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华为BAT、谷歌IBM都盯上了能源数字化-IOTE物联网展

发布时间:2023-01-03

到了年终,回顾今年的经济不难发现颓势尽显。

但该结论并不适用于所有行业,比如能源领域便实现了逆势增长。根据中国矿业网数据,2022年1-11月煤炭开采和洗选业实现利润总额9594.5亿元,同比增长47%;石油和天然气开采业实现利润总额3867.8亿元,同比增长113.1%

近年来,华为、百度、阿里、腾讯等大厂纷纷入局,以AI、大数据、云计算、物联网等高新技术为能源的开采、调度和储存赋能。国内政策更是每月不间断,持续为能源数字化的发展助力。


政策猛发力

开采数字化是第一步

根据政府公开数据,2022年光是智慧矿山相关的政策就至少颁布了五条。而黑龙江、内蒙古、山西、山东、贵州、云南、青海等多个地区也相继出台地方政策支持智慧矿产行业发展。各地方政府强调实行“5G+智慧矿山”,建立健全采矿生产运行监测、管理和调度信息服务网络,采用自动化、数字化、智能化装备保质、提效。

智慧矿山改造相关政策

根据国家矿山安全监察局数据,2022年初,我国智能化采掘工作面已达687个,其中智能化采煤工作面431个,占比63%,智能化掘进工作面256个,占比37%;已有26种煤矿机器人在煤矿现场实现不同程度的应用。按照煤矿安全专项整治三年行动实施方案,在即将结束的2022年采掘智能化工作面将达到1000个以上,有智能化的矿井产能达到10亿吨至15亿吨,建成一批100人以下少人智能化矿井。

目前,智慧矿山已有一套规范的生态:

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对矿山的智慧化建设与改造更是催生了万亿市场,据了解,依据标准体系框架并结合煤矿实际升级改造案例,估算单矿投资改造费用,并在煤矿种类方面,划分为新建矿井及生产矿井两种类型,在年产能方面,以120万吨和500万吨为线,划分为三种产能等级。经测算,已有生产型矿井单矿智能化改造升级费用约在1.49亿元人民币至2.63亿元人民币之间,而新建型矿井单矿改造费用约在1.95亿元人民币至3.85亿元人民币之间

高额的市场价值理所应当地吸引到了科技巨头的注意,以华为与百度为例,二者近年来便是在开采数字化的工程上持续发力。

华为工程的主要切入点为多设备间的互联互通。针对中国第一个2亿吨煤炭生产基地国能神东——1370多家主要设备供应商,10万台各类设备、10余类操作系统、500多种需要适配对接的通信协议。由于设备间操作系统、文件格式的差异,导致数据共享、信息互通的难度倍增,随着数据量不断增大,其痛点也愈发明显。

直到2021年9月,在国能神东与华为煤矿军团合作下,华为基于鸿蒙操作系统开发出了专为采矿业服务的物联网操作系统——矿鸿操作系统。而这套系统能为不同的智能终端设备提供统一的操作语言,实现人与设备、设备与设备间的互通与协同,有效破除存在已久的信息壁垒。

不同于华为,百度是在硬件上对智慧矿山的建设与改造进行发力。2021年,百度在内蒙古投放了8台阿波罗无人驾驶矿用卡车,实现24小时全天候无人化作业,完成采煤、洗煤、运煤、卖煤一体化作业,运输效率超过人工运作效率30%,单车运营成本节省超百万元,同时解决了煤矿工人不够的问题。

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不过,矿山的数字化开采也仅是一个场景,据了解,在其他能源如石油和天然气的数字化开采上,国外科技巨头包括谷歌、惠普、IBM等对能源+物联网的布局更早也更广。

早年间,斯伦贝谢油服公司就与谷歌公司合作,把谷歌眼镜用于油气田的操作与维护,不再用计算机手持设备,就可以向工人提供指令清单、数据等,与公司的数字直接连接。之后,壳牌公司通过与惠普的合作,将传感器数据通过光缆传输至专有服务器,对潜在油田数据与世界上其他油田数据作对比,由此地质学家能够对井位做出更加准确的判断。

再后来,IBM与油服公司Flotek、谷歌道和达尔分别宣布达成协议,两边都希望开发一项系统,将人工智能技术用于石油和天然气工业的操作与维护

不过对于能源而言,开采仅是第一步,在能源数字化中,智慧调度更为重要。


国内外科技巨头纷纷布局
调度数字化是第二步

说到能源调度,人们最先想到的一定是电。而传统的电力系统,由于“发电-输电-配电-储电-用电”节点难以协同,存在一个“不可能三角”。即整个系统无法同时满足可持续长期供给、清洁化、低价维持三个条件

但这个问题,已被腾讯和阿里利用物联网和云计算解决,二者靠数字化技术实现了全链路的智能化协同。

据了解,在和华能集团的合作中,腾讯云通过引入无人机、智能手环、GIS地图,搭建了工地现场监管云平台,快速完成软硬件数据对接,实现无人机巡检、手环预警、智能数据分析等,用“一张图”实现全天候、全方位、无死角的在线管理

腾讯的数字化改造完成之后,数据可快速推送至各级管理人员,施工、检修、应急等决策效率提升,每天巡检时间直接从5个小时降低到40分钟

而阿里则是在与南方电网的合作中,为100万平方公里超2.5亿人口改造了电力调度系统,实现了每秒处理消息超过6万、全系统70秒一键布署、10秒快速扩容等诸多特性。极大缩短了原有系统的响应时间、提升了系统运行效率、降低了运维人员的管理难度

当然,能源调度同样不止于电力一个场景,石油与天然气的智慧调度同样备受关注。而国内外近几年也有很多企业在进行布局。

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据了解,IBM已和KBR油服公司宣布开展合作,将利用物联网和大数据技术,帮助石油公司提高运营效率。之后,远景能源联合微软、埃森哲等,在硅谷成立“全球能源物联网与智慧城市技术联盟”。再后来,威德福与英特尔联合,将物联网技术应用到油田服务,建立一个从端到端的数字油田解决方案,在上游油气行业获得更高效能。

而国内也不只有腾讯阿里在进行相关布局,更早的时候,京东就和中国石化签署战略合作协议,双方将围绕抽取数据建模分析、优化供应链管理等方面展开先行试点,通过门店科技的整合,实现加油站及便利店的场景数据化、数据网络化、网络智能化。另一方面,中石油与华为也签署战略合作协议,双方将在云计算、移动应用、大数据、人工智能、物联网等领域开展深入合作,推动共同发展。

在燃气方面,中国电子云同华电电科院、华电南自华盾公司合作,在燃气发电的重点场景,以业务痛点切入,开发出国内首个行业级自主可控燃机智慧运维云平台,填补行业空白。该平台基于国产化自主可控的设备和技术,采用“1+N”云边协同、运管分离的部署架构,充分利用云计算、大数据和人工智能等技术,构建起全新的燃机运维体系,并在部署的六家电厂的降本增效中初显身手。

不难发现,近几年能源数字化工程已有非常多企业参与其中。在数字经济和产业变革的浪潮下,随着政策日益完善,数字化已落地为企业级的行动,成为能源企业发展战略中的组成。

不过对于能源而言,在开采和调度之后,最关键也是最重要的还是储能环节,并且,储能数字化是“双碳”背景下的重点工程。


绿色能源是大势所趋
储能数字化是第三步

新中国成立以来,我国能源发展取得了显著成就,已经逐步建成了较为完备的能源工业体系。随着我国进入新发展阶段,能源行业的进一步发展也面临新的机遇和挑战,呈现新的趋势和特征。

随着“云大物移智链”等新一代信息通信技术在能源行业的广泛应用,量智能巡检设备、无人机、充电桩、智能表计等多元智能终端接入能源系统,数据交互日益复杂,原有安全防护体系已不再适用。


在国外,黑客入侵能源设施的案例屡见不鲜,如2015年黑客攻击乌克兰电网导致的大停电事件。对于信息安全风险带来的能源系统非传统风险,是能源高质量发展不可忽视的问题,数字化转型一方面助力能源行业质量效益不断提升,推动智慧能源系统建设,另一方面坚持统筹发展与安全,提高能源系统信息安全风险抵御能力,促进系统安全平稳转型。

据业内人士透露,规模化电化学储能数据密集,行业缺乏统一的智慧运维,若现在不进行规范,随着未来储能电站项目的增加,再进行调整会更棘手。相较于电动汽车,储能电站数据更为分散,参与厂家更多。储能电站数字化建设的难点在于数据的质量和准确性。将电池内部检测的可靠性提升到90%以后,再提升一个点都是很难的事情,这需要整个行业长时间的积累。

如今已有不少企业联合地方政府开发了智能储能系统。据了解,华为在《数字能源十大趋势白皮书》提到,采用AI、大数据、云、IoT等技术,实现储能系统的自组网和云化智能管理。通过AI和大数据,使用更精准的电化学模型,提升储能管理精度,同时可对储能系统进行状态、寿命和风险预测,保障系统的可靠运行和安全。智能储能系统应用场景更加丰富,如与电网协同,实现调频调峰;与业务协同,实现错峰运营效率最大化。在中国浙江,通过智能储能系统的AI自错峰,节省电费近17%。


结语

整体来看,能源数字化是我国未来十年发展的重要经济方向,且不说整个生态中的软硬件、系统设备互联充满商机,其本身也是我国经济实现弯道超车的重点。

一方面,数字化是赋能传统能源行业转型升级的重要路径。传统能源企业通过信息化、数字化、智能化建设,将信息系统和信息技术引入生产经营流程,大幅提升企业生产率和经营效益,降低资源消耗、成本开支和碳排放;传统能源行业中积累的大量生产、设备、运行数据等,也是其谋求业务转型和创新的要素资源基础。

另一方面,数字化转型是培育壮大能源领域新兴业态的必由之路。当前能源行业中,除了传统的煤炭、油气等化石能源外,新能源领域技术快速迭代,多能互济、智慧互联已成为能源行业创新的必然趋势。随着数字技术在能源行业的研发设计、生产制造、运维管理、能耗监测、风险预警、消费服务等各环节中日益深度应用和融合发展,能源行业正经历着巨大变革和深刻重构,数字化已经成为这些新兴业态发展必不可少的物理和技术基础。

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