泛能网2024年“双碳”时代企业能碳数智化转型实践白皮书

第外一部部环分境 01 序言 如果说资金是经济的血液，那么能源就是经济的粮食，是国民经济和社会发展不可或缺的重要基础。 随着国际社会对可持续发展和环境保护意识的不断增强，能源绿色转型成为全球范围内的重要议题。我国以建设美丽中国为目标，在推进中国式现代化和顺应全球能源低碳转型大趋势下，将推动绿色发展，推进能源革命提升到了更高的高度，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。 在建设数字中国背景下，数字化、智能化有利于实现双碳目标，有利于构建现代化能源体系，是能源高质量发展的必然选择。在新质生产力的引领下，以大数据、人工智能等为代表的数字技术向能源领域全面渗透。在数字技术支撑体系实践应用上，产业间普遍采用仿真工具进行模拟，以保障整体系统的安全和协同。高性能计算，人工智能，数据孪生等数字技术，使得构建全维度、全场景、全要素、全过程的系统仿真体系成为可能；构建多时间尺度、平台化、智能化的仿真计算平台实现了特性认知的更加全面、更加精准、更加高效。发电侧方面，利用数字技术可有效加强能源发电功率预测；用户侧方面，打造新型能源负荷管理系统使得用户负荷资源有序接入，精准高效保障能源供需平衡；第三方聚合商方面，探索通过虚拟电厂等数字平台，采用市场化手段，将分布式新能源设施聚合为整体，参与调节和市场交易。 企业作为产业发展的核心主体，是推动产业发展的主要力量。但在运营过程中企业的高能耗、高排放问题成为大气污染和碳排放的主要来源之一。双碳背景下，数字化与智能化的结合将赋能企业优化生产消费各个环节，提高能源利用效率，降低碳排放，可实现对可再生能源的高效监测、管理和调度，提高稳定性、可靠性，推动能源产业优化升级，推动企业节能减排、降本增效。 为了能够引起各方对行业节能减排，产业低碳发展的关注与思考，中国能源研究会双碳产业合作分会联合新奥数能科技有限公司及其业态伙伴，在坚持清洁低碳是方向、能源保供是基础、能源安全是关键、能源独立是根本、能源创新是动力、节能提效要助力的总体思路下，结合系统、安全、清洁和经济，编撰完成《“双碳”时代企业能碳数智化转型实践》白皮书，以企业相关案例为引，探讨能耗双控向碳排放双控转型话题，解析新型能源与传统能源关系、全局与局部关系、供给和需求关系，共享不同体量、类型企业的能源与碳排数智化实践经验。希望本白皮书能够助力解决企业在节能减排中的“重复造轮子”工作，为企业如何有序分步实施数智化升级提供实用参考。 下一步，中国能源研究会双碳产业合作分会将与新奥数能科技有限公司持续加深对产业垂直场景的系统性思考，促进各方力量协同合作，助力解决能源和环境两大制约产业未来发展的重大问题，实现产业健康快速发展。 中国能源研究会双碳产业合作分会 黄少中 指导单位 中国能源研究会双碳产业合作分会 参编单位（排名不分先后） 新奥数能科技有限公司（泛能网） 新奥能源控股有限公司中国能源网研究中心 内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司通威股份有限公司 厦门东亚机械工业股份有限公司上海诺通新能源科技有限公司山东力诺瑞特新能源有限公司特斯联科技集团有限公司 湖北西浦电机科技有限责任公司河南灿星节能科技有限公司 厦门立思节能科技有限公司 编委会（按姓氏拼音排序） 主编： 程路黄少中 副主编： 崔建冯游平梁高林孙银山王尊谢震林张岩张帆张葵叶 编写组： 卜文平陈璐陈欣佩陈星宇翟相和丁娇玥葛苗胡伟黄厚开李博李培伦林庆林思桥刘慧敏路亚雷罗玉萍彭名兰宋甲甲孙岩孙振华王刚王剑敦王沃王祥军谢青松熊铮铮尹志强于淼张丰张俊龙张林超张珊珊张武秀张鑫张运强张震赵江磊郑梅朱子涵 1 02 第一部分： 12 外部环境 第二部分： 15 面临挑战 目录 第三部分： 21 构建新型能源体系的核心理念及创新方法 第四部分： 62 最佳实践 第五部分： 65 结论与建议 第六部分： 附录鸣谢企业 “双碳”时代企业能碳数智化转型实践白皮书 2 第外一部部环境分 一、全球趋势 （一）绿色低碳发展情况 当前，全球生态环境面临巨大挑战，全球减排空间和气候合作潜力无限。严峻形势下，没有任何国家能独善其身，国际社会亟须进一步加强合作，携手维护地球家园的可持续发展。 1.极端气候变化威胁全球公共安全 干旱、热浪、暴雨、洪涝、寒潮、冰冻等极端天气事件愈发频繁严重，进一步威胁着全球公共安全，多重因素持续冲击全球绿色低碳转型进程，多国政府、企业对碳中和目标的追求表现出前所未有的紧迫感，逐渐从抽象理念转化为具体可见的行动。 气候变化是21世纪人类共同面临的重大挑战。为了应对危机，实现《巴黎协定》下把全球温升控制在2摄氏度甚至1.5摄氏度以内的目标，截至2023年9月，已有超过150个国家作出碳中和承诺，谋求零碳转型。范围覆盖全球94%的GDP、86%的人口、91%的碳排放量，全球多个国家和地区都在积极主导谋求通过加大可再生能源的发展力度，向清洁、低碳、高效的能源体系过渡，但目前转型之路依旧道阻且长。发达国家和发展中国家间存在发展失衡问题，发展中国家尤其小岛屿国家、最不发达国家及非洲国家在缺乏资金驱动和技术援助的情况下进展缓慢。发展中国家则更青睐廉价能源，新能源所需成本远高于传统化石燃料，可再生能源因供应不稳定，短期内难以完全替代化石能源，带来供需缺口。目前，发展中国家包括中国、巴西、智利等8个国家的减碳行动得分排名全球前30名。在脱碳成效上，全球多数国家还亟须加速脱碳进程，86%的国家碳排放强度开始下降，但各国实现碳中和目标的进度差异依旧较大。仅有法国、瑞典、英国、德国等8个国家的碳排放强度相对于峰值下降了75%以上，57个国家的碳排放强度下降幅度超过50%，66个国家的碳排放强度下降幅度不足25%，有27个发展中国家的碳排放强度依然在上升，主要集中在亚洲和非洲国家。 2.地缘政治演变导致能源市场震荡 全球地缘政治格局加速演变，地区战争危机外溢影响加剧，国际能源市场持续震荡。天然气、煤炭、石油三大传统能源价格飞涨，能源危机自欧洲发端最终弥漫全球，高位能源价格给各国 经济社会带来了严重负面影响。近年来，东欧、中东、亚太局势逐步升温，冲突结束态势不明朗，这进一步加深了世界各国对于能源安全的担忧。 短期内，为保障能源供应安全，各国仍将依靠化石能源，给全球绿色低碳发展进程及气候目标带来负面影响。但反观，地区冲突也将成为全球加速能源绿色低碳转型的催化剂，促使各国加快对可再生能源的投资，提高能源安全水平，实现能源独立。 3.全球绿色低碳五大发展趋势 （1）能源安全是未来绿色低碳发展重要前提。能源安全是国家生命线，在可再生能源增长速度尚无法完全满足新增能源需求时，适度保障传统化石能源合理、有序供给。 （2）全球可再生能源发展进程加快。越来越多的国家意识到能源独立的重要性，作为提升能源独立性、保障能源安全的重要解决方案，可再生能源迎来黄金发展期。 （3）绿色低碳转型将出现供需短期失衡。绿色低碳发展要求逐步减少化石能源产能，由可再生能源取代，但短期内可再生能源产能不足，能源需求上升，二者之间矛盾易引发供需短期失衡问题并导致能源价格大幅波动。 （4）极端气候将加剧能源安全风险。全球能源基础设施尚未表现出对于极端气候足够的韧性和适应性，将严重影响能源供给效率，令能源生产和传输受到负面影响。 （5）新能源体系成为国际新赛道。新一轮科技革命和产业变革竞争的制高点是新能源技术，具备产业链国际竞争优势，将在重塑全球能源供需格局中占据主动和先机。 （二）数智技术推动 目前，数字化浪潮席卷全球，人类正在步入数字科技全球化与再全球化的演变时期，数字科技的跨越式发展使其成为构成新质生产力和新型生产关系的核心要素。以数字化、网络化、智能化为主要特征的新一轮科技革命和产业变革，正在重构全球创新版图，重塑全球经济结构。过去十年，全球从信息化到数字化、再到数智化，数字科技从工具和技术支撑逐渐演变为人类生产力和生产方式重大变革的关键引擎和新兴范式。 1.人工智能创新应用澎湃喷涌 以ChatGPT为代表的生成式人工智能技术，带来通用人工智能的革命，推动数据、算法、算力的深度融合，通过自然语言的融合使人工智能融入千行百业，OpenAI表示每周约有1亿人使用ChatGPT。在通用技术发展与持续迭代中，具身智能作为智能体正在蓬勃兴起，以交互信息、理解问题、做出决策的行为主体智能成为人工智能的高阶维度和直接的作用形态。面向单任务的智能工具、算法、小模型不断升级突破，改变着传统科学研究的方法，实现了颠覆性创新。AI+的融合实践正在从边缘、辅助环节走向核心、创新环节，在应对随机性和不确定性等方面取得进展。从ChatGPT出世到一年三个月后Sora惊世，我们看到人工智能在理论建立后进行的是迭代和开发建模，在参数与模型积累生成中形成质的跃变。 2.高性能计算迎来升级潮 高性能计算（CPU+GPU）集群、量子计算、云计算和边缘计算“四算融合”成为高算3.0演进新趋势，其超越性将产生巨大的颠覆。工业互联网高度集成，由综合赋能向规模化发展转型，成为新型工业化的战略性基础设施。目前，全球多个国家都在致力于打造“数智经济体”样本，从“信息化、工业化”融合共生的维度构建数智商业场景，将传统的工业化硬件（如汽车）和新兴的AI软件（如自动驾驶AI、自动车控AI等）进行数智融合，产生新的数智物种（如智能汽车、智能火箭、智能矿山）。全新的经济模式，未来将被复用到人类的各种现实生产生活场景，从而衍生出人类的“数智经济”和“数智文明”新形态。 3.空间技术多协议组合优化 随着数字化在全领域深入，数据全面集约，枢纽作用凸显。空间技术的多协议组合优化，低时延、高可靠、高效率技术指标实现了巨大突破，主配微网络融合覆盖。全环节的感知广泛布局。卫星、无人机与智能机器人实用化更加成熟，数字人在协同办公、物资、财务实现应用，数字劳动力形成发展趋势。高端电力芯片研发正在加快改变扭转受制于人的局面。区块链技术实现绿电溯源支撑绿电交易。目前，全球低轨卫星总规模已经超过8000颗，其中美国星链卫星达5806颗，预计2024年发射达到1.2万颗，当低轨卫星达到全域时空布局，带来的将是一场对地球的普范性感知和认知的革命性提升。可以预料，数字科技正处于一种在基础理论创新之上向规模性量变积累的聚、裂变效应带来的质变突破与飞跃，颠覆性技术将不断出现。 4.数字科技持续赋能新型能源体系 伴随着新能源的飞速发展，波动性、随机性和分散性增大，系统性解决“源—网—荷—储”协同互动成为核心问题，通过广泛连接以数据为基础建立强大的平台，在智能和价值双驱动下，形成机器的智能处理和供需双边的匹配。数字平台作为一种数据要素的集合和物理到数据的映射平面，加速重塑能源系统功能形态，以数字科技平台驱动能源全要素资源的互联、互通、互动，对促进应对源荷波动带来的时空供需协同，提升智慧运行、互动调节和智能决策，打造气候弹性强、安全韧性强、调节柔性强、保障能力强的新型能源系统作用日益显现。数智技术推动未来实现可持续发展，实现能源替代，利用数智技术逐步寻求到新的能源利用方式，对全人类社会延续发展提供广泛而坚实的推动力。 二、中国趋势 （一）双碳政策 自2020年9月我国在第75届联合国大会上提出“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“双碳”目标以来，绿色低碳已成为我国经济发展和个人生活的新风向。 我国已经完成了“双碳”政策体系的构建，碳交易市场成立，截至2023年9月，我国碳排放配额累计成交量为2.82亿吨，累计成交额为137.22亿元。全国温室气体自愿减排交易市场已经启动，成为实现我国双碳目标而推出的重要政策工具。建设全国温室气体自愿减排交易市场是利用市场机制降碳增汇、调动全社会力量共同参与温室气体减排行动的重大制度创新，是稳步推进碳达峰碳中和的重要举措。我国拥有全球最大的碳交易市场但还不活跃。目前，全国碳市场覆盖主体合计碳排放高达45亿吨，是第二名欧盟碳市场（EU—ETs）覆盖