黄宇腾:能源大数据中心助力高质量发展

2024年712日,由南方周末联合西北工业大学管理学院主办,西北工业大学新时代企业高质量发展研究中心、南方周末中国企业社会责任研究中心承办的第三届中国企业责任与高质量发展论坛在西安举办。本届论坛以“科技引领 碳寻未来”为主题,与相关领域学者、机构代表、企业高管共话“双碳”战略下的企业高质量发展之道。

在当天论坛上,国网浙江信通公司能源大数据服务中心主任黄宇腾以《能源大数据中心助力高质量发展》为主题发表演讲。以下为演讲实录:

黄宇腾(国网浙江信通公司能源大数据服务中心主任)

今天我主要结合能源行业的情况特点,分享电力系统开展的“双碳”研究。

不论是社会的低碳转型还是各方的高质量发展实践,能源都是经济建设中的基础的工业“粮食”。无论是人工智能还是其他工业产业,算力的尽头是电力,任何的企业发展、任何的产能都离不开能源的发展。刚才有嘉宾提到,现在的能源供应和能源消费有各种问题,新能源发展对整个电力系统保供、调峰带来了很大难度。这既是“双碳”的问题,也是能源运行的问题。根据“四个革命、一个合作”能源安全新战略的要求,能源要面向整个供应结构转型,电网、油气管道、石油供应等都需要转型。

电力系统是实时物联系统,中国的电网是全球最大的物联系统,在能源领域有广泛的数据资源,这些数据资源被全社会所关注。面向“双碳”,面向整个能源运行,数据的资源如何发挥它的价值,是近几年特别突出的问题。要想发挥能源数据的作用,数据肯定是最核心的部分。

国际和国内,从政府层面到行业协会、公共机构等各方都非常关注能源数据。比较典型的如国际能源署、美国能源署、法国EDF和丹麦的一些风电公司,以及一些传统的能源型企业会利用自身的数据开展一些跟业务相关的分析研究和预测,政府型机构比如IEAEIA等会发布形势分析报告。高校和行业协会等往往做规划,主要依赖于行业统计数据做分析报告,预测全球的行业发展形势。

我国的统计局和能源局主要承担了行业分析和形势预测的工作。从传统能源企业到各行业的用能企业,需要统计报送经营情况、能源运行情况、能源使用情况等数据,统计局和能源局就会利用以年度或季度为单位公布的统计数据开展分析。

 “双碳”战略提出后,2022年国务院发布《关于加强数字政府建设的指导意见》(以下简称“意见”),其中指出要加快构建碳排放智能监测和动态核算体系。2023年,国家能源局提出要加快推进能源数字化和智能化发展。以往的碳核算是以统计数据为主,以年度为单位,企业可能是以碳排查、碳核查为主,政府可能以公布的统计数据为主。以前国家电网公司不属于碳核算机构,在2022年发布“意见”后,国家电网公司加入了碳核算整体的组织体系,整个电力公司要积极开展碳排放的动态核算,利用好能源企业的数据资源。

国网浙江电力的布局比较早,从2022年起就开展了省级能源大数据中心的相关工作。我们能源大数据中心的核心职能是对全省与能源(包括煤炭、石油、天然气等)相关数据的汇聚、分析、加工、应用。

能源数据的汇聚和共享是极其困难的。能源企业往往是大型央国企,比如石油、石化,国家电网和五大发电集团,大家各自侧重在能源行业的供应、传输、消费等不同板块。企业的能源数据可以很准确地表征企业的运行情况,并且不存在任何造假部分,而政府统计的数据是靠填报为主,面向考核可能有一定的偏差,但数据还是比较精准的。

但是,能源数据会牵涉到用户生产行为的隐私和数据使用授权,让数据共享这一工作的开展困难重重。

全社会的碳排放88%左右是在能源转化活动中产生的,“双碳”工作的大头是能源领域的“碳达峰”“碳中和”,把全社会所有的能源数据实时采集并进行碳排放动态核算并不现实。电力、天然气可以实时采集,但是煤、油等能源很难做动态采集,这涉及从电力数据向能源数据转变,再向碳排放数据协同路径转化的复杂情况。有了能源数据和电能碳协同路径之后,要面向全社会开展数字化实践,现在有了各种平台进行检测、开环监测和评价 ,但数字化手段推动降碳的业务还很少。

2020年,国网浙江电力开始建设浙江省能源大数据中心。20218月,由浙江省委省政府授牌,省发改委、能源局、省电力公司三方共同推动浙江省能源大数据中心的建设。三方共同运作一个业务机构,具体的建设运营工作以电力公司为主。

电力公司有核心的电力数据,电力占比占全社会能源的50%左右,其他主要是煤、油、气。我们的主要服务对象包括治理端,即政府,政府的“双碳”治理工作要基于我们的工作开展;服务端是企业,面向企业的碳排双控工作,包括创新平台、需求撮合、成果孵化等。

自成立之后,我们的首要工作是打通数据壁垒。浙江是全国唯一一个省份,可实质性突破化石能源壁垒大数据的。有赖于政府的推动和国网浙江电力公司的技术对接,全省的能源供应端的所有数据已经在线打通,目前这些数据可以精准到天。消费端的主要对象是全省的企业,浙江的电力数据覆盖包括企业、居民在内的3300万用户。服务端的主要对象是重点用能企业,其用能占全省70%左右,我们已经把全省3万家用能企业的实时数据全部接入。

以前,往往是给所有企业装一个采集终端来采集企业数据,但实施结果往往不太理想。“十三五”时期,浙江省推行智慧能源工程,为一万多家企业装了这样的采集中端,装表很容易,企业也不会排斥,但如何提升数据质量和更好地运维则很难。我们现在的做法还是通过政企协同,推动建设企业供应端。比如我们把天然气公司的结算数据按照15分钟的维度汇集起来,相当于构建了全省面向能源供应传输消费整体的底座,这样就建立了很好的数据基础,能够面向全省所有领域开展数字化实践。

不同的能源数据来自于不同的行业,从底层数据模型和业务逻辑来看,有了数据还不够。我们又花了比较多的精力构建能源数据模型,包括物理模型、逻辑模型、基础概念的三类大模型,这三类又向外输出了接近500个针对不同行业的模型,能同步推动浙江省地方标准和省政府相应制度体系的建立。

有了数据和模型之后,还要解决数据安全问题。数据的应用和共享,必然涉及用户隐私的保障,还要防止数据泄露。解决数据安全问题包括几方面:一是数据的分级分类,目前由浙江省牵头在全国建设针对所有能源数据的分级分类体系。二是数据的全链路建设和隐私计算,有了数据、模型、共享的技术后,我们重点面向电能碳的协同来开展“双碳”工作。以往做碳核算、碳排查,统计到每一度电排放的二氧化碳数值是相对滞后的,一般是按照国家公布的电网基础结构得来的,是以两年甚至三年为单位的数据。在新型电力系统应用增加和多种新能源不断并网的情况下,电力碳排放在持续下降,如果按照传统边界值去计算用户的碳排放,会相对滞后和不够精准。

电网作为一个实时动态平衡的系统,主要做发电端的碳排放分配,很少做间接的碳排放。要怎么把发电端的碳排放精准科学分配到用户端?现在通过科学分配,我们能够把在一个节点用的每一度电,按绿电比例拆分出来,再去计算每一个节点的碳强度,这就实现了浙江全省的实时计算。

如果没有能源数据和碳排放数据,要怎么开展碳排放的计算?我们中心承担了两个任务——电能分析和电碳分析。从微观的角度来看,企业生产工艺中的碳排放,与其装置有紧密关联,在不做节能改造和没有新产能投产的情况下,碳排放应该跟装置用电量有很强的正相关性。对此,我们做了两件事:一是面向企业,建立多个模型,微观上做好从电力到能源、从电力到碳排放的分析,还能通过模型采集相应的能源消耗;二是面向整个区域和行业,核算面向政府的碳排放和能源消费。

通过以上提到的模式,可以形成一个面向节能和降碳的基础数据底座,对此也介绍几个相关案例。

我们给浙江省政府建设了全国第一个省级的“双碳”数字平台,目前已实现了全省十千伏以上电网动态的分钟级计算。其他大多数平台是以统计为主,我们是以监测能源大数据为主,能动态监测能源和碳排放,政府、企业、各行各业都在开展应用。目前该平台有150多万的个人碳账户,4.7万的企业碳账户,还有一些项目是通过蚂蚁森林来统计和监测跟居民有关的碳排放数据。

我们还开发了企业“碳效码”,可以类比冰箱贴。企业往往不想过多公开披露自身的碳水平,但又想了解自己的碳排放在行业处于怎样的水平,“碳效码”的作用就是评价同类企业的碳排放效率,和企业的单位增加值碳排放。目前浙江有5万规上工业企业使用“碳效码”,企业还能用“碳效码”申请贷款和参与经信厅绿色制造的评价。

这是我们面向全省节能降碳做的系统,包括政府也在用这个平台来管碳、治碳,企业用这个平台做一些碳排放的能耗诊断,碳排放服务等等工作。这个平台已经运行了三年,有了能耗的数据,进一步推动了全省四千多家企业在线能效诊断,相比以前都要跑到线下,现在在线就可以把大致企业的工艺了解清楚。包括面向企业开展的一些低息贷款。

我们的能源数据应用和全社会节能降碳案例获得了广泛的认可,也得到了国家发改委的高度认可。国网内部不断推进浙江能源大数据中心的做法,目前已有16个省市组织来浙江学习相应做法。

展望未来,我们仍面临着三个问题:一是获得数据之后,如何进一步运营和拓展数据要素,能真正解决能源数据和电力数据的对外应用。二是如何与绿电交易,包括用能权、碳排放权交易、消纳责任权重等进行衔接。三是当前浙江实施节能降碳,启动用能预算化,并向化石能源预算化转变,未来要如何实现能耗双控,如何升级碳排放总量和强度的“双控”。

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