当数字化遇上碳中和,看能源行业如何跨越系统限制
自2020年9月,我国明确提出 2030 年“碳达峰”与 2060 年“碳中和” 的目标,对我国能源发展和能源政策产生长远、广泛而深刻的影响。国家启动了多轮能源发展战略制定,能源企业也主动求变,纷纷快速调整发展方向、制定顶层设计、加快技术革新和研究有效的实施方案等一系列措施,为实现“达峰”取得了初步成果,为实现“中和”奠定了基础。
但由于我国目前仍处于发展中国家阶段,“发展”依然是当前的主旋律。如何在发展不停滞的前提下,实现“碳中和”的目标,成为政府、市场共同关注的话题。
具体到能源方面,经过市场多年的试点与验证,电能在发电侧既可以向清洁能源倾斜,本身又便于运输、使用和存储的特性,使得当前中国能源市场正在向电能方向转型。
“电能统一”的共识下,能源利用面临两大难题
在明确“电能统一”的共识下,实践碳中和目标便围绕在两个方面:一是在发电侧尽可能使用风电、光电这些清洁电能代替煤电;二是在用能侧尽可能多的使用电气化替代。而在这标尺下去衡量我国能源利用情况,便会发现现阶段存在的一些问题。
首先,是在发电侧。当前,中国的电力供给主要是以煤炭为主。2020年中国一共发7.6万亿度电,其中61%为火电,另外39%是气电、水电、风电、核电、光电这些清洁电能。而按照政府规划,到2060年,风电和光电要彻底替代中国的火力发电。但是,由于风力与光伏发电存在不稳定的特性,并且同一个时间段里,上游用风能和太阳能转化出来的电能,中游输送不了,下游也消化、吸纳不完,只好把上游的风光能量发出来的电能放弃掉。
其次,是在用能侧。虽然今年7月全国碳排放交易市场正式启动,为企业机构能源利用提供了量化平台,但由于我国传统能源供给方式,国内大部分企业并没有对自身企业进行能源“梯度利用”改造来保证企业能源利用效率的提升。
面对这样的问题,政府与产业各界都意识到,需要从“发、输、配、用、储”等环节,对能源行业进行深入改革。相关政策已经提出在2060年风力和光伏发电站要配备的储能空间要达到发电能力的100%。对于能源行业以及相关产业而言,在增加储能设备、能源改造器材的基础上,如何在满足“碳排放”指标前提下,控制好成本,是企业需要关注的重点。为此,企业除了要关注固定资产的增加,更重要的是要利用好数字化对于企业能源利用的赋能。
突破传统能源系统限制,华为数字化赋能能源行业发展
传统能源行业仅关注瓦特流,“发、输、配、储、用”节点之间彼此孤立,难以协同,导致电力生产效率低、能源效率低。且全链路存在大量“哑设备”,依靠人工维护,运维效率低。能源数字化引入联接、AI、大数据、IoT等数字化技术,将电力电子技术与数字技术创新融合,在瓦特流基础上加入比特流,用比特管理瓦特,实现全链路的互联化、数字化和智能化协同,让电力生产效率、运维效率、能源效率最大化。
在9月23日-25日举办的“华为全联接2021”上,华为在数字化如何赋能绿色能源给出了答案。华为数字能源认为,碳中和已经成为全球共识和使命,全球主要经济体宣布碳中和目标,低碳化、电气化、智能化是实现碳中和的关键要素。华为数字能源的愿景为融合数字技术和电力电子技术,推动能源革命,共建绿色美好未来。华为数字能源聚焦于清洁发电、能源数字化、交通电动化、绿色ICT基础设施、综合智慧能源等领域。
华为数字能源技术有公司副总裁、首席营销官方良周在会议中讲到,华为在ICT领域拥有30多年的积累,华为数字能源充分发挥这个优势,将联接、AI、大数据等数字化技术,全面引入到“发、输、配、用、储”等环节,助力能源行业的数字化转型。

针对于当下供能侧、用能侧面对的问题。华为利用数字技术与电力电子技术融合,加速能源数字化。在发电侧,构建以风光储为主力的清洁能源发电系统,打造以新能源为主体的新型电力系统;在用能侧,推进交通行业的全面电动化,打造智能电动解决方案,打造绿色、高效、智能的ICT基础设施解决方案;在储能侧,打造智能储能系统,实现储能系统的自组网和云化智能管理。在以新能源为主体的新型电力系统中,储能将分布在“源、网、荷”的各种场景,起到“蓄水池”和“电网调节器、稳定器”的作用,从而解决风电光伏能源间歇性、波动性的问题。
对此,华为数字能源全球Marketing总经理薛武军表示,面向能源革命和“双碳”目标,华为数字能源将进一步加大研发和市场投入,聚焦核心技术攻关,持续创新,在能源行业业务中深度融合数字技术和电力电子技术,促进能源产业的智能化升级。

在具体应用方面,宁夏宝丰采用华为智能光伏解决方案在10万亩枸杞上建设了640MW光伏电站,融合国际领先的平单轴自动跟踪技术,让太阳能板像向日葵一样逐光而动,较传统光伏电站发电量提高20%以上。同时,项目引入了无线宽带系统、无人机巡检、智能光伏云等先进的智能化手段,实现了远程诊断,快速精准定位各类故障,极大提高了运维效率。此外,浙江铁塔也与华为进行联合创新,引入AI技术实现基站智能错峰,在保障备电可靠的前提下,每年每站节省了17.1%电费。
而在当下最受人关注的电动汽车领域,北汽极狐阿尔法S HI版搭载了华为AI闪充动力域高压解决方案,百公里加速仅3.5s,国内首款高压平台可实现整车充电10分钟行驶197km,是业界充电速度最快的量产车型之一。
结语
当下,随着越来越多的数字碳中和场景逐渐浮现,未来数字化在碳中和的应用场景将突破行业的限制,将更多地走向生活,可再生能源、低碳住宅、生态廊道、低碳交通、新能源设施、资源循环利用等多个领域,都将是数字碳中和“蓝海”。