黨的十八大以來，我國能源供給能力不斷提升，能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，新型能源體系加快構(gòu)建，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)能，能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等作為新質(zhì)生產(chǎn)力的構(gòu)成要素，與火電、水電、煤炭、油氣等傳統(tǒng)能源體系不斷融合，加速與風(fēng)電、光伏、核電等融合創(chuàng)新，構(gòu)筑能源行業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型基石，促進(jìn)能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)和綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系提供堅(jiān)實(shí)支撐。
多部委聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建多層次迭代“5G+能源”政策體系
自5G商用以來，工業(yè)和信息化部聯(lián)合國家發(fā)展改革委、國家能源局等，開展多部門合作，聯(lián)合構(gòu)建“5G+能源”政策體系，初步形成“探索融合場(chǎng)景—確定融合方案—部分規(guī)模推廣”三大階段推動(dòng)路徑。
一是明確方向，探索融合場(chǎng)景推動(dòng)模式。2021年，工業(yè)和信息化部、國家能源局等十部門聯(lián)合印發(fā)《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》，提出智能采礦、智慧電力和智能油氣三個(gè)重點(diǎn)方向，明確了在用電信息采集、配電自動(dòng)化、煤礦遠(yuǎn)控、石化監(jiān)測(cè)巡檢等場(chǎng)景探索利用5G形成能源升級(jí)方案。同年，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯(lián)合編制發(fā)布《能源領(lǐng)域5G應(yīng)用實(shí)施方案》，指出5G與能源融合六大方向，進(jìn)一步明確了5G在能源各細(xì)分領(lǐng)域的關(guān)鍵需求和典型場(chǎng)景。
二是注重成效，確定典型融合方案。安全化、綠色化剛需驅(qū)動(dòng)能源行業(yè)向少人化、遠(yuǎn)控化、采集高頻化等方向發(fā)展。安全是煤礦發(fā)展的重要前提，在內(nèi)蒙古等地5G作為加分項(xiàng)被寫入智能化礦山的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)形成“5G+遠(yuǎn)程掘進(jìn)”“5G+遠(yuǎn)程綜采”等融合方案。2022年，工業(yè)和信息化部與國家能源局聯(lián)合開展“能源領(lǐng)域5G應(yīng)用優(yōu)秀案例征集活動(dòng)”并發(fā)布案例匯編，聚焦5G在傳統(tǒng)電力、新能源等領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)形成典型的5G融合方案，如“5G+配電自動(dòng)化”“5G+分布式光伏”“5G+新能源預(yù)測(cè)”等。
三是重點(diǎn)突破，形成規(guī)?；茝V態(tài)勢(shì)。2024年11月，工業(yè)和信息化部等十二部門發(fā)布《5G規(guī)?；瘧?yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)升級(jí)方案》，進(jìn)一步提出了“5G+智慧電力”“5G+智能礦山”“5G+智能油氣”等能源領(lǐng)域的升級(jí)方向，凝練價(jià)值高、融合深的場(chǎng)景，并基于標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行規(guī)?；茝V，強(qiáng)化5G-A、RedCap等演進(jìn)技術(shù)對(duì)于新型能源體系建設(shè)的支撐作用。
成效顯著，“5G+能源”成為“揚(yáng)帆”領(lǐng)航領(lǐng)域
能源是5G應(yīng)用發(fā)展的先導(dǎo)領(lǐng)域，根據(jù)近兩年“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽能源專題賽(以下簡(jiǎn)稱“專題賽”)的數(shù)據(jù)分析，“5G+能源”融合項(xiàng)目總計(jì)超過6000個(gè)，連續(xù)兩年占比超10%。
項(xiàng)目呈現(xiàn)覆蓋地域廣、行業(yè)全、滲透率較高的態(tài)勢(shì)
在地域方面，“5G+能源”項(xiàng)目已覆蓋國內(nèi)31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)，各地圍繞自身能源產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)開展特色化探索，如東南沿海“5G+海上風(fēng)電”項(xiàng)目如火如荼，西北地區(qū)“5G+光伏”項(xiàng)目先后落地，內(nèi)蒙古自治區(qū)“5G+智慧礦山”項(xiàng)目相繼投產(chǎn)。在細(xì)分行業(yè)方面，能源領(lǐng)域5G融合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了細(xì)分行業(yè)的基本覆蓋(如圖1所示)，并逐步由電網(wǎng)、煤炭、綜合能源等傳統(tǒng)5G應(yīng)用行業(yè)，向光伏、核電等新興應(yīng)用行業(yè)滲透，增長率超過30%，加速能源企業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型。在企業(yè)方面，5G應(yīng)用項(xiàng)目已覆蓋14家能源領(lǐng)域及信息通信領(lǐng)域中央企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，大型能源央企的覆蓋率達(dá)到63%，在煤礦領(lǐng)域我國近400座煤礦開展5G應(yīng)用，50強(qiáng)煤炭企業(yè)的應(yīng)用占比高達(dá)72%，20強(qiáng)占比攀升至95%。
圖1 “5G+能源”行業(yè)應(yīng)用占比統(tǒng)計(jì) (數(shù)據(jù)來源：第七屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽參賽項(xiàng)目)
行業(yè)應(yīng)用階梯發(fā)展，商業(yè)落地成為主旋律
專題賽數(shù)據(jù)顯示，超過半數(shù)的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了商業(yè)落地。電力成為5G融合先鋒行業(yè)(如圖2所示)，傳統(tǒng)能源加速變革，新能源成為5G應(yīng)用新戰(zhàn)場(chǎng)。具體來看，智能電網(wǎng)領(lǐng)域已落地29類細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景，覆蓋“發(fā)、輸、變、配、用”等電網(wǎng)全環(huán)節(jié)，國家電網(wǎng)與南方電網(wǎng)開展“5G+配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)”“5G+配電自動(dòng)化”“5G+新能源功率預(yù)測(cè)”“5G+虛擬電廠”等應(yīng)用創(chuàng)新，促進(jìn)其核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)型升級(jí)。礦山行業(yè)緊隨其后，呈現(xiàn)全面應(yīng)用態(tài)勢(shì)，煤礦行業(yè)成效尤為顯著。專題賽數(shù)據(jù)顯示礦山項(xiàng)目數(shù)量達(dá)到495個(gè)，其中煤炭類礦山項(xiàng)目360個(gè)，超60%的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了落地。“5G+遠(yuǎn)程掘進(jìn)”“5G+無人駕駛”等創(chuàng)新應(yīng)用拉遠(yuǎn)了人員作業(yè)區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)場(chǎng)景少人化甚至無人化，有效提升礦山安全生產(chǎn)效能。油氣行業(yè)積極開展5G應(yīng)用探索，現(xiàn)已涵蓋“勘、采、輸、煉、管”等各環(huán)節(jié)，覆蓋國內(nèi)27個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)。
圖2 電力行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域5G應(yīng)用項(xiàng)目占比統(tǒng)計(jì) (數(shù)據(jù)來源：第七屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽參賽項(xiàng)目)
產(chǎn)品供給能力持續(xù)豐富，呈現(xiàn)多元化發(fā)展模式
能源領(lǐng)域高安全、智能化需求加速5G本體產(chǎn)品的創(chuàng)新發(fā)展，如應(yīng)用于煤炭場(chǎng)景的本安型5G基站、應(yīng)用于石化監(jiān)測(cè)的隔爆5G終端等，擴(kuò)大了5G產(chǎn)品的邊界。同時(shí)，5G低時(shí)延等典型技術(shù)也促進(jìn)能源裝備的智能化升級(jí)，出現(xiàn)了各種能源融合終端或設(shè)備，市面上已陸續(xù)推出5G機(jī)器人、5G PLC、5G無人機(jī)、5G防爆攝像頭等多類融合終端。值得注意的是，5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)、5G攝像頭仍為業(yè)界主流應(yīng)用終端，專題賽數(shù)據(jù)顯示二者應(yīng)用項(xiàng)目占比均超55%，其他5G終端(如PLC、AR、AGV、機(jī)器人、手持終端、定位終端等)應(yīng)用項(xiàng)目占比均超10%(如圖3所示)。
圖3 “5G+能源”融合終端占比統(tǒng)計(jì) (數(shù)據(jù)來源：第七屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽參賽項(xiàng)目)
技術(shù)創(chuàng)新蓬勃發(fā)展，融合標(biāo)準(zhǔn)體系初步建立
5G與前沿技術(shù)融合加速能源產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)不斷融合，構(gòu)建能源數(shù)智技術(shù)堅(jiān)實(shí)底座。人工智能、大數(shù)據(jù)相關(guān)應(yīng)用案例數(shù)超過1200例，占比接近一半，較上屆同比增長5.7個(gè)百分點(diǎn)，5G與數(shù)智技術(shù)的深度融合成為重要方向。同時(shí)5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)已成為能源企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型底座，專題賽5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)項(xiàng)目數(shù)量占比超過60%，涵蓋了31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)與17個(gè)能源細(xì)分行業(yè)。“5G+能源”關(guān)鍵技術(shù)占比統(tǒng)計(jì)如圖4所示。
圖4 “5G+能源”關(guān)鍵技術(shù)占比統(tǒng)計(jì) (數(shù)據(jù)來源：第七屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽參賽項(xiàng)目)
“5G+能源”融合標(biāo)準(zhǔn)體系不斷成熟，并率先構(gòu)建“實(shí)驗(yàn)室+外場(chǎng)”的標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證模式。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)、中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣等產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)，圍繞5G與能源融合需求、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全等方向組織開展共性標(biāo)準(zhǔn)制定工作，5G融合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量達(dá)到40余項(xiàng)，占比超40%。國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中國石化等能源央企針對(duì)網(wǎng)絡(luò)、終端、平臺(tái)、應(yīng)用、安全等團(tuán)體或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行體系化設(shè)計(jì)和編制。在標(biāo)準(zhǔn)落地方面，為滿足能源領(lǐng)域業(yè)務(wù)升級(jí)高安全需求，產(chǎn)業(yè)各方跨界合作并在能源領(lǐng)域率先開展了“實(shí)驗(yàn)室+外場(chǎng)”的標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證體系建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室階段驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)技術(shù)參數(shù)配置的合理性，外場(chǎng)階段驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)中業(yè)務(wù)綜合部署的安全性和穩(wěn)定性。
聚焦數(shù)智轉(zhuǎn)型，“5G+能源”深度融合面臨新挑戰(zhàn)
今年是深入貫徹落實(shí)“四個(gè)革命一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略的第二個(gè)十年的開局之年，也是5G規(guī)模化應(yīng)用“揚(yáng)帆”升級(jí)的第一年。隨著建設(shè)新型能源體系和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)不斷深入，安全、綠色、高效的新需求不斷涌現(xiàn)，5G-A、人工智能等技術(shù)的蓬勃發(fā)展帶來了融合應(yīng)用的新機(jī)遇。
綠色低碳備受關(guān)注，新能源高效接入成為“5G+能源”重要需求
截至2024年6月底，國內(nèi)“風(fēng)光電”合計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到11.8億千瓦，超過煤電裝機(jī)量。隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的不斷增加，裝機(jī)范圍由人口集中的城市、農(nóng)村地區(qū)向西北“沙戈荒”、東南海上等無人區(qū)拓展，因此跨區(qū)域輸送需求大幅增長，給廣域范圍內(nèi)能源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶來新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，新能源發(fā)電具有間歇性、隨機(jī)性，其接入改變了系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，增加電力負(fù)荷的不確定性，加劇電網(wǎng)消納與資源配置壓力，亟須依托5G、人工智能等數(shù)字技術(shù)開展負(fù)荷預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提升電網(wǎng)調(diào)度響應(yīng)能力，全面增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性。
安全新戰(zhàn)略指引，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行成為“5G+能源”發(fā)展重要保障
原有能源系統(tǒng)具有復(fù)雜的安全機(jī)制和完善的管理保障體系，5G、人工智能等技術(shù)引入后，帶來邊界安全界定、安全責(zé)任劃分、融合安全管理等方面的安全問題。具體而言，5G對(duì)于能源行業(yè)是“外來物”，打破了行業(yè)原有安全體系，因此需要構(gòu)建新型的“行業(yè)+5G”安全體系，開展常態(tài)化5G融合業(yè)務(wù)安全驗(yàn)證，包括網(wǎng)絡(luò)、終端等環(huán)節(jié)的攻防測(cè)試等，提升“5G+能源”應(yīng)用的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，同時(shí)要降低安全所帶來的高昂部署與改造成本。
數(shù)智化和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，融合向深、技術(shù)向新、場(chǎng)景向?qū)嵢允?ldquo;5G+能源”發(fā)展主要方向
數(shù)字技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)的深度融合涉及海量信息采集、跨域跨層數(shù)據(jù)交互共享、多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等內(nèi)容，這些都是能源轉(zhuǎn)型過程中需要破解的難題。數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，催生新型應(yīng)用場(chǎng)景，企業(yè)應(yīng)及時(shí)追蹤前沿技術(shù)動(dòng)態(tài)，并適時(shí)開展相關(guān)探索布局。如利用5G-A通感一體技術(shù)實(shí)現(xiàn)“黑飛”檢測(cè)，利用無源物聯(lián)技術(shù)優(yōu)化倉儲(chǔ)資源管理等。融合終端/裝備、行業(yè)虛擬專網(wǎng)、解決方案等創(chuàng)新產(chǎn)品是支撐能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，產(chǎn)品選型難、部署成本高在一定程度上降低了企業(yè)的部署意愿。如當(dāng)前5G模組價(jià)格最低在400元左右，雖然RedCap模組有望將價(jià)格降至150元，但仍需在實(shí)驗(yàn)室和外場(chǎng)開展多次驗(yàn)證才能實(shí)現(xiàn)商用。
“揚(yáng)帆”升級(jí)，新形勢(shì)下的轉(zhuǎn)型思考
《5G規(guī)?；瘧?yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)升級(jí)方案》開啟了“5G+能源”領(lǐng)域的新征程，加速5G-A、AI大模型等技術(shù)融入能源行業(yè)全過程全環(huán)節(jié)。“5G電廠”“5G礦山”“5G油氣園區(qū)”等行業(yè)領(lǐng)航者為創(chuàng)新應(yīng)用落地部署提供全新載體，分批次、分階段、分場(chǎng)景推廣模式的構(gòu)建為全環(huán)節(jié)、全流程應(yīng)用覆蓋提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。
一是持續(xù)創(chuàng)新，加速“5G+能源”成熟應(yīng)用規(guī)?；茝V。分批次推進(jìn)成熟應(yīng)用場(chǎng)景規(guī)模落地，如加速“5G+智能巡檢”“5G+分布式能源管理”“5G+遠(yuǎn)程掘進(jìn)”“5G+遠(yuǎn)程綜采”“5G+無人礦卡”“5G+環(huán)境信息采集”等成熟應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)制推廣。聚焦新型電力系統(tǒng)建設(shè)、煤炭油氣高效安全生產(chǎn)等能源數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型需求，分行業(yè)、按步驟開展高價(jià)值應(yīng)用場(chǎng)景探索，如電力領(lǐng)域聚焦新能源引入后業(yè)務(wù)場(chǎng)景探索，支撐實(shí)現(xiàn)清潔低碳、靈活高效、開放互動(dòng)、智能友好的新型電力系統(tǒng);礦山領(lǐng)域聚焦5G與采礦行業(yè)系統(tǒng)融合，構(gòu)建一體化數(shù)智礦山方案。
二是降本提質(zhì)，推動(dòng)“5G+能源”規(guī)模發(fā)展與產(chǎn)品升級(jí)。基于適用范圍與部署規(guī)模的差異，融合產(chǎn)品可以分為共性產(chǎn)品與特色產(chǎn)品兩大類。面向共性產(chǎn)品，需要開展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與研發(fā)，推動(dòng)規(guī)模上量，降低部署成本，如5G輕量化終端、機(jī)器視覺解決方案等;面向特色產(chǎn)品，需要基于行業(yè)需求進(jìn)行定制化的研發(fā)，按需融合通感一體、無源物聯(lián)、高精度低功耗定位、網(wǎng)絡(luò)智能、北斗、授時(shí)等前沿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品類型與功能的多樣化，滿足能源領(lǐng)域多樣化的場(chǎng)景需求。
三是合作融通，實(shí)現(xiàn)“5G+能源”合作升級(jí)。開展5G與能源融合應(yīng)用發(fā)展策略規(guī)劃研究，形成應(yīng)用融合、基礎(chǔ)設(shè)施融合等發(fā)展路徑，明確5G在能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型不同階段的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)工作，通過大賽、大會(huì)、論壇等方式持續(xù)挖掘能源領(lǐng)域5G應(yīng)用的新場(chǎng)景、新需求，促進(jìn)5G與能源既有信息化系統(tǒng)的深度融通。
*本篇刊載于《通信世界》2025年2月10日* 第3期 總961期
作者：中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所
張?zhí)祆o 侯偉彬 杜加懂
（來源：工聯(lián)網(wǎng)iitime）
