能源作为国民经济发展的重要物质基础和动力源泉，战略意义重大。在俄乌冲突、新冠疫情、碳减排以及极端天气频发等因素的叠加影响下，全球能源供需失衡，可再生能源供应链紧张，能源市场出现剧烈震荡。全面贯彻落实党的二十大精神，立足我国能源资源禀赋，锚定碳达峰碳中和目标，深入推进能源革命，在确保能源安全供应的前提下，加快规划建设新型能源体系，助力我国能源绿色低碳转型，是我国加快建设能源强国、推动能源行业高质量发展的必然要求。
基于对能源行业发展的观察和研判，正略咨询重磅推出《能源行业2023年度蓝皮书》。本报告由总结回顾篇、行业运行篇及热点专题篇三部分组成，分别从重大事件盘点、主要政策梳理、行业总体概览；电力行业发展、新能源发展现状及趋势；绿色低碳转型、数字化转型、国际化布局等维度开展研究与分析，报告融合了正略咨询专家最新的研究成果，站位高、视野广、视角新。正略咨询期望通过系统全面的研究，为行业同仁了解能源行业现状、洞察行业趋势、把握行业热点提供有益参考。
本篇为《能源行业2023年度蓝皮书》热点专题篇之数字化转型，分为能源行业现状及痛点分析、能源数字化转型定义及架构、数字化技术赋能能源行业的场景、能源行业数字化转型的趋势以及能源企业数字化转型案例五个部分，旨在对能源行业数字化转型进行全面系统的阐述分析。
能源是现代社会发展的支柱产业之一，目前全球能源产业正积极转型升级，探索构建绿色低碳、安全高效的能源体系，助力全球气候治理。中国作为世界上最大的能源消费国，在“双碳”目标的指引下，我国能源转型迫在眉睫。
一、能源行业现状及痛点分析
受宏观经济稳中向好、能源政策调控得当、疫情防控举措得力等因素作用，我国能源生产总量稳中有增，能源生产结构持续优化；能源消费企业复工复产，能源消费逐步回升，结构进一步优化。
在能源生产端，2020年，我国能源产业链供应链基本稳定，能源生产企业克服疫情不利影响，全年规模以上工业能源生产达到40.8亿吨标准煤，同比增长2.8%。同时，在深化能源供给侧结构性改革、优先发展非化石能源等一系列政策措施的大力推动下，我国清洁能源继续快速发展，清洁能源比重进一步提升，能源结构持续优化。在能源消费端，2020年，随着我国经济社会秩序持续稳定恢复，全年能源消费总量49.8亿吨标准煤，比上年增长2.2%。同时，我国能源构成中，煤炭处于主体性地位，石油和天然气对外依存度高，清洁能源消费占比持续提升。
数字经济作为继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，其发展速度之快、辐射范围之广、影响程度之深前所未有，正推动各个行业的生产方式发生深刻变革。目前我国能源行业数字化建设虽有了一定的进步，但整体推进比较缓慢，也面临较多挑战。
一是数字感知能力较弱。能源行业数据在线化水平不足、源头数据质量较低，数字化感知分析基础并不牢靠，限制了更高层级的应用。
二是与业务的融合度低。能源行业的资源流通内外部阻力较大，部门间协调沟通不顺畅，人力资源流动等方面还存在障碍，数字化与业务融合程度不足。
三是决策响应速度滞后。数据整合分析能力不强，数据敏感度较低，对外界环境的变化不敏锐，仍较依赖于传统的汇报流程与决策机制。
四是价值创造有待提升。能源行业创新发展要素以传统物质形态为主，较依赖设备、人力资本等有形要素，数据支持等无形要素对价值创造的巨大潜力有待挖掘。
五是安全风险如影随形。能源行业作为民生基础行业，数字化后，存在较大的数据泄漏和设备遭受攻击的风险，对国民经济造成威胁，系统的安全性有待加强。
二、能源数字化转型定义及架构
能源数字化转型与其他行业数字化转型一样，是新兴信息技术（如物联网、云计算等）与能源行业深度融合的产物。
能源数字化转型是指能源企业应用新兴信息技术（如物联网、大数据、人工智能等）优化能源生产、传输、交易和消费环节的资源配置能力、安全保障能力和智能互动能力，从而实现能源企业智能化、数据化、信息化运营管理与能源行业的智慧化发展形态。
能源数字化转型的核心是使用新兴信息技术充分挖掘和利用能源全生命周期的数据价值，优化自身的决策输出，从而提升能源生产、传输、交易与消费的运营效率，最终提升能源企业的经营效益和提升能源行业的资源利用率与安全性。
能源数字化转型的目的在于实现能源智慧化发展新形态。即能源数字化转型能够实现各能源间产、供、销的灵活转换和互通互济。如三大环节信息利用（包括采集、传输、处理、存储、控制）的效率提升；业务模式（包括内外协同与跨界融合的新业务发展模式、科学精益与灵活高效的新运营管理模式、快速反应与智能互动的多元服务模式）的创新等。
能源行业数字化转型体系大体分三个维度，第一维度为基于能源产业链条下的能源数据感知收集维度；第二维度为能源行业数据处理维度；第三维度为能源行业数据的终端应用维度。
其中，第一维度具体包含两个层面，一是能源产业各环节下的运作数据；二是基于能源产业各环节下的数据收集及存储层。第二维度具体包含三个层面，一是对第一维度下的数据进行处理层面；二是基于人工智能、物联网、地图开放平台下的云端数据算法；三是基于地理信息和三维信息系统下的数据输出呈现。第三维度是基于调度运行、电网管理、客户服务、运营管控下的决策支持与结果输出。
能源行业数字化转型架构的运行有赖于新兴信息技术（如物联网、云计算等）与能源行业的深度融合，同时，也是技术进步与管理实践的协同共促。
三、数字化技术赋能能源行业的场景
01、大数据技术盘活电力领域海量原始数据
对于电力领域来说，能源数字化发展使其积累的海量能源数据能够进一步运用，并且随着电力需求增加，电力设备数据、电网运行数据、用户行为数据都将呈指数级增长；而借助大数据技术对能源电力数据进行深层挖掘分析，将充分发挥电力数据价值，实现电力设备的数字化运行，提高能源利用效率，保障电力系统供应稳定，同时向用户提供精准的个性化服务。
02、5G助力电力通信网络发展支撑电力智能化变革应用
分布式清洁能源接入需求快速提升、智能电网精准控制对时延要求更低，以及新型商业模式对网络要求标准更高，使得电力通信网络建设面临诸多新的需求。5G具有大带宽、低延时、高可靠、广连接的特性，面对电网多样化业务需求，5G网络切片技术可以满足电网信息采集类及工控类业务连接诉求，同时通过高传输速率，拓展无人化设备应用，依托“端到端网络保障SLA、业务隔离、网络功能按需定制、自动化”的典型特征，助力能源电力数字化转型，保障电力网络连接需求从而创造全新的商业模式。
03、云计算由中央向边缘不断延伸以此解决实时性安全服务问题
智慧能源云平台在泛在电力物联网体系建设中扮演重要角色，是开展综合能源服务的重要基础平台与对外“窗口”，具有规模大、可靠性高、通用性强等特点。而随着边缘计算的发展，利用云边协同、边边协同、边缘智能等技术解决电力系统面临的实时性高、数据周期短、任务复杂等难题成为新的应用方向，为电力系统提供边缘端的安全可靠应用服务。
04、区块链为能源交易改革创新奠定了可信基础
区块链技术将极大改变能源系统生产和交易模式，能源交易主体可以点对点实现能源产品生产和交易、能源基础设施共享；能源区块链还可实现数字化精准管理，未来将延伸到分布式交易微电网、能源金融、碳证交易和绿证核发、电动汽车等能源互联场景，区块链的去中心化、智能合约等特征正在被应用至能源价值链的多个环节，成为能源行业数字化转型的重要驱动力之一。
四、能源行业数字化转型的趋势
趋势1、以传感网络建设提升数据感知能力
数字化转型使数据逐渐从生产经营的副产品转变为参与生产经营的关键要素，数据也成为企业的战略性资源，数据感知能力也成为推动数字化转型的基础能力。数据感知为能源企业掌握设备运行情况、洞察客户需求提供了有效的手段，资产及客户是能源企业在数据感知能力建设方面主要的关注对象。
趋势2、以数据挖掘推动运营决策精益化
通过数据感知网络采集上来的数据，需要通过分析挖掘来实现价值的释放。能源企业积累的海量行业领域专业数据将首先被应用于业务运营效率的提升。通过对海量业务运营数据的分析挖掘，能源企业改变了原有的经验驱动的决策管理模式，依托多维度数据分析，极大地提升管理效率、压缩管理链条，实现不同场景个性化决策，提升了决策管理的客观性、精益性和敏捷性。
趋势3、由优化产品质量向提升消费体验转变
随着能源监管强度不断提升，仅依托能源供应将难以实现利润增加。同时，当今客户不止关注产品本身，而且越来越重视消费体验。在这样的趋势下，越来越多的能源企业开始依托数据驱动客户体验的改善，通过新的数字渠道实现对客户的全方位服务，开发在线服务和在线自助服务应用，使客户可以通过移动终端设备实现在线的查询、交费、管理等操作，实现线上线下服务渠道融合，优化对客户的理解，拓展其它服务模式。
趋势4、以能源数字化推动商业模式创新
数据成为数字时代新模式、新业态创新的主要动能，能源企业立足于传统业务，利用行业技术和数据的优势，拓展和培育新的业务领域。特别是随着各类能源技术的成本下降，越来越多的新型能源商业模式不断涌现成为可能，同时依靠数据和数字技术驱动，未来能源商业模式将不断向清洁、高效、分布式方面发展。
趋势5、以需求为导向共建协同创新网络
数字化转型是一个新领域、新形势，没有可供复制的发展模式，同时还受到旧的企业文化带来的不利影响，基于此，能源企业以市场需求的导向，加强与外部先进科技企业开展合作，引入外部新技术新理念，加快技术部署应用，注重内部培育和孵化，建立创新激励机制和容错机制，有力保障数字化转型。
五、能源企业数字化转型案例
面对能源数字化转型的大趋势，在“碳达峰碳中和”目标下，中国煤科、国家能源集团、南方电网、中国华能等大型央企积极抓住数字化转型的机遇，建设世界一流能源企业。
案例1、中国煤科
打造煤炭工业“智慧大脑”：推动“核心业务向科技创新转型、科学研究向行业进步转型、产业发展向数字经济转型、装备制造向智能服务转型”四大转型；发展智慧矿山产业，打造煤炭工业“智慧大脑”；促进研发数字化转型，成立中央研究院，组建矿山大数据研究院、智能矿山研究院等专业研究机构；推进设计开发数字化转型，积极应用BIM、CIM、GIS等数字化技术，搭建三维协同设计平台；推动生产制造数字化转型，发展智能制造、高端制造，提升核心产品上云能力；发展服务数字化转型，通过“上云用数赋智”大力发展服务型制造。
资料来源：北极星电力网，能源企业数字化转型五大趋势，正略咨询整理
案例2、国家能源集团——智能矿山
2022年3月，国家能源集团深入推进传统产业与信息化技术深度融合，不断加快智能煤矿建设，为高质量发展提供新动能。已建成65处智能采煤工作面、45处智能掘进工作面、18处智能选煤厂，固定岗位已实现55%无人值守，智能化技术及建设覆盖率达到85%，建成了行业首个5G+UWB信号全覆盖矿井，“矿山鸿蒙”操作系统工业领域首次商用成果发布，推动了传统产业不断升级。国家能源集团推进煤炭智能化安全高效绿色开发，明确2022年实现所有煤矿智能开采全覆盖的目标。
2022年8月，已建成一批智能采煤工作面、智能掘进工作面、智能洗煤厂，9家煤矿入选国家示范智能化煤矿。具体包括：在上湾煤矿建成世界首套8.8米超大采高智能工作面；在锦界煤矿建成国内首个数字矿山示范矿井；在大柳塔煤矿建成世界首座智能煤矿地面集中控制中心；宝日希勒煤矿实现世界首个极寒工况“5G+无人驾驶”卡车编组重载运行；黑岱沟及哈尔乌素露天煤矿率先在爆破作业中上线北斗定位和智能布孔系统，依靠安全保障系统实现自动预警和智能刹车等主动安全驾驶功能。通过数字化实现无人化、少人化，有效提升矿山安全生产水平。
2022年12月29日，全国矿山智能化建设和安全发展推进视频会在京召开，集团公司党组书记、董事长刘国跃在会上作经验交流发言。2022年集团公司探索形成“1235”智能化建设新模式，实现煤矿智能化技术及建设、采煤工作面智能化、掘进工作面智能化、选煤厂智能化、固定岗位无人值守“五个100%”目标，建设了9处国家首批智能化示范煤矿，携手华为研发的“矿鸿系统”实现国产操作系统工业化应用，煤矿智能化“减人、增安、提效”取得显著成果。
案例3、南方电网——“南网在线”APP
强化数字赋能，提升服务水平。作为数字中国的组成部分，数字电网依托数字技术推动服务创新后，用电客户也享受到了更可靠、便捷、智慧的新型供电服务。一键报装用电、查看抢修复电进展、获取用电分析报告、查找就近的电动汽车充电桩，“南网在线”APP已经成为客户的“用电百事通”。截至2021年6月底线上用户已达6215万人，互联网业务办理比例达到99%。
全力打造“全渠道、全业务、强能力、重运营”的“南网在线”，推动业务向“互联网+移动终端作业”模式转变，基本实现业务全流程、全链路实时数字化。“南网在线”智慧营业厅通过用电用能数据的聚合贯通，创新管制业务和增值服务产品，实现用电“一次也不跑”。
公司数字化转型起步早、发展快，先发优势不断巩固。2022年全国两会期间，全国人大代表揣小勇代表公司建议将数字电网建设作为“数字中国”建设重要行动项；数字电网建设全面纳入南方五省区政府工作报告。公司数字化转型进入深度应用阶段，电网管理平台在管制类单位单轨运行，“南网在线”全面实现“刷脸办电”“一证办电”“在线签约”，公司以历届最高分获评国家数据管理能力成熟度最高等级，数字孪生电网解决方案荣获中国工业互联网大赛领军组第一名。
深入践行“解放用户”理念，全网基本建成具有VOSA特征的现代供电服务体系。公司拓展“基础+”服务产品体系，强化前中后台运作，打造“南网在线+客户经理”敏捷前台，建立“实体+柔性”省地两级中台，形成风险管控及专业支撑后台，初步建成以用户需求驱动的前中后台组织架构和业务模式，初步构建“管制+增值”新型客户管理模式，逐步形成政企联动、多层次的平台型能源生态圈。
案例4、中国华能——“华能智链”平台
华能智链凭借在新能源电力领域率先推出“无人值守的数字化智能物资服务站”一站式解决方案，入选“2022年度数字化仓储和智慧城配应用优秀案例”，体现了行业对公司在智慧供应链领域创新成果的肯定。华能智链聚焦新能源行业痛点、难点、堵点，通过对风电、光伏等业态物资管理进行数字化协同、区域化整合、集中化存储、统一化供应，解决传统物资仓库各自独立、缺乏联动、管理标准不一等问题。并结合电力物资集中供应服务，实现“无人值守”的仓储物资管理理念，打造低碳、绿色供应链新服务，有效赋能新能源电力物资供应链智能化、高效化发展。公司通过多元化物资存储策略、精细化管理措施、数字化管理手段以及先进智能设备等应用，构建智慧物资服务站。将“人、车、货、场”在平台上进行相互连接，为行业提供7x24小时无人值守的新能源智能物资服务。通过自动搬运机器人、分拣机器人等智能设备，在仓储、运输、分拣等环节大大提升效率。与运输管理系统等高度集成，实现供应链的全方位、全流程数字化。极大提高了物资供应效率，实现管理精细化、决策科学化，有效提升供应链韧性，助力行业数字化转型。
未来，华能智链将持续进行数字化技术与能源电力行业深度融合的探索，以市场需求为导向，打造以“数字化管理+智能化运营+无人化作业”为特征的新能源电力物资服务管理模式，为行业提供更加灵活、更加智慧、更精益化、绿色低碳的数字化解决方案，助推我国新能源行业高质量、高水平发展。
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