) 係層次上沒有根本性改變,尤其在能源行業(ye) 下遊環節缺乏數字化技術應用的支撐,能源數字化仍處於(yu) 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能源企業(ye) 自身的轉型升級,加快向能源全麵數字化和智能化邁進。
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