大数据对能源发展有什么作用

大数据如何帮助我们改善大气环境

大数据可以把现有的旧能源网络变成更加智能的网络，能够了解个人的能源消耗状况。这无疑将提高效率，降低能源价格并帮助我们减少碳排放量。

智能能源网格

在不久的将来，将有越来越多的家电设备带有传感器。这些传感器能够在能源公司、家庭智能仪表和电器之间进行双向通信。当所有的家用电器都通过传感器连接到互联网时，我们就可以根据需要，对单个设备的能耗进行监测和调整。越来越多的能源机构正在开发智能电表来记录单个家用电器设备的电能消耗情况。而这些信息将返回到能源公司，使得能源公司可以了解和预测能源需求。我们相信，随着研发工作的进一步深入，实时监控和调整能源需求将只是时间问题。

当越来越多的设备具备了传感器之后，产品之间也将能够相互通信交流，甚至是进行跨不同网络的通信。这将帮助能源企业更好地了解和管理整个网络的能源利用率。对于未来的电动汽车来说，这是相当有用且重要的。当消费者回家后将电动汽车的充电和其他家用电器同时开启时，能源电网可能无法应付这一需求的高峰期。因此，越多的电器设备具备了传感器，就越能够与能源网络进行通信和沟通，能源公司也就能够更好的管理其网络内的能量分布。

但是，真正的智能电网距离我们仍然还十分遥远。据以太网之父鲍勃·梅特卡夫表示，智能电网可以提供“大量廉价和清洁的能源”。他创造了一个由互联网影响的智能电网，称为“Enernet”愿景。

这种智能电网也将同时能够防止能量在网络中的损失并防止停电事故的发生。传感器系统可以同步的实时监测电线的状况，每秒钟都能收集多个数据流。这些信息可以更容易地检测到停电事故。当确实发生停电事故时，其可以使得能源公司的响应速度更快、更好。这种传感器还可以检测能量是如何在网络中传输的，以及在何时何地发生了能量损失。这些信息实时传递反馈给能源公司的控制中心，能够帮助他们实时的需求进行调整。

西北太平洋的巴特尔智能电网示范项目就是这样的一个智能电网试点。该试点项目的六万名参与者来自美国的五个州。该项目旨在确定智能电网是否向我们所认为的那样有价值，是否更具经济效益。一个智能电网需要在在硬件和软件方面进行大量的投资。其也将极大地帮助我们收集数据信息：从之前的记录一个仪表一个月之内的读数变为智能电表每15分钟记录一次读数。也就是每天每百万智能电表共计记录9600万次读数。其结果是数据信息增加了3000倍，如果不加以妥善管理，这些数据信息将是相当繁杂的。

改变消费者的行为

如果消费者可以根据实时数据和能源价格管理他们自己的能源消耗，将可能会改变他们的行为。一款智能电表可以基于需求预测建议消费者在稍后某个时刻能源成本降低时使用某款电器设备。这将帮助能源公司更好地管理能源需求。如果某款电器设备（例如加热器）可以基于价格范围和网络的能量需求自行决定在最佳时间开始工作，这无疑将产生更好的效果。

预测需求和价格

与数以百万计的电器相连接的智能电网能够预测能源消费量。监测设备如何使用能源，并提供有价值的数据信息，并进一步分析预测对于能源的需求状况和可能出现的能源短缺。此信息可用于在合适的时间和地点提供适量的能量。其可以帮助平衡不同时间和地点的能源需求高峰。能源分销机构可以提高顾客满意度，并通过减少停电的次数和持续时间遵守相关的合规性。如果能源公司能够找到发生网络故障与相关停电事故之间的联系，那么这就表明他们能够精确确定和识别发生故障的位置，并实时的提供相关的解决方案。

当智能电网平衡了能源需求的高峰之后，网络将变得更可靠。而目前的网络问题在于，不仅仅是没有这么大的网络容量，而且还需要应对高需求的能力。智能电网可以帮助防止极端高峰所导致的断电。

大数据也将有助于优化能源交易，从而更好地预测价格波动。大数据可以基于1000个不同的数据集针对能源市场做出几乎实时的复杂分析。随着能源价格的波动，能够基于这1000个不同的数据源进行价格预测是相当有价值的。对于能源供应和需求的预测，能够帮助能源销售机构获利。通过对市场的充分了解，他们可以保护自己免受能源价格波动的影响。最后，他们将能够提供更便宜的能源，提高客户满意度。

未来的投资和维护

来自网络的大量传感器的数据信息可以提供关于网络质量的附加信息。它可以帮助能源企业确定未来的投资是否是必要的，或是需要进行维护。不必进行定期的网络检查，大数据工具可以用来实时的监控网络设备，只在必要时采取相关的措施。这将为能源企业节省很多不必要的调查，预防费用。同样，这些信息还将有助于了解哪些投资能够帮助能源企业获得最大的投资回报。

例如，Vattenfall公司在风力涡轮机内安装了传感器数据，以预测何时需要进行维护。这将为该公司节省了很多不必要的检查涡轮机时所需要的直升机费用和其他维护费用，以及昂贵的咨询费用。

大数据也可以被用来改善风力涡轮机的安置位置，以便获得最佳的能量输出。在微观和宏观层面，对不断变化的天气进行预测可以帮助企业选择最佳的风力涡轮机安置地点。或者根据地区年度日照情况数据来选择太阳能系统的安置地点。结合结构化和非结构化数据，如潮汐、地理空间、传感器数据、卫星图像、森林砍伐地图和天气模型也可以帮助确定最佳安置地点。

例如，丹麦能源公司维斯塔斯风力系统利用IBM大数据分析解决方案来分析许多不同的数据集，以确定每台风力涡轮机的最佳安置地点。将风轮机安置在错误的地方会导致无法生产出足够的电力，无法判断风能投资的投资回报率，也就增加了电力成本。

大数据应用在能源领域最重要的影响是，其将使得现有的能源网络变得更高效。这将帮助我们减少能源消耗量，并降低消费者的购买价格。智能能源管理可以防止电网超载运行，并防止新的和昂贵的电厂建设需求。较少的电厂能够提供更高效率的能源和更低的价格，影响我们的碳排量。所以，最终，大数据有可能变成比采用可再生能源更可持续的技术，以帮助我们减少碳排量。

一、 医疗：提高诊断和治疗的水平

大数据为提高医疗信息处理效率提供了解决方案，从而为企业、公共部门和公民创造价值。对大型临床数据集的分析可以优化新药和治疗的临床和成本效益，患者可以受益于更及时和适当的护理。数据互操作性至关重要，因为数据来自不同的和异构的来源，如生物信号流、健康记录、基因组学和临床实验室测试等。

二、 商业：企业无形资产，助力企业决策

如今，大数据非常重要，它可以直接影响企业的估值。大数据已经成为企业一种关键的无形资产，可以通过数据收集加以衡量，并计入估值。企业如何使用数据以及基于数据做出的决策也将影响企业决策的成功率。

三、 数据：数据市场的价值

在过去十几年里，信息技术直接或间接地推动了中国的经济增长，数据的作用已经从简单支持商业决策转变为自身的价值存在。在新的网络经济中，开放的数据市场已变得至关重要。

四、 交通：减少事故和交通堵塞

交通部门可以从道路传感器收集大量的数据。智能利用这些大数据，可以支持政府优化交通流管理。市民和公司可以通过使用路线规划大大节约出行时间。

五、 环境：降低能源消耗

大数据革命带来了应对环境挑战的新方式。更好地利用全球可用的数据集有助于科学家开展研究，并使决策者能够就洪水等自然灾害作出知情和决策，以应对气候变化和降低成本。智能城市还设有数据中心，根据可再生能源和其他有用指标的可用性，调整公共建筑的电力消耗。

六、 农业：更安全的食品和更高的生产力

在农业领域智能地使用大数据，可以同时提高生产率、粮食安全和农民收入。通过对传感器和地球观测数据的智能和广泛使用，可以有效改善我们今天的耕作方式。这包括可以在我们的农业实践中更有效地利用自然资源(包括水或阳光)。有了先进的技术，农民也可以获得他们的农业机械正在如何工作的实时数据，以及历史上的天气模式、地形和作物表现。

该指数根据全球各国可再生能源投资和发展机会的吸引力来排名，每年发布2次，今年已经是第16年，第52次发布了。

本次排名前10位的国家分别为中国、美国、印度、德国、法国、澳大利亚、日本、英国、荷兰、阿根廷。除阿根廷首次进入外，与此前排名并无明显的变化，主要是相互之间名次略有差异。

关于中国市场

就中国而言，它之所以能稳坐第一的位置，在很大程度上是由于中国对可再生能源发展的长期支持和追求。

电目标和降低上网电价——但安永分析师预计，这些举措将提高中国可再生能源行业的效率。

此外，中国政府已经采取行动，支持可再生能源技术实现平价上网，这样它们就可以在没有政府补贴的情况下，变得更成熟和更具有竞争性。

总之，安永认为中国可再生能源行业“财务状况相对良好”。

中国正致力于提高市场的效率和竞争力，这表明中国政府有意让这个市场成为一个长期的重要的能源来源。

尽管增长速度放缓，但中国市场的绝对规模是一个主要因素。

此外，与其他许多国家不同，空气污染是支持中国可再生能源增长的一个重要驱动力。

关于新兴市场

排名前40位的国家中有相当一部分是发展中国家，这证明了这些市场的重要性。

阿根廷首次进入前10名就是这种趋势的一个很好的例子。

发展中国家不一定只是在复制发达国家的能源模式。

例如，在撒哈拉以南非洲地区，离网太阳能和分布式发电的兴起是一项重要的发展，它符合该地区的能源环境，但发达国家在迈向今天的发电模式中就不一定经历了此阶段。

以新能源发电为例,目前,以煤、石油为主的常规能源为全世界90%以上的电力负荷提供电能,这种常规能源的特点是集中发电、远距离输电并形成大电网互联.但其资源有限且对大气的污染也日益严重,造成了全球的能源紧张和环境恶化.同时大电网存在着供电模式单一、不能灵活跟踪负荷的变化、局部事故极易扩散并导致大面积停电等弊端.随着环境问题以及能源危机的日益突出,诸如光伏、风电等一批新能源发电技术得到了迅速的发展.新能源发电装置大量接入电网当中,在一定程度上缓解了电力供应紧张的的问题,并在改善能源结构,减少环境污染,实现人与自然的可持续发展方面起到很好的作用.这些清洁的可再生能源大部分都是以分布式电源(DG)的形式联接到电力系统,与大电网互为支撑.现在,DG以其独特的优势引起世人的注目.如无污染的可再生新能源发装置,排热可利用的燃气小型发电机,高可靠度的用户端小型发电机等.随着技术的不断发展,DG的应用越来越广泛.

行业主要上市公司：目前国内新能源行业的上市公司主要有隆基绿能(601012)、晶澳科技(002459)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)、晶科科技(601778)、长江电力(600900)和中国中车(601766)等。

本文核心内容：新能源行业市场规模、新能源行业发展现状、新能源行业竞争格局、新能源行业发展前景及趋势。

行业概况

1、定义

新能源又称非常规能源，一般指在新技术基础上，可系统地开发利用的可再生能源，包含了传统能源之外的各种能源形式。一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源则通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。新能源主要包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能等。

根据国家统计局制定的《国民经济行业分类(GB/T

4754-2017)》，新能源行业被归入电力、热力生产和供应业(国统局代码D44)中的电力生产(D441)，包含的统计4级代码有D4413(水力发电)、D4415(风力发电)、D4416(太阳能发电)、D4417(生物质能发电)、D4418(其他电力生产)。

2、产业链剖析

新能源行业上游产业主要包括太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源发电设备制造商，以及太阳能、光伏、水能和风能等新能源及可再生能源的组件及零部件制造商。其中：新能源发电设备制造主要包括太阳能发电设备和风力发电机组、可再生能源发电设备等，目前这一领域领先的上市企业有特变电工(600089)、迈为股份(300751)和中国中车(601766)等组件及零部件制造主要包括电力和光伏组件、太阳电池芯片、太阳电池组件、太阳能供电电源、光伏设备及元器件制造等。目前这一领域领先的上市企业有晶澳科技(002459)、天合光能(688599)和通威股份(600438)等。

新能源行业中游作为整条产业链的重要环节，主要包含氢能、光伏发电、风电和水电等能源供应商该领域目前的代表上市企业有隆基绿能(601012)、金风科技(002202)、三峡能源(600905)和长江电力(600900)等

新能源行业的下游产业主要包括新能源汽车、加氢站、充电桩和输变电等公共及个人应用领域。目前在新能源汽车行业，主要上市公司有比亚迪(002594)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、东风汽车(600006)和北汽蓝谷(600773)等加氢站行业上市公司主要有蓝科高新(601798)、上海电气(601727)和美锦能源(000723)等电动汽车充电桩行业主要上市公司有特锐德(300001)、国电南瑞(600406)和万马股份(002276)等输变电行业上市公司主要有长缆科技(002897)、金杯电工(002553)和平高电气(600312)等。

我国新能源行业具体产业链布局如下图：

行业发展历程：行业处在突飞猛进阶段

新能源行业在促进社会经济可持续发展方面发挥了重要作用，根据我国“十五”规划至“十四五”规划期间，国家对新能源行业的支持政策经历了从“加快技术进步和机制创新”到“因地制宜，多元发展”再到“加快壮大新能源产业成为新的发展方向”的变化。

“十五”计划(2001-2005年)时期，国家层面提出加快技术进步和机制创新，推动新能源和可再生能源产业迅速发展从“十一五”规划(2006-2010年)开始，规划提出按照“因地制宜，多元发展”的原则，在继续加快小型水电和农网建设的同时，大力发展适宜村镇、农户使用的风电、生物质能、太阳能等可再生能源“十二五”(2011-2015年)时期，国家层面提出以风能、太阳能、生物质能利用为重点，大力发展可再生能源至“十三五”期间(2016-2020年)，合理把握新能源发展节奏，着力消化存量，优化发展增量，新建大型基地或项目应提前落实市场空间到“十四五”时期，根据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》，国家在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面，对我国新能源行业的发展做出了全面指引。

行业政策背景：政策加持，行业发展迅速

近年来，国务院、国家发改委、国家能源局等多部门都陆续印发了支持、规范新能源行业的发展政策，内容涉及新能源行业的发展技术路线、产地建设规范、安全运行规范、能源发展机制和标杆上网电价等内容，2014-2022年6月，我国新能源行业重点政策及政策解读汇总如下：

注：查询时间截至2022年6月20日，下同。

行业发展现状

1、新能源发电装机容量逐年上升

2017-2021年新能源发电装机容量呈逐年上升趋势。2021年，我国新能源发电装机容量达到11.2亿千瓦，占总发电装机容量的47.10%。其中，水电装机3.91亿千瓦(其中抽水蓄能0.36亿千瓦)、风电装机3.28亿千瓦、光伏发电装机3.06亿千瓦、核能发电装机0.55亿千瓦、生物质发电装机0.38亿千瓦。

2、新能源发电量稳步增长

2017-2021年新能源发电量稳步增长，2021年，全国新能源发电量达2.89万亿千瓦时，较2020年增长11.63%，其中，水电13401亿千瓦时，同比下降1.1%风电6526亿千瓦时，同比增长40.5%光伏发电3259亿千瓦时，同比增长25.1%生物质发电1637亿千瓦时，同比增长23.6%。

3、新能源消费量分析

根据《bp世界能源统计年鉴》(2021)数据显示，2016-2020年，中国新能源消费量呈逐年上升的趋势，从2016年的16.2艾焦增长到2020年的23.18艾焦，复合年增长率达到9.37%。前瞻根据中国新能源行业发展态势初步核算得到，2021年中国新能源行业消费量约为25艾焦。

4、新能源行业消纳情况分析

2022年1月，全国新能源消纳监测预警中心发布2021年12月全国新能源并网消纳情况，其中风电利用率达到100%的省市有北京、天津、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、西藏、广东、广西和海南光伏利用率达到100%的省市有北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、重庆、四川、广东、广西、海南、江西和湖南。

5、新能源发电占总发电比重逐年递增

根据中国电力企业联合会公布的数据显示，2017-2020年中国新能源发电占总发电比重呈逐年上升的趋势。2020年，中国新能源发电占总发电比重为34.9%，比2017年增长了5.3个百分点2021年，中国新能源发电占总发电比重达到35.6%，同比提高0.7个百分点。

行业竞争格局

因目前新能源行业可量化指标较多，故行业竞争格局中的区域竞争部分仅以：各省份可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重进行比较企业竞争格局以：2021年各光伏企业光伏组件出货量2021年各风力发电企业新增装机容量和累计装机容量进行对比2020年各水力发电企业水电装机总量及水电发电量进行对比。

1、区域竞争：青海、四川和云南位列新能源行业第一竞争梯队

根据2021年6月国家能源局发布的《2020年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》，30个省(区、市)中，可再生能源电力消纳占全社会用电量的比重超过80%以上的3个，分别为青海、四川和云南40-80%的6个，分别为甘肃、重庆、湖南、广西、湖北和贵州20-40%的10个，分别为上海、广东、吉林、宁夏、江西、陕西、黑龙江、新疆、河南和内蒙古小于20%的11个，分别为浙江、福建、山西、安徽、辽宁、江苏、北京、海南、天津、河北和山东。

注：截至2022年6月22日，国家能源局尚未发布2021年全国可再生能源电力发展监测评价报告。

2、企业竞争格局分析

(1)光伏行业竞争格局

根据PV-Tech发布的《2021年全球组件供应商top10》，以光伏组件出货量来看，2021年光伏组件出货量前十名厂商中，中国企业包揽八席，隆基绿能、天合光能、晶澳科技依次位居2021年组件出货量全球排名前三，光伏组件出货量分别为38.52GW、24.80GW和24.069GW。据PV-Tech介绍，2021年全球光伏行业实现跨越式发展，光伏行业整体产能和出货量均超过190GW前十大组件供应商出货量超过160吉瓦，市场份额超过90%。

(2)风力发电行业竞争格局

中国可再生能源学会风能专业委员会发布的《2021年中国风电吊装容量统计简报》数据显示，新增装机容量方面，2021年中国风电市场有新增装机的整机制造企业共17家，新增装机容量5592万千瓦，排名前5家市场份额合计为69.3%，排名前10家市场份额合计为95.1%累计装机容量方面，2021年前5家整机制造企业累计装机市场份额合计达为57.3%，前10家整机制造企业累计装机市场份额合计达到81.8%其中，金风科技累计装机容量超过8000万千瓦，占国内市场的23.4%远景能源和明阳智能累计装机容量均超过3000万千瓦，占比分别为11.1%和9.6%。

(3)水力发电行业竞争格局

因存在严格的行政准入门槛、资金门槛和技术门槛等，目前，我国水电行业运营企业的数量不多，主要大型集团包括：长江电力、华能集团、华电集团、大唐集团、国家电投和国家能源等。根据企业的公开数据以及国家统计局数据计算，2020年按在水电装机总容量分析，长江电力的市场份额达12.32%，其余五大集团的市占率均在5-7.5%之间。按照水电发电量分析，长江电力的市场份额达16.75%，其余五大集团的市占率均在5.5-8.5%之间。

注：截至2022年6月22日，除大唐集团外的其他五大能源集团均为公布2021年社会责任报告，故此处仅以2020年数据为例，对我国水电行业市场竞争格局进行分析。

行业发展前景及趋势预测

1、“十四五”时期保障新能源发展用地用海需求，财政金融手段支持新能源发展

近年来，我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著，装机规模稳居全球首位，发电量占比稳步提升，成本快速下降，已基本进入平价无补贴发展的新阶段。同时，新能源开发利用仍存在电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足、土地资源约束明显等制约因素。2022年5月14日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》(以下简称“《实施方案》”)《实施方案》在新能源的开发利用模式、加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统、完善新能源项目建设管理、保障新能源发展用地用海需求和财政金融手段支持新能源发展等方面做出了全面指引：

《实施方案》坚持统筹新能源开发和利用，坚持分布式和集中式并举，突出模式和制度创新，在四个方面提出了新能源开发利用的举措，推动全民参与和共享发展：

传统电力系统是以化石能源为主来打造规划设计理念和调度运行规则等。实现碳达峰碳中和，必须加快构建新型电力系统，适应新能源比例持续提高的要求，在规划理念革新、硬件设施配置、运行方式变革、体制机制创新上做系统性安排：

鉴于新能源项目点多面广、单体规模小、建设周期短等，《实施方案》立足新能源项目建设的规模化、市场化发展需求，继续深化“放管服”改革，重点在简化管理程序、提升服务水平上：

经过多年发展，我国已经形成了较为完善并具有一定优势的新能源产业链体系。新形势下，我国新能源产业必须强化创新驱动，统筹发展与安全，促进形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。为此，《实施方案》从提升技术创新能力、保障产业链供应链安全、提高国际化水平等方面支持引导新能源产业健康有序发展：

与传统能源相比，新能源能量密度较低，占地面积大。随着新能源规模快速扩大，土地资源已经成为影响新能源发展的重要因素。《实施方案》进一步强化新能源发展用地用海保障，通过明确用地管理政策、规范税费征收、提高空间资源利用率、推广生态修复类新能源项目等措施，推动解决制约新能源行业发展的用地困境：

“十四五”风光等主要新能源已实现平价无补贴上网，财政政策支持的方向和模式需要与时俱进，金融支持政策力度需要加大，进一步发挥财政、金融政策的作用。《实施方案》提出三方面政策举措：

2、“十四五”新能源行业发展趋势：基础设施建设能力显著提高，向国际一流水平迈进

作为绿色低碳能源，新能源是我国多轮驱动能源供应体系的重要组成部分，对于改善能源结构、保护生态环境、应对气候变化、实现经济社会可持续发展具有重要意义。

国家能源局新能源和可再生能源司司长李创军表示，在“十三五”的基础上，“十四五”期间可再生能源年均装机规模还将有大幅度的提升，到“十四五”末可再生能源的发电装机占我国电力总装机的比例将超过50%，据此，前瞻初步预测至2025年末，我国新能源装机容量可达到17亿千瓦，至2027年末，我国新能源装机容量或将达到21亿千瓦。

随着新能源装机量的稳步增长，预计至2027年我国光伏、风能、水能、火电等新能源发电量也将随之进一步高增，前瞻根据近年来我国新能源发电量以及新能源行业发展趋势初步预测至2025年末，我国新能源发电量可达到4.28万亿千瓦时，至2027年末，新能源发电量或将突破5.20万亿千瓦时。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》。