数字技术何以赋能电力行业碳减排

后疫情时代“数字化”和“绿色化”正在成为全球经济复苏的主旋律。

近日,中国信息通信研究院发布《数字碳中和白皮书》(以下简称《白皮书》)。其中指出,数字技术能够赋能构建清洁低碳安全高效的能源体系,助力产业升级和结构优化,促进生产生活方式绿色变革,推动社会总体能耗的降低。

记者对《白皮书》进行了梳理,一起来看看国际借力数字技术应对气候变化的探索,我国电力行业又该如何利用数字技术,实现“管”碳、减碳。

借力数字技术应对全球气候变化

现有研究表明数字技术在助力全球应对气候变化进程中扮演着重要角色。

21世纪伊始,国际研究机构开展了数字技术赋能碳减排方面的应用和研究。据全球电子可持续发展推进协会(GeSI)的研究,数字技术在未来十年内通过赋能其他行业可以减少全球碳排放的20%,主要通过智慧能源、智慧制造等领域实现。《全球通讯技术赋能减排报告》显示,2018年移动互联网技术使全球温室气体排放量减少了约 21.35亿吨,而这些赋能减排主要通过智慧建筑、智慧能源、智慧生活方式与健康、智能交通与智慧城市、智慧农业、智慧制造等领域的应用而实现。

美国在推进本国净零排放目标整体过程中高度重视数字技术的融合应用,围绕数据、标准、技术、资金等制定了丰富的政策工具, 初步建立了科学合理、协调有力的政策方案。具体包括提供助力减碳模型开发/智能决策的高质量数据集和大数据工具,发布数字化方向碳中和标准,实施研发补贴,设立奖励性支持,提供贷款担保等。

英国、欧盟等将利用数字技术促进行业脱碳和可持续发展纳入投融资、研究创新、国际合作等政策,释放明确政策信号,鼓励企业通过数字转型提高应对气候变化的能力。如利用绿色基金引导私人投资流向,在创新项目中部署智能出行、绿色建筑、智慧能源等内容,重视数据共享开发和利用,合作开发大数据工具等。

日本政府高度重视利用新一代数字技术和基础设施支撑绿色转型,于2020年12月25日发布了《2050 年碳中和绿色增长战略》,基于预算、税制、金融、监管、国际合作5个政策工具,将在海上风电、电动汽车、氢能等14个重点领域推进减排。

德国、法国、韩国等也高度重视本国数字碳中和方案开发和推广,通过试点示范、人才培育、服务供给等政策工具全方位深化各行业数字化减碳应用,为更好地释放数字技术减碳潜力、促进气候目标实现提供坚实的政策支撑。

数字技术赋能我国碳减排

为什么数字技术可以帮助碳减排呢?

《白皮书》对数字赋能是这样解释的——数字化对环境影响的一个重要方面就是赋能效应,即通过在经济和社会活动中使用数字技术而产生的效应,数字技术一方面能够减少不必要活动,另一方面通过对经济活动进行优化和非物质化从而有益于环境。

我们知道碳中和主要包括碳的排放、碳的移除,如果碳的排放和移除相等,即可实现碳中和。

碳排放包括能源的供给和消费,能源供给又包括传统能源和清洁能源。数字技术可以提升传统能源供能效率,降低环境破坏程度,可以解决清洁能源消纳与稳定两大问题。能源消费侧包括工业、建筑、交通和生活,数字技术可以赋能工业智能化绿色制造和能源管理,降低建筑全生命周期能耗,促进交通提升运输组织效率,对生活层面而言,数字技术可赋能智慧医疗、教育、文旅、金融等。

在碳移除方面,数字技术能够提升生态固碳效率。

目前,数字技术助力我国碳达峰碳中和的总体思路包括四个步骤:一是数据摸底,摸清“碳家底”,开展碳排放数据的盘查,实施碳排放数据监测、统计、核算、核查,认真分析碳排放来源,确定工作重点;二是情景预测,基于碳排放现状和目标,对碳达峰碳中和进程模拟预测;三是明确路径,设计科学、系统的“双碳”顶层规划,研究制定可操作、可落地的碳减排路径和行动计划;四是实施调整,完善碳排放管理体系,明确各部门职责权利,提供机制保障,推进经济社会发展全面绿色转型。

构建新型电力系统离不开数字技术

《白皮书》明确,在构建清洁低碳安全高效的能源体系和源网荷储一体化的新型电力系统的过程中,数字技术将发挥积极作用,实现广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控。

从输配电网智能化运行来看,数据显示,我国输配电损耗约占全国发电量的6.6%,随着未来我国电气化率进一步提升,社会用电量将持续增长,输配电网络损耗将成为不容忽视的能源浪费。目前,电网公司已经逐步利用数字技术,助力实现输配电网络的智能运维、状态监测、故障诊断等,提升电网管理水平,降低输配电网络损耗,达到节能降碳效果。

从电力用户侧智慧化应用来看,基于先进数字技术的智慧用能体系,能够帮助电力使用者精细化管理自身能源消耗、精准快速定位高能耗、高碳排放用电环节、智能分析用户用电行为,从而优化电力调度和匹配方案,达到提升用电效率、降低碳排放的目的。

从储能系统来看,数字技术可以实现储能系统的互联网化管控,提高储能系统运维的自动化程度和储能资源的利用效率,充分发挥储能系统在能源互联网中的多元化作用,加速实现规模化削峰填谷。例如,目前用户侧存在大量分散的电池储能资源,通过采用电池能量交换系统和电池能量管控云平台等数字化手段,可以将海量的碎片化闲置电池储能资源盘活为电网可以调度利用的大规模分布式储能系统,实现基于“虚拟电厂”的配电网储能系统,支撑储能系统的推广应用和能源互联网的发展。

运用数字技术“管”碳

实现碳中和的过程,始终伴随着碳的管理。

《白皮书》表示,数字技术能够帮助政府管理部门和企业获取涉“碳”的各种信息,把“碳”管起来,摸清碳家底、规范碳核算,实现碳资产管理和碳排放追踪数字化。通过数字技术提升碳排放数据获取、传递、存储、计算、统计的精准性、便捷性、安全性、可信性和高效性, 助力碳排放核算的实时化、精准化和自动化。

在碳市场方面,未来碳市场具有多主体、多模式和多规则的特点,对碳市场交易透明性、实时性和数据安全性都提出了需求与挑战。可以结合区块链的“去中心化、透明安全、不可篡改、信息可溯”的技术特征,为我国碳市场建设提供具体实施手段,实现碳市场的安全可信交易与高效结算,完善碳交易流程和自动化业务处理。

在碳金融方面,可以利用大数据、人工智能等先进技术在客户筛选、投资决策、交易定价、投/贷后管理、信息披露、投资者教育等方面提供更多支持。

在碳汇方面,对于已经排放的二氧化碳,需要借助农林湖草等自然资源吸收碳排放完成碳中和,可以对土壤、作物、森林等环境要素进行数字化采集、存储和分析。

来源:中电传媒能源大数据