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實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求。今年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出，傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合。要深入推動(dòng)能源革命，加快建設(shè)能源強(qiáng)國。
在與能源深度融合方面，5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾屎蛢?nèi)容從一維到多維，相比4G有了質(zhì)的飛躍，這將引領(lǐng)今后的生產(chǎn)生活產(chǎn)生革命性的變化。5G與能源領(lǐng)域深度融合，將有效帶動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)模式創(chuàng)新，為能源革命注入強(qiáng)大動(dòng)力。
5G技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)，不僅有助于我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綠色發(fā)展，而且“雙碳”目標(biāo)對(duì)世界的貢獻(xiàn)將有助于推動(dòng)人類命運(yùn)共同體的構(gòu)建。
5G﹢煤炭：科技助力實(shí)現(xiàn)“碳減排”
“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無人”曾是煤炭行業(yè)的一句響亮口號(hào)。面對(duì)2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和的目標(biāo)，煤炭業(yè)作為實(shí)施減排的重點(diǎn)領(lǐng)域，利用5G、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)新手段，實(shí)施智能采礦，將煤礦工人從艱苦的工作環(huán)境和高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)中解放出來，最大限度實(shí)現(xiàn)“少人則安，無人則安”。
在采礦行業(yè)，碳排放的主要來源是礦產(chǎn)在勘查、開采過程中產(chǎn)生的排放，礦產(chǎn)選冶及加工過程中產(chǎn)生的排放，以及車輛使用化石燃料產(chǎn)生的排放。如今，有了5G技術(shù)的加持，不但礦井下作業(yè)可以實(shí)現(xiàn)無人化，礦區(qū)運(yùn)送煤炭也逐漸向無人駕駛方向發(fā)展。
視頻通話、高清4K影像的實(shí)時(shí)傳送是黃陵礦業(yè)一號(hào)煤礦5G專網(wǎng)與十萬兆環(huán)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的一個(gè)縮影。今年，該礦加快以5G先進(jìn)技術(shù)為引領(lǐng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化礦山建設(shè)，通過與十萬兆環(huán)網(wǎng)、WiFi、4G融合通信，形成了礦井?dāng)?shù)據(jù)立體化高速傳輸模式，開啟通信的新時(shí)代。
早在2020年9月，中國電信依托“一云一網(wǎng)”（天翼云、電信5G網(wǎng)絡(luò)）優(yōu)勢，建設(shè)了全國首個(gè)5G﹢煤機(jī)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，并在井下5G無線通信系統(tǒng)、三維可視化透明礦山、5G﹢智慧選煤廠以及AI煤礦智慧集運(yùn)站四大5G煤炭行業(yè)應(yīng)用方面深入實(shí)踐，取得顯著成效，有效推進(jìn)了5G賦能煤炭生產(chǎn)、洗選、運(yùn)銷和安全等煤炭產(chǎn)業(yè)鏈。
今年5月，陜西省咸陽市首家5G﹢智慧礦山正式建成并投入使用。利用5G技術(shù)大寬帶、低時(shí)延、廣連接的特點(diǎn)，該礦山打造了5G“1﹢1﹢4”智慧礦山解決方案。即1張礦山5G專網(wǎng)、1個(gè)礦山工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、4個(gè)5G智慧礦山細(xì)分應(yīng)用場景，包括井下融合組網(wǎng)、高清視頻監(jiān)控、綜采工作面和綜掘工作面，將人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等與煤炭開采深度融合，從頂層設(shè)計(jì)、算力分配、數(shù)據(jù)應(yīng)用和敏捷響應(yīng)等環(huán)節(jié)，重塑煤礦開采模式和運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制采煤、一鍵啟停等智慧開采，將創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用、商業(yè)模式和服務(wù)體系、工具轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，工作面減員達(dá)70%，生產(chǎn)效率提升23%，實(shí)現(xiàn)智慧開采、少人則安的預(yù)期目標(biāo)。
隨著“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”賦能采礦行業(yè)的典型案例不斷涌現(xiàn)，5G技術(shù)革新著傳統(tǒng)采礦作業(yè)的模式，讓采礦業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化嬗變。
5G﹢油氣：四大典型應(yīng)用場景催生行業(yè)新機(jī)遇
5G前進(jìn)的步伐正在加快，它自身低時(shí)延、高速率、廣連接的特點(diǎn)為各行各業(yè)深度賦能。具體到油氣領(lǐng)域，以5G為代表的新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為行業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了一條全新的進(jìn)階路徑。
油氣行業(yè)的四大典型應(yīng)用場景即智能勘探、智能油氣井、智能煉廠、智能管輸。5G技術(shù)的加速推廣，勢必為這些典型應(yīng)用場景帶來新機(jī)遇、新變革。
在智能勘探應(yīng)用場景中，5G可以助其實(shí)現(xiàn)大規(guī)模地震節(jié)點(diǎn)儀集中接入、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳和實(shí)時(shí)預(yù)處理，大幅提升油氣地震勘探作業(yè)及數(shù)據(jù)分析效率。
在智能油氣井應(yīng)用場景中，實(shí)現(xiàn)油田各場站、單井、儀表等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，鉆井、定向、錄井、壓裂實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與及時(shí)傳輸，以及機(jī)器人/無人機(jī)巡檢、AR巡檢維護(hù)及大型機(jī)器遠(yuǎn)程操控。
在智能煉廠應(yīng)用場景中，實(shí)現(xiàn)視頻、儀表數(shù)據(jù)、高危作業(yè)、?；愤\(yùn)輸、中控室、管廊等監(jiān)控任務(wù)，治污設(shè)施檢測、異味溯源等環(huán)保任務(wù)，以及消防、應(yīng)急智慧車、無人機(jī)等應(yīng)急任務(wù)。
在智能管輸場景中，實(shí)現(xiàn)場站生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境信息的實(shí)時(shí)采集與傳輸，輸送管道狀態(tài)監(jiān)測、泄漏檢測、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測，以及長輸管線的應(yīng)急通信、智能巡檢、無人機(jī)巡檢。
事實(shí)上，我國油氣領(lǐng)域在5G應(yīng)用上已開始不少探索。今年初，中國海油的首個(gè)“5G﹢海上智能平臺(tái)”試點(diǎn)項(xiàng)目也在文昌氣田開啟試運(yùn)行。通過5G與海上平臺(tái)生產(chǎn)中現(xiàn)有通信傳輸系統(tǒng)、生產(chǎn)控制系統(tǒng)及服務(wù)管理系統(tǒng)等的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多個(gè)通信系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通、集成顯示，解決了普通指揮中心資源不能共享、多媒體調(diào)度指揮煩瑣、效率低下的難題。
6月10日，國內(nèi)首個(gè)“5G專網(wǎng)全覆蓋，5G運(yùn)營全流程，5G合作全生態(tài)，5G應(yīng)用全場景”智能煉廠在長慶石化正式發(fā)布，標(biāo)志著我國石化行業(yè)開啟了5G﹢智能應(yīng)用。通過部署5G SA網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）平臺(tái)，構(gòu)建高速率、大帶寬、低時(shí)延、高可靠的5G云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，滿足了長慶石化在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、數(shù)據(jù)安全等方面的應(yīng)用需求，成功打造出國內(nèi)首個(gè)5G智能煉廠在MEC平臺(tái)上部署的5G﹢動(dòng)設(shè)備智能預(yù)警系統(tǒng)，可自動(dòng)跟蹤廠區(qū)內(nèi)數(shù)百臺(tái)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保障了煉油生產(chǎn)的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
總的來看，在油氣行業(yè)，5G能助力人們完成一些高難高危工作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析、事件自動(dòng)報(bào)警、事件應(yīng)急處理等。這對(duì)于能源行業(yè)來說，都是技術(shù)性的突破，既能推動(dòng)行業(yè)綠色低碳發(fā)展，也能給更多企業(yè)帶來“彎道超車”的機(jī)會(huì)。
5G﹢電力：為電網(wǎng)五大環(huán)節(jié)帶來變革
從電流走向視角來看，電網(wǎng)主要包括五大環(huán)節(jié)：發(fā)電、輸電、變電、配電及用電。隨著5G商用化深入推進(jìn)，千行百業(yè)積極探索5G賦能行業(yè)的新方式。電力作為與通信息息相關(guān)的行業(yè)，5G的到來勢必對(duì)這五大環(huán)節(jié)及現(xiàn)有的電力行業(yè)運(yùn)行帶來變革。
目前，光纖在電力通信系統(tǒng)中占有重要的地位，短期來看，光纖的優(yōu)勢更明顯，但5G擁有獨(dú)特的優(yōu)勢：在河流交叉的山區(qū)等地貌非常復(fù)雜的情況下架設(shè)電力設(shè)備，光纖接入難度和成本遠(yuǎn)高于5G，此時(shí)，5G的商用價(jià)值就能得到凸顯。同時(shí)，5G為在環(huán)境惡劣情況下鋪設(shè)電力設(shè)備提供了可能性。5G網(wǎng)絡(luò)的超快速響應(yīng)可以提高現(xiàn)有電網(wǎng)的可靠性，并將一些以前無法實(shí)現(xiàn)的管理功能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，拓寬電力行業(yè)的邊界。
在應(yīng)用中，5G在電力行業(yè)已有多個(gè)場景。在輸電線路智能巡檢裝置上應(yīng)用5G技術(shù)，大大解放了人力。以前，巡檢裝置每隔半個(gè)小時(shí)進(jìn)行監(jiān)測拍照，用上5G技術(shù)后，巡檢裝置不僅能實(shí)時(shí)監(jiān)測拍照，傳回的畫面也更加穩(wěn)定、清晰，隱患源一目了然，有助于運(yùn)維人員判別故障類型，縮短搶修時(shí)間；5G將為變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、變電站機(jī)器人巡檢、遠(yuǎn)程移動(dòng)視頻監(jiān)控等新型運(yùn)維業(yè)務(wù)提供支持，大幅降低人工操作的安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)變電站監(jiān)控、安防等業(yè)務(wù)向智能化、可視化、高清化升級(jí)。同時(shí)，變電站內(nèi)部的一部分光纖和電纜將被取代，大大縮小站內(nèi)有線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模；在配電房測溫方面，目前已建成的基于5G云化小基站的智能配電房新增了紅外在線測溫和環(huán)境在線監(jiān)測功能，可通過安裝的卡片式測溫?zé)嵯駜x實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備溫度，并能快速提供各類突發(fā)事故的應(yīng)急處置預(yù)案。
此外，在用電方面，運(yùn)營商正在積極試點(diǎn)5G基站削峰填谷供電的應(yīng)用：在用電低谷時(shí)段儲(chǔ)存能源，在高峰時(shí)段使用儲(chǔ)存能源為5G基站供電，可以平衡電網(wǎng)用電高峰和低谷時(shí)段的整體負(fù)荷。據(jù)測算，單基站可節(jié)省用電費(fèi)用20%，大大降低5G基站運(yùn)維成本。另外，由于5G基站布點(diǎn)密集，目前已廣泛布局的電力桿塔是建設(shè)5G基站可利用的優(yōu)良資源。部分地區(qū)已經(jīng)在積極探索合作，實(shí)現(xiàn)社會(huì)基礎(chǔ)資源的共建共享共用。
從長遠(yuǎn)看，5G對(duì)電力行業(yè)帶來的影響是深刻的。由于光纖目前在電力行業(yè)仍然占據(jù)通信方面主要優(yōu)勢，5G替代現(xiàn)有的基礎(chǔ)電力設(shè)備通信模式的現(xiàn)實(shí)性仍較小，但在電力行業(yè)的移動(dòng)終端設(shè)備通信中，5G的優(yōu)勢不言而喻。5G的大帶寬、低時(shí)延、廣連接特性為電網(wǎng)的不同業(yè)務(wù)提供了差異化網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力，同時(shí)為智慧電網(wǎng)的建設(shè)帶來新機(jī)遇?？梢灶A(yù)見，不久的將來5G和電力行業(yè)將形成相互受益、共同促進(jìn)的局面。
達(dá)到雙碳目標(biāo)5G大有可為
今年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，要堅(jiān)定不移推進(jìn)。傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合。要狠抓綠色低碳技術(shù)攻關(guān)。要深入推動(dòng)能源革命，加快建設(shè)能源強(qiáng)國。
煤炭、油氣、電力等能源在國家能源體系中占有重要的地位，對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)有重要影響。傳統(tǒng)能源如何在保障國家能源安全的前提下與新能源優(yōu)化組合、降低污染、提升效率、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，成為我國建設(shè)能源強(qiáng)國亟待探索的課題。
5G為能源領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展帶來了新方案。5G具有高速率、低時(shí)延、廣連接等特征，是支撐能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略資源和新型基礎(chǔ)設(shè)施。5G與能源領(lǐng)域各行業(yè)深度融合，將有效帶動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)模式創(chuàng)新，為能源革命注入強(qiáng)大動(dòng)力。拓展能源領(lǐng)域5G應(yīng)用場景，探索可復(fù)制、易推廣的5G應(yīng)用新模式、新業(yè)態(tài)，從長遠(yuǎn)看，是支撐能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效路徑。
目前，在煤炭、油氣、電力等能源領(lǐng)域，5G已展現(xiàn)出強(qiáng)大的潛力。在煤炭應(yīng)用場景中，5G助力企業(yè)從安全生產(chǎn)、環(huán)境改善、減員增效三方面提升生產(chǎn)效能，解決了深井安全、高效開采難題，通過5G可以把工人從生產(chǎn)一線換下來，促進(jìn)礦工從“黑領(lǐng)”向“藍(lán)領(lǐng)”轉(zhuǎn)變。在油氣應(yīng)用場景中，由于油氣田通常處于遠(yuǎn)郊，人煙稀少且地域?qū)拸V，值守和維護(hù)工作量很大。同時(shí)，油氣田的工作環(huán)境具有高危險(xiǎn)性，油氣一旦泄漏，會(huì)對(duì)人體、周圍環(huán)境產(chǎn)生重大影響。5G解決了傳統(tǒng)煉廠在安全環(huán)保管控、生產(chǎn)效率提升和工藝運(yùn)行優(yōu)化等領(lǐng)域的問題。在電力應(yīng)用場景中，5G在電網(wǎng)主要環(huán)節(jié)——發(fā)電、輸電、變電、配電及用電方面，都展現(xiàn)了賦能的價(jià)值，為智慧電網(wǎng)的建設(shè)帶來新機(jī)遇。
推動(dòng)5G與能源深度結(jié)合，努力達(dá)到“雙碳”目標(biāo)，接下來，需要加快能源領(lǐng)域5G專用技術(shù)研發(fā)。研制一批關(guān)鍵共性技術(shù)，例如，加快5G虛擬專網(wǎng)建設(shè)所需的網(wǎng)絡(luò)切片、多接入邊緣計(jì)算、定制化核心網(wǎng)網(wǎng)元、5G LAN等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化；研制一批場景配套專用技術(shù)和產(chǎn)品，針對(duì)不同場景滿足不同需求；研究建立能源領(lǐng)域5G應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范5G技術(shù)在能源領(lǐng)域的推廣應(yīng)用等。
此外，加快相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和安全保障能力建設(shè)。一方面，推進(jìn)基礎(chǔ)資源共建共享，鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)與電信運(yùn)營商、鐵塔公司等加強(qiáng)合作，在確保安全、符合規(guī)范、責(zé)任明確的前提下，通過電力桿塔加掛通信天線和光纜，以及共享電力光纜、纖芯、變電站站址等資源，支撐電信運(yùn)營商節(jié)約高效建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)；另一方面，構(gòu)建5G應(yīng)用安全保障體系，統(tǒng)籌安全與發(fā)展，將5G網(wǎng)絡(luò)安全保障納入能源領(lǐng)域5G應(yīng)用的全流程全環(huán)節(jié)。
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