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“双碳”目标下能源产业数字化与绿色化的转型逻辑及实现路径

时间:2025-12-12

来源:中国网

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在全球气候治理进程加速与中国“双碳”战略纵深推进的背景下,能源产业的深刻变革已成为学界的核心议题。这场变革并非单一维度的技术升级或政策调整,而是一场由“绿色化”目标牵引、“数字化”技术驱动的系统性重塑。传统上,“绿色化”与“数字化”常被视作两条平行发展的路径,然而在“双碳”目标的约束下,二者正加速融合,形成一种相互依存、相互强化的“孪生转型”新范式。本文旨在系统阐释这一“孪生转型”的内在理论逻辑,并构建一个多层次、协同化的实现路径框架,以期为推动能源产业高质量发展、构建现代能源治理体系提供理论支撑与实践指引。

一、数字化与绿色化“孪生转型”的理论逻辑

“双碳”目标下能源产业的转型,其深层逻辑在于数字化与绿色化从“简单叠加”走向“深度融合”,共同构成破解传统能源体系困境、驱动系统性变革的核心引擎。这一逻辑可以从目标协同、机理互促和系统重构三个维度加以解析。

首先,目标同构性奠定了融合的基石。“双碳”目标的本质是推动经济社会发展全面绿色低碳转型,其核心挑战在于,如何在保障能源安全与经济增长的前提下,大幅提升能源效率与清洁能源占比。数字化以其在信息处理、优化决策与资源配置方面的卓越能力,恰好为解决这一挑战提供了关键工具。无论是通过大数据与人工智能优化电网调度以提升风光等间歇性可再生能源的消纳能力,还是借助物联网技术实现工业企业能耗的精细化管理与余热回收,数字技术的深度应用直接服务于节能减排、增效降本的绿色目标。

其次,机理互促性揭示了融合的动力。数字化赋能绿色化并非单向过程,而是存在深刻的双向互动机制。一方面,数字技术通过“数据要素×能源要素”,重塑能源生产、传输、消费全链条。在生产侧,数字孪生、智能勘探等技术提升传统能源开采效率,同时赋能风电、光伏的智能运维与功率预测。在电网侧,拓扑诊断、智能传感等技术实现电网状态的实时感知与故障精准定位,每年可减少巨额电能损耗。在消费侧,智慧供热系统通过人工智能与数字孪生实现全流程的精准调控,单位能耗显著下降。另一方面,绿色转型产生的海量、多元数据和复杂系统优化需求,反过来对数字技术的算力、算法与模型提出了更高要求,驱动着数字技术的迭代创新与应用深化。

最后,系统重构性指明了融合的终极形态。数字化转型的目标不是对旧系统的修修补补,而是催生一个全新的能源生态系统。这意味着从传统的“源随荷动”的刚性体系,转向“源网荷储”深度互动、动态平衡的智慧能源系统。在这一系统中,分布式光伏、储能设施、电动汽车充电桩、柔性负荷等海量分散资源,通过数字化平台被高效聚合与调度,参与电力市场交易与系统调节。这种系统重构,从根本上改变了能源体系的运行逻辑与商业模式,为绿色转型提供了最具韧性和效率的载体。

二、驱动数字化和绿色化转型的动力

基于上述理论,数字化和绿色化转型的具体实践由以下力量共同驱动:

(一)技术革新与产业升级

供给侧转型的核心在于利用数字技术推动能源生产清洁化与产业链现代化。在传统能源领域,数字化聚焦于“降耗减碳”,通过智能矿山、智慧电厂等手段提升化石能源利用效率,并为碳捕获与封存提供监测与管理支持。在清洁能源领域,数字化则致力于“提质扩量”。例如,通过AI算法进行风光资源评估与发电预测,提升电站运营效率;利用工业互联网实现光伏组件、风电齿轮箱等关键设备的智能制造与质量追溯。已有研究表明,数字经济的发展能显著提升全要素能源效率,其作用机制包括直接优化能源配置,以及通过促进绿色技术创新和引导产业高级化等间接路径实现。

(二)模式变革与价值重塑

需求侧是释放转型价值的关键。数字化正在深刻改变能源消费模式,使其从“被动接受”转向“主动参与”。智慧楼宇、智能家居等应用通过自动调节实现按需用能;电动汽车与充电网络的智能化协同,可成为电网的移动储能单元。更重要的变革发生在工商业领域,基于大数据分析的能源管理系统能帮助企业精准识别节能潜力,而区块链技术则为绿色电力交易、碳资产追溯提供了可信解决方案。需求侧的积极参与,不仅直接降低了用能成本,更重要的是通过价格信号和灵活响应能力,为整个电力系统提供了宝贵的灵活性资源,平抑可再生能源的波动性,实现“荷随源动”。

(三)政策协同与市场设计

数字化与绿色化转型涉及技术、经济、社会的复杂互动,离不开有效的制度设计与政策协同。当前的政策挑战在于如何协调碳减排政策与可再生能源发展政策,避免政策间产生抵消效应,并利用数字化手段提升政策效能。研究表明,单纯的政策叠加未必产生协同增效,而需精细设计市场机制与监管强度。未来的制度构建应着眼于:一是利用数字化工具完善碳市场与绿电市场的监测、报告与核查体系,降低交易成本,提升市场透明度与流动性;二是设计鼓励数字化创新的市场规则。例如,为虚拟电厂、分布式能源聚合商等新业态确立明确的市场身份与盈利模式;三是加强顶层设计,推动形成“企业—产业—政府”分级衔接的协同推进体系,明确各主体在数据共享、标准互认、安全保障等方面的权责。

三、数字化与绿色化协同转型的推进路径

将上述转型逻辑转化为现实,需要一个涵盖微观运营、中观生态和宏观治理的多层次、协同化实施路径。

(一)在企业层面,核心是深化数据赋能与运营重构。能源企业需将数字化转型从辅助工具提升为核心战略,其目标不仅是建设信息系统,更是重塑组织架构、业务流程与创新能力。这包括,建设集成化的数字平台,打通内部生产、运维、管理数据孤岛;应用人工智能、数字孪生等技术,实现设备预测性维护、生产流程优化和碳资产智能化管理;培育数字文化与复合型人才团队。企业转型的成效最终将体现在其主营业务绩效与绿色绩效的双重提升上。

(二)在产业层面,关键是促进数据要素流通与新业态孵化。需打破行业壁垒,构建安全可信的能源数据空间,在保护隐私和商业秘密的前提下,促进发电、电网、用户、设备商等各方数据的合规有序流通与价值挖掘。同时,大力支持基于数字技术的能源新业态发展,如虚拟电厂运营商、综合能源服务商、能源大数据服务商等。政府与行业组织应牵头制定统一的技术标准、数据接口和网络安全规范,为产业生态繁荣奠定基础。

(三)在政府层面,重点是完善数字治理与创新激励机制。政府的角色应从直接干预者转变为规则制定者、平台构建者和环境营造者。具体路径包括:第一,制定国家级的能源数字化发展战略,明确中长期目标、重点任务与保障措施;第二,完善与数字经济相适应的能源法律法规,特别是在数据产权、网络安全、市场准入等方面;第三,创新政策激励工具,如设立能源数字化专项基金,对关键技术研发和示范应用给予补贴,实施绿色采购,鼓励数字化低碳产品与服务;第四,积极参与全球能源数字化治理,加强在标准制定、技术研发、网络安全等领域的国际交流与合作,应对跨国风险。

四、结语

“双碳”目标下能源产业的数字化与绿色化协同转型,是一场波澜壮阔的系统性革命。它并非单纯的技术迭代,而是深刻触及能源体系的经济逻辑、社会结构与治理模式的根本性变革。其转型逻辑根植于目标、机理与系统的深度契合。未来的成功实现,有赖于我们能否构建一个企业主动作为、产业生态繁荣、政府有效治理的协同推进体系。

在这一进程中,必须前瞻性地关注并应对随之而来的新型风险与挑战,如日益凸显的能源网络安全威胁、数字化基础设施的巨量投资需求、以及可能加剧的“数字鸿沟”与区域发展不平衡问题。坚持系统观念,统筹发展与安全的关系,在持续的技术创新、精巧的制度设计和广泛的社会参与中,稳步推进这场转型,为最终建成清洁低碳、安全高效、数字智能的现代能源体系贡献智慧。

(作者简介:张金朵,江西水利电力大学)

【责任编辑:孙玥】
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