2021年中国能源行业数字化转型趋势.pdf
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1、头豹市场研读|2021/03头豹研究院2021年中国能源行业数字化转型趋势Digital Transformation Trend of Chinas Energy Industry in 2021 2021年中国業界化趨勢报告标签:数字化转型、智慧能源、云计算42020 LeadL中国:数字化转型沙利文市场研读|2020/12概览摘要头豹研究院谨此发布中国工业互联网系列报告之2021年中国能源行业数字化转型发展趋势能源数字化转型即能源企业应用新兴信息技术(如物联网、大数据、人工智能等)优化能源生产、传输、交易和消费环节的资源配置能力、安全保障能力和智能互动能力,从而实现能源企业智能化、数据化
2、、信息化运营管理与能源行业的智慧化发展形态。能源数字化转型的核心即使用新兴信息技术充分挖掘和利用能源全生命周期的数据价值。能源企业通过充分挖掘和利用经营过程的数据流价值优化自身的决策输出,从而提升能源生产、传输、交易与消费的运营效率,最终提升能源企业的经营效益和提升能源行业的资源利用率与安全性。能源行业是技术与装备密集型行业,设备管理难度高电力行业和石油行业均属于技术与装备密集型行业,且都对作业现场的安全性要求高。电力行业的行业痛点包括设备维护成本高、分布式能源管理难度高、设备冗杂而导致管理难度高等;石油行业的行业痛点包括工艺技术传承难、安全事故发生的后果严重等。能源数字化转型的目的在于实现能
3、源智慧化发展新形态能源数字化转型体现在产、供、销三大环节的能源实现各能源间的灵活转换和互通互济,产、供、销三大环节的信息利用(包括采集、传输、处理、存储、控制)效率提升,以及产、供、销三大环节的业务模式与形态创新。新的业务模式和新生态包括内外协同与跨界融合的新业务发展模式、科学精益与灵活高效的新运营管理模式、快速反应与智能互动的多元服务模式、共建共享与共治共赢的新生态发展格局。碳中和趋势下,能源企业的数字化转型使能源行业发生五大本质变化碳中和趋势下,能源行业的本质共发生了五大变化,分别是能源企业身份转变、能源企业生产的产品形式转变、能源生产工具转变、能源生产模式转变,以及能源生产位置转变。20
4、21 LeadL头豹市场研读|2021/0352021 LeadL中国:数字化转型头豹市场研读|2021/03目录何为能源行业数字化转型?-09行业现状及痛点分析-10能源数字化定义-11能源行业数字化转型趋势的供需分析-12供给洞察-13需求洞察-14如何实现能源企业数字化转型?-15能源行业数字化转型趋势的案例分析-17国家电网-18华为-19中国石化-20能源行业数字化转型趋势分析-21增强的数据感知能力赋能企业优化能源全生命周期-22能源行业数字化转型趋势的总结-23总结-24方法论-25法律声明-2662021 LeadL中国:数字化转型头豹市场研读|2021/03Overview
5、of Digital Transformation Trend of Energy Industry-09Industry Status and Pain point Analysis-10Definition of Digital Energy-11Supply and Demand Analysis of Digital Transformation Trend of Energy Industry-12Supply Side Analysis-13Demand Side Analysis-14How to Realize the Digital Transformation of Ene
6、rgy Enterprises?-15Case Analysis-17State Grid-18Huawei-19SINOPEC-20Digital Transformation Trend Analysis of Energy Industry-21Enhanced Data Awareness Enables Enterprises to Optimize Energy Life Cycle-22Summary of Digital Transformation Trend of Energy Industry-23Summary-24Methodology-25Legal Stateme
7、nt-26Contents72021 LeadL头豹市场研读|2021/03中国:数字化转型图表目录 List of Figures and Tables图表1:能源行业现状及痛点-10图表2:能源数字化体系架构-11图表3:能源行业数字化转型供给洞察-13图表4:能源行业数字化转型需求洞察-14图表5:能源企业数字化转型路径-15图表6:国网新能源云-18图表7:华为数字能源-19图表8:中国石化的数字化转型-20图表9:能源行业数字化转型发展趋势-22图表10:能源行业数字化转型趋势总结-2482021 LeadL头豹市场研读|2021/03中国:数字化转型名词解释标准煤:标准煤是为了方便
8、相关部门统计整理和分析能源利用效果而制定的一种标准能源表示方法,标准煤指的是热值为7,000千卡/千克(公斤)的煤炭。布伦特原油:布伦特原油产于北大西洋北海布伦特地区,在伦敦洲际交易所和纽约商品交易所交易,以美元及美分每桶进行报价,布伦特原油的价格是市场油价的标杆。物联网:物联网(Internet of Things,IoT)即”万物相连的互联网”。物联网通过应用各种信息传感器、射频识别技术等装置与技术,实时采集一切生产要素相关的信息,再通过网络实现物与物、物与人的泛在连接,最终实现生产运营过程的智能化感知、识别和管理。5G:第五代移动通讯技术(5thGeneration Mobile Net
9、works)具备高速率、低时延、节省能源、大容量、可大规模设备连接等特点,5G网络是数字蜂窝网络。大数据:大数据(big data)是一种新的信息数据处理模式,指对无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据进行汇总集合,从而为企业提供更强的决策力和洞察发现力。人工智能:人工智能(Artificial Intelligence,AI)是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术科学。云计算:云计算(Cloud Computing)又称为“网格计算”,从最初解决任务分发,并进行计算结果合并的简单分布式计算,发展成为现阶段融合多种高级计算技术为一
10、体的技术集成体。“尖峰化”问题:指的是用户侧在某一时段大规模集中用电会造成用电负荷瞬时爬高,使得负荷曲线呈现尖峰化的现象。PUE:电源使用效率(Power Usage Effectiveness,PUE)是评价数据中心能源效率的指标,PUE等于数据中心总能耗与IT设备能耗的比值,PUE值越接近于1表示一个数据中心的绿色化程度越高。92021 LeadL头豹行业研读|2021/03家电行业数字化转型能源行业现状及痛点解析、能源行业数字化转型定义、能源行业数字化体系架构何为能源行业数字化转型?102021 LeadL中国:数字化转型头豹市场研读|2021/03电力行业和石油行业均属于技术与装备密集
11、型行业,其行业痛点分别为设备维护成本高和分布式能源管理难度高等,与工艺技术传承难、安全事故发生的后果严重等何为能源行业数字化转型?行业现状及痛点分析来源:国家统计局,国际能源署,北极星电力新闻网,国资委科创局,头豹研究院编辑整理能源消费需求持续增长,电源结构清洁化发展中国城镇化率提升与人均可支配收入提升带动能源消费需求增长。能源消费总量从2016年的43.6亿吨标准煤增长至2020年的49.8亿吨标准煤,CAGR达3.4%。2020年全社会用电量达75,110亿千瓦时,同比增长3.1%。其中第二产业用电量最大,达5,121.5万亿瓦时,占总用电量的68.2%。能源清洁化发展带动新能源资产规模快
12、速增加。清洁能源占能源比重从2016年的19.7%增长至2020年的24.3%,CAGR达5.4%。电源结构持续优化,并网风电和并网太阳能的占比分别从2019年的10.4%、10.2%增长至2020年的12.8%、11.5%。电力行业和石油行业均属于技术与装备密集型行业,设备管理难电力行业和石油行业均属于技术与装备密集型行业,且都对作业现场的安全性要求高。电力行业的行业痛点包括设备维护成本高、分布式能源管理难度高、设备冗杂而导致设备管理难度高等;石油行业的行业痛点包括工艺技术传承难、安全事故发生的后果严重等。根据国际能源署数字化和能源预测,石油行业的数字化转型可使其生产成本减少10-20%和油
13、气技术可采储量提升5%,以及可再生能源(如风电、光伏)的整合程度提升使2040年的全球二氧化碳排放量减少3,000万吨。能源行业现状及痛点行业现状电力行业能源行业行业名称石油行业行业特点及痛点数字化转型应用案例电力行业现状:受益于中国城镇化率与居民生活水平提升,电力产销量持续增长。2020年全社会用电量达75,110亿千瓦时,同比增长3.1%。其中第一产业、第二产业、第三产业和城乡居民生活用电量分别同比增长10.2%、2.5%、1.9%、6.9%。2020年发电量达77,790.6亿千瓦时,同比增长3.7%电源结构持续优化,清洁能源占比不断提升。并网风电和并网太阳能的占比分别从2019年的10
14、.4%、10.2%增长至2020年的12.8%、11.5%石油行业现状:中国原油生产增速有所放缓,国际原油价格继续上涨。2020年全国原油产量达1.95亿吨,同比增长1.6%;加工原油6.7亿吨,同比增长3.0%。2020年进口原油4.5亿吨,同比增长7.3%。截止至2021年3月9日,布伦特原油期货的价格为67.3美元/桶,比2020年12月(51.2美元/桶)上升了近31.4%中国近几年石油储备能力大幅提升,当前已达国际能源署(IEA)要求的90天石油储备量标准电力行业特点:技术密集型行业装备密集型行业电力行业痛点:设备的维护成本高并网协调难度大供需逆向分布石油行业特点:产业链长产品覆盖广
15、设备资产密集石油行业痛点:安全生产重要性高工艺技术传承难资源分布地域环境恶劣环境保护压力提升普安发电首创的、基于SIS系统开发W火焰炉壁温管理系统可实现比同规模传统火电机组减少15名值班员的运行状态国家电网的能源服务数字化平台实现服务一个入口、客户一次注册、业务一网通办。该中国最大的能源电商平台聚合了产业上下游资源,实现了物资电商化采购,为客户提供低成本与高效的平台服务中国石化通过对石油化工生产全流程的安全隐患进行梳理,自主研发了可实现安全隐患感知、预测、处置和评估等的国家危险化学品安全生产风险监测预警系统中国石油构建的基于数字孪生的设备智能化管理系统可实现油气生产全流程数据的实时采集、存储与
16、高效分析,通过数字化技术持续优化业务执行和运营效率https:/ LeadL中国:数字化转型头豹市场研读|2021/03新兴信息技术赋能能源行业,通过优化能源生产、传输、交易和消费环节的资源配置能力、安全保障能力和智能互动能力,从而实现能源企业智能化、数据化、信息化运营管理何为能源行业数字化转型?能源数字化定义来源:百度,国家电网,头豹研究院编辑整理能源数字化转型是新兴信息技术(如物联网、云计算等)与能源行业深度融合的产物能源数字化转型即能源企业应用新兴信息技术(如物联网、大数据、人工智能等)优化能源生产、传输、交易和消费环节的资源配置能力、安全保障能力和智能互动能力,从而实现能源企业智能化、
17、数据化、信息化运营管理与能源行业的智慧化发展形态。能源数字化转型的核心即使用新兴信息技术充分挖掘和利用能源全生命周期的数据价值,例如物联网技术可实现海量设备实时在线接入,云计算技术提高能源设备数据的收集、存储与分析效率等。能源企业通过充分挖掘和利用经营过程的数据流价值优化自身的决策输出,从而提升能源生产、传输、交易与消费的运营效率,最终提升能源企业的经营效益和提升能源行业的资源利用率与安全性。能源数字化转型的目的在于实现能源智慧化发展新形态能源数字化转型体现在产、供、销三大环节的能源实现各能源间的灵活转换和互通互济,产、供、销三大环节的信息利用(包括采集、传输、处理、存储、控制)效率提升,以及
18、产、供、销三大环节的业务模式与形态创新(包括内外协同与跨界融合的新业务发展模式、科学精益与灵活高效的新运营管理模式、快速反应与智能互动的多元服务模式、共建共享与共治共赢的新生态发展格局)。能源交易数据社会经济数据工业制造数据应用层地图层云层数据层感知层能源层能源生产能源传输能源消费能源交易传统能源新能源大电网微电网工业个人市场交易场所监控设备传感器芯片&无线模组物联网络物联网网关企业私有网VPC等非结构化数据:BOS结构化数据:RDS时序数据:TSDB互联网大数据能源大数据网络安全防护体系基础云IAAS数据中台人工智能物联网地图开放平台知识算法样本模型图像、音频自然语言、知识图谱AR、自动驾驶
19、连接唤醒理解位置、影像、轨迹、出行数据分析接入解析存储建模AI边缘计算地理信息系统(GIS)三维信息系统(BIM)采集存储管理运算分析显示描述几何信息专业属性状态信息(如空间、运动行为)调度运行平台电网管理平台客户服务平台运营管控平台交换能源数字化体系架构硬件设备122021 LeadL头豹行业研读|2021/03家电行业数字化转型能源行业数字化转型趋势的供需分析能源行业数字化转型供需分析、能源行业数字化转型路径解析132021 LeadL中国:数字化转型头豹市场研读|2021/03高新信息技术赋能能源行业,助力能源行业形成四大新业务模式与新生态高新信息技术(5G及物联网、云计算、大数据、人工
20、智能等)赋能能源行业。能源企业在实现能源生产、能源传输、能源交易与能源消费全流程环节与涉及要素互联互通的基础上,叠加实时、及时和高效的数据采集、存储、分析与处理,从而提升能源企业的决策输出效率与准确性。即高新信息技术助力能源企业打破能源行业参与者间的数据壁垒,通过提高能源行业的信息透明度和能源数据的挖掘与利用效率,助力能源行业优化资源配置效率。能源行业资源配置效率的提升具体体现在产能端能源利用效率提升与作业安全性提升等带来能源供给端经营效率提升,用能端产品和服务的多元化与便捷化发展等带来能源需求端的体验优化,以及管能端通过提升数据挖掘的效率优化能源规划、灾害应急等社会治理效率。能源企业的数字化
21、转型具体体现在助力能源行业形成四大新业务模式与新生态能源企业的数字化转型具体体现在助力能源行业形成包括内外协同与跨界融合的新业务发展模式、科学精益与灵活高效的新运营管理模式、快捷响应与智能互动的多元服务模式和共享共治与共治共赢的生态发展新格局在内的四大新业务模式与新生态。高新信息技术助力能源企业打破能源行业参与者间的数据壁垒,通过提高能源行业的信息透明度和能源数据的挖掘与利用效率,助力能源行业优化资源配置效率能源行业数字化转型供需分析供给洞察来源:头豹研究院编辑整理能源行业数字化转型供给洞察能源行业数字化转型5G及物联网技术云计算技术实现能源行业内部各环节(能源生产、能源传输、能源消费等)与涉
22、及要素(如消费者、厂商、设备等)的互联互通通过实现资源(终端、计算、数据等)共享,应用标准化的物联平台实现实时、及时和高效的数据采集、存储、分析与处理,助力能源企业实现降本增效的运营成果能源行业高新信息技术产能端用能端管能端设备能耗管理产能效益提升作业现场安全性提升等产品多元化服务便捷化用能稳定性提升充电效率提升等能源规划优化灾害应急规划优化等助推能源行业形成四大新业务模式与新生态新业务发展模式新运营管理模式多元服务模式生态发展新格局内外协同跨界融合科学精益灵活高效快速响应智能互动共建共享共治共赢能源企业数字化转型推动产品和服务创新类应用生产智能化运营类应用数字化营销服务类应用数字生态类应用新
23、一代信息技术应用工控安全类应用两化融合管理体系应用综合类应用应用案例:国家电网的国网大数据中心通过开展财务多维精益、现代智慧供应链、数字化审计等,实现源端数据接入率100%、数据质量技术问题整改率100%、有效数据表基础信息维护率95%等142021 LeadL中国:数字化转型头豹市场研读|2021/03日益严重的全球环境问题使各国愈来愈重视和发展高效节能、清洁低碳的绿色经济。为获得可持续发展,中国对能源企业实现创新、协调、绿色、开放和共享的发展提出要求能源行业数字化转型供需分析需求洞察来源:国家电网,国务院,头豹研究院编辑整理高效节能、清洁低碳的绿色经济发展趋势要求能源行业数字转型升级日益严
24、重的全球环境问题(例如全球变暖、能源资源有限等)使各国愈来愈重视和发展高效节能、清洁低碳的绿色经济。中国为得到可持续发展,提出了围绕创新、协调、绿色、开放和共享的能源行业新发展理念。新发展理念要求能源企业充分运用新兴信息技术结合能源行业的特点,围绕能源安全新战略节能、绿色、创新、市场化和全方位五大关键词发展,通过实现能源企业的智慧化(即数字化、网络化、智能化)运营,提升能源资源利用率、能源企业生产效益、能源安全性和稳定性。国家电网数字化转型的成效显著国家电网应用工业互联网优化自身电力系统运营效率,实现以较低成本解决“尖峰化”问题。工业互联网平台推动国家电网实现清洁能源与电网的协同化发展,显著提
25、高国家电网的能源利用效率(例如协助国网上海削峰负荷23万千瓦)。另外,国家电网的数字化转型还助力其优化用户服务体验(例如国网吉林降低用户购电成本871.5万元)、节约能源生产成本(国网上海降低输配电设施投入2,000万元)、保护生态环境(例如国网吉林促进新能源消纳1.5亿千瓦时)。能源行业数字化转型需求洞察能源行业层面能源企业层面中国能源行业发展需坚持生态兴则文明兴中国能源已进入高质量发展新阶段中国能源行业新发展理念创新协调绿色共享开放日益严峻的全球问题气候变化环境风险 能源资源约束中国新时代能源发展规划能源发展战略绿色发展清洁低碳能源消费革命能源供给革命加强国际合作能源技术革命能源体制革命能
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- 2021 年中 能源行业 数字化 转型 趋势
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