智慧能源专题研究：智慧能源白皮书

第一章 变革加速，能源行业机遇与挑战并存

（一）能源行业面临着转型挑战

碳中和愿景将加速推动能源清洁低碳转型。2020年9月22日，我国向世界郑重宣布，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。预计碳达峰和碳中和目标会分解至省内各级行政区域及行业，逐步落实到企业，将对企业生产经营和可持续发展提出新要求。

能源绿色高质量发展仍面临油气依赖进口、新能源消纳难等问题。根据国家统计局数据显示，2020年上半年，我国生产原油9715万吨，进口原油2.69亿吨，生产天然气940亿立方米，进口天然气4836万吨。

能源行业利润普遍大幅下降，经营压力激增。近年来某些地区的电煤价格稳步增长；与此同时，受电力零售业的市场化影响，煤电、气电标杆上网价格在一些地区有所下降；发电小时数常年处于低位；2020年受新冠肺炎疫情的影响，全国能源需求整体下降。煤价、气价、电价等外部因素的变化进一步加剧了传统电力企业的经营压力。

经济增长方式转变，能源需要适应市场多元化需求。随着我国产业结构全面调整，经济高质量发展，能源需求将从工业用户绝对占比向工业、建筑、交通（新能源汽车）等用户多元需求转变。

“四个革命、一个合作”的能源安全新战略，重塑能源行业形态。2014年6月，中央财经领导小组第六次会议提出推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命和全方位加强国际合作。

（二）新一代信息技术引领新一轮产业革命，加快能源革命步伐

第四次信息革命的到来，数字经济成为经济发展主要驱动力。新一轮科技革命和产业变革加快推进，数字经济成为世界各国竞相发展的新高地，中国数字经济发展方兴未艾，已迈入蓬勃发展阶段。

新基建加大行业数字化转型步伐。2020年以来，党中央、国务院密集部署新型基础设施建设。

国家持续推进能源领域数字化转型进程。为促进能源行业的转型升级和技术革命，我国发布了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》等一系列推进智慧能源发展的政策和指导意见，为中国智慧能源发展带来重要发展契机，为加快建设能源强国提供有力支撑，为国内大循环做好基础保障。

（三）数字技术创新能源新模式新业态，助力能源绿色变革

数字技术创新能源消费模式。通过数字技术的应用，全面提升终端能源消费智能化、高效化水平，促进了智能建筑、智能家居、智能交通、智能物流推广，推动了智慧能源城市建设和发展。

数字技术与能源技术融合创新服务业态。长期以来，我国能源领域形成了以石油、天然气、电力等部门为核心的相对独立的子系统和技术体系。

数字技术打造分布式能源网络，适应多元需求。在传统发展模式下，水、 电、热、气等单一规划，能源服务选择单一。

（四）智能化技术将成为能源数字化转型关键

当前，能源行业整体处于信息化向智能化迈进过程。各类能源系统由于特性差异，发展程度不尽相同。电力系统信息化基础较好，并积极探索泛在物联的数字化技术集成创新，已经进入能源智能化阶段，是能源数字化的先行领域。

数字技术助力能源行业降本增效。根据国际能源署（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%。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年减少3000万吨二氧化碳排放。

人工智能等数字技术在国外能源企业得到广泛应用。美国最大的独立石油生产商Pioneer Natural Resources利用人工智能提高钻探油井的成功率；意大利石油和天然气公司埃尼(Eni)通过运用新的超级计算机来提高地震成像和地质建模的准确性。

在全球行业发展和国家政策的引领下，国内能源企业着眼于长远发展需要，积极开展各版块业务数字化转型的探索与实践。中国海洋石油集团搭建生产运营物联网平台，建设数字化工厂，试点LNG自助提气，提升装车效率，每年节约人力成本150万元；以无人机智能巡检搭配人工巡检，形成低本高效、安全智能的“天地一体”管理新模式，管道巡检效率较传统方式提升6~7倍。

从国外和国内能源企业的案例中，可以看到人工智能等数字技术与能源产业有机融合，成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力。未来随着数字技术应用的成熟、不断的落地实践，智慧能源将进入规模提速增长、结构逐步优化、创新应用场景更加丰富、智能化水平显著提升以及全社会广泛参与、跨行业融合创新的发展新阶段。

第二章 数字科技助力智慧能源建设

（一）智慧能源体系

智慧能源体系是通过打造平台连接产业链上下游企业，汇聚与协同商业伙伴，发挥各参与主体核心优势，逐步构建以用户为核心的能源生态圈，在供给与需求、技术与行业方案整合中培育新动能，形成智慧能源生态圈闭环，推进生态圈自驱动自成长。

（二）智慧能源架构

智慧能源总体架构是以智能化为核心，基于智能云、物联网等基础设施平台以及AI中台、知识中台、业务中台、数据中台等，借助云计算、人工智能、大数据、区块链等技术，最终推动能源企业实现智能化转型。架构主体包括数字化基础设施层、平台层、应用层，可根据不同企业特性和要求，形成定制化解决方案。同时，为有序推进智慧能源建设，架构还包括能源生态体系、运营服务体系、网络安全保障体系和标准规范体系。

第三章 智慧能源应用场景持续创新

（一）智慧生产

能源行业是资产密集型行业，具有设备价值高、产业链长、危险性高、环保要求严的行业特征，面临设备管理不透明、工艺知识传承难、产业链上下游协同水平不高、安全生产压力大等行业痛点。随着世界能源格局的变化，能源发展向低碳化、分散化、智能化转变。能源消费服务市场的需求转变，倒逼生产、储运环节要更加安全、高效、清洁，因此需要依靠数字技术，提高能源生产过程的智能化水平。

（二）智慧营销

人工智能、大数据等信息技术的应用，使得传统行业之间的壁垒和不同专业之间的“高墙”被打破，能源行业的形态发生了极大的变化。传统的能源企业正在面临负荷集成商等市场新进入者以及众多基于互联网生态成立的全新企业的挑战，能源消费者将前所未有地成为重塑市场格局的重要力量。

（三）智慧管理

传统企业的管理模式，通过严明的管理机制和方法，标准化、流程化的手段来提高企业的生产效率。数字技术的发展为企业的运营管理注入了活力，也对企业的运营管理产生了颠覆式的冲击。在数字经济时代，快速变化的市场需求以及迭代更替的技术手段，要求企业从经验驱动向数据驱动转变，敏捷响应市场变化；要从相互独立向协同发展转变，建立与数字创新相适应的运营流程；要从依赖人力和等级管理向智能化、数据化转变，实现业务管控效率和效益的提升。

第四章 智慧能源建设实施路径与方法

（一）总体方法

智慧能源体系打造的核心是能源企业发挥新一代信息技术优势，构建新型能力，实现企业转型升级。从实施落地看，不管是企业层面还是行业层面的智慧能源体系构建，基本可以分为规划指引、统筹建设、能力评估、持续运营等四个阶段。

（二）具体步骤

1.规划引领

智慧能源规划体系的构建，需要把握的“四个重点”：第一，确定企业发展愿景。第二，采用合理工具和手段，对企业智慧能源所处的阶段进行评估。第三，创新发展能力和数字化转型总体框架。第四，制定智慧能源实施规划，确定推进时序。

2.统筹建设

智慧能源的建设，需要在规划的指导下，全面统筹推进，根据企业发展愿景，发展目标与战略，依托企业信息化基础，分步实施统筹推进。可以分为“一个统筹”和“三个阶段”：

一个统筹：根据企业智慧能源规划建设范畴涉及的主体不同，智慧能源建设需要构建业务-业务、企业-企业、企业-政府、企业-用户建设生态。

三个阶段：

3.能力评估

开展智慧能源能力体系评估，有利于能源企业建设、运行和优化数字化创新能力，深化云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的融合应用，发现问题，为后续的持续改善建立基础，推动全国能源体系朝着更清洁、更高效、更安全的方向迈进。

4.持续运营

鉴于传统能源企业运行的相对独立性，能源企业信息化多采用的是自主投资、自主运营的模式。随着新一代信息技术的发展，以及技术间融合步伐加快，不同业务场景对新技术的需求越来越迫切。加之智慧能源改革的深入推进，能源原有的运行边界、运行范围逐步突破融合。考虑到部分平台投入较大，且存在较高的技术壁垒，未来智慧能源的运营，将依据企业规模和类型、智慧能源覆盖的领域呈现能源企业为主导、多元化合作运行的局面。

从业务场景来看，对于能源企业主导的核心业务场景，包括能源生产、业务管理等，未来仍将采用企业主导、科技企业赋能合作的方式建设运行；对于全场景式的能源供给场景，如智慧城市、园区、智慧社区等，根据能源流在智慧化场景的价值形态，可以采取多元化的建设运营模式。

从科技角度看，对于借助科技手段服务企业内部生产管理场景的智慧应用，在建设阶段，可采用能源企业主导，科技企业以供应商角色为能源企业提供服务的方式。在后期运营阶段，供应商为能源企业提供稳定、可靠的运维服务。对于需要大量资金投入、技术壁垒比较高、需要多行业积累的平台建设，如人工智能平台建设，可采用能源企业和科技企业合作运营的方式。

第五章 智慧能源发展重点措施

（一）组织数字化能力评估

为保障智慧能源的有序开展，能源企业需要首先进行数字化转型诊断工作。评估企业数字化程度，分析企业数字转型的现状，包括能源生产、管理、营销等环节中基础性数据采集和对信息通信类技术的应用情况，终端设备信息的全面感知能力，对数据的智能分析与处理能力，数据流是否形成闭环等。通过企业数字化程度评估，充分分析企业数字化转型发展阶段、现状水平、资源条件等情况，分析传统信息化带来的数据管理以及客户服务方面存在的问题，选取最为关键、最为迫切、切实可行的发展方向。

（二）统筹智慧转型咨询规划

数字时代下，能源企业面临高效集约化的企业生产模式转型、用户中心化的企业营销模式转型、数据驱动的企业管理模式转型、生态化的企业运营模式转型等挑战与机遇。能源企业需要开展智慧能源的咨询规划，以指导企业谋篇布局，满足协同化、多样化需求，适应数字时代的挑战，抓住机遇实现转型。合理的统筹规划与科学的顶层设计是智慧能源建设和应用得以顺利实施、有效运行的前提。首先，通过科学的统筹、有效的设计，明确建设方向，确定数字转型建设的总体框架和推进策略，准确规划建设任务和建设的范围，并通过层层分解降低建设的复杂性。其次，通过规范引导、标准先行，把握建设重点，避免重复建设，详细规划建设任务与实施路径。最后，还需要把总体规划上升到决策高度，保证总体规划的落实，这是智慧能源建设成功的必要保障。

（三）共建智慧能源合作生态

智慧能源是一个开放的生态系统，必须践行共创、共赢的合作理念，针对数字化转型要求，结合自身信息技术能力，选择技术先进、平台支撑、具备行业经验的合作伙伴，发挥合作伙伴先进技术等优质资源，构建共建、共 治、共享的智慧能源建设生态，唯有互相信任，共同推进智慧能源建设，通过持续的迭代，才能实现能源企业相关元素自治自愈、智慧决策、高度无人化的智慧运营等转型。智慧能源将重塑能源生产、营销和管理方式，对能源结构、能源效率和能源安全等产生显著影响。

（四）完善智慧基础设施建设

信息网络的快速发展和融合创新，使各种新技术、新业务、新终端层出不穷，各种网络安全问题相互交织、相互影响，病毒传播、网络攻击等非传统安全威胁防不胜防。能源安全涉及国家安全，能源企业应将网络安全提到重要位置。

报告原文：智慧能源专题研究：智慧能源白皮书

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）