剛剛結束的2022年，可以說是工業轉型的關鍵一年。一方面，我國工業互聯網產業規模破萬億，并且誕生了多項行業標準，在平臺、網絡、系統架構等方面進行了統一，為行業深化發展肅清部分障礙;另一方面，隨著AI、數字孿生等(deng)(deng)技術脫虛(xu)(xu)向實(shi)，進而與5G、智能制造(zao)、智慧工廠深度融合，加之(zhi)“雙碳目標”所(suo)引領的(de)綠色革命也已經席卷制造(zao)業(ye)，工業(ye)碳管理、虛(xu)(xu)擬電(dian)廠等(deng)(deng)創(chuang)新應用(yong)得以實(shi)現落地。
數字科技助力工業碳管理
在一眾率先響(xiang)應綠色革命的傳(chuan)統(tong)行業中(zhong)，工業制造作為(wei)能源資源消耗(hao)和碳排放的重(zhong)點(dian)領域(yu)，是我國實現(xian)“雙碳目(mu)標”的重(zhong)要突(tu)破口(kou)。據統(tong)計，工業能耗(hao)占全(quan)社(she)會總能耗(hao)的70%左(zuo)右。在我國工業從高速發(fa)展轉(zhuan)向高質量發(fa)展之際，低碳化也(ye)成為(wei)工業數字化轉(zhuan)型的主旋律。
“雙碳(tan)目(mu)標”確立(li)以后，工(gong)業領域(yu)內(nei)的(de)(de)(de)一眾高能(neng)耗產(chan)業也(ye)在(zai)積(ji)極響應。包括鋼(gang)鐵、石油(you)化工(gong)、建筑(zhu)材料(liao)在(zai)內(nei)的(de)(de)(de)幾個重點工(gong)業領域(yu)均發布了具(ju)體的(de)(de)(de)降碳(tan)目(mu)標與(yu)計(ji)劃，而(er)且不約而(er)同地將碳(tan)達峰(feng)時間定在(zai)2025年，比國家(jia)目(mu)標提前了5年。這對于(yu)一貫的(de)(de)(de)排(pai)碳(tan)大(da)戶而(er)言，無疑將在(zai)總量供給、能(neng)源結構方面帶來新的(de)(de)(de)挑戰。
在(zai)這樣背景(jing)下，越(yue)來越(yue)多的(de)(de)工廠(chang)開(kai)始(shi)了綠(lv)色化改(gai)造(zao)。隨(sui)著國(guo)家(jia)光(guang)伏產(chan)業(ye)的(de)(de)發(fa)展逐步由集(ji)中式電(dian)站專(zhuan)項BIPV、BAPV的(de)(de)應用方式，園區(qu)的(de)(de)建筑(zhu)集(ji)群特性注定(ding)了其(qi)在(zai)低(di)碳(tan)化升級方面可以有更多“技巧”，合理利用光(guang)伏發(fa)電(dian)等清(qing)潔能(neng)源，發(fa)展屋(wu)頂光(guang)伏、分散(san)式風電(dian)、多元儲能(neng)等應用，其(qi)本身就可已成為能(neng)源生(sheng)產(chan)的(de)(de)重要(yao)平(ping)臺(tai)。此外，工廠(chang)生(sheng)產(chan)、制造(zao)環(huan)節，也就是用能(neng)側(ce)，對能(neng)耗占比較大的(de)(de)暖通設(she)備(bei)、生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)進行(xing)綠(lv)色替代，也是在(zai)硬件(jian)側(ce)實(shi)現(xian)低(di)碳(tan)的(de)(de)關鍵(jian)。
不過(guo)，相比一般(ban)的住宅和商業綜(zong)合(he)體，工(gong)廠園(yuan)(yuan)區場(chang)景復(fu)雜，系統壁壘高(gao)，許多工(gong)廠甚(shen)至建設運(yun)營(ying)超(chao)過(guo)數十年(nian)，生(sheng)產工(gong)藝(yi)早已定型(xing)，這也是工(gong)廠能(neng)源消耗難以匯總、量化(hua)的主要癥結所(suo)在(zai)。亟(ji)待建立(li)建筑集(ji)群(qun)的智(zhi)慧管理運(yun)營(ying)體系，實時(shi)監測園(yuan)(yuan)區內的能(neng)耗變(bian)化(hua)，協同管理生(sheng)產能(neng)耗、建筑基(ji)礎能(neng)耗、辦公能(neng)耗，并(bing)及(ji)時(shi)調整高(gao)能(neng)耗應用(yong)。
其次(ci)，減(jian)碳如瘦身，科學合理(li)的(de)目(mu)標(biao)與路徑同樣重要(yao)，過(guo)于激進的(de)目(mu)標(biao)容易擾(rao)亂生產節奏，得不償失，而過(guo)于保守的(de)目(mu)標(biao)又很難實現(xian)碳中(zhong)和目(mu)標(biao)，同時，制造企(qi)業往往缺(que)乏能源管理(li)、規劃的(de)相(xiang)關經驗。
所以，在工業企業實現零碳的過程中，數字科技至關重要。一方面，數字科技可以實現能效可視化，實時監控工廠運行狀況便于及時調整，對整個工廠、整個企業的能源結構有一個清晰的認知。另一方面也能夠在長期的數據積累中找到更加貼合企業實際情況的減碳路徑，而這往往需要企業基于對自身業務的深刻理解來進行，可視化分析可謂是事半功倍的好工具。當然，還有通過物聯網、5G技(ji)術的智(zhi)慧運營，甚至碳匯交(jiao)易。
在今(jin)年2月23日舉辦的“數智樓(lou)宇(yu)·TRUE手可及”第(di)二(er)屆樓(lou)宇(yu)科(ke)技TRUE大會上(shang)，美的集團副(fu)總裁兼樓(lou)宇(yu)科(ke)技事業部總裁管金偉重磅發布“GREEN FOR ONE”雙碳(tan)(tan)戰(zhan)略，提供(gong)建筑全鏈路綠色低(di)碳(tan)(tan)產品&服務，積極投身(shen)全場景低(di)碳(tan)(tan)行業解決方案，以iBUILDING全面數字化底(di)層能力支撐，助力各界(jie)應對低(di)碳(tan)(tan)產業轉型挑戰(zhan)。
在“硬(ying)件設備(bei)+數字科技(ji)”的(de)(de)“軟硬(ying)”組合拳下，越來越多的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)，打破了(le)“碳中和”的(de)(de)最(zui)后一公里。以(yi)美的(de)(de)樓宇科技(ji)打造(zao)的(de)(de)“零(ling)(ling)碳工(gong)(gong)(gong)廠(chang)”荊州(zhou)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)為例(li)，就采用了(le)“新能(neng)源+數字化平臺+綠色暖通(tong)”的(de)(de)組合型解(jie)決方(fang)案(an)。在最(zui)初的(de)(de)能(neng)源結(jie)構認知(zhi)階段，iBUILDING零(ling)(ling)碳咨詢服務，從工(gong)(gong)(gong)廠(chang)頂層(ceng)進行零(ling)(ling)碳路徑規(gui)劃(hua)(hua)，覆(fu)蓋規(gui)劃(hua)(hua)設計、施工(gong)(gong)(gong)、運營、改(gai)造(zao)四個階段，提(ti)(ti)出零(ling)(ling)碳解(jie)決方(fang)案(an)的(de)(de)設備(bei)提(ti)(ti)效(xiao)(LED照明、變頻技(ji)術應用)、系統提(ti)(ti)效(xiao)(高效(xiao)機(ji)房(fang)(fang)、高效(xiao)空壓機(ji)房(fang)(fang)、工(gong)(gong)(gong)藝循環冷卻(que)水(shui)、生(sheng)產(chan)流線優化、智能(neng)照明、智慧運營IOC)、能(neng)源提(ti)(ti)效(xiao)(太陽能(neng)光伏發電(dian)、高效(xiao)儲能(neng))三大(da)舉措。
數字化平臺(tai)在整(zheng)個園區實現零碳的過程中居功(gong)至偉，它不(bu)僅實現了(le)工廠(chang)能耗(hao)可視化，推動產業鏈上下(xia)游共同(tong)協作、高效整(zheng)合，同(tong)時(shi)整(zheng)合園區安防(fang)、物流等多個系統，實現了(le)工廠(chang)數字化升級。
以碳(tan)(tan)(tan)(tan)管理(li)(li)為例(li)，在目(mu)標制定(ding)階段，iBUILDING碳(tan)(tan)(tan)(tan)管理(li)(li)系統(tong)，通過數字孿生(sheng)技(ji)術(shu)，實現工廠碳(tan)(tan)(tan)(tan)盤(pan)查(cha)和碳(tan)(tan)(tan)(tan)核查(cha)“邊、源、算、報、查(cha)”全(quan)過程管理(li)(li)，支持可量化各類的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)(pai)源管理(li)(li)，溯源高(gao)碳(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)(pai)放原因，助力運營(ying)方準確落實碳(tan)(tan)(tan)(tan)減(jian)排(pai)(pai)(pai)工作;分析特定(ding)場景重要碳(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)(pai)放指標，精細掌握碳(tan)(tan)(tan)(tan)排(pai)(pai)(pai)放分布、趨勢和異常，還可以輸(shu)出詳(xiang)細碳(tan)(tan)(tan)(tan)盤(pan)查(cha)報告。
此(ci)外，基于iBUILDING智慧能源(yuan)(yuan)管理系(xi)統，該(gai)工廠實(shi)現了能源(yuan)(yuan)實(shi)時(shi)監控(kong)、動態分析、優(you)化控(kong)制，通過能源(yuan)(yuan)優(you)化控(kong)制，可降(jiang)低(di)運維成本30%，節省車間耗電量5-20%。
虛擬電廠開啟工業數字化新暢想
可以說，在碳(tan)中和(he)(he)時(shi)代，利用各種感應設備(bei)、數字孿生(sheng)、云平(ping)臺、5G通訊和(he)(he)軟件(jian)平(ping)臺，讓制造業的零(ling)碳(tan)發展呈現出了更多(duo)的條件(jian)，當然，在數字經濟時(shi)代，也為工業企(qi)業領域(yu)創(chuang)造了更多(duo)可能。
當數字科技賦(fu)能碳管(guan)理，更(geng)多的商業模式也因此誕生。以電(dian)力工(gong)業為例，電(dian)網在新型電(dian)力系統中，需(xu)(xu)要廣泛聚合與調控需(xu)(xu)求側(ce)多元資源，虛擬電(dian)廠因此誕生。
2022年8月底，特斯拉發布(bu)了(le)“虛(xu)擬(ni)電(dian)(dian)廠(chang)”項目，召集了(le)加州數千(qian)個安裝了(le)公司旗(qi)下家用(yong)(yong)儲(chu)能電(dian)(dian)池Powerwall的(de)(de)(de)用(yong)(yong)戶，共(gong)同組成分布(bu)式虛(xu)擬(ni)發電(dian)(dian)廠(chang)。當加州電(dian)(dian)網(wang)(wang)因(yin)為(wei)某天(tian)天(tian)氣(qi)特別(bie)炎熱(re)而需要額(e)外的(de)(de)(de)電(dian)(dian)力供應時(shi)，這些用(yong)(yong)戶可以通過(guo)將儲(chu)存的(de)(de)(de)電(dian)(dian)量返回電(dian)(dian)網(wang)(wang)，獲(huo)得每千(qian)瓦時(shi)2美(mei)元的(de)(de)(de)報酬，有用(yong)(yong)戶近3個小時(shi)就賺到了(le)75美(mei)元(約合人民幣(bi)510元左右)。
也是在當(dang)年8月，深圳(zhen)供電(dian)局成立了(le)國(guo)內(nei)首個虛(xu)擬電(dian)廠(chang)管理(li)中(zhong)心(xin)，建(jian)成國(guo)內(nei)首家(jia)網地一(yi)體虛(xu)擬電(dian)廠(chang)運(yun)營(ying)管理(li)云(yun)平臺，在某(mou)種程度上，這也標志著我(wo)國(guo)虛(xu)擬電(dian)廠(chang)建(jian)設的探索(suo)進(jin)入了(le)全新階段。
然(ran)(ran)而，盡管有產業需求與利好政策的雙重驅(qu)動力牽(qian)引，我(wo)(wo)國虛(xu)擬(ni)電(dian)(dian)廠建(jian)設(she)仍然(ran)(ran)存在著諸(zhu)多挑戰(zhan)，例如目前的市場化電(dian)(dian)力交易(yi)機制尚(shang)不健全(quan)，虛(xu)擬(ni)電(dian)(dian)廠的盈利頗受(shou)限(xian)制;地方(fang)的配(pei)電(dian)(dian)網建(jian)設(she)尚(shang)不健全(quan)，導(dao)致我(wo)(wo)國試點(dian)的虛(xu)擬(ni)電(dian)(dian)廠多為負荷類虛(xu)擬(ni)電(dian)(dian)廠，分散式(shi)電(dian)(dian)源的上網嚴重不足(zu);技術方(fang)面，虛(xu)擬(ni)電(dian)(dian)廠由大量設(she)備互聯構成，存在消(xiao)納電(dian)(dian)量核算難度大、效率低等問題。
也正因此，數字化平臺在虛擬電(dian)廠(chang)中的(de)應(ying)用，更好的(de)聯通了負荷(he)側和(he)發電(dian)側，為(wei)電(dian)力交易(yi)提供柔性支撐(cheng)。
以(yi)深(shen)圳虛(xu)擬(ni)電廠管理中心的(de)碳管理平(ping)臺為例，依(yi)托iBUILDING設(she)備(bei)管理及柔性負荷(he)云平(ping)臺，發揮美(mei)的(de)樓宇科技在暖通設(she)備(bei)上的(de)技術優(you)勢，擴(kuo)大負荷(he)側(ce)可調節資(zi)源接入(ru)規(gui)模(mo)，實現(xian)負荷(he)側(ce)需(xu)求響應、現(xian)貨市場、輔助服(fu)務市場的(de)商業模(mo)式(shi)和產業化應用，帶動源網荷(he)友(you)好(hao)互動。而這種模(mo)式(shi)也正在被并以(yi)深(shen)圳為試點，復(fu)制到廣(guang)東、廣(guang)西、云南(nan)、貴(gui)州和海南(nan)五省(sheng)虛(xu)擬(ni)電廠的(de)落(luo)地應用。
可以說，虛擬(ni)電(dian)廠本(ben)質也是通(tong)過數字化手段聚合并(bing)協調分(fen)布(bu)式能(neng)源參(can)與電(dian)力市(shi)場運作(zuo)的軟(ruan)件(jian)平(ping)臺。而通(tong)過先進信息通(tong)信技術和(he)軟(ruan)件(jian)系(xi)統(tong)，實現分(fen)布(bu)式電(dian)源、儲(chu)能(neng)系(xi)統(tong)、可控負(fu)荷、微網、電(dian)動汽車等分(fen)布(bu)式能(neng)源的聚合和(he)協同(tong)優化，將(jiang)為電(dian)力工(gong)業帶來更多(duo)的想(xiang)象。
寫在最后
綜上所述，目前，我(wo)國(guo)正處于從制造大國(guo)邁向制造強國(guo)的(de)重要階段，數字(zi)(zi)科技無疑是(shi)重要的(de)牽(qian)引力，物聯網、AI、5G、數字(zi)(zi)孿生等新(xin)一代信息技術與(yu)工(gong)(gong)業(ye)環節的(de)深(shen)度融合催生出了一批切(qie)中行業(ye)痛點的(de)創新(xin)應(ying)用，而(er)以(yi)美的(de)樓宇科技為代表的(de)企業(ye)，以(yi)低碳(tan)為切(qie)入點，將自身積(ji)累的(de)數字(zi)(zi)化轉型經(jing)驗注入工(gong)(gong)業(ye)領域，深(shen)耕零碳(tan)工(gong)(gong)廠(chang)、虛(xu)擬電廠(chang)、工(gong)(gong)業(ye)園區(qu)等細分(fen)場景，助(zhu)力“智造”升(sheng)級!
