我國力爭2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和，需要廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，而能源綠色低碳發展是其中的關鍵。能源行業是推進能源綠色低碳發展的主戰場、主陣地，能源行業轉型升級是實現“雙碳”目標的重要路徑和必然選擇。當前適逢新一輪科技革命和產業變革浪潮，產業數字化已成趨勢。通過數字化轉型助推能源行業綠色低碳發展，是“雙碳”目標下能源行業轉型升級面臨的新任務和迫切要求。
一.能源行業數字化轉型是助力“雙碳”目標實現的重要途徑
世界正進入數字經濟快速發展的時期，近年來我國也積極推進數字產業化、產業數字化，推動數字技術同經濟社會發展深度融合。能源行業數字化轉型不僅是供給側結構性改革主線下能源行業升級和高質量發展的重要內容，也是能源領域助力實現碳達峰、碳中和目標的重要途徑。
1. “雙碳”目標對能源行業轉型提出了新的要求
能源活動是碳排放的最主要來源，能源行業轉型升級也成為我國碳達峰、碳中和目標落實和路徑選擇中的重點。“雙碳”目標對我國能源行業轉型提出了新的更高要求。一方面，要求能源行業以提高質量和效率為導向，轉變長期以來高投入、高消耗、低效率的粗放式發展方式，切實推進質量變革、效率變革;另一方面，要求能源行業以綠色和低碳為導向，從不同能源品種、從產業鏈上中下游、從產供儲運銷各環節，全方位推進減污降碳，壯大清潔能源、節能環保等綠色產業，助力碳達峰和碳中和目標實現。
2. 數字化是能源行業轉型的發展趨勢，也是助力“雙碳”目標實現的基礎保障
數字化已成為推進碳減排的重要途徑。世界經濟論壇研究顯示，數字技術有助于在全球范圍減少約15%的二氧化碳排放。各國應對氣候變化戰略，如《歐洲綠色新政》、日本《綠色發展戰略》等，提出通過數字化促進綠色低碳轉型。隨著工業化與信息化、能源革命與數字革命走向深度融合，數字技術在能源系統的應用范圍也不斷擴大。數字化不僅是能源行業轉型升級的必然選擇，其在能源領域碳減排過程中的重要性也日益凸顯。
一方面，數字化是賦能傳統能源行業轉型升級的重要路徑。傳統能源企業通過信息化、數字化、智能化建設，將信息系統和信息技術引入生產經營流程，大幅提升企業生產率和經營效益，降低資源消耗、成本開支和碳排放;傳統能源行業中積累的大量生產、設備、運行數據等，也是其謀求業務轉型和創新的要素資源基礎。如國家電網提出全球能源互聯網、泛在電力物聯網等，但受限于基礎設施、技術裝備、標準等薄弱環節，能源互聯網應用尚停留在較淺層次和局域范圍。
另一方面，數字化轉型是培育壯大能源領域新興業態的必由之路。當前能源行業中，除了傳統的煤炭、油氣等化石能源外，新能源領域技術快速迭代，多能互濟、智慧互聯已成為能源行業創新的必然趨勢。隨著數字技術在能源行業的研發設計、生產制造、運維管理、能耗監測、風險預警、消費服務等各環節中日益深度應用和融合發展，能源行業正經歷著巨大變革和深刻重構，數字化已經成為這些新興業態發展必不可少的物理和技術基礎。
3. 能源行業數字化轉型是應對非傳統風險的重要手段
新中國成立以來，我國能源發展取得了顯著成就，已經逐步建成了較為完備的能源工業體系。隨著我國進入新發展階段，能源行業的進一步發展也面臨新的機遇和挑戰，呈現新的趨勢和特征。隨著“云大物移智鏈”等新一代信息通信技術在能源行業的廣泛應用，大量智能巡檢設備、無人機、充電樁、智能表計等多元智能終端接入能源系統，數據交互日益復雜，原有安全防護體系已不再適用。從國外看，黑客入侵能源設施的案例屢見不鮮，如2015年黑客攻擊烏克蘭電網導致的大停電事件。對于信息安全風險帶來的能源系統非傳統風險，是能源高質量發展不可忽視的問題，數字化轉型一方面助力能源行業質量效益不斷提升，推動智慧能源系統建設，另一方面堅持統籌發展與安全，提高能源系統信息安全風險抵御能力，促進系統安全平穩轉型。

二.能源行業數字化轉型在政策和實踐方面已取得初步進展
近年來，隨著數字經濟的蓬勃發展以及工業化和信息化融合步伐的加快，能源行業數字化轉型受到的政策重視程度有所提升，地方和能源企業也開始積極探索數字化轉型的新技術、新模式和新業態。
1. 能源行業數字化轉型相關政策陸續出臺
能源行業數字化轉型作為能源行業轉型升級的重要內容，已經形成了不斷完善的政策體系。在“雙碳”目標下，我國對通過數字化轉型助推能源領域碳減排和產業變革的重視程度也明顯上升。
國家發展和改革委員會、國家能源局作為能源行業主管部門，在能源發展戰略規劃、產業政策等的制定過程中，對能源行業數字化轉型給予了越來越多的考慮。《能源生產和消費革命戰略(2016-2030)》提出要促進能源與現代信息技術深度融合，重塑產業鏈、供應鏈、價值鏈。煤炭、電力、可再生能源發展“十三五”規劃中都提到了產業數字化相關內容，具體包括：應用大數據、物聯網等現代信息技術，建設智能高效的大型現代化煤礦;全面提升電力系統的智能化水平，提高電網接納和優化配置多種能源的能力，滿足多元用戶供需互動;全面實行可再生能源行業信息化管理，建設可再生能源項目全生命周期信息化管理體系，等等。此外，《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》等專項政策紛紛出臺專項政策，促進細分能源行業的數字化發展。
此外，其他相關部門出臺的圍繞數字化的政策，也對能源行業數字化轉型有積極作用。例如，2020年，《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》提出了促進國有企業數字化轉型，提升產業基礎能力和產業鏈現代化水平的重點舉措。科技部、人民銀行等部門也從科技創新、金融支持等方面出臺了支持數字化轉型的相關政策。各地在推進產業結構升級和能源轉型的過程中，也因地制宜越來越多地引入數字化轉型的內容。例如，山西提出聚焦“六新”創新突破，依托5G網絡打造智能煤礦，推動能源行業轉型發展。
2. 不同細分產業多元化探索數字化轉型路徑
煤炭、油氣、電力等不同能源細分產業根據特定需求和發展條件，多元化探索數字技術應用和產業數字化轉型，在改善生產流程、降本增效和提高安全性等方面，取得了積極成效。
煤炭行業在地質建模、采礦流程優化和自動化、預測性維護等方面逐步推廣數字化技術應用。例如，借助低成本傳感器隨時掌握采礦關鍵設備的狀態，并通過數據分析和計算機輔助模擬對實際配置和生產流程進行優化，從而改善采礦的限制因素，提高采煤產出并減少其對環境的影響;又如，數字化預測維護的引入改進了設備的運行性能，有益于煤礦安全生產。
油氣行業的數字化轉型起步較早，走在前列。目前我國各大型油氣田企業均不同程度地進行了油氣生產自動化、數字化建設。上游勘探和生產環節是油氣行業數字化發展的重點。例如，通過超大數據集描述油藏輪廓和結構，通過高度復雜的傳感器優化井眼定位，通過數據分析和通信遠程控制作業鉆頭的實時動態等，這些數字化的措施顯著提升了油氣開采率和生產效率。此外，在下游運營環節，也可以通過智能終端、數據分析等探索零售服務新模式。
電力行業在能源行業數字化轉型中最為迫切和必要，并具備良好的基礎條件和潛力前景。當前電力系統“雙高”“雙隨機”特征日益明顯，分布式能源、儲能、電動汽車等交互式設施廣泛接入，數字化成為新型電力系統建設的必要組成，深入源網荷儲各環節，在監測控制、設備運維、供需預測、調度優化、綜合能源管理等領域越來越多地應用。例如，在發電側和電網側，數字傳感器和數據分析的廣泛應用能夠匯集發電廠、電網輸配各環節的實時狀態信息，提升系統全息感知、靈活控制、系統平衡等能力，優化電力決策行為。又如，在消費側，智能家電、智能電表等智能終端的安裝推廣，不僅通過數字化幫助用戶優化用電行為，節約用電成本，也使用戶有條件以需求響應等方式越來越多地參與源荷互動，促進電力系統源網荷儲一體化發展。
3. 能源企業探索數字化轉型的積極性也不斷高漲
在數字經濟和產業變革的浪潮下，隨著政策日益完善，數字化已落地為企業級的行動，成為能源企業發展戰略中的組成。通過引入數字技術，對企業的戰略決策、業務流程、經營管理模式等進行重塑，提升能源企業的生產經營效率和競爭力，形成多元化的數字化轉型樣板。
例如，國家電網公司加強綠色國網、電力物聯網、能源大數據中心、能源互聯網等新型數字基礎設施建設，運用數字技術改造提升傳統電網業務，并積極拓展能源電商、智慧車聯網、電力大數據征信等新興業務。中國石油集團大力推動油氣行業數字化轉型，著力構建物理石油與數字孿生融合交互系統，打造基于數據的新模式和新業態。國家能源集團編制了《國家能源集團數字化轉型戰略》，圍繞產業智能化升級目標，積極建設智能礦山、智能電站、智能運輸、智能化工等，系統布局智能生產、智慧管理和智慧運營體系。中國節能環保集團探索“互聯網+”污染治理技術，并將節能環保產業數字化作為重要內容納入了企業規劃。

三.能源行業數字化轉型面臨的挑戰和要求
“雙碳”目標下，能源行業數字化轉型的迫切性和重要性顯著提升，但是在政策落地和實踐推進的過程中，仍面臨多方面挑戰和新的更高要求。
1. 數字化和碳減排有待協同
數字化不僅是產業轉型升級的需要，也是碳減排的需要，綠色低碳發展和數字化轉型相疊加已成為能源行業發展的新趨勢。然而當前數字化與碳減排的相互融合和互促互濟較弱，兩者協同推進的路徑仍需進一步明確。一是目標協同，能源行業數字化轉型要以構建綠色低碳、安全高效的現代能源體系為目標，通過數字化促進節能減排和降本增效，助力“雙碳”目標。二是路徑協同，在碳達峰、碳中和具體路徑中，除了能源、產業轉型等路徑外，對能源行業數字化轉型的發展趨勢及碳減排效果要提高重視，切實增強數字技術賦能能源行業轉型的成效。三是政策協同，要將數字化相關的政策嵌入到碳達峰、碳中和各項配套政策之中，以更好地促進能源領域數字化和碳減排的良性互動。
2. 安全問題是首要考量
安全是發展的前提。能源行業數字化轉型面臨來自數字經濟本身的安全問題與能源安全問題相疊加的雙重挑戰。首先，能源行業數字化互聯后，無論是能源生產端還是用戶端，一旦數據安全沒有得到有效保護，其數據隱私尤其是涉及到商業秘密、知識產權、關鍵業務等的敏感數據，將面臨在網絡中暴露的潛在風險。其次，能源行業是一國重要的戰略性產業，能源安全是國家安全的重要內容，能源行業數字化轉型還需要考慮能源安全面臨的新挑戰。
3. 數據孤島問題是普遍挑戰
數據孤島是由物理因素、邏輯因素等造成的數據分散，無法集中匯聚、開放共享，是各行各業數字化轉型進程中面臨的普遍挑戰。由于能源是國家重要的戰略資源，加上能源行業本身的技術物理特性，數據共享面臨多重挑戰，數據孤島問題突出。其一，能源行業在信息化建設的過程中，由于數據標準不一，數據質量管理體系不健全，產生了海量多源異構數據，甚至出現“數據打架”現象，對數據的兼容和關聯分析帶來嚴重阻礙。其一，“雙碳”目標下能源行業的數字化轉型，涉及能源行業中各細分產業的數據，還有能源與環境、生態、碳減排等諸多數據的協同，跨部門數據開放共享難度更大。
4. 商業模式問題是關鍵制約
能源行業數字化轉型目前仍然更多側重于傳統意義上企業內部信息化建設和信息化管理的強化。在數字經濟背景下，能源行業數字化更需要從新興概念的普及進一步轉變為商業模式的清晰，進而實現數字化和業務的交融，形成具備規模的新業態。例如，隨著能源行業信息化程度的加深和各種監測設備、智能傳感器的普及，能源領域已積累了海量數據，并與經濟、環境等數據密切關聯，能源大數據應用具有很大潛力空間，然而目前能源大數據庫、大數據服務平臺雖然建了不少，但是權責歸屬、盈利方式等尚不清晰，產品服務模式不成熟，能源大數據的商業化潛力和資源價值遠未得到充分發揮。

四.推進能源行業數字化轉型的建議
能源行業的數字化轉型涵蓋能源各品種、產供儲運銷各環節，是涉及能源資源、數據、技術、流程、管理、安全等的復雜系統工程。“雙碳”目標下能源行業數字化轉型要堅持系統觀念，從政策、安全、數據、模式等方面重點發力，推動產業數字化和低碳化協調發展。
1. 安全為先，綜合提升數字化轉型基礎
強化網絡安全意識、安全技術及保障，全面構建能源數據安全管理體系。一是加強能源數據安全技術攻堅，如加密傳輸、訪問控制、數據脫敏等安全技術，增強網絡安全和網絡彈性。二是制定并完善能源行業數據安全相關法律法規，構建能源數據安全責任體系，明確安全責任歸屬和企業安全主體責任，以及各級政府監督管理責任;提升從業人員數據安全意識，維護能源數據與網絡安全。三是制定能源行業數據安全標準，建立完善能源數據要素分級評估體系，重點梳理核心數據要素、實施分級保護，降低網絡安全維護成本。四是強化能源數據安全預警能力建設，能源企業在網絡安全防御和數據安全上需要主動出擊，提高態勢感知、測試評估、預警處置的能力與水平，持續測試維護升級安全防御系統;此外，建立完備的應急預案體系，實現閉環管理，全面保障數據安全。
2. 數據破局，充分激發能源數據要素潛力和價值
在能源數據培育、采集與共享方面，構建完整貫通的能源數據流。支持能源企業進行設備數字化改造，引導能源設備企業積極開放數據接口，推動能源數據全面采集。加快推進能源行業的數據共享標準體系的建設與完善，提高能源行業與其他相關領域通信協議的兼容性，解決跨能源品種、跨業務數據標準不一、統計口徑不同等問題;建立健全數據跨行業合規流通管理機制，進一步打破數據壁壘，建立多級聯動的國家級能源數據庫，推動能源數據高質量匯聚。
在能源數據創新與深化應用方面，積極開展資源調度、監測管理、深入分析等關鍵共性技術攻關突破，推動物聯網、人工智能、區塊鏈、大數據、邊緣計算、數字孿生等前沿技術與能源行業的融合;共建安全可信的能源數據共享空間，推動建立完善能源數據資產評估與價格形成機制，構建公平開放透明的數據交易規則，完善相關的財稅政策，促進綠色金融和科技金融協同支持，建立互惠互利共贏的能源數據流通共享機制，激發能源數據市場活力，提高全要素生產率和創新水平。
3. 模式創新，構建能源行業數字化生態體系
在相關部門指導下，充分調動能源企業、裝備設備制造企業、信息技術企業、互聯網企業、大數據企業等市場主體的活力和創造力，發揮產業聯盟、協會等行業組織的作用，構建能源行業數字化生態體系，以新業態新模式為引領加快能源行業數字化轉型。一是夯實數字化轉型基礎，進一步深化能源企業信息化建設，建設敏捷高效的新一代數字技術基礎設施，依托多種形式的能源設備互聯，形成模式業態創新的基礎支撐。二是多元化促進各能源細分產業數字化轉型，促進5G通信、大數據、人工智能、工業物聯網、云計算、機器人等與能源行業生產經營過程深度、全面融合，建設企業乃至行業的知識互聯平臺和智能決策平臺，實現各環節業務的數字化、智能化運行。三是堅持數據驅動業態創新發展，通過全面匯聚和開發能源行業相關數據，促進以數據為基礎的新型產品和服務，尤其是以能源需求側和綜合能源服務為重點，形成為用戶提供更高質量用能服務的新興業務。四是以“雙碳”目標為引領，通過數字技術和能源技術的創新迭代和跨界融合，以數字化促進節能環保、新能源、新型儲能、分布式能源等領域的快速發展，提高能源行業的發展質量和效益。