智慧能源專題研究：智慧能源白皮書第一章

變革加速，能源行業機遇與挑戰并存（一）能源行業面臨著轉型挑戰碳中和愿景將加速推動能源清潔低碳轉型。2020年9月22日，我國向世界鄭重宣布，“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。預計碳達峰和碳中和目標會分解至省內各級行政區域及行業，逐步落實到企業，將對企業生產經營和可持續發展提出新要求。能源綠色高質量發展仍面臨油氣依賴進口、新能源消納難等問題。根據國家統計局數據顯示，2020年上半年，我國生產原油9715萬噸，進口原油2.69億噸，生產天然氣940億立方米，進口天然氣4836萬噸。能源行業利潤普遍大幅下降，經營壓力激增。近年來某些地區的電煤價格穩步增長；與此同時，受電力零售業的市場化影響，煤電、氣電標桿上網價格在一些地區有所下降；發電小時數常年處于低位；2020年受新冠肺炎疫情的影響，全國能源需求整體下降。煤價、氣價、電價等外部因素的變化進一步加劇了傳統電力企業的經營壓力。經濟增長方式轉變，能源需要適應市場多元化需求。隨著我國產業結構全面調整，經濟高質量發展，能源需求將從工業用戶絕對占比向工業、建筑、交通（新能源汽車）等用戶多元需求轉變。“四個革命、一個合作”的能源安全新戰略，重塑能源行業形態。2014年6月，中央財經領導小組第六次會議提出推動能源消費革命、能源供給革命、能源技術革命、能源體制革命和全方位加強國際合作。（二）新一代信息技術引領新一輪產業革命，加快能源革命步伐第四次信息革命的到來，數字經濟成為經濟發展主要驅動力。新一輪科技革命和產業變革加快推進，數字經濟成為世界各國競相發展的新高地，中國數字經濟發展方興未艾，已邁入蓬勃發展階段。新基建加大行業數字化轉型步伐。2020年以來，黨中央、國務院密集部署新型基礎設施建設。國家持續推進能源領域數字化轉型進程。為促進能源行業的轉型升級和技術革命，我國發布了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》等一系列推進智慧能源發展的政策和指導意見，為中國智慧能源發展帶來重要發展契機，為加快建設能源強國提供有力支撐，為國內大循環做好基礎保障。（三）數字技術創新能源新模式新業態，助力能源綠色變革數字技術創新能源消費模式。通過數字技術的應用，全面提升終端能源消費智能化、高效化水平，促進了智能建筑、智能家居、智能交通、智能物流推廣，推動了智慧能源城市建設和發展。數字技術與能源技術融合創新服務業態。長期以來，我國能源領域形成了以石油、天然氣、電力等部門為核心的相對獨立的子系統和技術體系。數字技術打造分布式能源網絡，適應多元需求。在傳統發展模式下，水、

電、熱、氣等單一規劃，能源服務選擇單一。（四）智能化技術將成為能源數字化轉型關鍵當前，能源行業整體處于信息化向智能化邁進過程。各類能源系統由于特性差異，發展程度不盡相同。電力系統信息化基礎較好，并積極探索泛在物聯的數字化技術集成創新，已經進入能源智能化階段，是能源數字化的先行領域。數字技術助力能源行業降本增效。根據國際能源署（IEA）《數字化和能源》預測，數字技術的大規模應用將使油氣生產成本減少10%～20%。可以在2040年將太陽能光伏發電和風力發電的棄電率從7%降至1.6%，從而到2040年減少3000萬噸二氧化碳排放。人工智能等數字技術在國外能源企業得到廣泛應用。美國最大的獨立石油生產商PioneerNaturalResources利用人工智能提高鉆探油井的成功率；意大利石油和天然氣公司埃尼(Eni)通過運用新的超級計算機來提高地震成像和地質建模的準確性。在全球行業發展和國家政策的引領下，國內能源企業著眼于長遠發展需要，積極開展各版塊業務數字化轉型的探索與實踐。中國海洋石油集團搭建生產運營物聯網平臺，建設數字化工廠，試點LNG自助提氣，提升裝車效率，每年節約人力成本150萬元；以無人機智能巡檢搭配人工巡檢，形成低本高效、安全智能的“天地一體”管理新模式，管道巡檢效率較傳統方式提升6~7倍。從國外和國內能源企業的案例中，可以看到人工智能等數字技術與能源產業有機融合，成為引領能源產業變革、實現創新驅動發展的源動力。未來隨著數字技術應用的成熟、不斷的落地實踐，智慧能源將進入規模提速增長、結構逐步優化、創新應用場景更加豐富、智能化水平顯著提升以及全社會廣泛參與、跨行業融合創新的發展新階段。第二章

數字科技助力智慧能源建設（一）智慧能源體系智慧能源體系是通過打造平臺連接產業鏈上下游企業，匯聚與協同商業伙伴，發揮各參與主體核心優勢，逐步構建以用戶為核心的能源生態圈，在供給與需求、技術與行業方案整合中培育新動能，形成智慧能源生態圈閉環，推進生態圈自驅動自成長。（二）智慧能源架構智慧能源總體架構是以智能化為核心，基于智能云、物聯網等基礎設施平臺以及AI中臺、知識中臺、業務中臺、數據中臺等，借助云計算、人工智能、大數據、區塊鏈等技術，最終推動能源企業實現智能化轉型。架構主體包括數字化基礎設施層、平臺層、應用層，可根據不同企業特性和要求，形成定制化解決方案。同時，為有序推進智慧能源建設，架構還包括能源生態體系、運營服務體系、網絡安全保障體系和標準規范體系。第三章

智慧能源應用場景持續創新（一）智慧生產能源行業是資產密集型行業，具有設備價值高、產業鏈長、危險性高、環保要求嚴的行業特征，面臨設備管理不透明、工藝知識傳承難、產業鏈上下游協同水平不高、安全生產壓力大等行業痛點。隨著世界能源格局的變化，能源發展向低碳化、分散化、智能化轉變。能源消費服務市場的需求轉變，倒逼生產、儲運環節要更加安全、高效、清潔，因此需要依靠數字技術，提高能源生產過程的智能化水平。（二）智慧營銷人工智能、大數據等信息技術的應用，使得傳統行業之間的壁壘和不同專業之間的“高墻”被打破，能源行業的形態發生了極大的變化。傳統的能源企業正在面臨負荷集成商等市場新進入者以及眾多基于互聯網生態成立的全新企業的挑戰，能源消費者將前所未有地成為重塑市場格局的重要力量。（三）智慧管理傳統企業的管理模式，通過嚴明的管理機制和方法，標準化、流程化的手段來提高企業的生產效率。數字技術的發展為企業的運營管理注入了活力，也對企業的運營管理產生了顛覆式的沖擊。在數字經濟時代，快速變化的市場需求以及迭代更替的技術手段，要求企業從經驗驅動向數據驅動轉變，敏捷響應市場變化；要從相互獨立向協同發展轉變，建立與數字創新相適應的運營流程；要從依賴人力和等級管理向智能化、數據化轉變，實現業務管控效率和效益的提升。第四章

智慧能源建設實施路徑與方法（一）總體方法智慧能源體系打造的核心是能源企業發揮新一代信息技術優勢，構建新型能力，實現企業轉型升級。從實施落地看，不管是企業層面還是行業層面的智慧能源體系構建，基本可以分為規劃指引、統籌建設、能力評估、持續運營等四個階段。（二）具體步驟1.規劃引領智慧能源規劃體系的構建，需要把握的“四個重點”：第一，確定企業發展愿景。第二，采用合理工具和手段，對企業智慧能源所處的階段進行評估。第三，創新發展能力和數字化轉型總體框架。第四，制定智慧能源實施規劃，確定推進時序。2.統籌建設智慧能源的建設，需要在規劃的指導下，全面統籌推進，根據企業發展愿景，發展目標與戰略，依托企業信息化基礎，分步實施統籌推進。可以分為“一個統籌”和“三個階段”：一個統籌：根據企業智慧能源規劃建設范疇涉及的主體不同，智慧能源建設需要構建業務-業務、企業-企業、企業-政府、企業-用戶建設生態。三個階段：3.能力評估開展智慧能源能力體系評估，有利于能源企業建設、運行和優化數字化創新能力，深化云計算、大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術的融合應用，發現問題，為后續的持續改善建立基礎，推動全國能源體系朝著更清潔、更高效、更安全的方向邁進。4.持續運營鑒于傳統能源企業運行的相對獨立性，能源企業信息化多采用的是自主投資、自主運營的模式。隨著新一代信息技術的發展，以及技術間融合步伐加快，不同業務場景對新技術的需求越來越迫切。加之智慧能源改革的深入推進，能源原有的運行邊界、運行范圍逐步突破融合。考慮到部分平臺投入較大，且存在較高的技術壁壘，未來智慧能源的運營，將依據企業規模和類型、智慧能源覆蓋的領域呈現能源企業為主導、多元化合作運行的局面。從業務場景來看，對于能源企業主導的核心業務場景，包括能源生產、業務管理等，未來仍將采用企業主導、科技企業賦能合作的方式建設運行；對于全場景式的能源供給場景，如智慧城市、園區、智慧社區等，根據能源流在智慧化場景的價值形態，可以采取多元化的建設運營模式。從科技角度看，對于借助科技手段服務企業內部生產管理場景的智慧應用，在建設階段，可采用能源企業主導，科技企業以供應商角色為能源企業提供服務的方式。在后期運營階段，供應商為能源企業提供穩定、可靠的運維服務。對于需要大量資金投入、技術壁壘比較高、需要多行業積累的平臺建設，如人工智能平臺建設，可采用能源企業和科技企業合作運營的方式。第五章

智慧能源發展重點措施（一）組織數字化能力評估為保障智慧能源的有序開展，能源企業需要首先進行數字化轉型診斷工作。評估企業數字化程度，分析企業數字轉型的現狀，包括能源生產、管理、營銷等環節中基礎性數據采集和對信息通信類技術的應用情況，終端設備信息的全面感知能力，對數據的智能分析與處理能力，數據流是否形成閉環等。通過企業數字化程度評估，充分分析企業數字化轉型發展階段、現狀水平、資源條件等情況，分析傳統信息化帶來的數據管理以及客戶服務方面存在的問題，選取最為關鍵、最為迫切、切實可行的發展方向。（二）統籌智慧轉型咨詢規劃數字時代下，能源企業面臨高效集約化的企業生產模式轉型、用戶中心化的企業營銷模式轉型、數據驅動的企業管理模式轉型、生態化的企業運營模式轉型等挑戰與機遇。能源企業需要開展智慧能源的咨詢規劃，以指導企業謀篇布局，滿足協同化、多樣化需求，適應數字時代的挑戰，抓住機遇實現轉型。合理的統籌規劃與科學的頂層設計是智慧能源建設和應用得以順利實施、有效運行的前提。首先，通過科學的統籌、有效的設計，明確建設方向，確定數字轉型建設的總體框架和推進策略，準確規劃建設任務和建設的范圍，并通過層層分解降低建設的復雜性。其次，通過規范引導、標準先行，把握建設重點，避免重復建設，詳細規劃建設任務與實施路徑。最后，還需要把總體規劃上升到決策高度，保證總體規劃的落實，這是智慧能源建設成功的必要保障。（三）共建智慧能源合作生態智慧能源是一個開放的生態系統，必須踐行共創、共贏的合作理念，針對數字化轉型要求，結合自身信息技術能力，選擇技術先進、平臺支撐、具備行業經驗的合作伙伴，發揮合作伙伴先進技