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数字化转型提升电网能效近50%,但面临数据安全与技术壁垒

2025-12-25

摘要:数字化转型通过智能电网、能源管理系统及大数据与AI技术,可有效提升电力需求侧能效,例如使企业能源利用率提升最高达48.4%。然而,该转型也面临技术壁垒、数据安全、标准不一、数字技术自身能耗及能源反弹效应等多重挑战,可能部分抵消节能成效。

线索:从投资视角看,电力需求侧的数字化转型孕育着明确的机会与风险。机会主要集中于:1. 智能硬件与解决方案提供商:智能电表、传感器、能源管理平台及系统集成商的需求将持续增长;2. AI与大数据分析服务:在负荷预测、调度优化和用户行为分析领域有广阔应用前景;3. 节能技术与绿色数据中心:高效算法、液冷技术等节能创新,以及风光储一体化的绿色电力方案存在市场空间。主要风险包括:1. 技术实施风险:高昂的转型成本、技术快速迭代及标准不统一可能阻碍技术普及与回报;2. 能效抵消风险:数字基础设施(如数据中心、物联网设备)自身的高能耗及“能源反弹效应”可能显著削弱整体节能效果;3. 政策与市场风险:技术发展高度依赖研发补贴、碳定价、电力市场改革等政策,其不确定性将影响投资回报周期。

正文

在全球能源转型背景下,提高能源效率是实现节能与绿色发展的关键。国际能源署将提高能效视为“第一燃料”。聚焦电力需求侧,提升能效有助于节约能源、优化配置,并实现节能减排。

在数字化转型提升电力需求侧能效方面,已有诸多实践。首先,智能电网与智能调度建设成效显著。中国持续推动智能电表普及,特别是在城市及工业区域。通过智能电表实现对用户电力数据的实时监测与分析,为需求侧响应机制奠定数据基础。中国自2009年启动智能电网建设,截至2020年末已基本建成统一的坚强智能电网,提升了电力系统的灵活响应能力。

其次,能源管理系统推广步伐加快。采用该系统的企业、园区及楼宇数量持续增长。根据相关案例,通过数字技术赋能可有效提升能源利用率。例如,长飞光纤光缆股份有限公司借助数字技术对生产流程进行实时监控与智能优化,能源利用率较此前提升48.4%。此外,智能家居产业有望在未来3至5年进入快速爆发期。通过部署能源管理平台与普及智能家居技术,用户可自主优化用能、降低能耗,并参与需求侧响应。

再次,大数据与AI技术的应用场景持续拓宽。大数据分析技术能精准刻画用户用能模式、预测需求,为优化调度提供依据。AI技术在需求预测与负荷调度领域的应用关注度提升,其预测模型通过整合历史用能、气象、经济等多维度信息,精准度显著优于传统模型。例如,国网冀北电力有限公司将AI技术深度融入设备运检、智能调度等场景,加速业务数字化转型。

然而,电力需求侧通过数字化转型提升能效仍面临挑战。首要挑战是能效提升潜力的进一步挖掘面临技术难题,包括:1. 技术壁垒:深化应用面临高质量数据获取难、专业人才缺乏、算法实现难度大及转型成本高昂等问题;2. 数据收集与处理难题:涉及用户核心业务信息的数据安全与隐私保护是关键挑战;3. 技术标准不统一:各类软硬件设备标准不一可能导致数据接口不兼容、协同控制困难,并增加设备更新换代的成本。

其次,智能电力需求场景仍需进一步探索与深化,具体体现在:1. 场景覆盖与应用深度不足:对电动汽车、分布式能源等新兴场景的能效路径探索需加强,现有设备应用多停留在基础节能层面;2. 数字化转型应用范围受限:受设备互联互通不足、系统集成度低、前期投入高及市场普及率低等因素限制,智能家居等场景潜力未充分释放;3. 用户侧认知与参与度不足:提升用户对智慧电力的认知与积极性是核心挑战之一。

再次,数字技术运行本身的能耗制约能效提升成效,主要体现在:1. 核心数字技术能耗:AI模型的训练、运行及数据处理消耗大量计算资源与电力,其爆发式增长可能加剧能耗压力;物联网终端规模化应用产生的持续能耗增量也不容忽视;2. 数字基础设施能耗:以数据中心为例,其计算运行、设备冷却等环节的高能耗特性,可能抵消需求侧的能效提升成果。

最后,需警惕能源反弹效应抵消能效提升成效。数字化转型提升能效后,可能引发两种效应导致能耗增加:1. 生产效应:能效提升降低单位生产成本,企业倾向于扩大生产规模,导致总能耗上升;2. 替代效应:能源平均成本相对降低,企业更可能用能源替代其他投入。两者共同作用可能部分抵消节能效果,工业企业对此尤为敏感。

为应对挑战,提出以下政策建议:第一,加大研发投入,筑牢专业人才支撑体系。包括强化核心技术研发资金与政策保障,设立专项基金;推动产学研合作与国际交流;强化专业人才培养与队伍建设。第二,出台激励措施,拓展智能电力需求场景。包括设立专项资金支持解决方案研发,搭建试点示范区;完善跨行业协同、标准制定及电价市场化改革等支撑体系;加大推广力度,通过科普宣传与财政补贴扩大应用覆盖面。第三,推动技术升级,优化用能结构。包括研发高效节能算法、推进数据中心节能改造以降低数字技术能耗增量;同时加快能源结构转型,提高绿色电力占比,推动数字基础设施绿色化升级。第四,内化用能外部成本,深化电力体制改革。包括通过碳税、完善碳市场将环境成本内部化;深化电力价格市场化改革,完善现货交易、分时电价、阶梯电价等机制,引导用户优化用电行为。

发布时间:2025-12-24T20:45:25+00:00

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