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碳中和能源数字化,数字产业低碳发展

碳中和能源数字化

全球温室气体排放不断攀升,气候变化问题日益严重。为了应对这一挑战,碳中和成为了全球能源转型的关键词之一。与此数字化技术的迅速发展为实现碳中和能源提供了新的机遇。

碳中和能源数字化是指应用先进技术将能源生产、传输和使用过程数字化,以实现能源的高效利用和碳排放的最小化。通过数字化技术的应用,可以实现对能源系统的智能监测、优化调控、精细管理,从而提高能源利用效率,减少能源浪费,降低碳排放。借助物联网和云计算技术,可以实现对能源设备的远程监控和集中调控,及时发现和解决能源系统中的问题,提高能源系统的运行稳定性和能源利用效率。通过数据分析和建模,可以对能源生产和使用的过程进行优化,减少能源的浪费,达到碳排放的最小化。

数字产业低碳发展是指通过数字化技术的应用,推动传统产业向高效低碳方向转型升级。数字化技术可以帮助传统产业实现智能化生产、绿色化发展。通过应用人工智能和大数据分析技术,可以实现对生产过程的智能监测和优化控制,减少能源和资源的消耗,降低环境污染。数字化技术还可以帮助企业实现从传统能源向清洁能源的转变,推动低碳能源在数字产业中的广泛应用。

数字化技术为碳中和能源和数字产业低碳发展提供了新的机遇,但也面临一些挑战。数字化技术的应用需要大量的数据支持,而能源数据的获取和共享仍然存在一定的难度。数字化技术的应用需要相应的技术和人才支持,培养和引进高素质的数字化人才成为了迫切的需求。数字化技术的应用还需要政府和企业的积极推动和支持,形成政策和市场的双轮驱动。

碳中和能源数字化和数字产业低碳发展是当前推动能源转型和应对气候变化的重要途径。通过数字化技术的应用,可以实现能源的高效利用和碳排放的最小化,推动产业向高效低碳方向转型,为实现可持续发展作出贡献。

碳中和能源数字化,数字产业低碳发展

数据是电力可靠性管理工作的基础,贯穿于可靠性管理全程。革新电力可靠性管理理念和手段,进一步提高可靠性数据的准确性、及时性、完整性,深化可靠性数据应用。充分应用电力系统运行数据和电力设备监测数据开展分析评估,推进基于实时数据的电力可靠性管理体系建设,在确保信息安全的前提下,实现可靠性数据自动化采集、智能化分析、可溯化管理、透明化监督,确保可靠性数据的准确性、及时性和完整性。

所以数字电网将成为承载新型电力系统的最佳形态!

要想实现这一系列的能源变革,创造能源革命从而实现“双碳目标”,必须走数字化道路,打造数字电网,用数字技术和理念来重塑能源产业。

从能源供给方面来看,新能源替代传统能源是必然趋势,而在这个新能源替代过程中,很大程度上需要数字电网来克服有效利用新能源所带来的问题。新能源的最大特点在于波动性和间歇性强,简单来说就是“不稳定”,而数字电网则能够从多模态的传感器测量数据和智能化的系统管理拓展运行监测的功能与主动调整的及时性,提升新能源的可控能力和消纳能力,通过自动功率限制、快速频率响应等方式来实现新能源的“友好接入”,并且通过大数据等技术对新能源实行更有效、更科学、更系统的调度政策,更好地利用新能源。

利用自研 HT 引擎,为众多传统电力行业控制管理、调度升级等业务功能提供可视化转型,提供智慧虚拟电厂负控可视化解决方案。应用其轻量化建模与强大的可视化引擎技术,搭建部署了众多具备自我协调、自我管理、自我控制的智慧电厂可视化平台。

负控系统负控可视化管理系统是一个着眼于全面加强电力信息管理的,集负荷控制、远程抄表、电量数据分析和监测以及电力营销管理等多种功能于一体的综合性分析与处理系统。数字孪生技术利用大数据、云计算、人工智能等数字技术对分布式资源物理实体的特征、行为、过程和性能等进行虚拟建模,是实现虚拟电厂、负荷系统运行优化的理想途径。

搭建的虚拟电厂负荷控制系统主场景,应用自研图形引擎强大的渲染功能,以轻量化建模方式将天津市内六区、电厂模型等进行高精度还原展示。基于 HT for Web 的高性能,整体场景建模依托于 PBR 物理渲染的材质而开发,使渲染的结果非常具有真实感。

虚拟电厂资源综合分析页面主要分为注册调控占比,电力终端用户分类注册调控占比以及电力终端用户行业分类刷领占比等模块组成,主要统计了各个行业,各个用户以及各个可调节负荷资源的分类占比数据,通过数据面板直观展示构建了虚拟电厂资源库的数据类型。画面两侧数据面板展示厂区发电管理,当日发电趋势,年度调用情况,负荷管理,调节能力等关键指标参数,将采集的数据转换成图形信息,通过 HT 可视化图形结合数据,可直观得展示虚拟电厂关键业务数据。

全景化运行效果辅助决策功能核心目的是:运用 HT 自研图形引擎强大的渲染功能、高性能的 WebGL 技术,多维度、实时的、动态呈现虚拟电厂接入的各类负荷资源(如小水电、太阳能发电机组、路灯照明系统、商业楼宇空调、工业企业用能设备、5G 基站、岸电资源等)运行实时状态与技术参数变化趋势;展示虚拟电厂运营调度过程以及评估指标信息展示虚拟电厂各类负荷资源技术参数变化趋势,以可视化技术全面支撑虚拟电厂经营决策。微电网-源网荷储智慧“双碳”微电网场景进行数字孪生,有效实现源网荷储一体化管控。整体场景采用了轻量化建模的方式,重点围绕智慧园区电网联通中的源、网、荷、储四方面的设备和建筑进行建模还原,支持 360 度观察虚拟园区内源网荷储每个环节的动态数据,通过自带交互,即可实现鼠标的旋转、平移、拉近拉远操作,同时也实现了触屏设备的单指旋转、双指缩放、三指平移操作不必再为跨平台的不同交互模式而烦恼。

通过完整复现的园区能量系统,实现分布式光伏发电系统、储能系统、太阳能+空气源热泵热水系统的综合管控。通过智慧能源管理系统,实现建筑能效管理、综合节能管理和“源网荷储”协同运行。“源网荷储一体化”是一种可实现能源资源最大化利用的运行模式和技术,通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等多种交互形式,更经济、高效和安全地提高电力系统功率动态平衡能力。

智能充电桩智能电动汽车充电或智能充电是指电动汽车与充电设备共享数据连接,充电设备与充电运营商共享数据连接的系统。与传统充电设备不同,智能充电系统会智能监控、管理和限制其设备的使用,以优化能源消耗。通过 HT for Web 以贴图的形式设计出轻量化的智能充电站,可摆脱硬件设备的限制,实现充电桩的随时监控。模拟车辆进站的充电过程,显示智能充电桩的充电次数、当前功率、充电量、电池年限;当车辆电磁出现故障时,出现闪烁的红色框提示车站运维人员。智能充电系统对设备的控制包括简单的开启和关闭充电,车辆的单向控制(V1G),允许增加或减少充电率,以及具有技术挑战性的双向车辆到电网(V2G),允许电动汽车在放电模式下向电网提供服务。

智慧变电站也提供结合 GIS 地图展示所有变电站点位的解决方案,HT for Web GIS 产品的定位在于运用产品强大的可视化技术,将地理信息系统( Geographic Information System,GIS )的数据进行丰富的可视化展示,实现将数量庞大的变电站点位数据呈现在三维地图上。使用 GIS 的好处是可以通过多细节层次( Levels of Detail , LOD )的方式加载出更多地图细节,可以直接了解到每座变电站所处具体位置。通过三维虚拟仿真的变压器组装动画,介绍变压器设备的工作原理以及装配过程,直观展示变压器主要部件的构成及安装位置,配以文字说明介绍其主要特性,逼真且具有科技感带入。由 HT 自主研发的这套 3D 可视化系统,可作为变压器现场安装及维护工作的仿真培训资料,高效而又灵便的实现新员工的变压器工作原理教学。变电站 3D 可视化系统将多种复杂的管理系统信息聚集在虚拟仿真环境下,搭建变电站全场景的呈现,通过智能数据分析,人工智能巡检、实时监控告警等功能的结合,使运维人员更高效的集中监控管理,达到降本增效的目的。基于多年项目经验积累和夯实的可视化技术支持,可根据业务需求进行高效的定制化设计与开发,为行业建设添砖加瓦。

数字电网让输电网络成为一个智能的系统,通过智能化的协调调度,整个电网包含的发电、输电、变电、配电、用电等五个过程的运行效率和安全性都将得到提升,包括“馈线自动化”等系统所赋予的电网自身主动智能诊断的能力也让整个电网的韧性得到了巨大的提升。

更重要的是,数字电网所形成的不仅仅是一个智慧的、高效的输电网络,而是一个从能源结构、输电方式等各个方面都有所变革的电力能源生态,借助hightopo数字技术,数字电网所拓展的电力能源智慧服务体系可以联动能源上下游产业以及数字技术服务商,这种跨行业、跨产业链的合作有助于数字电网的不断革新,从而推动能源革命不断前进,最终达到“双碳目标”。

什么是低碳产业

绿色低碳行业是指那些以减少碳排放和环境影响为目标的产业和经济部门。这些行业致力于使用可再生能源、提高能源效率、减少温室气体排放等方式,以降低对环境的负面影响。绿色低碳行业包括但不限于以下领域:可再生能源:包括太阳能、风能、水能、生物质能等可再生能源的开发和利用。节能与能源效率:涉及改善能源利用效率,例如建筑节能、能源管理系统、智能化控制等。清洁交通:鼓励使用电动车辆、混合动力车辆和公共交通工具,并推广可再生能源供应的交通方式。环保技术和服务:涉及废弃物管理、水处理、大气污染控制、环境监测等相关技术和服务。可持续农业和林业:包括有机农业、粮食生产、森林保护与管理等方面的绿色实践。循环经济:倡导资源的循环再利用和废物减量化,包括回收再利用、废物处理和再生材料等。绿色建筑和可持续城市:推动使用环保材料、节能设备和绿色建筑设计理念,以及城市规划中的可持续性考虑。这些绿色低碳行业的发展旨在减少对有限资源的依赖,降低碳排放和污染物排放,促进可持续发展,并为社会经济带来长期的环境和经济效益。

低碳行业

1. 低碳经济的概念低碳经济是指在经济发展过程中,通过减少二氧化碳排放,提高能源利用效率和改善环境质量的一种新型经济模式。不仅是一种应对气候变化的手段,也是实现可持续发展的有效途径。低碳经济涉及的行业和领域十分广泛,主要包括以下几个方面。2. 节能环保产业节能环保产业是低碳经济的核心产业之一。该行业主要包括环保工程、污染治理、清洁能源等领域,以及节能技术、新能源汽车等领域。这些领域涉及到的技术和产品,对于减少能源消耗、降低排放,实现环境保护和可持续发展都有着重要作用。3. 建筑节能建筑节能是低碳经济的重要方面之一。建筑业是全球应用最广泛的能源消耗领域之一。减少建筑能源消耗、提高能源利用效率已成为建筑行业的重要任务。在这方面做出的努力包括建筑节能材料、太阳能利用、绿色建筑等方面的研究。4. 清洁能源清洁能源是低碳经济的关键要素之一。清洁能源是不会释放有害气体的能源形式,如太阳能、风能、水力能等。发展清洁能源产业,可以减少对传统能源的依赖,减少碳排放,同时降低能源成本。5. 循环经济循环经济是低碳经济的一种运作方式。其基本思想是实现“废物是资源”的理念,即尽可能地将被淘汰的产品进行再利用或回收,以减少资源的浪费。循环经济的核心是资源的可持续利用,通过企图将废弃物转化为有价的资源,循环再用,达到经济、环保、社会效益的三位一体。6. 新型城镇化新型城镇化是低碳经济的重要领域之一。以现代化、集约化和可持续发展为目标,通过改善城市环境、提高公共服务水平、促进资源节约和利用,推进城市可持续发展,实现经济、社会、环境协调发展。7. 农业生产农业生产也是低碳经济中一个重要的领域。当前,全球越来越多的国家已经开始实施“绿色农业”和“可持续农业”政策,强调在农业生产、贮存和加工过程中综合利用资源,有效保护土壤、水资源,减少农业生产对环境的影响。通过多种农业技术手段,如有机肥、温室种植、精准施肥等,来提高农作物质量和产量,减少有害气体的排放量。8. 总结低碳经济的实现涉及到多个领域和行业,各行各业都需要在自己的领域内积极探索低碳经济的路径。而无论是哪个领域,都需要高度重视环保问题,强化节能减排意识,加强技术研究和创新,实现可持续发展的目标。唯有在新能源、新技术、新模式的推动下,才能够实现低碳经济的发展,促进经济、环保和社会的协同发展。

数字经济对碳排放的影响

【高质量能源内容,点击右上角加'关注'】 来自权威研究机构的统计数据显示,我国二氧化碳排放总量的80%以上来自能源活动。降低能源活动的碳排放量是我国实现“碳中和、碳达峰”目标的有效途径和关键环节。 当前,能源革命正在与数字革命走向深度融合,数字化成为能源领域实现高质量发展的重要途径和必然选择。各国纷纷加快在能源领域推广大数据、云计算、人工智能等数字化技术,积极 探索 能源数字化转型的可行路径。 作为数字经济在能源领域的具体应用,能源数字经济通过在能源的生产、消费、传输、运营、管理、计量、交易等环节和链条进行广泛应用,将能够直接或间接减少能源活动产生的碳排放量,助力我国“碳达峰、碳中和”目标的实现。 陈光 郑厚清 尹莞婷 能源数字经济是碳减排主要路径 在能源生产环节,大数据、云计算、物联网、传感器等数字化技术能够提升能源生产侧的高效采集和广泛互联能力,实现能源生产过程的精细化、在线化、智能化。各种数字化技术在能源生产侧的广泛应用是新能源大规模消纳的必要前提,也是能源生产运行安全可靠的底层基础。 国际能源署(IEA)在《数字化和能源》一书中预测,通过大规模应用数字化技术,2040年全球可以将太阳能光伏发电和风力发电的弃电率从7%降至1.6%,届时可减少3000万吨二氧化碳排放。 宁夏银川市的宝丰农光一体化产业基地是全球最大的农光互补电站。通过积极应用人工智能、云计算、智能传感器等数字化技术和设备,宝丰农光一体化产业基地构建起一套智能化的光伏解决方案,实现了对电站运行信息的实时数据收集和分析。自2017年建成至2020年底,该基地累计减少二氧化碳排放204.7万吨,相当于新种植约8900多万棵树。 在能源消费环节,大数据、人工智能等数字化技术改变了能源的消费方式,降低了能源需求,推动形成能源消费的新理念,提升了能源使用效率,增强了需求侧响应的灵活性,助力工业、商业、住宅等领域的传统消费者从单纯的“能源消费者”转向“能源产消者”,最终以各种直接或间接的方式降低了能源消耗的总量和强度。 《BP技术展望(2018年版)》曾预测,通过技术变革,能源使用效率将大幅提高,一次能源消费可节约40%。该报告进一步指出,在未来所有可能的技术革命中,无论是油气、可再生能源还是氢能、核能,都无法脱离数字化带来的影响。报告预计,到2050年,建立在云计算基础上的传感器、超级计算机、数据分析、自动化和人工智能等数字工具的应用可以使全球一次能源需求和成本减少20%—30%。 在能源传输环节,无论是适应新能源的大规模、高比例并网,还是分布式能源、储能、电动 汽车 等交互式、移动式设施的广泛接入,都需要以数字化技术为能源传输赋能,推动传统电网尽快地转型升级成为更安全、更智慧、更友好的能源互联网。 建设能源互联网,特高压是关键,而各种数字化技术则是支撑我国特高压工程顺利推进的幕后英雄。来自全球能源互联网发展合作组织的数据显示,依托特高压电网,我国清洁能源装机占比从2010年的25%提高到目前的43%,每年减排二氧化碳15亿吨。 在能源运营环节,大数据、人工智能、物联网等数字化技术以及数据中台、业务中台等新型IT架构模式能够优化决策流程、提升决策效率、缩短决策时间,减少传统生产要素的投入数量。 能链快电是中国最大的第三方充电平台。通过大数据与精准算法,能链快电可将新能源车主导向最优质的充电场站,提高充电桩的使用效率,通过“大数据+算法”这一组合的“高效运转”减少甚至是取代了人员、车辆等传统生产要素的“实际流动”,以“数据+算法”的“多跑”实现了其他要素的“少跑”。仅在2020年,能链快电就助力减少碳排放达180万吨。 在能源管理环节,工业互联网、云计算等数字化技术支持了平台经济、共享经济等能源数字经济新业态的涌现,推动形成了合同能源管理、环境污染第三方治理、环境托管、虚拟电厂等能源开发利用的新模式,实现了能源利用方式的重组、能源商业模式的重构、能源配置方式的优化,提高了能源管理的精细化水平和能源利用的整体效率。 联元智能是一家能源领域的工业互联网SaaS平台提供商,致力于为工业、商业、数据中心、楼宇等高耗能的B端用户提供整体性的能效解决方案。联元智能通过助力某上海领先的热电企业开展智慧能源服务,使该企业的年碳排放量下降4.42万吨,年能耗量下降17000吨标煤。 在能源计量环节,大数据、云计算、区块链、数据爬虫、数字孪生等数字化技术能够在碳排放源锁定、碳排放数据分析、碳排放监管和预测预警等方面发挥重要作用,实时监测企业进行碳排放的全过程,支撑监管机构构建完整的碳排放监控体系,服务国家治理现代化。 在发电侧和电网侧,浙江省能源大数据中心成功研发了电力系统碳排放监测平台,用于监测浙江全省发电及电网企业的二氧化碳排放情况,能够为发电企业和电网企业控制与管理电厂、机组和设备的碳排放量提供准确的决策依据;在需求侧,南方电网公司率先在国内建成了能源消费侧碳排放监测平台,能够实现对南方电网公司经营范围内各区域、各行业乃至各企业的碳排放总量、单位GDP碳排放强度的测算及动态监测,有助于政府及相关方及时了解企业的碳排放情况和碳中和发展进程,为制定相关政策提供参考。 在能源交易环节,大数据、区块链、人工智能、云计算等数字化技术能够支撑数字化交易平台的建设,促进碳资产管理、碳交易、碳税征收、绿证交易、绿色金融等相关制度和机制的建设和完善。 基于上述分析,能源数字经济必将对我国实现“碳达峰、碳中和”双碳目标发挥关键作用。 三大举措发力能源数字经济 一是着力打通数据壁垒,推进能源大数据的汇聚、融通。当前,受到我国尚未制定全国统一的能源大数据的管理标准、能源大数据的开发利用仍然缺少健全、规范的法律制度以及能源企业主动开放共享自身数据的动力不足和机制不完善等因素的影响,我国能源大数据的汇聚、融通仍然处于初级阶段。下一步,有必要从制定能源行业的数据管理标准和法律规范、健全能源企业之间的数据互换和共享机制等方面入手,着力打通能源数据壁垒,充分发挥和释放能源大数据的巨大价值。 二是打造智能化、智慧化、综合性的能源资源配置平台。融合大数据、云计算、物联网等数字化技术与新能源业务,加快推进能源管理云平台建设,为发电企业和客户提供项目并网、运维、交易、结算等在内的一站式服务。加快推进以电为中心、以电网为平台的能源物联网建设。积极构建能源互联网生态圈,布局能源产业链、创新链、供应链、价值链,实现能源资源在更大范围的优化配置。 三是完善电力市场和碳排放权交易市场体系。面对市场化交易带来的更多商业机遇与挑战,能源消费侧的工业、商业和居民用户对挖掘数据价值的需求将显著提升。通过完善电力市场和碳排放权交易市场相关机制,建设全国统一的电力市场和碳排放权交易市场,我国将能够充分利用不同地区、行业、企业在碳减排方面的成本差异,以最低的经济成本实现预期的碳减排目标。 (作者均供职于国网能源研究院有限公司)

碳中和能源数字化

实现碳中和的措施有:

1、大力调整能源结构

推进能源体系清洁低碳发展,稳步推进水电发展,安全发展核电,加快光伏和风电发展,加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,完善清洁能源消纳长效机制,推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。2、加快推动产业结构转型大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能,严格控制高耗能行业新增产能,推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。积极发展战略性新兴产业,加快推动现代服务业、高新技术产业和先进制造业发展。3、着力提升能源利用效率完善能源消费双控制度,严格控制能耗强度,合理控制能源消费总量,建立健全用能预算等管理制度,推动能源资源高效配置、高效利用。继续深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能,着力提升新基建能效水平。4、加速低碳技术研发推广坚持以市场为导向,更大力度推进节能低碳技术研发推广应用,加快推进规模化储能、氢能、碳捕集利用与封存等技术发展,推动数字化信息化技术在节能、清洁能源领域的创新融合。5、健全低碳发展体制机制加快完善有利于绿色低碳发展的价格、财税、金融等经济政策,推动合同能源管理、污染第三方治理、环境托管等服务模式创新发展。6、努力增加生态碳汇加强森林资源培育,开展国土绿化行动,不断增加森林面积和蓄积量,加强生态保护修复,增强草原、绿地、湖泊、湿地等自然生态系统固碳能力。

关于本次碳中和能源数字化,数字产业低碳发展的问题分享到这里就结束了,如果解决了您的问题,我们非常高兴。