双碳目标下，能源低碳转型和数字化技术的走势
- 2022/3/7 10:25:52 19677
- 来源：环球表计
【仪表网 仪表产业】又到周一，上周五冬残奥会开幕式大家看了吗？五彩斑斓的地屏、一个个表演和故事、传递火炬和点亮微光瞬间……除了延续着冬奥会的激情和感动，还延续着第一个“碳中和”冬奥会的环保力量。
我国碳排放主要来自能源、工业、交通、建筑、农业五大部门，其中能源行业碳排放占全国总量的80%以上，电力行业碳排放在能源行业中的占比超过40%。同时，能源数字化也是实现双碳目标的一个重要手段。可以说，“双碳”目标就是未来至少十年的能源发展方向。
数字能源与零碳园区
零碳园区建立在数字化全面赋能的智慧园区基础之上的。通过搭建综合能源管理平台，对园区用电、用水、用气及集中能源供应进行分项计量，实时监测园区在水、电、气、综合能耗等运行总体情况，并对光伏、储能和大型重点用能设备的能耗数据等各类能源数据进行全面管理及趋势分析，整合碳管理模块，建设零碳操作系统。
基于零碳操作系统，利用大数据、云计算、边缘计算和物联网等技术对采集数据进行聚类、清洗和分析，建立企业范围内的资源-能源平衡模型，并设定评价指标体系，结合统计分析、动态优化、预测预警、反馈控制等功能，实现企业能源信息化集中控制、设备节能精细化管理和能源系统化管理，降低设备运行成本。在此基础上利用节能改造等低碳技术与设备，提升能源利用效率，实现能源节约、降低损耗。加强碳排放综合理。由此，小编觉得，零碳园区就是对能源计量数据进行深化应用的一大场景。
2022年1月24日，由全国信标委智慧城市标准工作组智慧园区专题组组织编写的《零碳智慧园区白皮书(2022)》正式发布，里面收录分析了十个国内外零碳智慧园区实践典型案例，小编一起来看下。
海信江门零碳智慧园区：主要通过能源转型以及应用转型推进园区低碳化改造和产业升级，打造零碳智慧园区。在能源转型方面，园区搭建能源管理平台，通过信息化节能实现智慧能源管理。在应用转型方面，园区一方面通过打造零碳建筑，对空调通风、集中供暖等系统进行节能改造，另一方面通过多方位、多层次实施生产过程节能措施，对生产设备进行智能化改造，打造零碳生产，降低单位生产值的能源消耗，实现园区绿色发展。
鄂尔多斯零碳产业园：基于当地丰富的可再生能源资源和智能电网系统，推动能源转型， 构建以“风光氢储车”为核心的绿色能源供应体系。同时，配合数字化基础设施，推动零碳产业及电解铝、绿氢制钢、绿色化工等技术的发展和应用，构建以零碳能源为基础的“零碳新工业”创新体系。园区中80%的能源直接来自风电、光伏和储能，另外20%的能源基于智能物联网的优化，将会通过“在电力生产过多时出售给电网，需要时从电网取回”的合作模式，实现100%的零碳能源供给。目前，鄂尔多斯零碳产业园已建成一座占地面积约400亩、一期10GWh产能的现代化动力电池工厂，根据规划，二期总产能将提高到20GWh。
青岛中德生态园：是由中德两国政府建设的可持续发展示范合作项目，围绕生态标准的制定和应用、低碳产业的配置和发展、绿色生态城市建设与推广“三大领域”，建立零碳试验区指标体系，形成可复制、可推广的产城融合型零碳社区建设模式。园区通过重点发展太阳能、风能、地热能、空气能等可再生能源，构建多元化清洁能源供给体系，并实施泛能网技术，运行山东省首例泛能网联网。同时打造零碳建筑，发展被动式超低能耗和装配式建筑，实现100%绿色施工、绿色建筑。此外，推进园区管控数字化转型，建设零碳操作系统，实现数据支撑园区碳排放监测和管理。园区打造“智能绿塔”模式采用新型太阳能光伏板作为外层幕墙，还可以将获取的能量暂时保存在建筑内的高效锂离子电池中。
重庆AI city园区：主要通过打造零碳建筑推动园区应用转型，通过在建筑之间分散式部署智慧杆塔、智能座椅，在建筑屋顶铺设光伏，实现园区能源自给，减少园区碳排放。此外，园区构建“智能大脑”，推动园区管控数字化转型，实现了智慧化节能化管理运营，并刷新“最完整的5G城市智能生态、首个机器人友好园区、最大的步入式屋顶花园、碳中和低能耗社区”等多项纪录。智慧杆塔集智能照明、环境监测、绿色能源、设施监管等功能于一身。一方面自带光伏，能够执行公共智能照明并充当充电桩。
中国石化：推进生产制造型园区数字化转型。中国石化基于5G如翼定制网模式打造智能石化工厂，将新一代信息技术(5G+云+AI)与石化工业生产过程深度融合，提高了劳动生产率的同时也提升了本质安全环保水平。具体表现在，通过搭建一体化应急指挥中心，实现生产运营业务协同、高效指挥，园区集约化、一体化生产管控能力显著提升。通过利用物联网、三维模型和地理信息技术等，对全厂污染排放点和职业危害监测点进行实时动态监控和预警，实现“三废”达标排放，园区预测预警能力、本质安全环保水平显著提高。
上海桃浦智创城：依托大数据与人工智能技术，以数字化转型为主，能源转型为辅，共同推动园区经济绿色低碳循环高质量发展。数字化转型方面，智创城基于自身先进的物联网平台，聚力打造集约、高效的智慧园区管理体系，推进相关战略性新兴产业发展以及城市数字化建设；能源转型方面，智创城利用智慧能源管理系统，增强能源梯级利用，提高能源使用效率，有效提高了园区能源利用效率和经济性。
紫光萧山智能制造园区：位于萧山湘湖未来智造小镇启动区块，能源转型方面， 推进光伏工程，并利用新能源技术和储能技术，实现能源效益最大化；应用转型方面，对园区内的建筑、交通等方面系统梳理，全面推动零碳生产、零碳建筑、零碳交通等应用场景转型；数字化转型方面，紫光智造园区结合自身数字平台构建园区双碳数据底座，提供覆盖园区数据流、信息流、碳流的“多流”全链条服务，打造国内工业4.0样板点，最终实现“智能工厂”解决方案的产品化。
华润百色田阳水泥生产园区：打造5G与发展需求相适应的新型融合基础设施体系，通过建设5G专网为水泥行业提供定制化的网络能力，并结合定制化的数据中台和工业互联网平台，实现生产过程视觉分析、数据采集、人员管理、设备管理、计划管理、运行管理、安全管理、危险区域巡检和AR远程维护等，降低劳动力成本，减少人为的安全隐患，推动5G在工业互联网领域应用的商用步伐。
甘肃省通渭县“零碳乡村”：从能源转型和应用转型两方面打造“零碳乡村”，积极响应国家能源局“千项万村沐光行动”号召，先行开展“中国零碳乡村”示范项目试点工作。能源方面，通渭县作为全国光伏扶贫试点县，引进正泰在平襄镇孟河村开展分布式光伏整村建设试点，建设“零碳乡村”清洁能源综合示范项目，打造零碳清洁能源综合示范乡村，推动新能源产业科学发展；应用转型方面，通渭县以数字化、智能化技术驱动零碳应用，为农民增加增收创收渠道，助力“双碳”目标实现和乡村振兴战略实施。
柏林欧瑞府零碳智慧园区：作为欧洲的首个零碳智慧园区，以能源转型赋能零碳智慧园区建设，实现了从百年前的煤气厂向零碳智慧园区转变，2014年就实现了德国联邦政府制定的2050年二氧化碳减排的气候保护目标，从源头打造零碳能源，形成了围绕新能源和低碳技术的完整产业生态圈。
碳计量
要顺利推进能源低碳转型与电力碳减排，前提是做好碳排放监测与核算。但碳排放量目前不能像电表一样直接计量，要通过一系列规则计算得出，复杂且传统的全生命周期法与宏观统计法等碳排放核算方法存在诸多缺陷，国内外也尚未形成一套成熟完善的用电间接碳排放计量标准体系，那么保证碳数据的准确性呢？
基于碳流分析理论的实体碳表系统和能源碳计量平台
清华大学电机工程与应用电子技术系、清华四川能源互联网研究院和国网常州供电公司联合研发了基于碳流分析理论的实体碳表系统和能源碳计量平台，率先实现了“全域碳计量-全链碳响应-全景碳足迹”的工程示范。
碳表系统由分散设置在全网需要计量碳排放的各处的碳表、中央服务器以及连接各碳表及中央服务器的通讯线路所组成。碳表系统的大脑是“碳排放流分析技术”，中央服务器作为计算中心负责网络碳排放流的计算，碳排放流理论是通过给电力潮流打上“碳标签”的方式，计算得到从发电侧“直接碳排放”到用户侧“间接碳排放”的分摊结果。
截至2021年9月29日，清华大学联合常州供电公司在常州试点区域内已经完成了亚太电厂碳表、500千伏茅山变碳表、220千伏洮湖变碳表、110千伏指前变碳表以及江苏卿卿服装进出口有限公司碳表的安装，实现了“源网荷”三侧物理碳表装置的全链路部署。
有了物理碳表装置，原本“虚无缥缈”的碳排放似乎似乎变成了像水、电、气一样可以计量的“实物”。当然碳计量的研究现在可能才刚开始，未来期待有更先进的技术和算法出现。
准确的碳计量数据同时也是保证碳交易市场公平的基础，有人说：“碳交易比虚拟货币更加离谱”，可能就是因为还没有形成一个完善的计量和交易体系。
碳交易与绿点电
绿证交易和碳交易均是实现“双碳”目标的诸多手段中主要的市场配置手段。两者本质目的均是实现低碳化、清洁化，应该形成合力共同发展。但是目前绿证交易和碳交易在国内均属于起步阶段，交易量不大、配套法规也不完善，更是存在着协调与融合的问题。
绿证交易目的就是改变排放源头，用不排放温室气体设备替代能产生温室气体的设备、用清洁能源产生的电力代替传统化石能源产生的电力，清洁能源生产、使用较多的企业可以通过绿证交易获得奖励或避免处罚；
碳交易就是不改变排放源头，但要从末端上控制温室气体排放，排放少的企业可以通过市场化交易换取奖励。
碳交易
2021年12月31日，全国碳排放权交易市场第一个完整履约周期正式结束。上海环境交易所公示数据显示，共纳入发电行业重点排放单位2162家，年覆盖温室气体排放量约45亿吨二氧化碳，碳排放配额累计成交量1.79亿吨，累计成交额76.61亿元。上海环境能源交易所总经理刘杰表示，2022年将陆续把电解铝、水泥这些高排放行业纳入碳排放市场，争取在“十四五”期间把更多高排放行业纳入进来。
绿电交易
绿电交易是我国电力市场一项重大的机制创新，开展绿电交易对新能源消纳、电力市场建设、高耗能产业发展等诸多方面都有积极作用。
绿色电力：符合国家有关政策要求的风电、光伏等可再生能源发电企业上网电量。
绿色电力交易：电力用户或售电公司与绿色电力发电企业依据规则同步开展电力中长期交易和绿证认购交易的过程。在绿色电力供应范围内，电力用户或售电公司与绿色电力发电企业建立绿证认购关系，选择通过电网企业供电的方式获得绿色电力，属于绿色电力交易范畴。
绿色电力证书：简称“绿证”，是按照国家相关管理规定，依据风电、光伏等绿色电力上网电量，通过国家能源局颁发的具有唯一代码标识的电子凭证。
截止2021年11月，全国累计核发补贴项目绿证约3097万个，累计认购约7.8万个。风电、光伏绿证平均价格分别为145、660元/个 。核发平价绿证约576万个，其中风电198万个，光伏378万个；累计认购45550个，其中风电27535个，光伏18015个，交易价格30~50元/个。
国际市场互信
然而拿到国内的绿证和绿电凭证，海外客户表示也无法核实数据的真实性。故此，国网浙江电科院联合中国信息通信研究院、北京邮电大学在国际电信联盟电信标准化组织(ITU-T)提交了国际标准提案《基于区块链的能源计量数据共享平台参考架构》，计划通过构建国际公认的标准来推动能源计量数据共享，从而实现绿证等绿色能源数字产品的国际化。前不久这项提案正式获批立项。区块链技术的透明连接、价值可信、不可篡改及信息可追溯等特性可解决碳排放计量数据不准确、碳排放核算体系不完善、信息不对称及数据不可追溯的难题，有望能源数字产品的国际互信。
小编有话说
2022年02月23日下午，阿里云新品发布会发布“阿里云能耗宝”，为企业更加高效便捷地核算碳排放量、制定节能降碳方案、规划碳中和路径，从企业能耗优化出发，提供碳计量、认证、交易的节能降碳一站式服务平台。阿里云总能闻风而动，抢先站在市场的风口。
以电行业举例，短短几年终端的形态已经发生了巨大的变化，随着电力市场化的推进，未来的商业模式可能会发生很大的变化，仅仅卖硬件有能支持企业走多远呢？而作为表计行业，本就处于能源和数字化的中间。那么“双碳”何尝又不是一次“近在门口”机遇呢？(本文素材来源于：全国信标委智慧城市标准工作组《零碳智慧园区白皮书(2022)》、阿里、电力系统自动化、 浙电e家)
原标题：双碳目标下，能源低碳转型和数字化技术的走势
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