独家 | 全球能源数字化技术发展方向及应用趋势

原创|解决方案|编辑:陈俊吉|2020-03-12 15:14:53.627|阅读 26 次

概述:大数据与人工智能可以实现能源流的智能分析与管理,通过收集大量有关天气、环境、大气条件以及新能源电站和电网运行情况的数据建立预测模型,解决能源流的预测和管理问题,确保供需始终处于均衡状态,以便实时匹配空间和时间的需求变化。

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全球能源数字化技术发展态势

当前,新一轮科技革命和产业革命加速兴起,“大云物智移链”等数字化技术与能源产业有机相融,成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力。目前,世界各国纷纷采取措施,推动数字化进程,将大数据分析及机器学习、区块链、分布式能源管理和云计算等数字技术,应用到能源生产、输送、交易、消费及监管等各个环节。能源和资源数字化后,将得以智能化分配,并明确如何能够在合适的时间、合适的地点以最低的成本提供能源,效率得到大幅提升。

根据IEA《数字化和能源》预测,数字技术的大规模应用将使油气生产成本减少10%~20%,使全球油气技术可采储量提高5%,页岩气有望获得最大收益。仅在欧盟,增加存储和数字化需求响应就可以在2040年将太阳能光伏发电和风力发电的弃电率从7%降至1.6%,从而到2040年避免3000万吨二氧化碳排放。与此同时,数字化还可以使碳捕获和储存等特定的清洁能源技术受益。

2019年全球能源数字化技术涵盖了油气勘探开发、加工、运输、储存,能源分配,废物利用、能源贸易等环节,这些技术达到了优化生产、提高能源供应可靠性和提升能源安全性的目的。

2019年全球能源领域数字技术的应用情况

能源行业研究

资料来源:根据公开资料整理

数字化可以管理更复杂的能源系统,有助于开发各种新技术。数字化是能源的发展趋势,未来规模更大。根据彭博新能源财经(BNEF)的数据,数字技术在能源领域应用广泛,2017年的市场规模达到520亿美元,约占全球数字技术应用市场的44%。在这520亿美元中,有46%(240亿美元)用于化石能源电厂的运行管理(如传感器、数字采集和解析以提高电厂效率),35%用于智能电表(180亿美元)。

从现在起到2025年,能源数字技术的智能化会发生重大转变,预计到2025年,全球能源领域的数字化市场规模将增长到640亿美元,该数字技术应用包括大数据、机器学习/人工智能、云计算、区块链等。其中,电网自动化预计将占100亿美元,家庭用能系统的规模也将达到110亿美元,超过风电光伏运行以及间歇性接入60亿美元的市场规模。

能源领域数字化市场规模预测

能源行业研究

资料来源:Bloomberg New Energy Finance

国外能源数字化技术典型应用

随着大数据与人工智能、区块链、物联网和信息通信等技术在能源领域的深入应用,全球能源领域的科技创新不断涌现,实践应用变得更加多元化,本文精选了国外能源数字化技术的典型应用及案例,供参考。

(一)大数据与人工智能实现智能分析与运营

大数据与人工智能可以实现能源流的智能分析与管理,通过收集大量有关天气、环境、大气条件以及新能源电站和电网运行情况的数据建立预测模型,解决能源流的预测和管理问题,确保供需始终处于均衡状态,以便实时匹配空间和时间的需求变化。

在欧美国家,一些大数据公司已经将电力企业大量、庞杂、无序的智能仪表数据与天气数据、建筑物信息等结合起来,经过深度分析挖掘后,实现商业智能分析,从而辅助管理人员进行决策,对生产业务进行智能调控。

德国E.ON电力公司基于大数据技术实现实时用电查询,除了能够监测电网状态和测量用户用电,还可将历史24个月电表数据存储并加密保护,提供实时用电消费计算及实时查询。

英国国家电网公司完成了基于大数据技术测量设备资产信息、设备运行数据、天气信息、腐蚀速率等相关信息,并实现资产战略管理。

加拿大BCHydro公司基于大数据的用户行为分析,实现了实时用电消费计算及呈现,客户用电模式分析及呈现,用电断供通知以及快速恢复,窃电检测及节能管理。

目前,具备信息物理系统的智能装备、智慧工厂等智能制造正在引领能源领域制造方式的变革。其中,通过智慧电厂的建设可以建立现代能源电力系统,实现安全、高效、绿色、低碳的发电,其特点表现为生产过程可以自主优化,相关系统能够采集、分析、判断和规划自身行为,智能地在线动态优化配置设备及其参数。

例如以色列初创公司Raycatch利用人工智能技术进行太阳能发电厂的管理与运营。该公司推出了基于AI的诊断和优化解决方案,可获取并分析太阳能发电厂所有的生产数据,并对日常管理进行优化和指导。该公司目前在全球范围内管理着约1吉瓦的光伏项目,覆盖35000个逆变器和400万块控制面板,客户包括Enlight、ARAVA POWER、EDF、通用电气等大型公司。

了解能源行业数字化转型方案

数字化将彻底改变能源企业的商业思维

近年来,移动互联网、大数据、云计算、物联网等数字信息技术得到迅猛发展,能源数字技术成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力,综观国际能源数字化格局,能源将逐步向低碳化、清洁化、分散化和智能化转型。对此,欧盟、美国、日本都提出了高比例发展非化石能源的战略目标,大力发展低碳能源领域的新材料、新工艺、新技术,特别是与信息技术与数字技术的深度融合,抢占未来能源科技的战略制高点。

例如在欧盟科研创新资助计划“地平线2020”2018~2020年度支出方案中,“低碳和适应气候变化的未来”领域将获33亿欧元预算,按年度工作计划,可再生能源、能效建筑、电动运输和储存方案4个清洁能源领域的项目将获22亿欧元拨款。英国投入2800万英镑资助可再生能源创新、低碳工业创新、核能创新等能源创新项目,作为能源创新计划(2016~2021年)的一部分。

随着数字化技术与能源行业的高度融合,能源发展也日趋分散化和智能化。智能化发展可以基于海量大数据分析和人工智能为能源行业提供技术、经验和有价值的信息,大幅提高能源各领域的效率、降低成本,提高能源行业的竞争力。

例如,在石油勘探领域智能机器人的应用,将解禁全球之前大量无法开采或者高成本开采的油气田,全球能源可开采量将发生巨大变化。同时,智能化电网系统的应用发展将可以实现对电力系统实时监测、分析、分配和决策等,实现电力分配、使用的效率最大化。

慧都能源行业企业服务简介

慧都科技深耕能源行业十余年,是荣获“三桶油”准入的合作供应商,长期为中石油、中石化、中海油等行业头部能源企业提供技术服务,慧都以丰富的业务经验和实力雄厚的技术团队为基础,为现场作业、生产装备定制相应的配套软件系统,提升现场数字化作业能力,同时为能源企业提供现场3D可视化、3D设备数据管理、项目规划建设的3D设计管理以及“数字油田” 等项目的软件开发服务。

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