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    數字化賦能制造業低碳轉型的路徑及建議

    轉載 :  zaoche168.com   2022年08月29日

            當前,我國制造業發展受到能源、資源等因素制約,低碳發展任務艱巨。數字化是改造傳統制造業并使其實現低碳轉型的重要手段。賽迪研究院節能與環保研究所認為,當前數字化賦能制造業低碳轉型主要有四條路徑:賦能產品生命周期管理與碳足跡追蹤分析評價,賦能生產過程控制降低能耗物耗,賦能能源管理與碳排放監測管理,賦能供應鏈資源回收利用?;诖?,提出了推動數字經濟與制造業低碳轉型在更廣范圍、更深程度上加速融合的三點建議。

    一、制造業低碳轉型亟需數字化賦能
            資源、能源和環境對我國制造業發展制約增強。從國內發展需求看,現階段我國工業化、城鎮化成熟度較低,意味著在未來相當長一段時期,我國能源消費總量還將處于遞增階段,依然有繼續增長的內在動力。這一發展勢頭也增加了我國通過“調結構降強度”減碳的難度。從對外貿易形勢看,提供綠色低碳的工業產品已成為國際潮流和趨勢。未來,碳關稅等綠色貿易壁壘將成為限制我國工業產品出口的重要手段。從制造業自身產業化水平看,制造業發展正面臨不少問題,比如,如何化解產能過剩,單位碳排放高的產品總量大、占比高,高效資源優化利用,產品質量升級和產品結構轉型升級等。這些問題可概括為“資源、能源與環境”對制造業的約束與制約問題。
            數字化賦能制造業低碳轉型具有精確性、時效性以及全流程系統性的優勢。習近平總書記在中央政治局第三十四次集體學習時指出,“要推動數字經濟和實體經濟融合發展,把握數字化、網絡化、智能化方向,推動制造業、服務業、農業等產業數字化,利用互聯網新技術對傳統產業進行全方位、全鏈條的改造,提高全要素生產率,發揮數字技術對經濟發展的放大、疊加、倍增作用?!蓖苿訑底纸洕c傳統產業融合發展是把握產業變革新機遇的戰略選擇,也是推動我國經濟高質量發展的重要方向。數字化在制造業低碳轉型中具有多重優勢:可實現工業碳管理關鍵數據的采集、處理、分析和專業應用,并保障數據獲取與傳輸的高效性與準確性;可助力制造業實現“源頭-過程-末端”的系統性全流程控碳;可助力企業提升自主碳排放管理能力,這也是企業進行碳排放管理行之有效的工具;可為各級政府監測企業能源消耗、碳排放乃至制造業整體運行情況提供大數據監測手段。目前國際上已有借力數字技術加速低碳轉型的研究和探索。根據全球電子可持續發展推進協會(GeSI)的研究,未來十年,數字技術通過賦能智能制造、智慧能源等行業,可減少全球碳排放的20%。美國在推進凈零排放目標過程中高度重視數字技術的融合應用,包括發布數字化方向碳中和標準、為開發減碳模型提供資金支持等一系列政策工具。

    二、數字化賦能制造業低碳轉型的主要路徑
            路徑一:賦能產品生命周期管理與碳足跡追蹤分析評價。產品生命周期管理是將原材料的開采、設計、制造、運輸、銷售直到用后廢物處臵的碳排放進行量化,支持流程及工藝優化,對產品進行生態設計,以降低碳排放的決策分析工具。生命周期評價報告是國際通用產品綠色水平證明材料,將會成為工業產品出口應對綠色貿易壁壘和碳關稅的重要依據文件。賦能機理:全生命周期評價過程有賴于海量數據的收集、計算與評估結果的積累。運用大數據技術計算分析產品碳足跡、建立產品全生命周期碳排放基礎數據庫,提高數據的可靠性、計算的便捷性,進而提高生命周期評價結果的可信度和應用性能。例如,建材行業是我國較早應用數字化全生命周期管理工具的行業。目前在用的建材行業綠色制造集成應用大數據平臺,基于對行業來源分散、格式多樣的海量數據進行采集、存儲,并借助碳計算模型進行關聯分析,計算出生產每立方米保溫材料、每噸水泥的碳排放量,與生產工藝改進后的碳排放進行比較。通過對比優化方案,從而為企業明確減排步驟提供技術支持,為探索企業綠色診斷奠定基礎,對建材行業淘汰落后、低碳轉型有著積極的促進作用。
            路徑二:賦能生產過程控制,降低能耗物耗。石油化工、冶金、建材、采礦等流程制造業普遍存在能耗大、產品質量較差、生產工藝落后、自動化水平較低,以及信息集成度低、綜合競爭力較弱等問題。賦能機理:運用人工智能、工業機器人等技術優化工藝流程和物料調度,對生產設備的操控及其互聯互通進行改善,進而實現生產過程的優化控制,推動產線智能化升級,降低能耗和物耗。數字技術的應用還可提高設備利用率,降低生產成本,現已成為相關行業實現改造升級和可持續發展的必然選擇。例如,在冶金行業,基于辨識模型與深度學習相結合的礦漿品位智能檢測技術、礦漿粒度智能檢測技術,以及礦漿酸堿度智能檢測技術賦能選礦設備,可提高礦漿濃度、粒度和物位等參數的檢測與控制精確度。遼寧排山樓金礦將其引入并使用后,精礦品位提高2%,物料消耗減少20%,使原有設備的節能活力被重新激發出來。
            路徑三:賦能能源管理與碳排放監測管理。制造業能源管理的難點在于能耗計量點多且分散在各生產車間、能源介質種類多,導致通過人工獲取的能耗計量不及時、效率低,無法對數據進行有效分析。賦能機理:基于工業互聯網的數字化能碳管理系統,自動采集水、電、氣、熱等能源介質消耗氨及碳排放數據,進而智能辨識和分析生產中存在的能效改進機會點, 定期給出準確直觀的圖表分析結果,并形成合理的優化用能方案。以能碳管控系統在某化工企業的應用為例。通過對裝臵-管線-罐區-管線-進出廠點的生產流程進行數據建模,實時采集數據,監控原料轉化率、溫度、壓力、時間、物料流量,以及熱交換器傳熱系數、各裝臵效率、壓差等,進而實現能耗預測和碳排放監測,并運用人工智能算法進行分析,形成能源優化方案,指導生產用能,可有效降低能耗1%-3%,效率提升70%,實現了能源管理的系統性和制度化。
            路徑四:賦能供應鏈資源回收利用。我國傳統工業廢棄物回收行業目前普遍存在資源報價不透明、交易信息流通性差、產業管理不規范、廢舊資源加工設備不合格、廢舊資源循環利用率低等問題,工業資源綜合利用率仍有大幅提升空間。賦能機理:數字化賦能供應鏈資源回收是通過運用人工智能、物聯網、大數據等數字技術,搭建覆蓋面更廣的廢舊資源信息服務平臺,銜接后續的資源處理與再利用產業鏈上下游行業,將廢舊資源的交易信息快速推廣、匹配、對接和成交,形成有序的廢舊資源回收處理鏈。數字化賦能資源回收利用有助于提升再生資源的分揀效率和分類準確性,鏈接再生資源回收利用產業鏈上的產廢方、流通環節及利廢方等多元主體,促進再生資源回收信息更加透明,進而推動資源回收利用行業實現智能化綠色化協調發展。例如,廢鋼回收大數據平臺,其具有定位導航、預約回收、智能判級分揀、物流追蹤及資源循環利用知識推送等功能,不少用戶在平臺上獲取了公開透明的價格信息,使得廢鋼質量大幅提升,進而促進了短流程煉鋼工藝的高質量發展。

    三、幾點建議
            加快培育數字化節能降碳第三方服務主體,豐富數字技術服務供給。增強數字化節能降碳產品供給能力,最大限度地發揮供給端的牽引作用,促進數字技術進一步拉動制造業低碳轉型。一是支持信息技術企業創建節能服務公司,提升技術創新水平,培育和推廣一批符合高耗能企業節能降碳需求的數字化平臺、系統解決方案、產品和服務。二是組織供需對接。建立數字化節能降碳可信服務商、優秀數字化節能降碳產品與服務評價體系,征集、培育和推廣一批技術力量強、服務效果好、深受企業歡迎的數字化節能降碳服務商、優秀數字化節能降碳產品與服務。通過在線直播、視頻展播、線上對接等形式,實現數字化節能降碳產品和服務展示互動與對接交易。
            加速推進數字化全面平衡發展,彌合不同規模企業間的數字鴻溝。一是降低數字技術使用門檻和成本。從推動中小企業數字化發展、網絡化協同、智能化升級三個方面,推動企業數字化轉型。面向中小企業提供成本低、見效快、適用性強的節能降碳數字化解決方案。二是不斷夯實中小企業數字化服務基礎。支持傳統產業集群搭建“虛擬”產業平臺,鼓勵培育虛擬產業集群,建設中小企業數字化公共技術服務平臺,組織發布數字化轉型典型經驗和案例,優化中小企業數字化服務。
            明晰碳排放數據采集標準和使用規范,充分發揮數據在賦能制造業低碳轉型中的潛力。研究制定數字化賦能節能降碳標準體系,明確數據采集主體,制定能源使用和碳排放監測數據的采集流程和使用規范,建立各利益相關者的協調機制,確保數據的真實性和唯一性。加大數據安全風險防范和數據產權保護力度,為數據有序流動、促進低碳轉型提供有效的制度保障。

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