拥抱能源产消一体化 双碳背景下的企业用能转型 施耐德电气商业价值研究院 与上海交通大学 ESG 研究院联合出品 https://www.acem.sjtu.edu.cn https://www.se.com/cn 施耐德电气商业价值研究院成立于 2021 年 5 月。遵循严 格的方法和为社会做贡献的使命，我们通过对中国经济、产业 和商业进行严谨、实用和创造性的研究，为公众和商界提供融 报告的核心发现聚焦于用能企业在能源转型中的关键角色与路径。首先，碳中和目标的实现 高度依赖于用能企业能源系统的根本性转型，这是企业不可回避的责任与机遇；其次，用能企业 将从传统的能源消费模式，逐步向能源产消一体化转型，实现自给自足与高效利用的双重目标； 最后，在此过程中，微电网作为未来新型电力系统的重要组成部分，将成为用能企业的能源基础 设施形态。 构建全生命周期的“能源新质生产力”是企业实现转型的有力方式。从优化能源效率和调整能 可或缺的战略选择。 二：向“产消一体化”转型，是用能企业能源消费的必然趋势 随着新型电力系统电源结构的不断演变，新能源渗透率将不断提高，在当前可再生能源通过 集中式发、输方式无法满足广大用能企业对绿电需求的情况下，用能企业将从传统能源消费向能 源产消一体化的综合能源转型：即用能企业从原来单一的用电/能源的消费者，变成自己可以生 产、同时消纳能源、参与电力市场和电网互动的产消一体者。而在向综合能源转型过程中，用能

………………………………………………………………… 65 28. 高精度可信新能源功率预测系统解决方案 …………………………………………… 67 29. 晶科能源 BIPV 建筑光伏一体化解决方案 …………………………………………… 69 30. 零碳物流新能源重卡全产业链一体化协同共建项目 ………………………………… 71 31. 基于零碳、智慧理念的毫沁营 110kV 变电站工程方案 ……………………………… 73 32 ，同时投资运营 分布式能源、氢能、锂电、LNG 综合利用、储能、地热能、海洋能、生物质能等新能源产业， 并提供低碳技术服务的专业公司。 综合能源服务分公司紧密围绕公司发展定位，致力于为集团公司提供一体化专业“减碳” 技术服务，主要包括陆地及海上减碳场景开发、项目策划、建设及运营技术服务，以及陆地及 海上风光等新能源项目开发、建设、运营等工程技术服务，为构建海油发展绿色低碳产业体系 提供技术支撑。 区域性的综合能源管理 和服务，包括分布式光伏、储能、充换电、多能联供等能源基础设施的投资、建设和运营，以 及能效管理、碳管理、绿电交易等智慧增值服务，并依托智慧能源生态平台，实现“源网荷储” 一体化和能源管理数智化升级，全面打造零碳智慧园区、低碳工厂，助力企业 ESG 管理。目前， 已在全国 23 省、自治区、直辖市布局超过 1000 个智慧能源项目，落实发展 124 个零碳智慧园 区项目。

新型能源体系形态高度复杂 4 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 4 1.3 加快构建“数智化”新型电力系统 6 二、正当其时——数智技术赋能新型电力系统 8 2.1 电碳层：多级联动，电碳一体 10 2.1.1 未来场景 10 2.1.2 需求与挑战 12 2.2 数智层：自主演进，数算未来 15 2.2.1 关键数智技术 15 2.2.2 数智保障 16 三、秉 关键的是，数字化智能化技术深度耦合碳流、数据流和电力 流，透过电碳关联关系提供覆盖从碳盘查、碳减排跟踪，到实 现碳抵消、核查认证报告在内的全链条碳管理方案，打造绿色 新型电力系统运行的智能化新范式。 图 4：源网荷储碳数一体化全景图 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 碳盘查 碳减排 碳认证 碳抵消 碳披露 需求响应技术 微网协同控制技术 电碳耦合算法 储能能量管理系统（EMS） AI AI AI AI AI 数据流 碳流 电力流 图例： 10 数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统 | 正当其时——数智技术赋能新型电力系统 2.1 电碳层：多级联动，电碳一体 2.1.1 未来场景 源、网、荷、储、碳五大物理要素构成了新型电力系统的电碳层，未来它们将紧密协同，共同支撑能源生产、传输、消费和储 存的高效运行。 图 5：用能侧电气化率持续提升 来源：中电联，德勤研究

新型能源体系形态高度复杂 4 1.2 数字化战略深刻影响能源体系建设 4 1.3 加快构建“数智化”新型电力系统 6 二、正当其时——数智技术赋能新型电力系统 8 2.1 电碳层：多级联动，电碳一体 10 2.1.1 未来场景 10 2.1.2 需求与挑战 12 2.2 数智层：自主演进，数算未来 15 2.2.1 关键数智技术 15 2.2.2 数智保障 16 三、秉 关键的是，数字化智能化技术深度耦合碳流、数据流和电力 流，透过电碳关联关系提供覆盖从碳盘查、碳减排跟踪，到实 现碳抵消、核查认证报告在内的全链条碳管理方案，打造绿色 新型电力系统运行的智能化新范式。 图 4：源网荷储碳数一体化全景图 来源：远景智能，德勤，《数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统》 碳盘查 碳减排 碳认证 碳抵消 碳披露 需求响应技术 微网协同控制技术 电碳耦合算法 储能能量管理系统（EMS） AI AI AI AI AI 数据流 碳流 电力流 图例： 10 数字驱动、智慧引领：迈向未来的新型电力系统 | 正当其时——数智技术赋能新型电力系统 2.1 电碳层：多级联动，电碳一体 2.1.1 未来场景 源、网、荷、储、碳五大物理要素构成了新型电力系统的电碳层，未来它们将紧密协同，共同支撑能源生产、传输、消费和储 存的高效运行。 图 5：用能侧电气化率持续提升 来源：中电联，德勤研究

服务技术、虚实船舶通信交互技术等。围绕船舶全生 命周期，目前相关研究主要集中在数字孪生驱动的船舶设计、建造、故障预测与健康管理、运营管理等。 未来具体的技术发展趋势包括基于数字孪生的船舶设计建造一体化、基于数字孪生的船舶虚实融合试验、 多学科船舶数字孪生模型精准构建与同步演化、船岸虚实平行运维管控等。 表 2.1 机械与运载工程领域 Top 10 工程研究前沿 序号 工程研究前沿 核心论文数 海洋漂浮式光伏发电系统的集成技 术研究。该领域未来的发展方向是将海洋漂浮式光伏与海水淡化、养殖和制氢等产业结合，与海洋风力发 电装置结合建设大规模海上发电站或能源岛。具体的技术发展趋势包括浮式平台的轻量化和智能化、功能 一体化设计和环境友好型设计等。 （3）基于深度图像的场景解析 基于深度图像的场景解析主要是指基于深度图像及其对应的 RGB 图像，对图像中的每个像素进行类 别标签分配，从而实现对整个场景的全面解析 目前该领域的主要研究方向包括高能量密度电极材料的设计与制备、大规模阵列化电极制备方法探 索、电极与电解质界面工程与电解质优化、高集成化结构优化、微型化设备的应用开发等。技术发展趋 势集中在多功能集成设计以满足微型化集成化需求、一体化自供电集成微系统开发、利用柔性电极材料 和先进纳米技术推动柔性与可穿戴技术的应用，以及应用机器学习和人工智能技术实现能源智能化与自 主控制等方向。微型超级电容器因其高功率密度特性，在为物联网设备提供峰值功率、快速充电的可穿

12 部门联合发布了《5G 规模化 应用“扬帆”行动升级方案》，要求推进 5G+智能矿山建设，加快 5G 远程掘进、远程综采、无人矿卡等场景规模推广，推动 5G 与矿山行 3 业系统融合，构建一体化数智矿山解决方案，建设一批 5G 矿山。 二是印发指导意见和标准规范。2020 年，国家发展改革委、国家 能源局、应急管理部、国家煤矿安全监察局、工业和信息化部、财政 部、科技部、教育部联 煤矿智能化建设模式，智能防灾系统优先、其他系统同步建设的灾害 严重煤矿智能化建设模式，以及重实用、求实效的地质条件复杂中小 型煤矿智能化建设模式。矿井群智能化建设方面，神东煤炭集团探索 出矿区整体规划、群矿一体化推进的智能化建设模式。宁夏煤业公司 依托国家能源集团与中国煤炭科工集团煤矿智能化协同创新中心，优 化配置科技力量，打造形成了单项技术装备示范、子系统集成示范、 全矿井/选煤厂综合示范的全方位智能化建设模式，实现了煤矿智能 通过协同智能监测系统、自动化装备、数字化平台，有效推动煤矿安 全管理从被动应对转为主动预防，大幅提升了风险识别能力和本质安 全水平。 1.一体化综合管控平台建设提升了煤矿安全生产管控水平。通过 构建“全域感知-智能决策-协同管控”三位一体的管控平台，为煤矿 安全提供了新型治理范式，实现了安全生产管理模式从传统经验驱动 向现代数据驱动质的飞跃，为重塑煤矿本质安全体系提供战略支点。

2024-2030 年将进入省市县乡级新型电力系统试点示范和 6 应用推广的高峰期。同时，“风光储制氢氨醇一体化”项目的可行性日益凸显， 二十大报告提出的“加快规划建设新型能源体系”的要求正在内蒙古、吉林、辽 宁、黑龙江、新疆、甘肃、宁夏等新能源富集省区，以“风光储制氢”“风光储 制氢氨醇一体化项目”的形式加快布局，成为消纳新能源和新型绿色能源生产的 新赛道。 我国新能源装备创新能力和全球竞争力进一步增强。新能源装机规模的快速 /工厂屋顶、高速公路、 地铁、机场、港口码头、大数据中心、加油站、通讯基站、充电桩、冷库等应用 场景，乡村风电正呈现快速试点和增长态势。以新能源为核心的“源网荷储一体 化”、微能网、虚拟电厂、“风光储制氢”、“风光储制氢氨醇一体化”等新能 源消费新业态、新模式正加快推动能源消费革命的跃升式发展。 7 （四）全球最大碳市场运行平稳,市场活跃度有待提升 我国碳排放权交易市场 新能源富集区促进新型绿色能源产业发展。一方面，新能源装备制造企业加 快新建生产基地，带动本地相关产业链布局、零碳产业园区建设和零碳产业聚集 区发展；另一方面，“风光储制氢”“风光储制氢氨醇一体化”模式带动绿氢、 绿氨、绿色甲醇、可持续航空燃料等新型绿色能源产业发展，为大规模新能源开 发和能源清洁低碳转型奠定了基础。2022 年 4 月，远景能源在鄂尔多斯打造了 全球首个真正落地的零

对于晋陕蒙等大型煤炭基地的生产煤矿，应全面进行智能化 升级改造，重点提高采煤工作面智能化水平、掘进工作面减人提 效和远程控制、智能安全生产水平，井下水泵房、变电所等固定 2 岗位全部实现无人值守作业，形成基于综合管控平台的智能一体 化管控；对于中东部矿区等建设基础较薄弱的生产煤矿，重点进 行基础信息系统、机械化+智能化的采掘系统、重大安全隐患的智 能预警系统、智能安全监测系统等建设，实现减人、增安、提效； 对于云贵基 控制系统国产化安全可信、自主可控；其次，开展网络平台、数据 中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大 数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集 成，实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建煤矿智能化建设技术路径 根据矿井的地质条件与建设目标，按照“基础系统全兼容—业 务系统全关联—装备系统高可靠—数据应用多场景”的思路，在矿 井设计中对煤矿智能化进行专题设计，按照高起点、高标准、高 络 覆盖；开展露天煤矿智能生产系统建设，实现现场集中操控、固 定岗位无人值守、远程监控运维、生产过程自动控制等；建设露 天煤矿智能综合管控平台，进行系统整体集成，实现基于智能综 合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建露天煤矿智能化建设技术路径 根据新建煤矿建设条件，编制露天煤矿智能化建设总体规划， 优先采用先进工艺、装备、信息技术，制定高标准、高起点、高 水平的智能化建设方案。

（二）基于智能化的高效精益生产 通过大数据、人工智能等新技术的深度应用，在油气勘探、 炼油化工、存储运输等核心环节中不断优化生产流程和资源配 置，提升能源化工行业生产效率和资源利用率。依托一体化协 同平台，生产计划能够根据实时数据动态优化调整，确保精准 按需生产并减少浪费。智能传感器与自动化控制系统借助人工 智能技术在工艺参数优化中降低设备负载压力，同时开展预测 性维护，保障设备高可用性，两者协同减少人工干预，使生产 ，改造能源 化工行业传统销售和客户服务模式，基于各类在线平台建设， 实现精准的线上询价、成交、结算和支付，并统筹物流与供应 链配送，优化交易流程，提升交易的透明度与灵活性，从而实 现线上线下一体化，打造新的商业模式，形成新的业务增值点。 通过远程监测、大数据分析等技术，可对产品的全生命周期进 行管理，从出厂到使用到维护，提供全方位的产品服务保障。 （五）基于数字化绿色化协同的 HSE 电站设施可利用土地范围，同时结合网架运行信息、区域充电 21 需求预测数据、配网承载力测算信息，进一步从供应分析、区 域概况、潜客分析等方面筛选可利用土地，支持新能源接入、 充电站选址等规划。 2、通过数据集成一体化管理，实现工程统一交付 面对工程项目中数据互通不畅、交付碎片化、监理难度大 等问题，依托工业互联网构建从设计到运维的数字主线，利用 物联网感知设备实时采集施工现场进度、质量、安全等关键数

智能标注，根据实体对象的不同，自动进行长度、直 径或半径等标注 • 标准零件库，支持GB、ISO、DIN等标准零件的调用 建 筑 版 • 采用自定义对象技术，建筑构件为基本设计单元，集二 维工程图、三维表现和建筑信息于一体 • 全图集成：平立剖、3D模型和渲染在一个DWG中就可 完成。 • 快速成图：体现在易用性、智能化、参数化和批量化上。 • 标准规范：图层和线型符合国标。 • 素材管理：全开放，同模式，易操作，易管理，无限制。 跨平台 支持Windows、Linux系统，Web 版助力跨平台设计 结构仿真 便捷准确 快速验证产品结构设计的合理性， 缩短产品开发周期 极少数拥有自主内核的三维CAD/CAE/CAM一体化平台 三维CAD：中望3D 提供多维度的全生命周期解决方案，助力大体量工程项目 “悟空”计划：高端三维CAD图形平台 三维正向设计 助力提质增效 单一数据源 确保数据的一致性与可追溯性 结合中望二维CAD核心技术，实现高度可用的二三维结合设计和成果交付 结合行业应用模块创建解决方案，实现BIM软件国产化 设计仿真一体化、二三维设计一体化 转变传统协同设计模式，强化实时操作性驱动产品全生命周期的一体化解决方案 中望Cloud 2D：云原生设计仿真一体化协同平台 在线审批 图纸批注与用户交互 图纸浏览 多端图纸浏览、模型数据可视化 协同管理 用户管理、图纸管理、权限管理