一、行業(yè)背景

在國家雙碳戰(zhàn)略全面落地實(shí)施背景下，鋼鐵行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是國內(nèi)能耗、碳排放占比高的重點(diǎn)排放行業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)流程長，燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、軋鋼全工序鏈條復(fù)雜，煤炭、焦炭、電力、重油等能源介質(zhì)消耗巨大，是工業(yè)領(lǐng)域降碳管控的重中之重。隨著全國碳市場持續(xù)運(yùn)行、重點(diǎn)排放單位履約核查常態(tài)化，綠色工廠、低碳鋼廠、超低排放改造、碳資產(chǎn)開發(fā)等工作逐步成為鋼鐵企業(yè)發(fā)展的硬性要求。

當(dāng)前大量鋼鐵企業(yè)在能碳管理工作中面臨諸多現(xiàn)實(shí)痛點(diǎn)。第一，數(shù)據(jù)分散割裂形成數(shù)據(jù)孤島。能源計(jì)量、生產(chǎn)DCS系統(tǒng)、物料臺賬、碳排放統(tǒng)計(jì)分屬不同部門不同系統(tǒng)，能耗數(shù)據(jù)、物料消耗數(shù)據(jù)、碳排數(shù)據(jù)不能互通，管理人員需要跨部門收集多份報(bào)表，匯總周期長。第二，碳排放核算大多采取事后統(tǒng)計(jì)模式，以月、季度人工填報(bào)為主，只能夠做到事后復(fù)盤，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測，不能夠及時(shí)捕捉生產(chǎn)工況波動帶來的碳排放異常，高排放點(diǎn)位無法快速定位。第三，缺少全廠可視化總覽手段，管理層難以直觀掌握全廠能耗、碳排全貌，各項(xiàng)指標(biāo)分散在各類報(bào)表當(dāng)中，不能實(shí)現(xiàn)“一張圖"全局管控。第四，碳盤查、碳核查、碳履約工作量繁重，大量依靠人工整理臺賬，數(shù)據(jù)溯源難度大，面對第三方核查，需要投入大量人力整理佐證材料。第五，碳管理與現(xiàn)場生產(chǎn)脫節(jié)，碳臺賬工作多由EHS、財(cái)務(wù)部門完成，和燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐等生產(chǎn)工序相互獨(dú)立，無法將降碳指標(biāo)落實(shí)到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，節(jié)能降碳技改缺少量化的數(shù)據(jù)支撐，難以精準(zhǔn)找到降碳著力點(diǎn)。第六，企業(yè)對自身碳資產(chǎn)底數(shù)不清，無法高效支撐碳交易、CCER開發(fā)、綠色信貸、低碳認(rèn)證等碳資產(chǎn)運(yùn)營業(yè)務(wù)。

在此行業(yè)現(xiàn)實(shí)需求下，鋼鐵行業(yè)企業(yè)端能碳駕駛艙平臺應(yīng)運(yùn)而生。平臺依托3D數(shù)字孿生可視化技術(shù)，圍繞鋼鐵企業(yè)真實(shí)業(yè)務(wù)場景，集成能耗監(jiān)測、碳賬戶管理、碳排放監(jiān)測、碳盤查報(bào)告生成四大核心功能模塊，打通廠區(qū)生產(chǎn)、能源、物料、碳排放全鏈條數(shù)據(jù)，幫助鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)能碳業(yè)務(wù)數(shù)字化統(tǒng)一管控，摸清碳家底，挖掘降碳潛力，為碳核查履約、碳交易、節(jié)能技改、綠色鋼廠建設(shè)提供完整可靠的數(shù)據(jù)底座。

二、平臺整體架構(gòu)與核心模塊介紹

整套鋼鐵能碳監(jiān)測平臺以企業(yè)端能碳駕駛艙為總?cè)肟?，四大功能模塊相互協(xié)同，數(shù)據(jù)同源聯(lián)動，上層實(shí)現(xiàn)全廠宏觀全景展示，下層實(shí)現(xiàn)細(xì)分業(yè)務(wù)精細(xì)化管理，兼顧高層決策、生產(chǎn)運(yùn)維、碳管理專員多崗位使用需求。

2.1 鋼鐵行業(yè)3D能碳駕駛艙總覽模塊

平臺采用3D數(shù)字孿生建模，完整復(fù)刻鋼鐵廠區(qū)生產(chǎn)環(huán)境，將高爐、轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)車間、料場、軋鋼車間、能源站、料倉等全廠區(qū)設(shè)施在虛擬場景中還原。平臺聚合企業(yè)能源信息、碳排放數(shù)據(jù)、碳資產(chǎn)信息、企業(yè)能碳畫像等多維度指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)全廠能碳要素可視化展示。

駕駛艙界面集中展示企業(yè)整體運(yùn)行概況：全廠綜合能耗、焦炭煤炭消耗量、電力消耗、各類介質(zhì)能源使用量、全廠碳排放總量、噸鋼碳排放強(qiáng)度、重點(diǎn)排放裝置實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集碳排放數(shù)據(jù)，生成碳排放散點(diǎn)分布圖，廠區(qū)內(nèi)部高排放設(shè)備、高排放工段發(fā)生數(shù)據(jù)異常，系統(tǒng)以高亮彈窗形式完成預(yù)警提示，管理人員點(diǎn)擊對應(yīng)裝置，即可查看該點(diǎn)位瞬時(shí)能耗、碳排放數(shù)據(jù)，快速定位異常源頭。

平臺集成多維度統(tǒng)計(jì)分析圖表：排放構(gòu)成占比餅圖，清晰區(qū)分燃料燃燒排放、工藝排放、電力熱力間接排放占比；趨勢曲線圖展示日、周、月、年不同周期能耗與碳排放變化走勢；企業(yè)能碳雷達(dá)畫像，將企業(yè)指標(biāo)和行業(yè)基準(zhǔn)線做對比，直觀展現(xiàn)企業(yè)在同行業(yè)中的能耗與碳排放水平。平臺統(tǒng)一歸集碳臺賬、履約進(jìn)度、碳資產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，把分散在各個(gè)業(yè)務(wù)部門的數(shù)據(jù)全部匯總至同一可視化平臺。

以往企業(yè)高管想要獲取全廠能碳整體情況，需要多個(gè)業(yè)務(wù)部門逐級報(bào)送報(bào)表，耗時(shí)耗力。借助3D鋼鐵能碳駕駛艙，管理人員登錄平臺即可一覽全廠全貌，總能耗、總碳排放量、超標(biāo)工段、履約進(jìn)度全部直觀可見，真正實(shí)現(xiàn)一張圖管理全廠能碳業(yè)務(wù)，為企業(yè)高層雙碳相關(guān)決策提供實(shí)時(shí)、可信的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 四大核心業(yè)務(wù)功能模塊

2.2.1 能耗監(jiān)測模塊

能耗監(jiān)測模塊是整套平臺的數(shù)據(jù)底層，對接鋼鐵廠現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)、智能電表、水表、燃?xì)庥?jì)量儀表、焦炭煤炭物料計(jì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電、煤炭、焦炭、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、水、蒸汽等全部能源介質(zhì)的數(shù)據(jù)采集。支持分鐘級高頻采集，實(shí)現(xiàn)全廠、各分廠、各車間、重點(diǎn)耗能設(shè)備多級能耗統(tǒng)計(jì)。

系統(tǒng)完成能耗對標(biāo)分析，實(shí)現(xiàn)同環(huán)比分析、單噸鋼能耗核算、重點(diǎn)設(shè)備能耗分析，對能耗突增、超閾值工況自動預(yù)警。完整留存全部能耗原始數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)可溯源，既可以滿足企業(yè)內(nèi)部節(jié)能管理，也為碳排放核算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

2.2.2 碳賬戶模塊

碳賬戶作為鋼鐵企業(yè)碳資產(chǎn)數(shù)字化管理載體，統(tǒng)一歸集企業(yè)碳排放、碳配額、碳資產(chǎn)、減排項(xiàng)目數(shù)據(jù)。完整記錄企業(yè)配額持有、清繳履約、結(jié)余缺口情況，直觀展示碳資產(chǎn)盈虧狀態(tài)。

平臺對企業(yè)碳資產(chǎn)進(jìn)行臺賬化管理，跟蹤配額履約周期，臨近清繳節(jié)點(diǎn)自動提示預(yù)警。同時(shí)納入節(jié)能技改、余熱余壓利用等潛在減排項(xiàng)目，核算預(yù)估減排潛力，支撐企業(yè)開展碳交易、碳資產(chǎn)運(yùn)營、綠色金融對接，解決鋼鐵企業(yè)碳家底不清、碳資產(chǎn)難以量化管理的痛點(diǎn)。

2.2.3 碳排放監(jiān)測模塊

按照鋼鐵行業(yè)碳排放核算方法學(xué)，依托能耗、物料實(shí)測數(shù)據(jù)，自動完成全廠區(qū)碳排放實(shí)時(shí)核算，覆蓋燃料燃燒排放、生產(chǎn)工藝過程排放、外購電力熱力間接排放三大核算邊界。不再依靠月末人工錄入計(jì)算，實(shí)現(xiàn)碳排放實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

可按照分廠、車間、工序維度拆分碳排放，分別統(tǒng)計(jì)燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、軋鋼各工序碳排放數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)工序級碳排放拆解。當(dāng)生產(chǎn)工況發(fā)生波動，例如高爐焦炭消耗量變化，系統(tǒng)同步更新對應(yīng)碳排放數(shù)值，把生產(chǎn)工況和碳排放數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，讓碳數(shù)據(jù)不再脫離現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際。碳排放數(shù)據(jù)支持趨勢查詢、異常告警，幫助管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常排放。

2.2.4 碳盤查報(bào)告模塊

平臺自動匯總能耗、物料、碳排放全量原始數(shù)據(jù)，按照鋼鐵行業(yè)盤查報(bào)告規(guī)范，自動生成碳盤查臺賬、輔助輸出碳盤查報(bào)告初稿。每一項(xiàng)核算結(jié)果都能夠反向溯源到原始計(jì)量數(shù)據(jù)，滿足第三方碳核查對于數(shù)據(jù)留痕、可追溯的硬性要求。極大減少EHS、碳管理工作人員手工整理資料、編制報(bào)表的工作量，高效支撐碳履約、綠色工廠申報(bào)、低碳鋼廠認(rèn)證等工作。

三、平臺核心價(jià)值

3.1 實(shí)時(shí)在線采集監(jiān)測，改變事后統(tǒng)計(jì)模式

平臺對接現(xiàn)場計(jì)量設(shè)備，高頻采集能源、物料數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)核算碳排放，實(shí)現(xiàn)異常及時(shí)預(yù)警，改變傳統(tǒng)月末人工統(tǒng)計(jì)、事后復(fù)盤的模式，做到問題早識別、早處置。

3.2 打通多源數(shù)據(jù)，破除數(shù)據(jù)孤島

兼容企業(yè)現(xiàn)有DCS、計(jì)量儀表、物料系統(tǒng)，不需要大規(guī)模替換原有設(shè)備，完成多源數(shù)據(jù)集成，實(shí)現(xiàn)能耗?物料?生產(chǎn)?碳排數(shù)據(jù)互通，降低企業(yè)數(shù)字化改造成本。

3.3 分層適配不同崗位業(yè)務(wù)需求

• 企業(yè)管理層：使用3D能碳駕駛艙，查看全廠宏觀指標(biāo)、碳資產(chǎn)盈虧、履約進(jìn)度，用于企業(yè)管理匯報(bào)、戰(zhàn)略決策；

• 生產(chǎn)技術(shù)人員：查看各分廠、各工序能耗與碳排放數(shù)據(jù)，分析工況變化帶來的能耗碳排波動，指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)優(yōu)化；

• EHS與碳管理專員：依托能耗監(jiān)測、碳賬戶、碳盤查報(bào)告模塊，完成臺賬整理、碳盤查編制、履約核查資料準(zhǔn)備。

3.4 打通生產(chǎn)與碳管理，挖掘真實(shí)降碳潛力

很多鋼鐵企業(yè)碳管理停留在紙面報(bào)告，很難落地到車間生產(chǎn)。平臺將碳排放拆解到燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐各個(gè)工序，技改前后可以量化對比能耗下降、碳減排效果。企業(yè)開展余熱回收、工藝升級、燃料替代等改造，能夠直接通過平臺評估實(shí)際減排收益，找到真正可行的降碳著力點(diǎn)。

3.5 支撐政策合規(guī)與碳資產(chǎn)運(yùn)營

滿足全國碳市場履約、能耗雙控、超低排放、綠色工廠、低碳鋼廠的政策合規(guī)要求，全部原始數(shù)據(jù)完整留存，可溯源可核查，降低第三方核查的資料準(zhǔn)備壓力。同時(shí)為碳交易、CCER開發(fā)、綠色信貸提供可信連續(xù)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，盤活企業(yè)碳資產(chǎn)。

四、傳統(tǒng)模式與平臺方案痛點(diǎn)對比

五、項(xiàng)目落地實(shí)施流程

第一階段：現(xiàn)場調(diào)研梳理。調(diào)研鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)工藝流程，確認(rèn)核算邊界，梳理現(xiàn)有DCS、計(jì)量儀表現(xiàn)狀，確認(rèn)能源介質(zhì)、物料采集清單，匹配鋼鐵行業(yè)碳排放核算方法學(xué)。

第二階段：點(diǎn)位優(yōu)化與系統(tǒng)對接。已有合格儀表做數(shù)據(jù)對接；計(jì)量點(diǎn)位缺失部分補(bǔ)充對應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，保障數(shù)據(jù)精度滿足核查規(guī)范。

第三階段：平臺部署與建模。部署能碳駕駛艙平臺，完成廠區(qū)3D數(shù)字孿生建模，配置能耗、碳核算模型，完成數(shù)據(jù)聯(lián)調(diào)測試。

第四階段：試運(yùn)行、人員培訓(xùn)交付。平臺上線試運(yùn)行，校驗(yàn)核算結(jié)果準(zhǔn)確性，針對高管、生產(chǎn)技術(shù)人員、碳管理崗位開展操作培訓(xùn)，交付臺賬報(bào)表模板，提供后期運(yùn)維迭代服務(wù)。

六、行業(yè)展望

鋼鐵行業(yè)作為全國碳市場重點(diǎn)管控行業(yè)，監(jiān)管要求持續(xù)趨嚴(yán)，僅僅依靠事后編制報(bào)表的模式，已經(jīng)不能滿足企業(yè)發(fā)展需要。能碳數(shù)字化必須下沉到鋼鐵生產(chǎn)全工藝流程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行同步核算碳排放。

鋼鐵行業(yè)企業(yè)端能碳駕駛艙，集3D廠區(qū)數(shù)字孿生全景展示、能耗監(jiān)測、碳賬戶管理、碳排放監(jiān)測、碳盤查報(bào)告功能于一體。一方面滿足碳履約、能耗管控、低碳認(rèn)證的政策合規(guī)硬性需求；另一方面賦能生產(chǎn)端，幫助企業(yè)挖掘節(jié)能降碳空間，量化評估技改減排成效，兼顧企業(yè)生產(chǎn)效益與綠色轉(zhuǎn)型，助力鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量低碳發(fā)展。

一、平臺產(chǎn)品核心詞

鋼鐵能碳監(jiān)測平臺、企業(yè)端能碳駕駛艙、工業(yè)能碳一體化平臺、3D數(shù)字孿生、鋼鐵廠區(qū)數(shù)字孿生、能碳可視化大屏、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、企業(yè)碳賬戶、碳排放在線監(jiān)測系統(tǒng)、碳盤查報(bào)告系統(tǒng)

二、業(yè)務(wù)管理類關(guān)鍵詞

碳盤查、碳核查、碳履約、全國碳市場、碳配額清繳、碳臺賬、碳賬戶、碳資產(chǎn)、碳交易、能耗雙控、噸鋼碳排放強(qiáng)度、綠色工廠、低碳鋼廠、超低排放、節(jié)能降碳技改、CCER開發(fā)、碳排放溯源、能碳數(shù)據(jù)溯源

三、鋼鐵工藝專業(yè)關(guān)鍵詞

鋼鐵行業(yè)、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼、軋鋼工序、焦炭、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、鋼鐵生產(chǎn)工藝流程、工序級碳排放、噸鋼能耗、重點(diǎn)排放裝置、冶金工藝、鋼鐵重點(diǎn)排放單位

四、技術(shù)采集類關(guān)鍵詞

實(shí)時(shí)能碳監(jiān)測、分鐘級數(shù)據(jù)采集、DCS系統(tǒng)對接、多源數(shù)據(jù)歸集、數(shù)據(jù)孤島治理、3D可視化、數(shù)字孿生廠區(qū)、碳排放散點(diǎn)監(jiān)測、異常預(yù)警、工序?碳排放聯(lián)動分析、能源介質(zhì)計(jì)量、數(shù)據(jù)聯(lián)調(diào)

五、政策宏觀關(guān)鍵詞

雙碳戰(zhàn)略、鋼鐵工業(yè)降碳、高耗能行業(yè)減排、冶金行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、重點(diǎn)排放單位管控、全國碳排放權(quán)交易市場