在數字技術蓬勃發展的浪潮下，數字經濟正深刻改變著人類的生產和生活方式，推動各行各業數字化轉型，也為能源行業發展提供了新機遇。

能源企業將數字化技術應用于能源生產、傳輸和消費各環節中，以構筑更加高效、清潔、經濟、安全的現代能源體系，實現轉型升級，重塑能源發展態勢。應用數字化技術為能源領域帶來哪些影響？能源數字化的發展路徑和趨勢又是什么？

能源數字化的演進路徑

能源數字化的發展大致分為能源信息化、能源智能化和能源智慧化三個階段。各階段分別以數據采集傳輸、能源系統狀態監測，數據分析處理、能源系統優化控制，以及數據集成融合、能源系統虛擬重構為重點。

第一階段為能源信息化階段，是數字化發展的初級階段。該階段以能源生產監測環節中基礎性數據采集和對信息通信類技術的應用為主，缺乏對數據的智能分析與處理，且能源生產、傳輸、消費等環節的信息相對封閉，數據流未形成閉環，數據缺乏一致性，對很多信息難以進行集中訪問與處理。此階段，企業創新與變革初見端倪，新的理念、業務流程和商業運營模式正處于醞釀、發酵和試錯的過程中。

第二階段為能源智能化階段，是數字化發展的中級階段。該階段，數字化技術的整合式應用覆蓋了能源生產、傳輸和消費各環節，實現了終端設備信息的全面感知、能源各環節各要素互聯互通、人與物之間的協同交流。在此階段，能源企業通過對閉環數據的深度共享和智能分析，實現對各類資源的優化配置，并且能充分發揮前瞻感知、主動預警和超前防御的風險控制優勢，保障能源系統靈活、安全、高效、可靠運行。

第三階段為能源智慧化階段，是數字化發展的高級階段。屆時，實體模型與數字模型深度融合，現實世界和虛擬世界實時互饋，能通過虛擬世界的數字復盤及演算能力預言并重構現實。能源系統將具有自動化的智慧決策能力，相關元素能夠自治自愈，支撐高度無人化的智慧運作，徹底重塑能源生產、傳輸和消費方式。隨著相關技術與應用場景持續迭代創新，能源數字化將對能源結構、能源效率和能源安全等產生顯著影響。

當前，能源行業整體處于第一階段向第二階段邁進過程。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。

數字化技術改變能源生產傳輸和消費方式

近年來，以“大云物移智鏈”等為代表的數字化技術在不同領域得到廣泛應用。按照數據采集、傳輸、處理等環節的不同，在能源領域應用的數字化技術可分為終端感知類、信息通信類、數據智能類和集成應用類四類。

伴隨著能源革命和數字革命的深度融合，能源數字化將開啟能源與信息技術協同創新的嶄新一頁。數字化技術將助力能源生產挖潛增效，保障能源傳輸高效運行，促進能源消費優化升級。

●助力能源生產挖潛增效

數字化技術可促進化石能源開發利用。如在勘探環節，借助終端感知類技術，油氣生產企業可精準獲取地震成像、地質建模信息，顯著提升勘探效率和油氣可探明儲量。在開采環節，終端感知技術的升級將提高化石能源開采成功率，降低開采成本；隨著運算支撐技術的成熟，開采建模速度將進一步提升；工業機器人及自動化智能機器人的應用則有望助力油氣自動鉆井和煤炭無人開采實現，挖掘可采資源潛力，提升安全性。在維護環節，數據智能類技術的應用將有助于油氣生產企業開展預防性維護、及時故障預警等。

數字化技術能助力清潔能源高效利用。在設計環節，風機、光伏電池等設備廠商可利用大數據、智能算法，實現對氣象、風場、日輻射等自然、地理條件的3D精確建模，提高研發效率、縮短設計周期、提升設備可靠性。在建設環節，借助傳感器、無人機，工程建設者能夠智能監測資源分布、并網需求和地理位置等信息，并利用數據智能類技術，優化風電場選址，提高資源利用率和投資回報率，縮減建設成本。在運行環節，利用數據智能類技術，結合終端感知數據、氣象預測數據等，工作人員可更精準地預測與調控風電、光伏發電出力，提高清潔能源利用率。在維護環節，對數字化技術的應用使企業精細化智能運維成為可能，提高運營效率和安全性。

●保障能源傳輸高效運行

隨著物聯網技術的發展，能源企業引入高級傳感設備，采用認知計算和信息通信類技術，將調整優化油氣和電網的骨干傳輸管網，實現感知層信息采集系統間的互聯互通與聯動智能防御，保障傳輸安全，提高能源傳輸效率。

在油氣管網及電力系統的調度、變電、配電及營銷等環節，相關企業通過對終端傳感類技術、可穿戴設備、工業機器人、無人機等廣泛應用，可以實現對各元素實時遠程立體化、可視化監控和管理，提升管理和維護效率。從遠期看，智能算法技術將支撐智能預警及預防性維護，進一步實現自動巡檢和智能精準決策。

在優化調度控制性能方面，油氣管網和智能電網數據平臺將為企業各類業務提供統一的技術和數據支撐，促進能源流、數據流、業務流“三流合一”。企業依托大數據、智能算法技術，可實現信息深度挖掘；利用運算支撐技術，可提升平臺計算力和響應力，增強人工智能效果。

●促進能源消費優化升級

工業生產企業可借助大數據和人工智能等技術，利用終端傳感器實時采集的感知數據和歷史用能數據，研判設備運行狀態。同時，相關技術可支撐需求響應優化方案的形成，幫助生產企業合理安排用電時間和組織生產。未來，隨著認知計算的發展和智能機器人的普及，智能用能決策將持續提升企業的能源管理水平。

而區塊鏈等技術的逐步成熟將為電動汽車車主獲取充電樁信息與交易結算等提供更便捷的解決方案。同時，運算支撐技術將支撐電動汽車作為靈活性負荷和儲能參與智能電網運行，實現車網優化互動。未來，隨著5G和車聯網技術的普及，以及多媒體信息采集、顯示技術等進階發展，交通用能格局將重塑，汽車租賃、汽車共享、無人駕駛、物流運輸等服務模式將被重構，助力車路協同，實現智能交通。

對智慧樓宇建設來說，終端傳感器的廣泛安裝和機器學習、物聯網等技術應用，將支撐智慧樓宇能源管理系統構建。這一系統連接建筑內部的安保、暖通、火警、給排水等系統，根據實時感知的溫濕度等環境參數，實現對照明、供熱、制冷、除濕、加濕、通風、凈化等設備的自動控制。同時，隨著物聯網和信息通信類技術的發展和應用，可穿戴智能設備、智能安防、高端智能家電等在居民家庭中會越來越普遍，并覆蓋安防、健康、醫療等應用領域。

如何把握能源數字化發展方向

數據信息正成為能源領域新的關鍵生產要素，未來能源數字化發展將呈現出“技術多樣化”“應用個性化”“系統智能化”“交互網絡化”“場景平臺化”等特點。要把握能源數字化發展方向，做好能源數字化頂層設計，對照能源數字化演進路徑，制定中長期戰略規劃，圍繞技術方向、應用場景、實施路徑等形成能源數字化的頂層設計方案，提高工作的系統性、整體性和協同性。

找準關鍵環節，明確能源數字化發力重點。能源企業應立足數字化技術的最新進展，結合能源領域發展關鍵短板，在油氣資源勘探開發、新能源高效利用、能源網絡智能運行、終端用能智慧優化等領域推動數字化技術深度應用，形成數字與實體深度交融、信息流與能量流耦合驅動的新型發展模式，有效促進相關環節的質量變革、效率變革、動力變革。

制定支持政策，營造能源數字化發展環境。政府應出臺相關政策，鼓勵能源企業與互聯網企業、相關高科技企業、金融企業、制造企業和研究機構間合作，并支持能源企業開展業態創新，適度放寬對數字化發展催生的新業務的監管；同時，有效識別潛在風險，制定相關制度、規范和規則，以保障企業數據安全，規范能源企業間信息交互。

突破核心技術，提升能源數字化賦能能力。相關企業應圍繞各類數字化技術及其在能源系統中的應用開展深入研究，尤其是針對數據智能類技術，加強算法研究與場景應用設計，形成自主知識產權，建立以能源企業和相關數字化高新技術企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的綠色技術創新體系，以創新驅動突破技術瓶頸、破解發展難題。

??（作者單位：國網能源研究院有限公司）