工業(yè)是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的關鍵領域。工業(yè)領域碳達峰行動是碳達峰十大行動之一。全國工業(yè)和信息化工作會議要求,2022年要實施工業(yè)領域碳達峰行動,穩(wěn)步推進產業(yè)綠色低碳轉型。
工業(yè)互聯(lián)網是實現(xiàn)雙碳的新型基礎設施和關鍵共性技術。當前,新一輪科技革命和產業(yè)變革加速演變,工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據、5G新興技術與綠色低碳產業(yè)深度融合,綠色制造體系和服務體系不斷完善,加快推動工業(yè)領域低碳工藝革新和數(shù)字化轉型。
作為新型基礎設施,工業(yè)互聯(lián)網是新一代信息通信技術與工業(yè)經濟深度融合的全新產業(yè)生態(tài)、關鍵技術支撐和新型基礎設施,通過網絡、平臺、數(shù)據、安全四大功能體系建設,推動異構數(shù)據采集、匯聚和建模分析,促進數(shù)據要素價值釋放,實現(xiàn)要素資源在更大范圍、更高效率、更加精準的優(yōu)化配置。實施工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略四年來,我國工業(yè)互聯(lián)網取得一系列階段性、標志性成果,為實現(xiàn)雙碳目標提供了必要的基礎條件。
作為關鍵共性技術,工業(yè)互聯(lián)網通過將5G、云計算、大數(shù)據、人工智能、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術深度集成,打通云、網、邊、端,加速通信技術、信息技術和控制技術聚合,帶動相關技術全面突破和迭代創(chuàng)新,能夠提高對能源、能耗數(shù)據的采集、匯聚及分析能力。工業(yè)互聯(lián)網將數(shù)字技術與行業(yè)特有的知識、經驗、需求相結合,加速工業(yè)機理模型的匯聚沉淀,催生出平臺化設計、智能化制造、網絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸、數(shù)字化管理六大新模式,促進實體經濟降本、提質、增效、綠色、安全發(fā)展。
“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”在主要行業(yè)應用取得顯著成效。鋼鐵、化工、建材等高耗能行業(yè)通過“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”場景化應用,實現(xiàn)關鍵生產工藝能耗、碳排放數(shù)字化、透明化,建立從生產、存儲、運輸、接收、利用處置、環(huán)境容納全流程閉環(huán)監(jiān)管。
鋼鐵行業(yè),天津鋼鐵集團通過工業(yè)互聯(lián)網平臺技術建設超低排放全生命周期信息化系統(tǒng),通過智能裝備應用、精益化的現(xiàn)場管理、信息技術與集團業(yè)務的深度融合,全年噸鋼綜合電耗、水耗同比降低14.37%和12.61%,回收高爐煤氣、余熱蒸汽同比降低8.9%、4.62%,回收轉爐煤氣同比增加1.94%,累計自發(fā)電2.67億千瓦時,同比降低6.68%,使企業(yè)滿足超低排放A類企業(yè)政策要求。
化工行業(yè),中國石化作為“世界一流綠色低碳城市型煉化示范企業(yè)建設試點”的重點企業(yè),通過網絡切片+MEC(邊緣計算)+UPF(用戶面功能)下沉到企業(yè),形成一套基于工業(yè)互聯(lián)網的石油化工企業(yè)整體解決方案,在工藝優(yōu)化、物料管理、生產調度、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保風險分析、蒸汽動力優(yōu)化、車間用電等多場景實現(xiàn)節(jié)電減排,節(jié)省燃料的減排貢獻,預計到2030年燃料消耗可節(jié)省5%,到2050年可節(jié)省14%。
建材行業(yè),海螺水泥依托“5G+工業(yè)互聯(lián)網”進一步改善現(xiàn)有系統(tǒng)的自動程度與能耗優(yōu)化能力,在現(xiàn)有MPC系統(tǒng)之上建設水泥燒成及原料粉磨能耗優(yōu)化系統(tǒng)(RTO),最終實現(xiàn)對窯、磨系統(tǒng)的穩(wěn)定且低耗的自動駕駛,幫助海螺水泥節(jié)約電力4億千瓦時、二氧化碳減排74.77萬噸、污染物減排3萬噸、SCR(選擇性催化還原技術)脫硝效率達90%,同時員工勞動強度降低21%。
工業(yè)互聯(lián)網對企業(yè)生產管理水平提升帶來巨大助力。同時,還要看到,我國工業(yè)企業(yè)大部分處于2.0~3.0發(fā)展水平,特別是中小企業(yè)的數(shù)字化水平較低,超過55%的企業(yè)尚未完成基礎的設備數(shù)字化改造,亟待提升能源能耗管理及碳排放數(shù)據采集、監(jiān)管水平。
“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”有力促進了政府治理體系和治理能力現(xiàn)代化進程。通過整合生產數(shù)據、平臺和系統(tǒng),構建區(qū)域和行業(yè)級“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”監(jiān)管平臺,實現(xiàn)生產能耗、碳排放、碳足跡、碳配額、碳信用、碳匯等數(shù)據的連接和監(jiān)管,具備監(jiān)測、管理、調控、評估等功能,提升跨部門、跨層級的雙碳行動聯(lián)動聯(lián)控能力。
上海浦東智慧能源雙碳云平臺全面整合了電力、水務、燃氣、政府、社會等多方系統(tǒng)平臺數(shù)據,以企業(yè)能源碳排放量、清潔能源碳減排量、交通電能替代碳減排量等能源碳排數(shù)據為分析對象,為政府部門、能源企業(yè)、用能客戶提供能源碳監(jiān)測、能源碳評估及能源碳預測等功能。
浙江省級能源大數(shù)據中心上線的“雙碳智治平臺”,充分利用大數(shù)據、云計算、人工智能等數(shù)字化技術,系統(tǒng)集成跨領域、跨部門、跨系統(tǒng)的業(yè)務協(xié)同,已實現(xiàn)全省、分領域、分地市的能源消費總量、碳排放總量、能耗強度和碳排放強度“四個指標”動態(tài)監(jiān)測。
江蘇無錫依托工業(yè)互聯(lián)網,通過局部消納和互聯(lián),提高能源利用效率、實現(xiàn)節(jié)能減排,建設供能充足、用能清潔、資源配置靈活的分布式多能互補綜合能源體系。僅在星洲工業(yè)園區(qū)域能源綜合服務中心,運營成本降低21%、營運效率提升41%,年節(jié)約能耗9.73%。
雙碳為工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展提供了更為廣闊的天地,“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”是一項長期性、系統(tǒng)性、復雜性的重大工程,功在當代、利在千秋。中國工業(yè)互聯(lián)網研究如何助力我國大踏步邁向“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”新征程?
一是提升“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”科研能力。
完善政策體系。根據《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》,聚焦鋼鐵、有色金屬、石化化工、建材等工業(yè)領域重點行業(yè),研究編制“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”實施方案,指導利用工業(yè)互聯(lián)網、大數(shù)據、5G等新一代信息技術提升能源、資源、環(huán)境管理水平,深化生產制造過程的數(shù)字化應用,賦能綠色制造。
搭建技術載體。推動建設“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”評測實驗室,開展節(jié)能診斷、能效對標、碳配額分析、區(qū)域/行業(yè)碳目標成效評價,支撐綠色低碳評估體系建設。聯(lián)合行業(yè)龍頭企業(yè)共建細分領域“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”聯(lián)合實驗室,狠抓綠色低碳技術攻關,加快先進技術研發(fā)和推廣應用。
打造應用示范。聚焦綠色制造體系和服務體系建設,將5G全連接工廠與綠色工廠建設結合,加強對再生資源全生命周期數(shù)據的智能化采集、管理與應用。
二是深化“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”產業(yè)融合。
面向區(qū)域,推動建設“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”公共服務平臺,高效配置政策、技術、數(shù)據、人才等要素資源,深化產品研發(fā)設計、生產制造、應用服役、回收利用等環(huán)節(jié)的數(shù)字化應用,推動新一代信息技術與綠色低碳產業(yè)深度融合,打造綠色制造體系和服務體系,促進數(shù)字化智能化綠色化融合發(fā)展。
面向企業(yè),積極推動數(shù)字技術賦能“專精特新”中小企業(yè)綠色發(fā)展,按產業(yè)鏈梳理“專精特新”中小企業(yè)數(shù)字化轉型、綠色化發(fā)展共性需求,開展標準宣貫、現(xiàn)場診斷和供需對接,引導企業(yè)參與實施工業(yè)低碳行動和綠色制造工程,提升企業(yè)數(shù)字化水平,降低企業(yè)零碳化發(fā)展成本。
三是拓展“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”數(shù)據應用。
依托國家工業(yè)互聯(lián)網大數(shù)據中心體系,面向冶金、石化、建材等重點高耗能行業(yè)和京津冀、長三角、粵港澳、成渝等重點區(qū)域建設國家工業(yè)互聯(lián)網大數(shù)據中心雙碳分中心,支撐承載綠色低碳基礎數(shù)據平臺,統(tǒng)籌綠色低碳基礎數(shù)據和工業(yè)大數(shù)據資源,建立數(shù)據共享機制,推動數(shù)據匯聚、共享和應用。
一方面,基于平臺數(shù)據,開展碳足跡、水足跡、環(huán)境影響分析評價,多維度匯聚工業(yè)數(shù)據資源,特別面向“兩高”行業(yè),切實提升重點行業(yè)領域能源供給與能耗監(jiān)測預警能力,為“能耗雙控”精準施策提供有力抓手,強化產業(yè)鏈綠色化治理能力。
另一方面,探索數(shù)據要素市場和碳交易市場協(xié)同運行機制,有序推進基于工業(yè)互聯(lián)網的雙碳金融產品和服務開發(fā),設立碳減排貨幣政策工具,創(chuàng)新“工業(yè)互聯(lián)網+雙碳”產融模式,充分發(fā)揮市場機制作用,探索碳定價機制,支撐碳排放權交易、用能權交易、電力交易銜接協(xié)調。
文章作者
魯春叢
(作者系中國工業(yè)互聯(lián)網研究院院長)
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