碳中和数智化实践案例报告-制造业能效管理-21页.pdf

出品机构：甲子光年智库报告指导：宋涛报告撰写：刘瑶发布时间：2022.07目 录Part 01碳中和已经成为金石之策Part 02海外实践在工厂能源应用的启示Part 03碳中和落地实践典型案例解析实现“双碳”目标，不是别人让我们做，而是我们自己必须要做2020年9月22日，习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话碳中和及碳达峰已经涉及生活生产的方方面面，能效管理作为生产方式的重要绿色变革，数字化及智能化在工厂生产中的能效管理可以成为碳中和过程的重要创新实践。数据来源：甲子光年智库，甲子发现公众号文章-“优也对话北大能源研究院：碳中和就是最大的政策方向”碳中和是目前最大的政策方向“1+N”政策体系保证碳中和结合实际科学发展，现代能源体系规划提上日程2020.92021.102022.32021.32022.12020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论中提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”2020年首次提及碳中和2021年3月5日，国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构2021年10月24日中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见发布，作为碳达峰碳中和“1+N”政策体系中的“1”，阐述了党中央对碳达峰、碳中和工作进行的系统谋划和总体部署“1+N”政策氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位、总体要求和发展目标，从氢能创新体系、基础设施、多元应用、政策保障、组织实施等几个方面构建了我国氢能战略发展的蓝图国家发展改革委、国家能源局印发“十四五”现代能源体系规划“清洁低碳、安全高效，是现代能源体系的核心内涵，也是对能源系统如何实现现代化的总体要求。”氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）发布“国家发改委和能源局出台了“十四五”现代能源体系规划，其背后意义非常深刻。能源局也发布了氢能产业发展中长期规划（2021-2035年），这都是经过深度规划才形成的组合拳。对于构建一个什么样的现代能源体系，大家实际都在探索。此外，能源的消费形式也在发生变化，过去是金字塔式的能源供应体系，未来会更加以消费端为主导“北京大学能源研究院副院长杨雷“十四五”现代能源体系规划发布制定2030年前碳排放达峰行动方案数据来源：甲子光年智库，甲子发现公众号文章-“优也对话腾讯：没什么碳排放的鹅厂为什么要关心碳中和？”多家知名企业发布“碳中和”实践路径碳中和领域是挑战与机遇并存，碳中和政策已受广泛认可“”腾讯希望能在这个过程中帮助中小企业，从开源的角度出发，用平台化的方式降低大家的减碳成本。我们最近成立了一个碳中和开放技术联盟，联盟囊括了几乎所有互联网企业，我们希望能凭借这个联盟，将一些基础的碳中和能力开放给中小企业，比如碳核算，我们可以与供电局、供水局、天然气局合作，自动获取企业的电费、水费、燃油费信息，据此评估企业碳排放量，实现自动化处理。在实践上，腾讯不希望通过大量购买森林碳汇的方式实现碳中和，我们希望通过更先进的技术手段实现碳中和，这是我们目前工作的重点。具体而言，这一工作首先以提升数据中心及办公楼宇能效作为开端，在提升楼宇能效上，腾讯通过物联网平台，动态调整楼宇制暖、照明与电机运作，按需供给，避免浪费，节能效果显著。另外，在数据中心上，我们尝试的是余热回收技术。通过热泵，我们回收了北方数据中心的运行余热，用于冬天供暖。这个供暖不仅可以满足自身需求，还可以供给周边学校与居民区，实现对传统燃气锅炉的替代。从耗能的角度来说，数据中心的CPU、IO与存储系统在低功率运转时的差异不大，降低能耗的关键要看能不能在CPU满负荷计算的时候把IO停下来，如果能做到，绝对电耗就会降低。同时，我们也在研究数据中心的动态负载优化方法，希望把能效水平比较高的数据中心负荷提上去，以此实现数据中心整体能耗的下降。腾讯、阿里巴巴、百度、西门子、施耐德电气、ABB电气、平安银行、平安证券、中汽中心等多家知名企业发布企业碳中和目标及路径相关白皮书腾讯可持续社会价值创新事业部副总裁许浩碳中和及碳达峰已经涉及生活生产的方方面面能效管理作为生产方式的重要绿色变革碳排放碳移除碳管理能源供给能源消费传统能源清洁能源工业建筑交通电力碳汇技术固碳提升供能效率，降低环境破坏程度解决清洁能源消纳与稳定智能化绿色制造、能源管理全生命周期降低建筑能耗智能交通工具、提升运输组织效率发、输、变、配、用的全周期管理提升生态固碳效率提升封存转化效率碳核算监测、碳交易、碳金融等生产方式的绿色变革构建清洁低碳安全高效能源体系碳达峰碳中和“碳交易市本质也是一个碳金融市场，8大行业全部进场能涵盖100亿吨碳排量。按照今天的碳价，成就的现货市场高达6000亿元，当中一定会有很高的周转率。现货就已经是个万亿市场了，再结合期货、衍生品，市场规模可超万亿”上海宝碳新能源环保科技有限公司董事长&CEO朱伟卿“能效是第一能源，省下来的能源是最清洁的，是落袋的真金白银.”“能效是碳中和过程中最重要的领域，是第一能源，其对减排的贡献超过可再生能源全部之和”优也对话北大能源研究院：碳中和就是最大的政策方向“可持续发展不是一句口号，而是要求各国都进行能源转型，我们所有的生产方式、生活方式转型都需要巨大的资金去支持，这样才能将地球升温在预定时限内控制在1.5以内。所以需要投入大量的资金和技术应对气候变化，各国都要制定本国的碳达峰碳中和战略核目标”盟浪可持续数字科技（深圳）有限责任公司研究院院长李文数据及智能技术实现碳中和实践闭环数据及智能技术围绕数据支持、分析、优化、分析及预测等角度展开碳排放与碳吸收的数据监测碳达峰与碳中和的路径规划低碳及非碳能源的使用节能减排碳基能源的循环利用生态固碳碳达峰与碳中和的实践方式碳排放与碳吸收的数据测算规划的效果反馈及预测大数据及人工智能数字孪生区块链技术数据支持数据分析参数优化智能分析数据挖掘数据挖掘趋势预测实时优化建模仿真分析模拟激励减排交易风控反欺诈“我在十年前，就开始致力于大工业的节能工作，这个过程中，区域化一定会发生。包括新能源介质、储能还有电气化它都会发生。这其中，数字化是一个必要的背景。因为它需要平衡计算，因为所有的这些新能源都是非稳定介质，都是变化的“优也董事长&创始人傅源“前企业都在进行数字化转型，数字化转型是碳管理非常有利的工具。碳数据本身是无形的，非常适合以数字定量的形式存在于一个数字化体系的工具中，然后我们利用技术手段和工具，对这些碳数据进行管理分析，为企业优化自己的碳排放管理提供策略“社会价值投资联盟副理事长葛兴安“我们非常关注包括低碳化、数字化、电气化等方面的技术创新，这是未来的趋势。部署其信息系统，从而对能耗做统一管理，实时监测排放情况“道达尔能源研发亚洲副总裁徐忠华博士数据来源：甲子光年智库目 录Part 01碳中和已经成为金石之策Part 02海外实践在工厂能源应用的启示Part 03碳中和落地实践典型案例解析他山之石，可以攻玉。从丹麦、德国及美国的工厂能效管理案例中，发掘数字化、智能化的新型能源系统的重要借鉴作用。利用人工智能与云端大数据，整个能源系统都将变得更加高效“丹麦能源童话”：全球绿色转型先锋实验室本地化能源利用包括许多新的能源运用场景，比如数据中心与污水处理的余热利用，甚至是一些超市余热都能纳入到这个体系中。联合国对这个也很重视，在为推动实现“全球可持续发展目标”（SDGs）而设立的“人人享有可持续能源”（SE4ALL）项目中，区域能源就是可以实现“开源”与“节流”并举的“加速器”。“大家知道本溪是我国的“钢都”，对我国国民经济贡献很大，但也是高污染的城市，据说联合国环境署曾经在卫星上无法辨认找到这座城市。长期以来，负责城市供热的本钢热力公司一直亏损，而且高污染高排放。我们参与以后，利用热力平衡等创新技术，利用本钢生产余热，给城市进行区域供热，每年少烧几十吨煤炭，大大降低了污染。这个企业之前每年亏损达1500万人民币，与我们合作之后，第一年就盈利了100万，第二年则盈利了800多万元。这是一个比较典型的区域能源成功案例。我们不仅为城市创造了经济和社会效益，也带来了明显的环境效益，为本溪的“蓝天工程”做出了一点贡献。实际国内生产总值：+114%总能耗：+6%调整后的二氧化碳排放量：-42%总水耗：-40%1980-2018，丹麦的GDP在提升，但能耗却并未增加丹麦区域能源管理的基本理念：本地化能效最大化丹佛斯作为私营部门的合作伙伴，在联合国环境署等的领导下，一直在包括中国在内的世界许多国家城市推动区域能源的实践和项目落实随着技术创新，不管是热电联产，还有新能源、生物能、工业余热、垃圾焚烧、储能等新技术。近年来，数据化、智能化对区域能源而言很重要；利用人工智能与云端大数据，整个能源系统都将变得更加高效。本溪案例，丹佛斯与本钢热力公司的合作案例丹佛斯中国区副总裁车巍数据来源：优也对话丹佛斯：他山之玉，从丹麦零碳之路看中国的双碳实践“智慧能源”是一个将能源知识转变成可使用的系统软件的过程吸收德国经验，打造中国“智慧能源”“德国的解决办法是依靠用户，解决需求端。因为可再生能源的波动性极强，从2020 年开始，德国部分时间段的可再生能源发电量会超过总的用电需求。据此，德国做了预测分析，在2050年，在一年365天、8760个小时中，有近5000个小时电力是不够的，另外将近4000个小时电力是过剩的。这是因为可再生资源受自然条件限制，区别于化石能源发电，其自身调节能力较差，所以我们才需要用技术手段去平衡能源产出与使用，这种技术就叫“智慧能源”，实际上就是多存少补，灵活调节。“智慧能源”实际就是将原本的“发电端调节”转变为“用电端调节”，这是未来发展的方向，这种技术就是能源技术与IT技术的结合，是云计算、大数据、物联网、区块链、人工智能等技术在能源领域的应用。实际上是一个将能源知识转变成可使用的系统软件的过程。“50005000小时剩余负荷临界线德国剩余电力能力需求的发展趋势源网荷储售发输配变用水电核电风电火电220KV110KV轻工城镇居民商业地产农村重工业“智慧能源”在我看来更多是综合能源计算，以此实现不同条件下的能效最优解。随着“双碳”目标的推进与未来可再生能源的普及，越来越多的波动性与不稳定的能源介质都会加入，这时，进行多元平衡，进行有智慧的调度调节就变得十分关键。赋能这一领域，实际上就是优也的愿景“优也董事长&创始人傅源中德可再生能源合作中心执行主任 陶光远数据来源：优也对话德国能源署：中国能否借鉴德国20年能源转型经验？智能化自动优化系统将能源中心效率再提高15%斯坦福能源创新系统(SESI)将整个斯坦福校园建设成为综合能源示范区，经过四年的规划和三年的建设，SESI的全新中央能源系统在2015年正式投运营降低68%的校园温室体排放，降低15%的校园饮用水用量，为学校带来4.2-5.0亿美元的综合能源成本节约“碳”论斯坦福能源系统创新能源交易组合运营管理系统能源传输使用园区规划设计斯坦福能源创新系统能源交互储存体化总体规划设计园区综合能源规划设计系统热、电能输送案终端节能减排综合能源运营系统数据和智能化能源组合案设计能源交易管理热、电能源交换系统能源储存系统1斯坦福能源创新系统总览斯坦福能源系统的创新大规模集中热回收，兼采欧美最佳技术手段“废热”回收效率达到53%热回收满校园88%的供热需求2中央能源优化模型(CEPOM)/园区优化解决方案(EOS)CEPOM/EOS 是套拥有斯坦福专利的先进智能预测模型和能源中心部署运营系统，该系统采用了超过1220个各类参数，包括能源价格预测，功耗预测和能源中心设备及热储能容量等，优化成能源中心的每小时运营计划战略计划系统基于每个年度(8760 小时)的小时运营计划的大数据积累，制定和生成长程系统计划，年度预算，长程系统效率评估和其