据工信部统计,工业领域的碳排放量占全社会碳排放总量的65%,是能源消费和碳排放的主要领域,如何构建绿色零碳的工业体系成为国家实现“3060”碳达峰的重要任务。
在“双碳”目标下,大多数工业企业都缺乏行之有效的碳管理体系,面临着碳盘查难、碳减排难、碳资产管理难、碳管理专业人员与工具缺失等困境,从而使得降碳减排难以实现,企业与低碳经济价值无缘。
随着企业生产规模的扩大和产量的提升,用能成本也不断上升,企业越来越关注能源成本的控制和能源效率的提升。另外,双碳政策的推进,多元化的分布式能源供应是企业未来能源供给的趋势,但传统的工厂能源管理水平已不能适应多样化的用能形式,亟需探索一种智慧能源服务的新模式。
因此,需要建设一套适合集团公司发展的、满足综合能源协同利用的、能够有效降低碳排放和用能成本的智慧能碳管理平台
建立专业的智慧能碳管理平台,助力企业持续减碳降费。
在碳达峰、碳中和政策下,充分利用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等前沿技术,建立一套专业的智慧能碳管理平台,对集团及下属企业的能耗及碳排放构成精细化分析、碳排放核算和精准调控,实现集团增产不增耗,提能效;社会增值不增碳,提碳效。建设共分两个阶段:
阶段一(2022-2023)帮助企业持续减碳降费,限电/拉闸保生产、运营成本降低、成果展示。
l 减碳:全面推进微电网建设(含光伏电站、储能、用电设备、统一的信息监控、管理、调度、智能分析平台),实现温室气体减排每年17万吨;
l 降费:实现运营成本降低4200万元,其中电费成本2273万元,基建成本降低1927万元,25年总计10.5亿元;
l 智能:全面推进碳中和园区管理平台建设,实现集团范围能源数据全方位收集,支撑集团工厂按照能源最优策略运行;
l 稳电:全面推进微电网建设,实现30%限电情况下不影响生产,拉闸情况下关键负荷(30%)稳定运行);
l 呈现:建设集团、厂区两级运营指挥和用户体验中心,全面展示碳中和建设成果,同时作为企业形象和产品展示窗口,进一步提升企业公众形象和销售成果;
阶段二(2024-)精细化管理,挖掘潜能,持续优化
l 挖潜:在逐步紧迫的碳中和背景下,基于全面收集的能源数据,进行微电网精细化管理,调优生产流程、工艺,提升产能单位能耗,挖掘节能减排潜力;
l 调优:基于微电网和平台的负载均衡,全面降低生产园区在尖峰区间的总体功耗和功率峰值;
平台架构
智慧能碳管理平台的应用技术设计充分考虑系统的先进性、安全性、稳定性和可扩展性,系统整体设计采用基于分布式服务的SOA架构,为平台基于数据来源、数据处理、数据分析、数据存储等技术能力实现数据获取,平台的数据分析与处理,不限制使用何种数据库或数据处理系统,系统可移植性好、使用方便、功能强,适用于各类大、中、小、微机环境。是一种高效率、可靠性好的适应高吞吐量的数据库解决方案,对外提供应用服务,整个平台用户严格按照权限进行数据操作与访问。

SAAS层,由大量的微应用以及由微应用组装的产品级应用组成。微应用包括:Ø集团能碳管理驾驶舱、工业站点全景地图、工厂级能碳总览、能碳分级监测、能效对标考核、发电资源统计、用能安全管理、能碳监测管理、能效对标考核、用能成本管控、节能措施执行、绿能储能调控等。
PAAS层,提供基于“能源+双碳”的多元设备规约适配、数据采集及ETL处理,进行时空五维分布式双碳数据库和智能分析技术引擎,为结构化、非结构化海量数据的云端存储、数据访问,并提供公共权限、双碳图数模型等技术服务。
IAAS层,作为智慧能碳管理平台的基础支撑,以开放式设计为服务产品平台提供大量支撑服务、组件和接口,支持电、天然气、水、燃气、蒸汽、原煤、成品油、可再生能源、充电桩、DCS系统、ERP系统、税收、产量等基础数据等结构化和非结构化数据源的采集、处理、存储、同步。
功能规划
集团智慧能碳平台功能主要包括集团侧和单一企业侧。

一、集团级
1、集团能碳管理驾驶舱
集团能碳管理驾驶舱功能主要包括能碳五大指标、综合能碳分析、能耗结构、基地碳放排行、新能源发电基地减碳和基地碳排放强度。

1) 能碳五大指标:支持按照月度/年度切换,展示集团能耗总量、能耗强度、碳排总量、碳排强度及减碳总量五大关键指标;
2) 综合能碳分析:展示集团综合能耗和碳排情况及分项能碳总量,点击单项能源,展示当前与上一年度对比曲线;
3) 能耗结构:展示集团整体能耗和碳排放的构成;
4) 基地碳放排行:按能碳消耗总量降序展示集团下属企业能耗消耗排行情况;
5) 新能源发电:展示集团下属企业总的光伏装机容量、发电量对比及整体消纳率;
6) 新能源发电基地减碳:展示集团下属企业新能源发电量及减碳量对比排行;
7) 基地碳排放强度:动态展示集团下属企业碳排放强度和能耗强度情况;
2、企业站点全景地图
展示集团总部及全国各个分站的位置分布;以GIS地图形式,展示各分站电站、光伏、储能站运行情况。从地图上可直接进入查看对应站点 的详细数据。让集团管理者在一个集中的地方更方便查看及搜索,提高管理效率。
3、工厂级能碳总览
按实际能碳管理维度定制接入的工厂的能耗数据,分别展示每个工厂的能碳管理驾驶舱。 集团管理人员点击相应的站点可查看详细能耗数据,包括单位能碳指标、照明单位能碳指标、能碳密度指标,多维度分析站点能耗和碳排趋势,实现用能成本管控等。同时监测各站点光伏发电及消纳比,监督节能降碳目标执行到位。
4、能碳分级监测
集团能碳监测
集团能碳监测,可查看集团总的数据、各分站的数据及各同类设备的数据汇总并进行比较,分析其能耗特征,找出优秀的站点或者高效设备。
桑基能量平衡
展示当前时间段集团的能流图和碳流图,方便优化能源调度,提高能源使用效率。
能耗碳排报表
支持集团下属企业分级用量抄表查看,支持分级能耗报表查看和支持分级通用报表查看。
5、能效对标考核
能源消耗对比
能源消耗对比功能包括分级能耗对比和分级能耗排行,直观展示集团下属各个厂区能耗总量和排行情况,支持数据导出。
能效数据录入
支持各工厂销售额数据、产量数据等手工填报录入。
6、发电资源统计
集团光伏发电总览
展示集团下属新能源企业数量、站点容量实时发电功率等关键指标,新能源年度总发电量和节能减碳折标情况,展示集团下属企业发电量排行和发电趋势分析。
各工厂光伏发电报表
展示下属企业发电量报表,支持按照不同时间维度切换,支持报表导出。
二、工厂级
1、工厂能源管理驾驶舱
工厂能源管理驾驶舱展示全厂用电、车间用能、能碳对标、企业用电负荷、电网供电功率、能耗总量、碳排总量、减碳总量、企业设备数据采集情况、能碳趋势、用电成本、能碳预算、光伏发电。
1)全厂用电:用电量一部分来自于电网电量(电网所购买的电量),另一部分来自于自用电量(自发自用电量);发电量一部分用于自用电量(自发自用电量),当自发自用有余量时用于余电上网交易。
2)车间用能:展示厂房/产线、办公楼、其他地区的用能量。
3)能碳对标:分别展示厂房/产线每台设备的能耗、能效等级、能效基准(能效等级基准)。
4)重要指标:企业用电负荷、电网供电功率、能耗总量、碳排总量、减碳总量。
5)设备信息采集情况:老厂用电量数据、新厂光伏发电量数据、1号厂房用电负荷以及用电量数据、2号厂房用电负荷以及用电量数据、光伏数据、1#配电房数据、2#配电房数据。
6)能碳趋势:能耗、碳排、减碳的当月、上月、环比(同期)情况。
7)用电成本:当月需量、上月需量、当月与上月的环比情况、当月与上月相比节省了多少元。
8)能碳预算:用能预算、已用量、用能进度;碳排预算、已用量、碳排进度。
9)光伏发电:展示当前光伏的装机容量、累计发电量、光伏当月发电量、当月自用电量、减碳量、等效植树。
2、用能安全管理
实时监测
直观呈现出电网的拓扑结构、以及母线、变压器、断路器等设备的实时状态和运行参数。对于断路器设备,可进行挂牌、遥控、人工置数、告警抑制等常规的电力调度操作,也支持设备台账的调阅,快速获取设备参数、缺陷记录、分合闸统计、全部测点等信息。选中设备后,右键点击设备(如:断路器),选项包括:设备台账、遥控、人工置数、告警抑制、测点查询、设置主页面、适屏、测点提示信息等。
告警管理
点击告警管理栏中预警监测将跳转至预警监测页面,点击右上角添加,可以对“模拟量”进行批量预警设置,支持设置“上限”、“下限”、“延时”、“上上限”、“下下限”。
3、能碳分级监测
全厂能碳监测
根据采集范围不同,支持线路、站点、设备三个维度的能碳监测,构建能源监测体系,帮助轨道交通合理规划能源采购。


桑基能量平衡
展示当前时间段全站总用电的各个能源类型的能源分布情况。

能耗碳排报表
持查看各个区域等级用量情况,点击查询可以对表中记录根据所选时间范围查询,可以导出报表。
能效对标考核
根据站点能碳标准分析模型创建,可实现站点支路能耗对标,能效对标、行业能效对标和设备能效对标功能,支持与站点计划值、历史先进值对比。
支持对各个设备的运行数据、能耗数据、经济数据进行手工填报,消除自动化数据盲区。
用能成本管控
对比站点各类能源成本,关注成本最高能源;跟踪电力价格变化,合理规划购电计划;支持企业峰、平、谷时段用量分析。
绿能储能调控
绿能储能调控主要包含两个方面,一是光伏运行概况,二是光伏健康分析。能实时显示微电网系统的运行状态,对微电网内部的分布式发电、储能装置和负荷状态进行实时监控,在微电网并网运行、离网运行和状态切换时,根据电源和负荷特性,对内部的分布式发电、储能装置和负荷能量进行优化控制,实现微电网的安全稳定运行,提高微电网的能源利用效率,提高新能源消纳比例,推动与实现“碳达峰、碳中和”目标。
从“智慧工厂”到“碳中和工厂”的赋能之道
业务价值
集团级价值收益
l 集团能碳驾驶舱:以集团管理视角,通过驾驶舱形式展示全国所有工厂的能耗、碳排、减碳、光伏发电等总数据和各分厂的数据等。
l 企业站点全景地图:集团可通过GIS地图快速查看各工厂的情况,包括电站、光伏、储能、配电等的站点分布及相关数据等。
l 工厂级能耗总览:集团对所有工厂的光伏发电和市电进行全面监测和数据统计,指导和鼓励分厂建设清洁能源,跟踪清洁能源消纳率,积极落实节能减碳措施。
l 能碳分级监测:实现集团公司的实时能碳监测,通过能流图、桑基图、各种能碳数据报表等分级监测能碳状况。
l 能耗对标考核:集团内部实现所有工厂或者相同产线相同设备之间的对标对比,并对其进行排行显示,分析其数据差异,下达指标计划到各分厂。
l 能耗对标考核:集团对所有工厂的光伏发电进行全面监测和数据统计,指导和鼓励分厂建设清洁能源,跟踪清洁能源消纳率,积极落实节能减碳措施。
企业级价值收益
l 工厂能碳驾驶舱:以工厂的管理视角,全景展现全厂、车间、产线、设备等的能碳数据,展现光伏发电、储能、配电和微网电运行概况。
l 用能安全管理:实现企业电力、水、蒸汽、天然气等能源的7*24小时监控预警,发现问题及时消缺,提高用能安全性。
l 能碳监测管理:汇总企业总体、各厂区、车间、产线能耗数据以及碳排放数据,便于企业全面掌握企业能碳资产。
l 能效对标考核:多维度对企业用能情况进行统计、分析、评价,帮助企业对标行业内能效水平,挖掘增效潜力,拓展节能降碳空间。
l 用能成本管控:对比各类能源成本,关注成本最高能源;跟踪电力价格变化,合理规划购电计划。分析峰谷用电占比,优化生产计划安排。
l 绿能储能调控:采集汇集光伏、市电、负荷、储能的实时发电、用电数据,结合场景需求,制定控制策略,实现微电网一体化运行管控需求。