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王志剛:碳中和時(shí)代下火電廠碳精益信息化管理探索

遠(yuǎn)光軟件發(fā)布時(shí)間:2022-09-14 13:10:57  作者:王志剛

  一、火電廠碳精益管理的背景

  過(guò)度排放二氧化碳等溫室氣體造成全球氣候變暖,目前全球溫室氣體排放約為500億噸,其中約有80%來(lái)自能源(化石燃料)使用造成的碳排放。在我國(guó),利用火力進(jìn)行電力生產(chǎn)產(chǎn)生的碳排放占比最大。2020年9月22日,習(xí)近平主席在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布:中國(guó)二氧化碳排放2030年前達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。電力行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)碳中和,除了發(fā)展清潔能源外,更要實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠高效、準(zhǔn)確、精細(xì)化的碳精益管理,這個(gè)需求催生了碳精益管理的信息化建設(shè)。

  二、碳中和時(shí)代下的火電廠碳精益管理信息化需求

  2021年7月,我國(guó)啟動(dòng)了全球最大的碳交易市場(chǎng),兩千多家火電廠作為首批企業(yè)納入其中。除了電力行業(yè)外,鋼鐵、水利、化工、建材、有色、造紙、航空等8大行業(yè)已經(jīng)按照國(guó)家要求開(kāi)展碳核查工作,3-5年內(nèi)會(huì)陸續(xù)納入碳交易體系中。未來(lái),凡是能耗超過(guò)1萬(wàn)噸標(biāo)煤的企業(yè)都將進(jìn)入全國(guó)碳市場(chǎng)。

  火電廠納入碳交易市場(chǎng)意味著碳精益業(yè)務(wù)管理已經(jīng)迫在眉睫。只有積極正面地面對(duì)碳排放精益管理,才能實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電企業(yè)的生存和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

  當(dāng)前,雙碳業(yè)務(wù)的信息化市場(chǎng)容量已經(jīng)上億,未來(lái)雙碳業(yè)務(wù)信息化市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)超過(guò)百億,其中,火力發(fā)電廠碳精益管理的市場(chǎng)容量將達(dá)到四十億。

  服務(wù)能源電力信息化逾三十年,遠(yuǎn)光軟件對(duì)于煤炭業(yè)務(wù)、煤炭燃燒過(guò)程、火電廠碳排放的管理特性、以及碳精益管理需求有著深入的理解和獨(dú)到的看法。憑借對(duì)火電廠碳精益管理市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的科學(xué)預(yù)見(jiàn),遠(yuǎn)光軟件引入大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進(jìn)信息化技術(shù)打造火電廠碳精益管理解決方案,利用信息化的管理手段,幫助火電廠梳理碳排放足跡、應(yīng)對(duì)政府及利益相關(guān)方的碳排放審計(jì),探索碳排放的降碳尋優(yōu)管理,協(xié)助火電廠從碳業(yè)務(wù)角度實(shí)現(xiàn)“碳中和+”智慧火電。

  三、遠(yuǎn)光軟件在火電廠碳精益管理信息化實(shí)踐

  (一)管理困境

  火電廠碳排放業(yè)務(wù)面臨的管理困境包括以下幾個(gè)方面:

  1.碳足跡感知能力不足:火電廠碳排放的足跡(痕跡)缺失、碳排放的計(jì)量能力不足、碳排放的評(píng)價(jià)指標(biāo)空白,碳排放的追溯和審查手段缺乏支撐。

  2.碳減排能力不足:在碳排放的足跡缺少準(zhǔn)確、真實(shí)、具體數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上,如何減少碳排放就缺乏有效的管理手段。

  3.碳交易決策能力不足:納入碳交易市場(chǎng)后,國(guó)內(nèi)2000多家火電廠如何來(lái)進(jìn)行碳交易?如何對(duì)碳的配額、綠電等碳資產(chǎn)進(jìn)行精細(xì)化的管理?2030年 “碳達(dá)峰”的要求如何實(shí)現(xiàn)?

  (二)管理需求

  基于上述對(duì)碳精益需求管理困境的分析,我們將火電廠碳精益管理的需求分為兩個(gè)層級(jí):基礎(chǔ)需求、擴(kuò)展需求,具體如下:

  1.基本需求

  (1)碳排放源頭管理:對(duì)碳排放數(shù)據(jù)的源頭進(jìn)行規(guī)范管理,從煤炭取樣過(guò)程精細(xì)管理,使核心生產(chǎn)數(shù)據(jù)來(lái)源可追溯,在火電廠碳排放尋優(yōu)時(shí)有跡可循。

  (2)碳排放指標(biāo)數(shù)據(jù)管理:利用燃料管控系統(tǒng)對(duì)火電廠煤炭化驗(yàn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,按照國(guó)家要求(因子計(jì)算法)進(jìn)行碳排放數(shù)據(jù)管理,對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)判,做到心中有數(shù)。

  (3)碳排放審計(jì)管理:對(duì)火電廠碳取樣留存進(jìn)行管理,避免混樣、錯(cuò)樣、丟樣等情況發(fā)生,保證第三方監(jiān)察審計(jì)要求和火電廠自查有效性,當(dāng)產(chǎn)生糾紛時(shí)能有據(jù)可依,保證火電廠合規(guī)安全經(jīng)營(yíng)。

  (4)碳排放數(shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào):匯總審核每月碳排放數(shù)據(jù),自動(dòng)上報(bào)集團(tuán)、分公司碳業(yè)務(wù)管理系統(tǒng),提供附件等相關(guān)支撐功能。

  (5)碳審計(jì)報(bào)告自動(dòng)生成:按規(guī)定格式、規(guī)定時(shí)間填報(bào)碳排放數(shù)據(jù)上報(bào)至第三方單位審核。

  2.擴(kuò)展需求

  (1)碳排放數(shù)據(jù)匯總審核:碳排放相關(guān)運(yùn)行、生產(chǎn)等需要采集的數(shù)據(jù)分散在火電廠各設(shè)備、各軟件系統(tǒng)中,把碳排放數(shù)據(jù)通過(guò)集成匯總并進(jìn)行在線審核。

  (2)碳排放全過(guò)程監(jiān)測(cè):對(duì)碳排放全過(guò)程提供技術(shù)支持和管理,實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管控和資源共享。

  (3)碳排放報(bào)告自動(dòng)生成:對(duì)碳排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,自動(dòng)生成碳排放報(bào)告以及碳減排報(bào)告。

  (4)碳交易智能決策:對(duì)碳排放的碳市場(chǎng)行情及自身碳配額執(zhí)行情況進(jìn)行分析,對(duì)碳配額交易進(jìn)行提醒和預(yù)測(cè)。

  (5)碳審計(jì)全支撐:對(duì)碳排放的相關(guān)事件進(jìn)行記錄,對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行電子化管理。

  (6)碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):通過(guò)在機(jī)組的煙氣排放口安裝二氧化碳在線監(jiān)測(cè)裝置,精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)煙囪排口排放氣體的壓力、溫度、二氧化碳的濃度等數(shù)據(jù),再通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)的分析校驗(yàn),精準(zhǔn)測(cè)量出碳排放量。

  (7)碳排放對(duì)標(biāo)管理:對(duì)電廠碳排放核心數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比(與歷史、與常規(guī)、與標(biāo)桿),定位影響火電廠碳排放尋優(yōu)的關(guān)鍵因素,科學(xué)有效對(duì)電廠碳減排提供參考建議。

  (8)碳尋優(yōu)管理:通過(guò)碳尋優(yōu)方案,優(yōu)化生產(chǎn)工藝降低電廠二氧化碳排放量。

  (三)解決方案

  通過(guò)對(duì)需求的調(diào)研和分析,我們提出了火力發(fā)電廠碳精益管理解決方案,其包括以下三個(gè)方面:

  1.碳足跡管理:基于我們對(duì)燃料業(yè)務(wù),煤炭發(fā)電的生產(chǎn)過(guò)程的理解,充分發(fā)揮和利用大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)火電廠碳排放量從源頭管控,自動(dòng)核算,幫助火電廠實(shí)現(xiàn)碳排放有跡可循、“碳中和”心中有數(shù)、幫助火電廠碳減排路徑精準(zhǔn)導(dǎo)航。

  根據(jù)火電廠的管理要求,系統(tǒng)可以直接從監(jiān)測(cè)設(shè)備取數(shù),可以不同時(shí)間維度、不同數(shù)據(jù)格式維度,自動(dòng)生成碳排放報(bào)告,為碳排放上報(bào)、碳審計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

  2.碳尋優(yōu)管理:系統(tǒng)搭建火電廠全場(chǎng)景感知、分析評(píng)價(jià)、預(yù)警預(yù)測(cè)、輔助決策為一體的火電廠碳足跡智能分析決策平臺(tái),為火電廠碳排放對(duì)標(biāo)分析和調(diào)度尋優(yōu)。碳尋優(yōu)管理是基于遠(yuǎn)光多年在配煤摻燒積累的專家?guī)旌徒?jīng)驗(yàn)庫(kù)經(jīng)驗(yàn),再加入碳排放作為邊界條件后形成的碳排放專家?guī)旌吞寂欧沤?jīng)驗(yàn)庫(kù),快速建立降碳尋優(yōu)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)模型。

  3.碳交易智能決策:全面分析碳排放的產(chǎn)生、碳元素的流動(dòng)過(guò)程,增強(qiáng)對(duì)碳排放量與碳配額的趨勢(shì)分析,支撐火電廠開(kāi)展碳交易的智能決策,助力火電廠以更低成本實(shí)現(xiàn)碳履約、碳保值、碳增值,增加企業(yè)收入,促進(jìn)節(jié)能減碳。碳交易智能決策可以為火電廠提供履約分析、碳額現(xiàn)貨交易分析、減排潛力分析、配額盈缺及履約成本分析等,無(wú)論從碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)還是在碳交易智能決策上都能給與有效的支撐。

  據(jù)報(bào)道, 2021年,京能集團(tuán)下屬14家企業(yè)被納入首批碳排放履約以及碳排放權(quán)交易名單,京能集團(tuán)全年碳排放履約總量1.36億噸,碳市場(chǎng)交易1052.61萬(wàn)噸,盈利4.5億元??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著政策的驅(qū)動(dòng)以及行業(yè)實(shí)踐的深入,火電廠碳精益管理方案不僅將為每一個(gè)火電企業(yè)建立碳排放業(yè)務(wù)的核算、報(bào)告、管控、決策體系,助力火電廠實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),更可作為火電未來(lái)碳財(cái)務(wù)、碳資產(chǎn)、碳金融的基石。(王志剛:遠(yuǎn)光軟件股份有限公司副總裁)

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