城市形態千變萬化，卻始終離不開能源的支持。當前，數字化與智慧化已成為全球城市發展的主流趨勢。智慧城市首先應當是在使用相同或較低水平資源的情況下，實現明顯更高或更穩定的生活質量的城市，智慧能源則是其中的基礎與核心，將為城市實現綠色生產、低碳生活提供前提，是實現“雙碳”轉型目標不可替代的核心關鍵。

　　發展現狀

　　生活及產業應用持續擴大

　　智慧能源的本質是能源優化、管理和服務，核心在于信息化與自動化的深度融合實現用能智能化，達到能源的經濟、高效、環保利用。智慧城市是城市未來發展趨勢，智慧能源則為智慧城市的發展提供了基礎。

　　德信東源智能科技（北京）公司結合大學用能特點，集成分布式光伏/光熱、地源熱泵/污水源熱泵/空氣源熱泵、儲熱、“冷屋面”無縫防水隔熱及智慧管控等技術，實現了華北電力大學生活熱水系統智慧零碳重構，聯合國家電網綜合能源服務公司，通過BOT方式，在降低業主用能成本的同時解決了業主投資難、運維難等問題。

　　國家電網重慶電力公司打造的巴南區龍洲灣超級充換電站是西南地區最大規模智慧充電新基建低碳綜合體，項目占地13畝，運用國際先進科技，融合新一代數字技術，建設多站融合(變電站、充電站、5G機站、數據中心站）、智慧新能源、智慧建筑、智慧商業等新業態為一體，可同時為90輛車充換電，提供新能源汽車展銷、24小時無人自助便利店、機器人咖啡快餐等多元化服務。

　　國家電網浙江電力公司開展綜合能源服務，通過采集客戶用能數據并分析，為企業提供24小時云監測、設備代運維、節能降耗、能源托管等組合式服務，實現能源智慧管理。

　　在城市中，該平臺還承擔市政路燈的用能管理。以杭州市政路燈為例，已有4萬余桿路燈接入平臺運行，平臺擁有燈光、用能、監控等一體化集約管理功能。

　　位于杭州建國南路的智慧燈桿還具備5G基站天線架設、路面視頻監控、數據定位、城市免費WiFi、環境監測等功能，可對攝像機、5G基站、環境監測，可為政府不同部門提供前端數據基礎，也可為運營商提供信號源，采用租賃經營模式，預計五年可收益100萬元。

　　案例分析

　　按需調節負荷成為現實

　　近年來發展起來的虛擬電廠則是智慧能源示范工程的新模式新業態，這種智慧供能方式正被越來越多的城市采用。

　　虛擬電廠其實就是一個基于大數據參與電網運行和電力市場的電源協調管理系統，對外表現為一個可控電源。虛擬電廠基于大數據技術和智能控制系統，通過對分散的分布式能源進行集成、優化和協同調度，把各類可調負荷資源匯聚，根據電網削峰填谷的需求調節負荷。即利用虛擬電廠技術，可以增強負荷側的調節能力，增強電力系統的靈活性。

　　以滿足5%的峰值負荷為例，相比火力發電廠動輒幾千億元的投資，虛擬電廠僅是其1/8-1/7。

　　以水電站為例，往年在發電過程中，因為缺乏上游電站的來水數據， 所以無法及時調整發電負荷，制定明確的發電計劃，水電站在汛期發電常常處在“盲發”狀態。而在水電站連接了虛擬電廠平臺之后，工作人員每天早上可以及時了解當天上游的出入庫流量和發電情況，實現了上下游水文和發電數據的共享。

　　基于投入小、靈活性高的特點，虛擬電廠正被越來多地重視和應用。2022年，各省市政策密集出臺，浙江、深圳、上海等用電大省市加速了虛擬電廠參與電網調控。2022年6月30日，國網浙江綜合能源公司智慧虛擬電廠平臺上線；2022年6月13日，深圳市發改委發布《深圳市虛擬電廠落地工作方案（2022-2025年）》。2022年7月22日，北京市城市管理委員會發布的《北京市“十四五”時期電力發展規劃》，首次將虛擬電廠的建設納入電力發展規劃中。

　　政策引導

　　鼓勵打造“城市級”平臺

　　2016年2月29日，國家發改委、國家能源局、工信部印發的《關于推進“互聯網＋”智慧能源發展的指導意見》中指出，智慧能源發展的重點任務是加強能源互聯網基礎設施建設，建設能源生產消費的智能化體系、多能協同綜合能源網絡、與能源系統協同的信息通信基礎設施。

　　營造開放共享的能源互聯網生態體系，建立新型能源市場交易體系和商業運營平臺，發展分布式能源、儲能和電動汽車應用、智慧用能和增值服務、綠色能源靈活交易、能源大數據服務應用等新模式和新業態。推動能源互聯網關鍵技術攻關、核心設備研發和標準體系建設，促進能源互聯網技術、標準和模式的國際應用與合作。

　　《“十四五”現代能源體系規劃》提出，建設智慧能源平臺和數據中心。面向能源供需銜接、生產服務等業務，支持各類市場主體發展企業級平臺，因地制宜推進園區級、城市級、行業級平臺建設，強化共性技術的平臺化服務及商業模式創新，促進各級各類平臺融合發展。鼓勵建設各級各類能源數據中心，制定數據資源確權、開放、流通、交易相關制度，完善數據產權保護制度，加強能源數據資源開放共享，發揮能源大數據在行業管理和社會治理中的服務支撐作用。

　　同時，明確要實施智慧能源示范工程。以多能互補的清潔能源基地、源網荷儲一體化項目、綜合能源服務、智能微網、虛擬電廠等新模式新業態為依托，開展智能調度、能效管理、負荷智能調控等智慧能源系統技術示范。

　　產業機遇

　　能源行業IT投入不斷創新高

　　隨著國家經濟的高速建設發展，智慧能源行業呈現出蓬勃發展之勢，國家政策及經濟發展策略的調整為智慧能源行業發展帶來了新的機遇。

　　未來，智慧能源技術、智慧能源產品、智慧能源管理等諸多方面都將是熱門投資領域。智慧能源技術將進一步推動智慧城市、智慧農業以及智慧能源網絡的發展，為城市的生產生活提供更加高效、可持續的能源管理解決方案，并有助于提高能源利用效率，減少能源的消耗。

　　《2023-2029年中國智慧能源市場消費調查及經營模式分析報告》分析，2017年中國智慧能源行業的市場規模約為2.2萬億元，同比增長6.7%。2018年，中國智慧能源行業的市場規模約為2.45萬億元，同比增長10.8%。2019年，中國智慧能源行業的市場規模約為2.7萬億元，同比增長13.7%。2020年，中國智慧能源行業的市場規模約為3.06萬億元，同比增長14.3%。

　　隨著中國智慧能源行業的發展，未來將會出現更多的投資機會，政策將會提供更多的支持，市場空間也將會進一步擴大。據預測，2021-2025年，中國智慧能源行業的市場規模將以每年10%-15%的速度穩步增長，2025年市場規模約為4.9萬億元。

　　此外，政府還將持續推進智慧能源與人工智能、云計算等先進技術的融合，以利用數根據提升能源管理的效率和水平。

　　在此背景下，智慧能源行業的IT投入也將迎來新一輪高峰?！?023-2028年中國智慧能源行業投資規劃及前景預測報告》指出，未來，能源行業將會加大對信息化建設投資，隨著投資規模的加大，預計到2025年能源行業IT規模將達到1600億元，市場空間較2019年擴大一倍。照此推算，2027年的投資規模將超過2000億元。

　　未來看點

　　數字化能源管理系統加速迭代

　　發展智慧能源對城市低碳可持續發展意義重大。同濟大學中德工程學院教授、機械與能源工程學院博士生導師龍惟定表示，當前，數字化與智慧化已成為全球城市發展的主流趨勢。智慧城市首先應當是在使用相同或較低水平的電能、水能等資源的情況下，實現明顯更高或更穩定的生活質量的城市。技術只是創建智慧城市的工具與手段，“以人為本、宜業宜居”才是智慧城市的核心要義。

　　以虛擬電廠為例，如果能被更廣泛地采用，將是對電力系統中稀缺的靈活性資源的一種有益補充。廈門大學中國能源政策研究院副教授吳微認為，近年來，隨著風電、光伏的滲透率不斷提升，電源側的波動性不斷增強。同時，隨著第三產業和居民生活消費用電占比提升以及電氣設備的用電量增加，用戶側需求的波動性也在增強。電力系統的靈活性資源也愈發稀缺。建設虛擬電廠，則可以增強用戶側的調節能力，可以更好地適應以高比例可再生能源為特點的新型電力系統，保障高峰期城市居民用電和企業生產用電。

　　在“雙碳”目標轉型、政策推動和智慧城市建設的大背景下，我國智慧能源發展不斷加速，目前，已經有越來越多的企業開發數字化的能源管理系統，但仍有較大改進空間。

　　可以預期的是，未來，隨著技術解決方案的持續優化升級與市場規模不斷擴大，數字化能源管理系統將加速迭代。

　　龍惟定表示，人工智能和機器學習技術應用在能源管理方面，存在數據使用和分析相對滯后，暫不能很好適應復雜多變的外界情況等問題。如果要大規模使用相關數字技術，就需要在今后的城市和區域規劃當中，提前將智慧能源管理系統納入規劃的考量。同時，在借鑒國際經驗的時候，也要結合自己的特點，制定合理的后續管理和提升措施，才能夠讓技術的效率更上一個臺階。

　　名詞解釋

　　智慧能源

　　智慧能源是一個新興概念，是指充分開發人類智力能力，不斷進行技術創新和制度變革，在能源開發利用、生產消費的全過程和各環節融匯人類智慧，建立和完善符合生態文明和可持續發展要求的能源技術和能源制度體系，從而呈現出的一種全新能源形式。

　　頂層設計

　　實施智慧能源示范工程

　　《“十四五”現代能源體系規劃》提出，建設智慧能源平臺和數據中心。面向能源供需銜接、生產服務等業務，支持各類市場主體發展企業級平臺，因地制宜推進園區級、城市級、行業級平臺建設，強化共性技術的平臺化服務及商業模式創新，促進各級各類平臺融合發展。鼓勵建設各級各類能源數據中心，制定數據資源確權、開放、流通、交易相關制度，完善數據產權保護制度，加強能源數據資源開放共享，發揮能源大數據在行業管理和社會治理中的服務支撐作用。

　　以多能互補的清潔能源基地、源網荷儲一體化項目、綜合能源服務、智能微網、虛擬電廠等新模式新業態為依托，開展智能調度、能效管理、負荷智能調控等智慧能源系統技術示范。推廣電力設備狀態檢修、廠站智能運行、作業機器人替代、大數據輔助決策等技術應用，加快“智能風機”“智能光伏”等產業創新升級和行業特色應用，推進“智慧風電”“智慧光伏”建設，推進電站數字化與無人化管理，開展新一代調度自動化系統示范。實施煤礦系統優化工程，因地制宜開展煤礦智能化示范工程建設，建設一批少人、無人示范煤礦。

　　堵點疏通

　　堵點一：關鍵技術仍待突破

　　一是多能互補分布式系統發電、儲能、智能微網、主動配電網、柔性直流等能源領域關鍵技術待突破；二是物聯網、大數據、云計算等信息通信技術在能源領域的深度應用需加快探索，如隨著電力交易市場的放開，計算、結算、智能用電管理等技術與能源系統的跨行業融合等技術需進一步探索；三是以信息通信、電力電子、可再生能源等多種技術為核心的交叉融合技術需要不斷創新和突破。

　　疏堵方案：建議打造智慧能源交叉專業技術團隊，智慧能源涉及專業領域多、系統復雜、技術創新要求高、投融資要求高，針對存在的問題，打造智慧能源整體解決方案，即包括商業模式、技術方案、運營方案在內的一站式區域綜合能源解決方案。

　　堵點二：跨行業融合帶來安全問題

　　一是跨行業、多領域融合將會帶來安全問題?！盎ヂ摼W+”智慧能源通過互聯網將能源的生產、運輸、消費、存儲和金融的融資、交易、結算以及用戶端的用能需求、用能行為等多主體緊密結合在一起，由于領域的不同、環節的增多，協調機制更加復雜，跨界融合帶來的監管問題不容忽視；二是監管部門的監管意識和力度需要加強。智慧能源是新興行業，需要監管緊隨以降低行業發生系統性風險的概率。

　　疏堵方案：建議引導科技創新主體加強前沿理論和技術基礎研究。

　　此外，從科技創新與市場規范方面，集中支持技術創新與成果轉化，并適時出臺相關技術標準規范與監管體系，避免資源浪費和無序擴張。