剛剛結(jié)束的2022年，可以說是工業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一年。一方面，我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模破萬億，并且誕生了多項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在平臺、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)等方面進行了統(tǒng)一，為行業(yè)深化發(fā)展肅清部分障礙;另一方面，隨著AI、數(shù)字孿生等技術(shù)脫虛向?qū)?，進而與5G、智能制造、智慧工廠深度融合，加之“雙碳目標(biāo)”所引領(lǐng)的綠色革命也已經(jīng)席卷制造業(yè)，工業(yè)碳管理、虛擬電廠等創(chuàng)新應(yīng)用得以實現(xiàn)落地。
數(shù)字科技助力工業(yè)碳管理
在一眾率先響應(yīng)綠色革命的傳統(tǒng)行業(yè)中，工業(yè)制造作為能源資源消耗和碳排放的重點領(lǐng)域，是我國實現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要突破口。據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)能耗占全社會總能耗的70%左右。在我國工業(yè)從高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展之際，低碳化也成為工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主旋律。
“雙碳目標(biāo)”確立以后，工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的一眾高能耗產(chǎn)業(yè)也在積極響應(yīng)。包括鋼鐵、石油化工、建筑材料在內(nèi)的幾個重點工業(yè)領(lǐng)域均發(fā)布了具體的降碳目標(biāo)與計劃，而且不約而同地將碳達峰時間定在2025年，比國家目標(biāo)提前了5年。這對于一貫的排碳大戶而言，無疑將在總量供給、能源結(jié)構(gòu)方面帶來新的挑戰(zhàn)。
在這樣背景下，越來越多的工廠開始了綠色化改造。隨著國家光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步由集中式電站專項BIPV、BAPV的應(yīng)用方式，園區(qū)的建筑集群特性注定了其在低碳化升級方面可以有更多“技巧”，合理利用光伏發(fā)電等清潔能源，發(fā)展屋頂光伏、分散式風(fēng)電、多元儲能等應(yīng)用，其本身就可已成為能源生產(chǎn)的重要平臺。此外，工廠生產(chǎn)、制造環(huán)節(jié)，也就是用能側(cè)，對能耗占比較大的暖通設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備進行綠色替代，也是在硬件側(cè)實現(xiàn)低碳的關(guān)鍵。
不過，相比一般的住宅和商業(yè)綜合體，工廠園區(qū)場景復(fù)雜，系統(tǒng)壁壘高，許多工廠甚至建設(shè)運營超過數(shù)十年，生產(chǎn)工藝早已定型，這也是工廠能源消耗難以匯總、量化的主要癥結(jié)所在。亟待建立建筑集群的智慧管理運營體系，實時監(jiān)測園區(qū)內(nèi)的能耗變化，協(xié)同管理生產(chǎn)能耗、建筑基礎(chǔ)能耗、辦公能耗，并及時調(diào)整高能耗應(yīng)用。
其次，減碳如瘦身，科學(xué)合理的目標(biāo)與路徑同樣重要，過于激進的目標(biāo)容易擾亂生產(chǎn)節(jié)奏，得不償失，而過于保守的目標(biāo)又很難實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，同時，制造企業(yè)往往缺乏能源管理、規(guī)劃的相關(guān)經(jīng)驗。
所以，在工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)零碳的過程中，數(shù)字科技至關(guān)重要。一方面，數(shù)字科技可以實現(xiàn)能效可視化，實時監(jiān)控工廠運行狀況便于及時調(diào)整，對整個工廠、整個企業(yè)的能源結(jié)構(gòu)有一個清晰的認(rèn)知。另一方面也能夠在長期的數(shù)據(jù)積累中找到更加貼合企業(yè)實際情況的減碳路徑，而這往往需要企業(yè)基于對自身業(yè)務(wù)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(dāng)然，還有通過物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)的智慧運營，甚至碳匯交易。
在今年2月23日舉辦的“數(shù)智樓宇·TRUE手可及”第二屆樓宇科技TRUE大會上，美的集團副總裁兼樓宇科技事業(yè)部總裁管金偉重磅發(fā)布“GREEN FOR ONE”雙碳戰(zhàn)略，提供建筑全鏈路綠色低碳產(chǎn)品&服務(wù)，積極投身全場景低碳行業(yè)解決方案，以iBUILDING全面數(shù)字化底層能力支撐，助力各界應(yīng)對低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。
在“硬件設(shè)備+數(shù)字科技”的“軟硬”組合拳下，越來越多的工廠，打破了“碳中和”的最后一公里。以美的樓宇科技打造的“零碳工廠”荊州工廠為例，就采用了“新能源+數(shù)字化平臺+綠色暖通”的組合型解決方案。在最初的能源結(jié)構(gòu)認(rèn)知階段，iBUILDING零碳咨詢服務(wù)，從工廠頂層進行零碳路徑規(guī)劃，覆蓋規(guī)劃設(shè)計、施工、運營、改造四個階段，提出零碳解決方案的設(shè)備提效(LED照明、變頻技術(shù)應(yīng)用)、系統(tǒng)提效(高效機房、高效空壓機房、工藝循環(huán)冷卻水、生產(chǎn)流線優(yōu)化、智能照明、智慧運營IOC)、能源提效(太陽能光伏發(fā)電、高效儲能)三大舉措。
數(shù)字化平臺在整個園區(qū)實現(xiàn)零碳的過程中居功至偉，它不僅實現(xiàn)了工廠能耗可視化，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同協(xié)作、高效整合，同時整合園區(qū)安防、物流等多個系統(tǒng)，實現(xiàn)了工廠數(shù)字化升級。
以碳管理為例，在目標(biāo)制定階段，iBUILDING碳管理系統(tǒng)，通過數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)工廠碳盤查和碳核查“邊、源、算、報、查”全過程管理，支持可量化各類的碳排源管理，溯源高碳排放原因，助力運營方準(zhǔn)確落實碳減排工作;分析特定場景重要碳排放指標(biāo)，精細(xì)掌握碳排放分布、趨勢和異常，還可以輸出詳細(xì)碳盤查報告。
此外，基于iBUILDING智慧能源管理系統(tǒng)，該工廠實現(xiàn)了能源實時監(jiān)控、動態(tài)分析、優(yōu)化控制，通過能源優(yōu)化控制，可降低運維成本30%，節(jié)省車間耗電量5-20%。
虛擬電廠開啟工業(yè)數(shù)字化新暢想
可以說，在碳中和時代，利用各種感應(yīng)設(shè)備、數(shù)字孿生、云平臺、5G通訊和軟件平臺，讓制造業(yè)的零碳發(fā)展呈現(xiàn)出了更多的條件，當(dāng)然，在數(shù)字經(jīng)濟時代，也為工業(yè)企業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)造了更多可能。
當(dāng)數(shù)字科技賦能碳管理，更多的商業(yè)模式也因此誕生。以電力工業(yè)為例，電網(wǎng)在新型電力系統(tǒng)中，需要廣泛聚合與調(diào)控需求側(cè)多元資源，虛擬電廠因此誕生。
2022年8月底，特斯拉發(fā)布了“虛擬電廠”項目，召集了加州數(shù)千個安裝了公司旗下家用儲能電池Powerwall的用戶，共同組成分布式虛擬發(fā)電廠。當(dāng)加州電網(wǎng)因為某天天氣特別炎熱而需要額外的電力供應(yīng)時，這些用戶可以通過將儲存的電量返回電網(wǎng)，獲得每千瓦時2美元的報酬，有用戶近3個小時就賺到了75美元(約合人民幣510元左右)。
也是在當(dāng)年8月，深圳供電局成立了國內(nèi)首個虛擬電廠管理中心，建成國內(nèi)首家網(wǎng)地一體虛擬電廠運營管理云平臺，在某種程度上，這也標(biāo)志著我國虛擬電廠建設(shè)的探索進入了全新階段。
然而，盡管有產(chǎn)業(yè)需求與利好政策的雙重驅(qū)動力牽引，我國虛擬電廠建設(shè)仍然存在著諸多挑戰(zhàn)，例如目前的市場化電力交易機制尚不健全，虛擬電廠的盈利頗受限制;地方的配電網(wǎng)建設(shè)尚不健全，導(dǎo)致我國試點的虛擬電廠多為負(fù)荷類虛擬電廠，分散式電源的上網(wǎng)嚴(yán)重不足;技術(shù)方面，虛擬電廠由大量設(shè)備互聯(lián)構(gòu)成，存在消納電量核算難度大、效率低等問題。
也正因此，數(shù)字化平臺在虛擬電廠中的應(yīng)用，更好的聯(lián)通了負(fù)荷側(cè)和發(fā)電側(cè)，為電力交易提供柔性支撐。
以深圳虛擬電廠管理中心的碳管理平臺為例，依托iBUILDING設(shè)備管理及柔性負(fù)荷云平臺，發(fā)揮美的樓宇科技在暖通設(shè)備上的技術(shù)優(yōu)勢，擴大負(fù)荷側(cè)可調(diào)節(jié)資源接入規(guī)模，實現(xiàn)負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)、現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場的商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，帶動源網(wǎng)荷友好互動。而這種模式也正在被并以深圳為試點，復(fù)制到廣東、廣西、云南、貴州和海南五省虛擬電廠的落地應(yīng)用。
可以說，虛擬電廠本質(zhì)也是通過數(shù)字化手段聚合并協(xié)調(diào)分布式能源參與電力市場運作的軟件平臺。而通過先進信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷、微網(wǎng)、電動汽車等分布式能源的聚合和協(xié)同優(yōu)化，將為電力工業(yè)帶來更多的想象。
寫在最后
綜上所述，目前，我國正處于從制造大國邁向制造強國的重要階段，數(shù)字科技無疑是重要的牽引力，物聯(lián)網(wǎng)、AI、5G、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)與工業(yè)環(huán)節(jié)的深度融合催生出了一批切中行業(yè)痛點的創(chuàng)新應(yīng)用，而以美的樓宇科技為代表的企業(yè)，以低碳為切入點，將自身積累的數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗注入工業(yè)領(lǐng)域，深耕零碳工廠、虛擬電廠、工業(yè)園區(qū)等細(xì)分場景，助力“智造”升級!
