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数字化是指使用“0”和“1”两位数字编码来表达和传输一切信息的一种综合性技术，即将电话、电报、数据、图像等各种信息都变成数字信号，在同一种综合业务中进行传输，再通过接受器使其复原。数字信号可以无限地复原，而质量不会受到任何损害。数字化技术增加了数字世界和物理世界之间的互动与融合（尼葛洛庞帝，1996）。
21世纪初，八国集团在日本冲绳发表的《全球信息社会冲绳宪章》中认为：“信息通信技术（ICT）是21世纪社会发展的最强有力动力之一，并将迅速成为世界经济增长的重要动力。”今天，信息通信技术已经广泛融入人类的经济和社会生活。随着ICT应用范围不断扩大，对ICT的使用已经不仅局限于信息和通信技术本身，还覆盖了整个经济系统，包括能源系统中的普遍应用。
数字化和ICT包含了以下几个基本要素：
（1）数据：数字信息。就是大家常说的大数据，首先都是基于数据的。
（2）分析：使用数据而生成有用的信息。
（3）互联：用户、设备和机器（包括机器和机器）之间交换数据的数字通信网络。
今天，全球大约90%的数据是在过去十年间产生的，数据从2007年到2017年增长了90%以上。2017年，全世界见证了数据大爆炸的现象，大量的互联网数据和流量涌入，互联网将进入“泽”（ZB）时代（图1.1，IEA，2017）。
图1.1 2017年世界见证了数据大爆炸，互联网将进入“泽”（ZB）时代
如果说十年间数据90%的增长还不算太快，那么同期移动宽带在发展中国家的增速则可以说非常快，近几年，其快速增长的趋势十分显著。2007年到2017年间，电力的普及率从78%增长到83%，而互联网的普及率则从24%增长到54%（图1.2，ITU，2017）。
图1.2 2007年到2017年间电力与互联网的普及率
从2007年到2017年，发展中国家互联网增长速度比发达国家要快很多。2007年，发达国家移动宽带订购量约2.5亿，发展中国家则不到0.5亿。到了2017年，发达国家移动宽带订购量达12.5亿，而发展中国家已经高达30.5亿（图1.3）。全球移动通信系统协会（GSMA）下属研究部门GSMA智库（GSMA Intelligence）预计到2020年，全球将会有超过50亿的互联网用户和800亿个移动互联设备。咨询机构弗若斯特沙利公司（Frost & Sullivan）预计，到2020年，互联住宅、虚拟办公环境、互联城市的生态系统将达到7 310亿美元市场规模，整个互联网市场将会产生大量的收益并带来大量的财富，造福整个社会和各个社区。
图1.3 2007年到2017年间发达国家与发展中国家移动宽带订购量
可以预计到2025年，大数据市场将会产生超过1 220亿美元的收入，同时创造新的市场，满足包括社会情绪分析、智能电表数据分析、开放式创新、城市主导物流、微营销等各种各样的需求。
这个进程的关键点就是网络交互性和网络安全性，这也将是所有智能电网项目需优先考虑的事项。新加坡的经验表明，在项目开始的时候，所有的相关机构和社区都需要准备好面对网络交互性和网络安全性的问题。
目前，尽管能源公司仍然在收入方面领先，但数字化技术公司已经成为全球市场资本新的领导者。数字化技术公司在不断发展，2007年全球市场资本前五名中有美孚、通用电气（GE）、壳牌等能源公司，而在2017年的排名中，这些公司已被苹果、谷歌、微软等数字化技术公司所取代（图1.4）。
图1.4 2002年到2017年间，全球市场资本前五名企业
从投资角度分析，2014年至2016年，数字电力基础设施和软件的投资年均增长率超过20%，其总量已经超过了全球天然气发电投资。在细分市场上，包括软件、硬件、电子设备及其他基建设施等方面增长得也非常快，特别是智能电表的投资（图1.5，Markets and Markets，2016；BNEF，2016)。
图1.5 2014年到2016年间，数字电力基础设施和软件开发的投资对比
数字化技术应用的进程中会面临各种障碍，其对能源使用的影响会因各自的需求而异（图1.6）。实现数字化技术的产业应用，必须通过技术创新和正确的应用策略来解决这些障碍。
图1.6影响数字化技术应用的潜在障碍
各个行业出现的一些数字化方式正在影响我们的发展策略，包括商业模式和从低端到高端的数据化程度等方面。产业的数字化可以采用多种多样的形式，从自动化设备到从不同地点的互联产业运作。很多产业也都在往这个方向发展，如3D打印、工业机器人，以及非常热门的人工智能等（World Economic Forum，2017a，2017b），这将深刻影响能源的发展策略（图1.7）。
图1.7数字化技术与策略在产业中的应用
移动互联网的未来会怎么样呢？中国的移动互联网应用发展速度非常快，无论是数字化程度还是移动化程度，随处可见数字化的烙印。在改善“最后1公里”的移动应用中，出现了多种集成化的解决方案，为解决“最后1公里”问题及多种通勤模式提供了机会，如网约车、共享单车等（图1.8）。
图1.8移动互联网的商业应用示例
出行将与智能技术进行更多的集成，如移动乘车软件、电动车租赁、停车管理等应用的移动支付。只要有可移动设备，就可以跟踪移动性。不光在通勤、出行方面，跟踪移动性的可穿戴计算（设备）也已经开始改变医疗保健（如远程监视）和保险等行业。
远程医疗服务是一方医疗机构邀请其他医院机构，运用通信、计算机及网络技术为远程患者提供技术支持的医疗活动。远程医疗有以下几个特点：①集成和无缝对接的护理，满足医疗保健的需求。②优化资源配置，满足医疗保健行业的人力需求。③为老龄人口提供优质的医疗服务。④就地养老、居家养老、智能养老。⑤减少患者外出和等待预约医院的需求。
新加坡的老龄监测系统（EMS——Elderly Monitoring System）是应对老龄化的远程医疗服务解决方案。EMS可以检测老人在家的日常活动，以此协助老人独立生活。通过使用无线传感器网络进行日常细微监测，如果监测到老人长时间无活动，系统将（通过短信）提醒护理人员。该系统采用低成本非接触式或植入式的方法，能够实时监控老年人的活动并及时发出警报，这些都是在老人无需佩戴设备或按下急救按键的情况下实现的，从而避免了发生意外时因无法发出警报而影响急救。该系统包含体征监测系统、远程康复系统，以及视频咨询等服务功能（Newborough et al.，1999）。