能源數字化加速

文 | 本刊記者 范珊珊

數字技術的快速進步，促使能源系統發生深刻變革。在碳中和背景下，數字技術如何助力能源行業建立一個清潔低碳的能源體系？

數字化技術正在改變全球的能源系統?？萍嫉倪M步，成本的下降，以及無處不在的連接，正在打開能源生產和消費新模式的大門。數字化具有構建互聯能源系統新架構的潛力，包括打破傳統的需求和供應邊界。 數字化技術在能源領域的迅速應用，提出了一個根本性問題——我們是否處于能源數字化新時代的風口浪尖。

事實上，能源部門是數字技術應用的先驅。在 20 世紀 70 年代，電力公司最先試水數字化，利用新興技術提升電網管理和運行。石油和天然氣公司則一直使用數字技術來對勘探和生產進行建模。新興信息技術賦能能源行業，通過優化能源生產、傳輸、交易和消費環節的資源配置能力、 安全保障能力和智能互動能力，從而實現能源企業智能化、數據化、信息化運營管理。

與此同時，能源系統正在發生深刻變革。面對“碳中和”大考，構建一個凈零碳排放的能源系統，是整個能源行業自上而下共同努力的目標。而其中最有效的途徑就是提升清潔能源占比、提高能源使用效率、加大電能替代力度，構建以新能源為主體的新型電力系統。

當前，云計算、移動互聯網、大數據技術、區塊鏈技術、5G技術的融合發展，正在改變能源的生產、運行、傳輸模式，利用大數據實現數字化賦能。分布式能源、去中心化、能源即服務等新概念在“碳中和”目標下，將對中國能源電力生態產生重大影響，未來的能源企業必須通過數字化轉型方能進一步重塑能源價值鏈。

毫無疑問，與其他行業一樣，能源行業的數字化轉型不能一蹴而就，而是一個長期過程。那么，如何保證新技術與原有組織的融合與協同，如何實現有步驟分階段實現轉型，將是未來能源企業面臨的一系列挑戰。

選擇題vs必修課

隨著技術的進步，數字化轉型已經成為企業難以回避的話題。

2021年3月，《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》發布，對我國加快數字化發展作出系統部署。全文提出，打造數字經濟新優勢。聚焦高端芯片、操作系統、人工智能關鍵算法、傳感器等關鍵領域。加快布局量子計算、量子通信、神經芯片、DNA存儲等前沿技術。構建基于5G的應用場景和產業生態，在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧醫療等重點領域開展試點示范。

為加快推進將數字化轉型進度，使數字化進一步具體化，國務院國資在2020年8月發布《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》之后，目前正在研究制訂《國有企業數字化轉型三年行動計劃》。2021年是實施“十四五”規劃的開局之年，企業如何把握數字化轉型機遇，實現高質量發展成為眾多企業信息化的重中之重，當然能源企業也不例外。

工業和信息化部部長肖亞慶不久前撰文指出，對制造業發展而言，數字化轉型已不是“選擇題”，而是關乎生存和長遠發展的“必修課”。

在一系列政策出臺以及時代發展的趨勢的背景下，數字化轉型成為了企業的必然選項。近期，電力、石油、民航、軍工、電信等重點領域的代表央企密集發聲，就數字化轉型的成果和思路進行了分享和展望。中廣核、中國鐵物、中國石化、國家電網等多家能源央企明確表示，將數字化轉型工作定為“十四五”時期的重點任務，同時公布路線圖，為其他企業做出了表率和參考。

對于傳統的油氣公司而言，在能源轉型的未來，他們面臨著生存挑戰。而數字化轉型也成為各大公司應對油價劇烈波動與能源轉型的重要戰略選擇。油氣行業作為傳統工業產業，面對能源革命和能源轉型加快推進的新趨勢，必須有效利用云計算、物聯網、5G、大數據、人工智能等為代表的數字技術，驅動業務模式重構、管理模式變革、商業模式創新與核心能力提升，實現產業的轉型升級和價值增長。

同時，油氣企業只有對其業務進行系統性、徹底的重新定義，包括組織、流程、業務模式和員工能力等方面，數字化轉型才能成功。

在國內，三大油和國際石油公司一樣，也紛紛制定了數字化轉型戰略。中石油發布了“數字中國石油“規劃, 實現內外部設備的全面互聯互通，“十四五”末初步建成“數字中國石油”，實現油氣業務鏈系統優化與持續創新，打造智能油氣田、智能工程等。中國石化將打造“數據+平臺+應用”的新模式，建成涵蓋四朵云（管理、生產、服務、金融）、三大體系（數據治理 與信息標準化、信息和數字化管控、網絡安全）和兩大平臺（信息技 術支撐、數字化服務）的“432”工程。中國海油提出2035年全面建成智能化油田，發布數字化轉型的六點重點工作。

除了油氣巨頭，電力系統也必須跟上數字化轉型的步伐。隨著新能源裝機的不斷增長，光伏、風電等新能源固有的隨機性、間歇性和不穩定性，對電網的安全穩定運行帶來諸多不利影響，這就要求電力系統柔性可控，能夠“無條件”接受新能源。為實現這一目標，需要以信息化、數字化構建新型電力系統，建設具備云資源儲存、大數據處理、數據驅動分析、高度智能化等功能強大的軟件平臺，使電網可見、可知、可控，實現智能運行。

電力巨頭們也紛紛發布數字轉型戰略。中國華能對外公布數字化轉型戰略，出臺《數字化轉型總體規劃》，未來實現風光數據全接入和水電、燃機等數據逐步接入智慧能源數據平臺，逐步完成產業和企業管理業務的數字化轉型。中國華電發布了數字化轉型2025行動計劃。國家能源集團提出“數字驅動轉型發展、智慧引領國家能源”戰略，加快全要素效能提升、全鏈條價值重塑、全產業提質增效，努力走出一條數字經濟和能源經濟融合發展之路。

國家電網全面部署電網數字化平臺、電力物聯網和能源大數據中心建設，推動業務數字化轉型，包括生產數字化、運營數字化和服務數字化 ，加快數字化技術（電力芯片、人工智能、區塊鏈、電力被動）攻關。南方電網都提出了建設以“電力+算力”驅動可再生能源協同調度的數字電網，發展數字產業，提升能源產業鏈的競爭力。

電力行業和石油行業均屬于技術與裝備密集型行業，且都對作業現場的安全性要求高。電力行業設備維護成本高、分布式能源管理難度高、設備冗雜而導致設備管理難度高等；石油行業工藝技術傳承難、安全事故發生的后果嚴重等。而數字化時代的到來，無疑可以幫助解決上述的生產、管理難點。

據國際能源署的報告，數字技術的廣泛使用可以將油氣生產成本降低 10% 到 20%，全球技術上可采的油氣資源可能會增加 5% 左右，其中頁巖 氣的增幅最大?？稍偕茉矗ㄈ顼L電、光伏）的整合程度提升使2040年的全球二氧化碳排放量減少3000萬噸。

轉型艱難

對于一直專注于傳統業務的石油、電力公司而言，數字化是一門全新的課題。而如何推進不同的數字化技術與公司業務、管理、文化等的結合也是能源公司數字化轉型的難點。實現數字化轉型，對企業數字化人才、技術架構、數據管理能力等都提出更高的要求。

能源行業數字化轉型面臨的第一大問題就是基礎能力欠缺，尤其是開發和部署數字化工具和應用所需的基礎能力。能源行業涉及專業多、行業參與者角色多，因而信息系統龐雜、數據來源多，行業參與者間信息壁壘高，行業安全性和穩定性要求高，產品定制化成本高。因而，對技術部門數字化工具開發和整合能力提出了更高的要求。

據中國石化集團信息化管理部副主任李劍鋒介紹，中石化內部大約有1000多套系統。以前一般是業務部門提出需求，技術部門實現，典型的業務驅動發展模式。但往往系統建成后的結果就是形成一個又一個的孤島，無法共享，成本居高不下?！皹I務不能隨便驅動，還要進行整合，有的時候業務特別是在我們傳統企業里邊，技術如果緊緊跟隨業務的指令，很難發揮整體和長遠的作用。技術還要有技術自身的發展路徑，為此中石化提出了再造，重新定義IT，打造新的模式——‘數據+平臺+應用’?！?/p>

達到技術充分發揮作用的目標，企業更需要建立配套的數字化運營模式。如果流程和組織架構落后，缺乏數字化運營模式，很難完成整個企業的數字化轉型。因而，完成技術整合之后，還需要完成組織轉型?！皼]有組織的保障只能說是一個項目，不能帶動整個業務的轉型，不能帶動商業模式的轉型?！?李劍鋒強調說。

其次，缺乏數字化人才，尤其是缺乏數字化轉型領導者，這是企業在數字化道路上又一障礙。數字化人才應該不僅是來自技術部門，而是來自與客戶交互的市場、銷售及業務部門。隨著數字技術的日益普及，企業對數字化人才的需求呈現爆發式增長，數字化人才缺口日益擴大。僅掌握信息技術的人才已不能滿足數字化發展的需要，企業真正需要的是橫跨多領域、學習能力更強、綜合素質更高的復合型人才——既懂數字技術，又懂業務和管理。因而，對于能源行業來說，數字化的轉型需要的是懂業務且懂技術、管理的復合型人才。

另外，在一個傳統行業推進數字化更重要的從上而下觀念的轉變。很多企業在推進數字化轉型的過程中，并沒有賦予新的數字化內涵的企業文化，或者在各部門人員的認識上不統一，數字化推進困難。

在能源行業的上游生產環節，諸如數字礦山的推廣中會遭遇到來自一線工人的抵觸，由于數字化的揉入，井下操作人員的減少帶來了人員安置、薪酬減少等問題，都是推廣數字化過程常見的障礙。

而能源系統通常建立在大型、長期的基礎設施和資產上，且極富動態發展的特性，這為決策帶來了更大挑戰。因而，推進數字化轉型，還需要企業內部建立促進協作、共享知識和采用新工作方式的敏捷文化。

中國石油昆侖數智公司常務副總經理楊文軍認為，數字化面臨的主要困難和挑戰，首先是職工思維思想的轉變能否適應數字化轉型的要求。企業的多數職工習慣于現有的模式。數字化轉型需要做好組織機構、業務流程、信息技術以及工藝層面的統籌調整，企業職工們面臨著思想上的轉型與接受的過程。其次是職工操作技能的改變。數字化、自動化、信息化等新事物對職工的操作技能的要求更高，儀器、儀表、傳感器等新設備，都迫切需要職工不斷增強再學習、再提升能力，帶動自身成長為既擁有原有技術技能、又理解數字化轉型的復合型人才。

在國家能源集團信息管理部主任丁濤看來，對于傳統的信息部門和生產部門來講，必須進行內部組織變革，數字化環境的分工和模式是不一樣的，轉換過程必然帶來沖突，是轉型、變革過程。

能源行業從生產、管理到經營都有較高的專業性門檻，能源企業高管和其他利益相關者們往往需要運用不完整的信息來作出新的復雜決策。企業的最高決策層充分理解轉型的必要性和價值，首先要解決的就是一把手工程的思想觀念問題，一把手的推動是首要保障。如果企業的決策者沒有意識到數字化轉型的緊迫性和重要性，那么企業的數字化轉型就不會成功。

數字時代的競爭要求企業領導對數字技術和新興商業模式具有高度敏感的洞察力，經常反省和調整公司的戰略。數字化轉換的領導能力和問責制度意味著數字化轉換必須得到高級管理層的支持和授權。

在數字化轉型的過程，企業無法完全跟蹤來自數字化的投資回報率，因為許多舉措是近期啟動、其成效有時在內在的，難以量化的。企業更要建立對轉型的短期評估指標和中長期愿景，并且階段性地回顧和評估。對此，國務院國資委科創局信息化處處長陳建剛稱，目前一些國有企業已經把數字化轉型納入到考核體系里，把數字化轉型的人才引進，進行了工資總額單列，這些都是在法律允許的范圍內企業的創新成果。

數字化轉型不是靠企業內部的科技部門來推動的，而是靠管理思想的轉變，重在“人”的轉變。當前，由科技部門驅動的單一云計算、大數據、區塊鏈項目，都只是局部改造，并未將傳統思維轉化為數字化思維。真正的數字化轉型，實質是組織、文化、流程、管理等全面變革，而非單一部門、單一項目驅動。

數字化轉型首先不是數字化，核心是轉型，是企業的轉型。這不是在局部的職能領域相關的改良或改善，而是從企業全局的視角去看如何進行商業模式、運營模式的創新。作為衡量轉型成功的標準，企業應該把目光放得更長遠，更應該關注的是數字經濟下能力的提升，未來商業模式的創新，同時需要兼顧短期的商業回報。

未來生態

數字化的推廣可能會帶來一定的安全和隱私風險。但是，市場、企業和就業都在隨之而改變，新的商業模式正在興起。不可否認，數字技術在能源轉型戰略中正發揮著重要作用。數字化轉型正在引領能源產業變革?？梢灶A見，未來能源生態體系將會是一個全鏈接的數字生態。數字化能夠為生產生活方式低碳轉型帶來巨大推動力。

未來，能源行業也將發生重大的變化。能源企業由生產者向產銷者轉變；能源企業生產的產品形式從單一能源形態到多種能源形態（多能互補），再到以能源為載體的綜合能源服務；能源生產模式轉變也從過去單向流動生產（發-輸-配-調用），到未來雙向、多源、互動、自治、協作的能源互聯網生態。未來將是去中心化、分散化的能源系統。

石油和天然氣行業在數字技術方面有著相對悠久的歷史，尤其是在上游，數字化在增強運營方面仍有巨大潛力。未來上游石油和天然氣行業的進一步數字化最初可能會側重于擴展和完善已經在使用的現有數字應用程序的范圍。例如，生產系統中的微型傳感器和光纖傳感器可用于提高產量或提高油藏油氣的整體采收率；使用自動化鉆機和機器人來檢查和維修海底基礎設施以及監控傳輸管道和儲罐。無人機還可用于檢查管道（通常分布在擴展區域）和難以到達的設備，例如火炬煙囪和偏遠的無人海上設施。

在石油和天然氣行業，將進一步看到更多可穿戴設備、機器人技術以及人工智能在其運營中的應用。在電力行業，數字數據和分析至少可以通過四種方式降低電力系統成本：降低運營和維護成本；提高電廠和網絡效率；減少計劃外停機和停機時間；并延長資產的使用壽命。據國際能源署估計，2016年—2040 年，這些數字化措施帶來的總體節省可能在每年 800 億美元左右，占年度總發電成本的 5% 左右。

從長遠來看，電力行業數字化最重要的潛在好處之一可能是通過改進維護和減少設備的物理壓力來延長發電廠和網絡組件的運行壽命。例如，如果世界上所有電力資產的壽命延長5年，平均每年減少電廠投資340億美元，網絡投資每年減少200億美元。

數字化最大的轉型潛力莫過于它能夠打破能源部門之間的界限，提高靈活性并實現整個系統的集成。數字化正在模糊發電和消費之間的區別，通過智能需求響應、可再生能源的整合、電動汽車智能充電的實施、家庭太陽能光伏等小規模分布式電力資源等實現互聯。

未來，以風電、光電等新能源為代表的分布式能源將進入全新發展期，而構建清潔、低碳、高效的能源體系，需由能源產業生態各方達成統一發展共識，從技術、標準、價格、市場等方面進行變革。

因而，能源革命與數字革命融合成為必然趨勢，數字化發展將對能源電力進行數字貫通和價值整合，推動能源電力業務在線化、智能化和數字化，重塑電力業務模式和商業模式，通過提升能源生產效率和供給效率，降低能源電力經營成本，激發新的服務模式。

在未來的幾十年里，數字技術將使世界各地的能源系統更加互聯、智能、高效、可靠和可持續。數據、分析和連接方面的驚人進步使一系列新的數字應用成為可能，例如智能電器、共享移動和 3D 打印。未來的數字化能源系統可能能夠識別誰需要能源，并在正確的時間、正確的地點以最低的成本提供能源。

顯而易見的是，數字化推廣已經在提高能源系統的安全性、生產力、可訪問性和可持續性。技術對轉型是非常重要的一環，但是更重要的一環是企業在轉型過程中變革的管理，對觀念、思想、文化重新打造。數字化轉型是企業的新常態，是一個不斷持續的過程，作為企業的經營者要勇于試錯，不斷調整、不斷創新，充分借助數字化融合和賦能業務的發展，最終打造的是可持續發展的企業。