5G物联网智慧燃气白皮书

5G智慧燃气 白皮书 版 Contents 01.燃气行业发展现状&产业政策 1.1行业发展现状及十三五行业发展主要成就02 1.2产业政策动态03 1.2.1碳达峰、碳中和背景下的天然气仍是碳减排重要抓手03 1.2.2“新城建”加快推进新型城市基础设施建设和更新改造04 1.2.3《中华人民共和国安全生产法》修订强化城市燃气安全主体责任04 1.2.4《中华人民共和国数据安全法》与《关键信息基础设施安全保护条例》正式实施05 1.2.5物联网燃气表等相关技术标准陆续完善05 1.3行业发展趋势-燃气行业数字化转型新机遇06 1.3.1天然气市场仍将持续快速增长，下游市场竞争力度将不断加大06 1.3.2数字化转型将成为城市燃气企业未来转型的主要方向07 1.3.35GNB-IoT、Cat1等物联网技术将为智慧燃气提供有力支撑07 02.智慧燃气建设面临的主要挑战 2.1供销差管理形势严峻09 2.2用气安全管理难度大09 2.3终端管理以及故障定位难09 2.4物联网终端信息安全隐患大10 2.5优化营商环境，不断打造燃气创新服务10 03.5G智慧燃气解决方案 3.1智慧燃气解决方案总体概述11 3.1.1终端层12 3.1.2网络层12 3.1.3物联网开放平台13 3.1.4智慧燃气创新应用15 3.1.4.1安全智慧厨房解决方案15 3.1.4.2燃气管网安全监测解决方案16 3.1.4.3智慧服务解决方案17 3.1.4.4智慧燃气管理驾驶舱大数据解决方案18 3.2物联网端到端安全解决方案20 3.2.1方案框架及概述20 3.2.2设备接入安全20 3.2.3物联网开放平台安全22 3.2.4物联网开放平台到应用的安全数据推送23 3.2.5应用接入安全通道23 04.智慧燃气解决方案实践 4.1深圳燃气-5G助力燃气应用智慧化24 4.2杭州燃气-数据赋能一网统管27 4.3中裕燃气-数智赋能智慧服务29 4.4广州燃气-全球首个NB-IoT燃气表规模破百万城市30 4.5津燃华润-全国NB-IoT智能燃气表部署最快的城市32 05.十四五智慧燃气创新服务展望 5.1加快数字化转型赋能燃气业务发展33 5.2以物联网等技术为手段提高燃气安全运维水平34 5.3发挥数据价值提升行业服务水平34 序言 2020年9月22日，国家主席习近平在联合国大会上表示：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和”，2021年两会正式将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年政府重点工作任务。天然气作为碳排放量最少的化石能源，将在全球能源绿色低碳转型中发挥重要作用，大力发展天然气对于降低碳排放具有重要的意义，近中期天然气市场仍将持续快速增长。同时“十三五”期间我国天然气产供储销体系建设稳步推进，天然气储产量快速增长，“全国一张网”基本成型，国家石油天然气管网集团有限公司组建成立，科技装备水平再上新台阶，为天然气“十四五”规划顺利开局奠定了坚实基础。 在“双碳”目标背景下，燃气行业数字化转型也迎来前所未有的机遇。为落实中央关于加强新型城镇化建设和新型基础设施建设的决策部署，住房和城乡建设部会同其他相关部委共同加快推进新型城市基础设施建设相关工作，以“新城建”对接“新基建”，引领城市转型发展，整体提升城市的建设水平和运行效率。“新城建”工作强调指出对城市供水、排水、供电、燃气、热力等市政基础设施进行升级改造和智能化管理，提升市政基础设施的运行效率和安全性能。同时5G、物联网、AI、云计算、区块链、数据中心等技术为智慧燃气提供有力技术支撑，推动燃气行业在提升服务体验、降低交易成本、提高能源供应安全等方面进行创新和突破。 在智慧燃气领域，中国电信联合行业合作伙伴为客户提供基于NB-IoT技术的智慧燃气物联网端到端解决方案，在全国打造了深圳燃气、广州燃气、新奥燃气、昆仑燃气、北京燃气、津燃华润等多个基于5GNB-IoT技术的智能燃气标杆项目并推动行业规模发展，用户规模已突破3000万。基于中国电信在全国开展的智慧燃气落地项目的实践积累以及中国电信物联网开放实验室的技术成果，中国电信、天翼物联产业联盟智慧燃气产业推进组、金卡智能联合深圳燃气、北京燃气、广州燃气、杭州燃气、昆仑燃气、津燃华润、重庆燃气、武汉天然气、青岛能源、中裕燃气、欧圣达科技等单位共同编写了《5G智慧燃气白皮书（2021版）》，全面分析了新基建背景下智慧燃气建设迎来的新的发展机遇，梳理了在行业发展规模、行业政策等方面新的进展，并对行业发展趋势做出研判，在总结当前智慧燃气建设过程中面临的挑战基础上，提出5G智慧燃气解决方案的主要内容，展示了智慧燃气实践优秀案例，并对智慧燃气的创新服务进行了展望。 随着燃气行业数字化进程的不断演进，新技术与燃气业务加速融合，以智能计量、智慧管网为基础的燃气大数据帮助城市燃气企业更加精准的了解企业运行状况以及客户的用气行为，数据赋能城市燃气企业智慧化运营与智慧服务，助力企业提供更加精准、更加多样化的能源服务。城市燃气企业通过构建现代化数字能源服务体系，利用数字化技术赋能业务创新和变革，探索向城市能源综合服务商转型发展之路。 01 燃气行业 发展现状&产业政策 1.1行业发展现状及十三五行业发展主要成就 2021年8月21日，由国家能源局石油天然气司等部门联合编写的《中国天然气发展报告(2021)》正式发布，报告显示，2020年新冠疫情深刻影响全球政治经济形势，碳达峰、碳中和引发社会经济深远变革，极端气候及网络安全事件多发给全球能源安全带来严峻挑战。在多元因素影响下，世界天然气消费总量下降，消费区域分化明显，欧洲、北美消费总量下降，亚洲消费增幅放缓。据报告统计，我国2020年天然气消费量3280亿立方米，增量约220亿立方米，同比增长6.9%，占一次能源消费总量的8.4%。伴随经济形势持续向好，天然气消费呈逐季回暖趋势，这种趋势一直延续至2021年。2021年1—6月，我国天然气消费量同比增长20%以上，2020年和2021年年均增速约为11%。 另外，报告对“十三五”期间我国天然气发展进行了回顾。“十三五”期间我国天然气产供储销体系建设稳步推进，天然气储产量快速增长，“十三五”期间我国油气勘探开发总投资1.36万亿元，年均增长7.0%。2020年国内天然气产量比2015年增加579亿立方米，5年增幅达43%，年均增量超百亿立方米，年均增长7.4%。2020年天然气消费量相比2015年增长1348亿立方米，增幅70%，年均增量270亿立方米，年均增速11%。“十三五”期间新增气化人口1.6亿，总气化人口达到4.9亿。同时，国家石油天然气管网集团有限公司挂牌成立，与三大石油公司完成资产交割，天然气“管住中间、放开两头”改革目标初步落地，油气基础设施公平开放格局进一步夯实，构建“全国一张网”取得阶段性进展，天然气价格市场化进程不断推进，科技装备水平再上新台阶，为天然气“十四五”规划顺利开局奠定坚实基础。 在燃气行业数字化建设方面，当前国内的智慧燃气目前已经基本形成了由管网SCADA、燃气管网GIS、生产设备管理、呼叫中心、移动安检、移动维修、人力资源、工程项目管理、营收系统、客户服务等信息化子系统组成的信息技术应用体系。目前智慧燃气建设围绕三个重点开展，一是重视数据采集设施建设，包括5G、物联网，以及各类传感终端；二是重视统一的数据平台建设，实现对各类数据汇总；三是加强数据开放，以推动数据全方位应用。 “十三五”期间，物联网、云计算、移动互联网、大数据、人工智能等新技术快速发展，深入渗透至燃气行业。智慧计量是智慧燃气建设的重要基础，当前智能燃气表市场进入发展的快车道，有效解决了传统人工抄表模式下的抄表难、计费难、缴费难等企业痛点。过去五年智能燃气表产量以25%左右的速度快速增长，2020年智能燃气表产销总量达到2701万台，智能燃气表新增用户数量占燃气表新增用户数量的60%，目前主要包括基于5GNB-IoT、4GCat.1、LoRa、2G等技术的智能燃气表。2016年中国电信、金卡智能与深圳燃气、华为等推出了全球首个基于NB-IoT技术的智能燃气抄表项目，可实现燃气企业远程抄 表、实时计费，燃气用户远程缴费等功能，提高燃气企业资金回笼率，减少运营成本，提升老百姓满意度，推动行业数字化转型进程。国内NB-IoT技术在相关政策支持、产业先发等优势背景下，随着2020年7月NB-IoT技术正式纳入5G标准体系,NB-IoT燃气表加快市场渗透并成为行业主流，2021年10月中国电信NB-IoT燃气表用户超过3000万。另外，燃气企业在优化营商环境提高服务效率方面卓有成效，通过微信、支付宝、APP、小程序等渠道，打造线上营业厅，老百姓通过手机即可完成缴费、报装等业务办理，实现“只跑一次”甚至“零次跑”。 燃气安全管理仍然是城镇安全运行管理的重要内容，直接关系人民群众生命财产安全。当前，城镇燃气安全仍存在薄弱环节和管理短板，安全生产和事故防范意识需要进一步提高，湖北十堰重大燃气爆炸事故的发生，为城市燃气企业安全生产再次敲响了警钟。9月1日正式执行的新修正的《中华人民共和国安全生产法》，再次强化了企业的主体责任，强调了对安全信息数据进行采集、安全监管和预测预警，并且实现互联互通和信息共享。不少城市燃气企业通过应用智能调压箱、智能燃气表、安全切断装置、安全型燃气灶具等新技术新产品，运用物联网、大数据、人工智能等技术，推动管理手段、管理模式、管理理念创新，对燃气泄漏、管网运行、户内安全等实施常态预防，实现及时预警和应急处置，确保安全运行。 1.2产业政策动态 1.2.1碳达峰、碳中和背景下的天然气仍是碳减排重要抓手 2021年两会上，我国正式提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标承诺，“做好碳达峰、碳中和工作”被列为2021年政府重点工作任务，“十四五”规划也将“加快推动绿色低碳发展”列入其中。“十四五”期间，我国将进入碳排放达峰的关键时期，“碳达峰、碳中和”将对我国能源和化工行业中长期发展产生一系列深刻的影响。 天然气是清洁低碳的化石能源，将在全球能源绿色低碳转型中发挥重要作用。《中国天然气发展报告(2021)》指出，当前及未来较长时期，我国能源发展进入增量替代和存量替代并存的发展阶段，包括天然气在内的化石能源，既是保障能源安全的“压舱石”，又是高比例新能源接入的新型电力系统下电力安全的“稳定器”。推动能源绿色低碳转型，在工业、建筑、交通、电力等领域有序扩大天然气利用规模，充分发挥燃气发电效率高、运行灵活、启停速度快、建设周期短、占地面积少等特点，将气电调峰作为构建以新能源为主体的新型电力系统的重要组成部分，是助力能源碳达峰，构建清洁低碳、安全高效能源体系的重要实现途径之一。近中期天然气发展环境是有利的，预计到2035年国内天然气仍将处于增长阶段。美国能源信息署的数据显示，美国的二氧化碳排放量在2007年时达到顶峰，2019年相比于最高峰时实现了20%的减排。减排过程中最大的贡献来源为天然气，占据了40%的减碳来源。 1.2.2“新城建”加快推进新型城市基础设施建设和更新改造 2020年8月，为落实中央关于加强新型城镇化建设和新型基础设施建设的决策部署，住房和城乡建设部会同中央网信办、科技部、工业和信息化部等六部委印发了《关于加快推进新型城市基础设施建设的指导意见》，以“新城建”对接“新基建”，引领城市转型发展，整体提升城市的建设水平和运行效率。“新城建”主要包括全面推进城市信息模型 （CIM）平台建设、推动智能化市政基础设施建设和更新改造等七个方面内容，意见强调指出对城市供水、排水、供电、燃气、热力等市政基础设施进行升级改造和智能化管理，提升市政基础设施的运行效率和安全性能。2020年10月，成立新城建试点工作组，并印发《关于开展新型城市基础设施建设试点工作的函