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时空信息技术推动煤炭与新能源融合发展探讨 文 | 亓玉浩（山东能源集团上市平台旗下北斗天地股份有限公司董事长）
 今年以来，随着俄乌冲突的爆发和持续，世界能源格局发生剧烈变化，油气供应频频出现危机，欧盟多国宣布重启煤电。当前，煤炭仍占我国能源消费总量的过半份额，短时期内以煤为主的能源结构很难改变。2020年9月22日我国正式提出“双碳”目标，围绕国家大力鼓励“煤炭清洁高效利用”的背景，在光伏、风电等新能源行业高速发展的前提下，推动煤炭与新能源的融合发展，对于促进煤炭行业向数字化、智慧化、绿色化转型具有重要意义。 2022年全国煤炭产量达到36.45亿吨，煤炭市场价格总体趋稳，供给端煤炭产能投放力度较大，煤炭供应能力显著提高。6月份进口煤炭1898.2万吨，较去年同期的2839.2万吨同比减少941万吨，下降33.14%。较5月份的2054.9万吨环比减少156.7万吨，下降7.63%。受国际煤价高位运行、进口煤性价比不高等因素影响，国内下游用户采购进口煤积极性不高，煤炭进口量同比明显减少，对国内供应补充作用减弱。 随着我国经济增长放缓，产业结构调整加快，传统能源需求下降，新能源产业得以快速发展，并迅速成为拉动经济增长的中坚力量。随之而来的是煤炭需求进一步减弱，受环保等因素的影响，煤炭产业的发展空间被进一步压缩。 全球气候变暖对地球造成的影响越来越显著，而人类在高速发展过程中消耗以石油、煤炭等为主的化石燃料满足对能源的强大需求，从而排放大量的二氧化碳，导致全球温室效应猛增，对生命系统形成了巨大威胁。2020年9月22日，总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上庄严承诺，中国力争于2030年前达到碳达峰，努力争取2060年前实现碳中和。实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的经济社会变革，2021年中央经济工作会议强调：“实现碳达峰碳中和是推动高质量发展的内在要求，要坚定不移推进，但不可能毕其功于一役。”这一重大决策为我国实现“双碳”目标指明了方向、明确了路径。要通过符合实际、系统科学的技术手段稳步有序地加以推进，既要坚定信心，又要合理安排，因地制宜地推进各个阶段的工作。比尔·盖茨认为，为了实现零排放，一方面需要进一步投放光伏、风电等现有的技术，另一方面还需要多方面的技术突破。 着力发展新能源产业已成为煤炭行业向绿色低碳转型的一大趋势。国家能源集团、山东能源集团等都成立了各自的新能源公司，充分利用煤矿手握土地、发电指标等资源优势，将人力、物力以及资金重点投入到清洁能源项目的建设开发中。
2021年10月，山东能源集团第一批自有分布式光伏项目集中开工仪式在邹城举行。该项目是践行能源转型、绿色发展，助力“双碳”目标如期实现的重要行动，更是山东能源集团优化区域能源结构，做大做强新能源主业的标志性工程。山东能源集团发展自有分布式光伏产业，资源丰富、空间广阔，条件得天独厚，契合企业战略与区域规划，符合地企共同利益，山东能源集团党委书记、董事长李伟介绍，项目采取“自发自用、余电上网”模式，既能有效盘活企业闲置屋顶资源、降低用电成本，又能优化区域能源结构、推动生态文明建设，实现地企共赢。山东能源集团自有分布式光伏首批项目利用东华重工、山东物商等能源集团14家权属企业的43座厂房屋顶、2处矸石山建设分布式光伏项目，总利用面积106万平方米，计划投资5.02亿元，总装机容量105兆瓦，可实现年发电量1.12亿千瓦时，销售收入5000多万元，降低企业内部用电成本1200万元以上。
2022年4月，山东海上风电、海上光伏暨东营海上风电装备产业园项目在东营集中开工。该项目由山东能源集团投资建设，标志着山东省首个平价海上风电项目进入全面建设阶段。该项目总装机容量50.1万千瓦，安装60台单机容量8.35兆瓦风电机组，每年可提供清洁电能16.98亿千瓦时。 根据合作协议，山东能源集团将与东营市、胜利油田在新能源等各方面建立全面战略合作关系，并与中国船舶集团海装风电股份有限公司、中电建中南勘测设计研究院开展合作。此外，中国船舶集团海装风电股份有限公司、金雷科技股份有限公司、天能海洋重工有限公司、山东港口渤海湾港集团有限公司等企业也与东营签订合作协议，共同推进可再生能源项目建设。 山东能源集团党委书记、董事长李伟透露，今年山东能源集团将在东营规划投资102亿元，全力推进A、B1场址开发建设，计划11月份开始并网发电，确保年底全容量并网，努力建成全国首个平价海上风电项目。 近年来，山东能源集团把新能源产业作为战略优先方向和重要战略支点，被山东省政府确定为省级新能源投资平台，先后在海上风电、陆上风电、分布式光伏开发等领域实现突破。积极布局“双千万、双园区”新能源基地，省内已启动渤中A、B、G场址海上风电项目前期工作，推进沂水、郯城整县分布式光伏项目；省外正在筹建阿拉善盟40万千瓦、杭锦旗10万千瓦风电项目、灵台10万千瓦光伏项目。 李伟透露，今后，将以海上风电开发为切入点，深度融合经略海洋战略，大力推动“海陆风光氢储牧”全产业链发展，努力打造全国首个“双千万、双园区”新能源基地。 然而，从煤炭到新能源，不仅仅是上几个项目、建几个电站，实际是从资源依赖型产业向技术驱动型、市场竞争型产业转变。助力实现“双碳”目标，实现煤炭行业低碳发展，必须依靠颠覆性技术创新。 时空信息技术是基于全球卫星导航系统的综合性技术，是智能信息化技术形成和发展的基础。时空信息是数字时代下的数据基底，将在数字经济发展中发挥不可替代的作用。 北斗卫星导航系统有三大功能，即导航、定位、授时（统称“PNT”）。通常我们记录时间维度的方式是时、秒、分，而记录空间维度是坐标、经纬度等，北斗卫星导航系统综合了空间和时间信息，形成了时间空间一体化，做到了时空协同。随着北斗卫星导航系统正式投入运营，后续将继续发展该系统的时空信息基准作用，打造天地一体化的统一的时空基准网和导航信息服务网。通过北斗卫星导航系统与地面移动通信5G/6G技术相融合，实现室内外无缝定位。支持和鼓励各行业、各领域围绕落实国家重大战略部署，推动建立完善“行业+区域”的北斗应用服务模式，实现北斗与各类应用的深度有机融合，推进北斗在能源交通、自然资源等领域应用。 数据是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，是用于表示客观事物的未经加工的原始素材。人类社会已经步入大数据时代，人们的所有活动都会在数据空间留下痕迹。大数据已经成为企业和社会关注的重要战略资源，数据是企业未来核心资产。通过时空信息技术将数据赋予时空属性，实现系统建设需要海量数据的支撑，而每一条数据的生成，同样是在时空信息的基础上。 当前，无论传统的煤炭行业还是新能源行业，伴随着计算机、信息技术和移动互联网络的发展，各行业应用系统的规模迅速扩大，所产生的数据呈井喷式增长，很多数据达到数百TB甚至数十、数百PB的规模，所应用的大数据已远远超出了传统的计算和信息技术的处理能力，因此，现实世界迫切需要寻求有效的大数据处理技术、方法和手段。 北斗卫星导航系统提供的是室外时空信息，为了实现室内外一体化高精度时空信息统一，需要融合多源传感数据。北斗定位技术能够满足室外空旷条件下的精准定位，在遮挡或室内环境中，可通过如UWB/WIFI/蓝牙/IMU/RFID/地图等相关技术实现。另外还可以通过无人机等设备，实现对井下场景的实时检测和数据获取。 时空信息技术必须与某个行业结合，才能真正产生附加值。所谓北斗导航产业，实质是依托其技术形成的产品为某个行业提供服务，为其带来新的附加值。 当前，我国正处于以数字化转型助力高质量发展的关键时期。时空信息，作为一个国家的最重要的基础设施，对开展数字化治理、提升自然资源管理现代化水平至关重要。 传统煤炭行业和新能源行业的转型与发展，二者不是孤立的各自发展，更不是搞一刀切。一定要利用先进的、符合能源行业实际的技术将二者有机结合起来，充分发挥煤电资源较风电、光伏稳定可靠的优势，避免风电、光伏受环境、季节影响而产生过剩或短缺的弊端，产生更高的附加值。同时推动我国的电力等能源系统从集中向分布式转变，形成新的能源供给网。在用电端，大力发展灵活用电的方式，充分发挥风电、光伏发电的最大效能。在这方面，基于北斗系统的时空信息技术可以起到主推的作用。 当前，随着技术的飞速发展，数字化、智能化已成为现代矿山建设的重要标志。云计算和物联网的兴起，以及信息技术、定位技术、通讯技术和自动化技术的迅速发展和应用，深刻地影响和改变着传统矿业沿袭百年的生产工艺和组织管理模式。 从北斗天地股份有限公司研制的智慧矿山产品以及新能源应用产品的应用实例来看，这些信息化手段让相关行业变得“聪明”起来了。 北斗天地充分利用最新的科研成果降低矿山的能耗和生产成本，不断加强资源的综合配置和利用效率。同时，借助信息化手段，提升企业自身的技术服务水平和管控能力，转变企业生产方式，提高管理效率，增强核心竞争力，实现两化深度融合，促进产业转型升级。2023年第十四届中国北斗导航年会确定由山东省济南市承办，北斗天地通过十多年发展，将时空信息技术与煤炭等能源行业紧密结合，正向着成为北斗系统在该行业应用领域领军企业的目标奋进。 未来在新老能源转换的过程中，传统能源的逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。这就需要强大的数据分析和数据支撑，并采用科学有效的技术手段予以保障。 在传统能源向新能源转型过程中，随着传统能源有序退出，新能源加快发展，我国的能源结构将由煤炭为主逐步向以风电、光伏为代表的能源多元化转变。 在中央经济工作会议结束后，“2021—2022中国经济年会”在北京举行。中央财经委员会办公室副主任韩文秀表示，实现碳达峰碳中和是一项复杂工程和长期任务，要充分考虑国内能源结构、产业结构等基本国情，通盘谋划，不能影响经济社会发展全局。他表示：“近年来在实际工作中也出现了一些问题，有的搞'碳冲锋’，有的搞'运动式减碳’，这些都不符合要求。” 解决我国能源转型的主要矛盾，关键在处理煤电的问题。但光伏和风电都存在连续性较差、受地理限制、容易出现短期内过剩或短缺等时空维度上的不稳定特点。为此，可利用时空信息技术，形成技术突破，解决这一问题。使传统能源和新能源达成有机的结合，防止资源闲置。 |
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