工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳技術(shù)應(yīng)用案例3 天信能碳管家平臺(tái)項(xiàng)目

案例3天信能碳管家平臺(tái)項(xiàng)目主要完成單位：天瑞集團(tuán)信息科技有限公司主要完成人員：李佳、任方明、高利強(qiáng)、黑啟立、渠偉高、郭俊濤、王凱“能碳信息采集與處理平臺(tái)”是一個(gè)用于收集、整合、分析和處理能源和碳排放相關(guān)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)平臺(tái)。該平臺(tái)利用先進(jìn)的信息技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)能源使用情況、碳排放量以及相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、采集和處理，為企業(yè)或組織提供全面的能源管理和碳排放管理支持。一、項(xiàng)目背景2021年我國碳排放總量達(dá)到105.23億噸，占世界排放總量的31%，其中，石化、化工、建材、鋼鐵、造紙、有色、航空等其他行業(yè)碳排放量占全國碳排放總量的80%左右。在推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程中，目前各行各業(yè)普遍存在著以下共性痛點(diǎn)亟需解決：一是數(shù)據(jù)采集不全，企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)沒有進(jìn)行深度的應(yīng)用，內(nèi)數(shù)據(jù)采集不全、不能實(shí)時(shí)傳輸，且管理人員不能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)企業(yè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行適時(shí)管理。二是“碳家底”不明，不能從眾多標(biāo)準(zhǔn)中選擇適合自身的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)，以及不能準(zhǔn)確識(shí)別自身碳排放源。三是數(shù)據(jù)孤立，企業(yè)數(shù)據(jù)不能精細(xì)化、集中化、專業(yè)化管理，且企業(yè)數(shù)據(jù)收集、填報(bào)、報(bào)告編制耗時(shí)長，工作量大。四是存在數(shù)據(jù)壁壘，企業(yè)“能-碳-經(jīng)”信息，存在數(shù)據(jù)壁壘，未能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，不能為管理人員進(jìn)行管理提供數(shù)據(jù)支撐。五是沒有形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)，主要是由于企業(yè)內(nèi)數(shù)字化應(yīng)用水平低、沒有實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，導(dǎo)致數(shù)據(jù)浪費(fèi)大、數(shù)據(jù)資產(chǎn)無法數(shù)字化。六是能源調(diào)度自動(dòng)化水平低，不能從“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、用”等能源環(huán)節(jié)一體化管控，實(shí)現(xiàn)多能源綜合管控調(diào)度。天瑞集團(tuán)信息科技有限公司針對(duì)性開發(fā)天信能碳管家平臺(tái)項(xiàng)目，整體按照能力開放、分層設(shè)計(jì)的原則構(gòu)建技術(shù)方案，包含智能感知、智能邊緣、智能物聯(lián)、智慧應(yīng)用等核心功能架構(gòu)。主要應(yīng)用于企業(yè)能源管理、碳資產(chǎn)管理、碳評(píng)價(jià)管理、節(jié)能降碳分析、碳報(bào)告管理、能碳賬戶管理等場(chǎng)景，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)能源管理和環(huán)保管理的全面、科學(xué)、有效的管理，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)責(zé)任履行。圖SEQ圖\*ARABIC41天信能碳管家平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景圖SEQ圖\*ARABIC42天信能碳管家平臺(tái)產(chǎn)品架構(gòu)圖二、創(chuàng)新點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)1：融合先進(jìn)計(jì)量模型傳統(tǒng)能耗、碳排放管理方式主要依賴于人工抄表和數(shù)據(jù)錄入，數(shù)據(jù)采集不夠精準(zhǔn)和實(shí)時(shí)，僅能監(jiān)測(cè)到部分關(guān)鍵氣體的濃度，缺乏對(duì)多種氣體的全面監(jiān)測(cè)，并且存在耐用性和適用性方面的不足，無法滿足各種工作環(huán)境的需求。針對(duì)上述問題，項(xiàng)目通過天瑞信科自研的智能傳感器和碳排網(wǎng)關(guān)，基于實(shí)測(cè)法和核算法的融合計(jì)量模型是計(jì)量體系的先進(jìn)模型，DaoCS碳排放計(jì)量監(jiān)測(cè)傳感器是六合一系列在線式復(fù)合型氣體檢測(cè)儀應(yīng)用于：現(xiàn)場(chǎng)多種氣體濃度24小時(shí)連續(xù)在線監(jiān)測(cè)及溫濕度的測(cè)量，現(xiàn)場(chǎng)濃度顯示，超標(biāo)聲光報(bào)警(可選)，遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸。采用2.5寸高清彩屏實(shí)時(shí)顯示，采用國際知名品牌的氣體傳感器，主要檢測(cè)原理有：電化學(xué)、紅外、催化燃燒、熱導(dǎo)、PID光離子等原理的氣體傳感器、瑞士高精度電容式數(shù)字溫濕度傳感器。先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)、成熟的內(nèi)核算法處理，獨(dú)特的外形設(shè)計(jì)，取得了多項(xiàng)軟件著作和外觀等專利。本款產(chǎn)品適用于檢測(cè)管道中或受限空間、大氣環(huán)境中的氣體濃度；氣體泄漏和各種背景氣體為氮?dú)饣蜓鯕獾母邼舛葐我粴怏w純度。檢測(cè)種類超過500余種。堅(jiān)固耐用的防爆外殼和氟碳漆表面處理工藝適用于各種危險(xiǎn)場(chǎng)所和強(qiáng)腐蝕性環(huán)境，耐磨損。圖SEQ圖\*ARABIC43碳排放傳感器圖例Dao網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備與DaoServer的所有交互都通過Dao網(wǎng)關(guān)完成。Dao網(wǎng)關(guān)與其余Dao網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過Dao協(xié)議進(jìn)行通信，與DaoServer則通過標(biāo)準(zhǔn)IP協(xié)議進(jìn)行通信。Dao網(wǎng)關(guān)支持多信道雙向通信：不止支持接收下級(jí)設(shè)備的上行傳輸，也同時(shí)支持廣播、組播、單播等下行指令。從碳排放源采集、碳排放核算及碳排放量上報(bào)三個(gè)方面滿足碳核查規(guī)范要求，碳排放源采集規(guī)范包含采集排放源全面、采集方式可信、采集頻次達(dá)標(biāo)，碳排放量上報(bào)規(guī)范包含上報(bào)通道合規(guī)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、通信協(xié)議一致、上報(bào)頻次符合，并禁止非授權(quán)接入和使用網(wǎng)絡(luò)。創(chuàng)新點(diǎn)2：基于區(qū)塊鏈的智能邊緣平臺(tái)傳統(tǒng)以采用手工作業(yè)模式為主、缺乏自動(dòng)化和可視化的管理方式存在數(shù)據(jù)安全性和可信性方面的問題，數(shù)據(jù)易被篡改或泄露，并且在調(diào)度算法和技術(shù)優(yōu)勢(shì)方面存在局限，無法滿足高并發(fā)、低延時(shí)的需求。針對(duì)上述問題，項(xiàng)目依托基于區(qū)塊鏈的邊緣計(jì)算平臺(tái)、智能邊緣平臺(tái)，從源頭上保證整個(gè)過程安全、可信、不可篡改且可追溯，涵蓋國密/非國密算法、配合證書體系和TLS協(xié)議，為各成員提供了認(rèn)證鑒權(quán)和隱私保護(hù)。對(duì)調(diào)度算法、智能合約執(zhí)行引擎、流水線共識(shí)算法等進(jìn)行優(yōu)化重構(gòu)，具備了高并發(fā)、低延時(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，交易吞吐能力可達(dá)10000TPS。模塊化、可裝配并行執(zhí)行的技術(shù)架構(gòu)，結(jié)合云原生等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈生命周期從手工作業(yè)模式到可視化自動(dòng)裝配生產(chǎn)模式的演進(jìn)。圖SEQ圖\*ARABIC44智能邊緣平臺(tái)示意圖創(chuàng)新點(diǎn)3：構(gòu)建3D智慧統(tǒng)管平臺(tái)傳統(tǒng)管理方式通常數(shù)據(jù)分散、呈現(xiàn)方式單一，難以形成全面、直觀的數(shù)據(jù)可視化，管理人員難以全面了解和監(jiān)控生產(chǎn)過程和設(shè)備狀態(tài)，導(dǎo)致生產(chǎn)過程監(jiān)控不及時(shí)、難以進(jìn)行智能預(yù)測(cè)和優(yōu)化，使得管理決策缺乏科學(xué)依據(jù)。針對(duì)上述問題，項(xiàng)目以3D模型的形式展示廠區(qū)環(huán)境，通過綜合展示可視化大屏融合企業(yè)能-環(huán)-碳數(shù)據(jù)，清晰展現(xiàn)企業(yè)能源信息、碳資產(chǎn)信息、企業(yè)能碳畫像等指標(biāo)內(nèi)容。同時(shí)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)企業(yè)碳排放，形成實(shí)時(shí)碳排放散點(diǎn)圖，并以彈窗的形式對(duì)實(shí)時(shí)碳排放進(jìn)行展示。駕駛艙直觀展示企業(yè)能碳關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)一屏統(tǒng)覽，便于管理人員進(jìn)行直觀統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)一張圖管理。圖SEQ圖\*ARABIC45天信能碳管家平臺(tái)“駕駛艙”創(chuàng)新點(diǎn)4：采用綠色化生產(chǎn)技術(shù)為滿足綠色低碳減污循環(huán)的發(fā)展要求，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)材料100%回收再造技術(shù)，通過調(diào)整配方和燒成曲線，能夠?qū)⑤p質(zhì)微晶石的廢品、廢渣、廢料等回收后再次用以生產(chǎn)同等品質(zhì)的輕質(zhì)微晶石板材。才外，采用全電工藝，廢水廢渣回收再利用，生產(chǎn)過程無廢氣、廢水、廢渣的排放，高效節(jié)能、綠色環(huán)保，能耗、碳排放有效降低。此外，案例項(xiàng)目工藝過程中的廢水經(jīng)沉淀池凈化后可循環(huán)利用，廢料廢渣均可回收用作原料，電加熱過程無煙氣產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了無“廢水、廢渣、廢氣”排放的綠色化生產(chǎn)模式。三、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與推廣價(jià)值天信能碳管家平臺(tái)項(xiàng)目是天瑞信科以“天信互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”為底座打造的企業(yè)能耗和碳排放一體化的數(shù)字平臺(tái)，其融合了實(shí)測(cè)法和核算法，兼具能耗費(fèi)用監(jiān)測(cè)、能耗監(jiān)測(cè)、碳排放監(jiān)測(cè)與分析、碳報(bào)告等主要功能，大屏匯集并直觀展示工廠3D模型，匯報(bào)企業(yè)能碳畫像等信息，為降碳、碳資產(chǎn)管理、碳交易提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)天瑞集團(tuán)鄭州水泥有限公司的應(yīng)用案例測(cè)算結(jié)果，項(xiàng)目能夠節(jié)約人工成本約50萬元，降低用電成本1%。同時(shí)，項(xiàng)目還具有顯著的環(huán)境效益。累計(jì)監(jiān)測(cè)碳排放500萬噸，能夠有效降低能耗0.9%、生產(chǎn)煤耗1.93%，每年可節(jié)約標(biāo)煤4300噸，折合二氧化碳減排1.07萬噸；降低生產(chǎn)電耗1.52%，每年可節(jié)約用電259萬千瓦/時(shí)，