以数字孪生技术驱动能源生态重构

　　□ 童毛弟陈庭强

　　当前，我国化石能源低碳转型步入关键阶段，但仍面临数字化转型相对滞后、结构性矛盾逐步显现、安全韧性支撑不足等挑战。立足能源安全保障与绿色低碳转型的双重发展需求，可以数字孪生技术为重要突破口，推动传统化石能源系统由被动适配转型向主动提质升级转变，赋能能源体系智能化、精细化革新，为现代能源体系构建筑牢坚实的技术支撑。

　　强化顶层设计，构建数字孪生驱动的政策支撑体系。从国家战略高度系统谋划数字孪生技术重构能源生态。首先，制定专项行动计划与政策制度。研究出台数字孪生赋能化石能源低碳转型的专项行动计划，明确转型的技术方案与阶段性实施办法。将数字孪生技术作为能源发展规划的重点内容，新建化石能源设施配套数字孪生技术，推动存量设施分阶段升级。设立区域试点“容错机制”，为技术创新留出制度空间。其次，完善财政金融激励措施。设立化石能源数字化转型的专项资金，对应用数字孪生技术的企业予以梯度化补贴。建立“投入—绩效”联动机制，将补贴与碳减排实效直接挂钩，激励企业持续优化能源配置。将“数字孪生应用水平”作为重要金融支持评价指标，推动转型金融与绿色金融的协同发力，给予达标企业融资便利。通过财政金融政策协同配合，降低企业转型成本，释放市场潜在活力。此外，健全动态评估与问责制度。构建科学合理的数字孪生应用水平评估体系，从数据质量、模型精度以及减排成效等多维度进行评估。建立动态评估与信息公开机制，将数字孪生应用成效纳入地方政府和能源企业考核体系，强化责任落实，对转型进度滞后的地区加强督导，稳步推进整改。

　　突破标准瓶颈，构建互联互通的数字孪生技术底座。标准缺失是制约数字孪生技术落地的重要原因之一。标准建设应遵循“统一规范、开放兼容”原则，一方面，要加快核心标准的制定与落地。优先制定能源数字孪生通用技术规范和数据标准，统一数据采集、建模和应用环节的标准范式。明确设备状态、碳流数据的采集频率、格式和精度等数据标准；确定关键能源设备的“物理—虚拟”映射规则等模型标准，保障模型的有效性和可靠性；规定多能耦合场景下的数据交互格式与接口等应用标准。以标准为引领，解决设备兼容性问题，减少技术集成成本。另一方面，建设国家和省级测试验证平台。设立能源数字孪生创新中心与验证平台，企业可在平台上开展模型压力测试、安全评估和标准符合性验证。充分利用平台在模拟极端工况、验证系统可靠性方面的优势，减少试错成本，促进技术迭代。

　　深化系统协同，拓展多能互补的数字孪生应用场景。打破能源数据壁垒，实现多能互补协同和能源利用效率提升是数字孪生技术的核心价值。为此，应加快数字孪生技术与能源系统深度融合。首先，搭建区域级能源协同平台。在省级层面部署能源数字孪生中枢系统，整合火电、油气、风电、光电、核电、储能等多能源系统数据模型，实时模拟与优化计算，实现能源生产、传输与消费全链条智能调度。建立协同运作机制，明确各方具体职责，确保系统应对可再生能源波动时能够快速响应与精准调节，提升整体能源利用效率。其次，开发全生命周期碳管理功能。为各类化石能源设施创建碳流数字孪生体，通过模型模拟和优化，识别碳减排潜力点，制定针对性减排方案，实现从开采到消费全链条碳排放的精准监测和动态管理。将孪生数据与碳市场机制有效衔接，激励企业主动减排，推动碳管理从“粗放估算”走向“精准计量”。再次，强化系统安全韧性。开发能源安全孪生推演系统，模拟各类极端场景下的系统响应速度，预演处置方案，提升应急管理水平。建立数据安全防护与常态化“数字攻防演练”制度，守住数据安全底线，检验系统安全性能，及时发现和修复漏洞，确保能源系统安全稳定运行。

　　夯实创新根基，培育可持续的数字孪生生态体系。数字孪生技术的深入发展需要强大的创新型人才队伍支撑。必须构建产学研用深度融合的创新生态与人才培养机制。首先，建设产业创新联合体。组建能源数字孪生创新联盟，集聚企业、高校、科研院所等创新资源，设立重点技术攻关项目，集中力量突破关键核心技术，培养解决“卡脖子”难题的人才队伍。建立知识产权共享机制，通过联盟运作，形成技术研发、成果转化、产业应用的良性循环。其次，重构人才培养体系。加强能源与数字技术交叉学科建设，培养复合型专业人才。改革人才培养模式，强化实践能力训练，使学生掌握能源系统建模、数据挖掘、数据仿真等核心技能。实施专业人才提升计划，对现有能源从业人员进行数字技术培训，提升整体数字化素养。此外，推广普惠性技术应用方案。开发轻量化数字孪生工具包，探索“监测即服务”等新型商业模式，使中小企业能够以较低成本获取数字孪生服务。通过政策引导和技术支持，扩大数字孪生技术应用覆盖面，实现能源行业整体数字化水平提升。

　　数字孪生技术不仅是工具革新，更是能源生态的“智变基因”。化石能源系统在数字空间实现精准映射与优化，将实现能源系统深度的“智变”，既为破解能源不可能三角悖论提供新思路，又为构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系提供核心支撑。

　　(作者分别为：江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心南工大基地研究员、南京信息工程大学研究员、宿迁学院研究员；江苏省习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心南工大基地研究员、南京工业大学二级教授。本文系江苏高校哲学社会科学研究重大项目“化工产业‘碳中和’实现的‘产融研’互配与金融创新机制研究”〈2022SJZD009〉，国家社科基金重大项目“‘双碳’目标下能源稳定与金融安全问题研究”〈22&ZD122〉阶段性成果)