摘要：能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)作為“雙碳”目標重要的手段，本文在總結(jié)福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測 系統(tǒng)應(yīng)用成效的基礎(chǔ)上，研究分析目前存在的問題，提出雙碳目標下能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：雙碳目標；能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)；應(yīng)用方向

一、引言

“十四五”作為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程的起點，明確碳達峰、碳中和目標愿景為中國經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型指明了方向，加強重點用能單位管理，持續(xù)提升能源利用效率，是實現(xiàn)雙碳目標最大和有效的路徑。開展重點用能單位能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，是黨中央、國務(wù)院加快推進生態(tài)文明建設(shè)部署的一項重要任務(wù)，也是實現(xiàn)雙碳目標基礎(chǔ)且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。近年來，國家公布的“碳達峰、碳中和”相關(guān)工作方案，都把能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)納入節(jié)能 減排制度體系和監(jiān)測能力建設(shè)中，對能源消耗的監(jiān)測和管理 提出了更高要求。政府主管部門應(yīng)用系統(tǒng)可實現(xiàn)對重點用能企業(yè)各項指標進行集中動態(tài)監(jiān)測和管理，時刻觀察各項能源使用變化情況，促進管理決策從粗放定性管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榭尚械亩炕芾砟Ｊ?，助?a target="_blank">工業(yè)領(lǐng)域“雙碳”目標實現(xiàn)，而企業(yè)則通過建設(shè)接入端系統(tǒng)，實現(xiàn)自身企業(yè)能源消耗情況、碳排放情況的實時監(jiān)測，進而幫助企業(yè)為建立和完善能耗統(tǒng)計、能效對標、節(jié)能診斷、能碳跟蹤、數(shù)智化管理提供可靠的數(shù)據(jù)支持。本文將在總結(jié)福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用成效的基礎(chǔ)上，研究分析目前存在的問題，探討如何通過建設(shè)和完善能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)能源活動碳排放精細化管理，以推動工業(yè)領(lǐng)域的綠色轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

二、雙碳目標與能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)概述

2.1“雙碳”目標及其挑戰(zhàn)

碳排放受經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源使用、技術(shù)水平等諸多因素影響，根源是化石能源的大量使用。目前我國工業(yè)能源消耗中化石能源占比大，解決碳排放問題關(guān)鍵要減少能源碳排放，治本之策是轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，加快推進清潔能源替代和電能替代，徹底擺脫化石能源依賴，從源頭上消除碳排放。并且要積極發(fā)揮數(shù)智化能源管理作用，大力推廣先進用能技術(shù)和智能控制技術(shù)，提升重點用能行業(yè)用能效率，推進工業(yè)領(lǐng)域節(jié)能。可以說節(jié)約能源和綠能替代是實現(xiàn)“雙碳”目標成效最明顯、成本最低的實現(xiàn)路徑。

2.2碳監(jiān)測技術(shù)

碳中和的目的是平衡溫室氣體排放和吸收，碳計量、碳監(jiān)測是實現(xiàn)碳中和碳達峰的重要手段，目前分為碳計量和實測法(CEMS) 兩大類方式。在現(xiàn)階段碳排放計量測試方法和 連續(xù)在線監(jiān)測計量技術(shù)尚未成熟的情況下，排放因子法目前仍是我國主要使用的碳核算方法。重點企業(yè)的二氧化碳排放主要源自能源活動和工業(yè)過程，目前各類能源和物料的計量技術(shù)成熟可靠，通過快速、準確地掌握企業(yè)各類能源消耗數(shù)據(jù)，即可核算出企業(yè)碳排放情況。

2.3能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源監(jiān)測系統(tǒng)，它通過實時監(jiān)測和記錄重點用能單位的能源消耗情況，能實時、準確地把握重點行業(yè)、重點企業(yè)、關(guān)鍵工序以及重點設(shè)備的運行和能源消耗情況。2017年由國家發(fā)改委和市場監(jiān)管總局聯(lián)合在全國推進建設(shè)，實現(xiàn)節(jié)能主管 部門及相關(guān)部門對企業(yè)能源消耗情況的動態(tài)跟蹤和信息共享，支持能源與節(jié)能宏觀綜合決策；并促進企業(yè)應(yīng)用信息化技術(shù)實現(xiàn)自身能源使用與節(jié)能管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化，建立科學(xué)完善的能源管理體系，提高能源精細化管理水平，快速發(fā)現(xiàn)和解決能源浪費的問題，從而降低能源消耗，提高能源利用效率，進而減少企業(yè)的碳排放。

三、能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問題

福建省重點用能單位能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)于2018年啟動建設(shè)，目前已接入全省960余家重點用能企業(yè)，能源消費監(jiān)測總量占全省規(guī)上工業(yè)企業(yè)能源消費總量的90%以上，實現(xiàn)全能源品種全覆蓋監(jiān)測，為碳統(tǒng)計核算累積了完備的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。平臺采用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，建成能耗監(jiān)測、能效對標、節(jié)能管理、建模預(yù)測應(yīng)用等功能模塊，構(gòu)建了“全省工業(yè)能源消費管理大數(shù)據(jù)平臺”。省級平臺多維度匯聚節(jié)能監(jiān)察、節(jié)能診斷、節(jié)能審查、綠色制造、能源利用狀況報告等節(jié)能全流程信息，形成重點用能企業(yè)節(jié)能綠色全景畫像。

目前系統(tǒng)能實時呈現(xiàn)全省重點地區(qū)、園區(qū)、企業(yè)能源消費變化情況，從而掌握全省重點用能企業(yè)能源消費變化情況 和工業(yè)企業(yè)運行情況，相較于傳統(tǒng)統(tǒng)計方法，能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)對掌握具有明顯的時效優(yōu)勢和數(shù)據(jù)顆粒度，但隨著國家提出推動能源“雙控”向碳排放總量和強度“雙控”轉(zhuǎn)變，目前能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)還無法支撐“雙碳”相關(guān)應(yīng)用，需要推動向“碳達峰碳中和管理與服務(wù)平臺”轉(zhuǎn)變。

圖 1 系統(tǒng)直觀呈現(xiàn)杜蘇芮臺風(fēng)影響福建期間 泉州陶瓷企業(yè)能源消費變化情況

3.1數(shù)據(jù)采集面尚無法支撐碳排放雙控管理

從能耗雙控轉(zhuǎn)向碳排放雙控，改變了能耗雙控制度下沒有區(qū)分化石能源和非化石能源的設(shè)計，促進了能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。新的能耗“雙控”政策提出將新增可再生能源和原料用能不納入能源消費總量控制，為使用能源消費數(shù)據(jù)核算碳排放總量做好數(shù)據(jù)準備。目前能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)源集中在企業(yè)法人邊界全能源品種數(shù)據(jù)采集，缺少過程排放物料的采集，對可再生能源消費數(shù)據(jù)和原料用能尚未單獨采集，還無法實現(xiàn)能耗消耗數(shù)據(jù)與溫室氣體排放總量數(shù)據(jù)直接換算，無法支撐碳排放雙控管理的數(shù)據(jù)需要。

3.2能效監(jiān)測標準體系還未健全

能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)是用于采集、分析、匯總用能單位能耗數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，國家先后發(fā)布了《重點用能單位能耗 在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等一系列建設(shè)標準，其中行業(yè)數(shù)據(jù)采集指南僅涉及三個行業(yè)，缺少對能效監(jiān)測管理相關(guān)內(nèi)容。標準的缺失導(dǎo)致重點耗能行業(yè)的能效采集、編碼規(guī)范和計算方法缺少統(tǒng)一的標準約束，導(dǎo)致能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)在能效對標，促進主要工序、主要裝置節(jié)能增效方面支撐不足。

3.3數(shù)據(jù)質(zhì)量保障難度大

數(shù)據(jù)質(zhì)量是能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的核心，只有準確、全面的監(jiān)測能源消耗數(shù)據(jù)才能為碳排放雙控提供總量數(shù)據(jù)支撐，也才能為決策提供有力支持。作為一個涉及數(shù)百家重點用能企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，涉及數(shù)量巨大的計量器具、通信設(shè)備、端設(shè)備等設(shè)備和環(huán)節(jié)，對于多數(shù)工業(yè)企業(yè)，數(shù)據(jù)質(zhì)量難以做到百分百的保障，而主管部門更是難做到全覆蓋監(jiān)管，維護系統(tǒng)所需投入的人力、物力比較大。

雙碳目標下能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用方向

在國家政策從能源“雙控”向碳排放“雙控”,并明確了“雙碳”目標這一背景下，目前常用的核算方法，二氧化碳總量主要是能源活動產(chǎn)生的二氧化碳，即化石能源消費產(chǎn)生的排放和電力調(diào)入蘊含的排放，所以能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用將更加重要。為了更好地實現(xiàn)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)對碳核算的數(shù)據(jù)支撐作用，需要進一步完善幾個方面的應(yīng)用設(shè)計， 以適應(yīng)新時代對“雙碳”的管理需求。

4.1拓展采集碳管理相關(guān)活動數(shù)據(jù)

通過制定水泥、陶瓷、玻璃、化纖等行業(yè)的數(shù)據(jù)采集指南，充分利用現(xiàn)有接入端設(shè)備的擴展性，將可再生能源、原料用能和過程排放物料量的數(shù)據(jù)接入，通過規(guī)范統(tǒng)一的上傳編碼和采集邊界，同時在省級系統(tǒng)上建設(shè)工序級、設(shè)備級的能耗和能效對標分析功能，發(fā)揮系統(tǒng)積累同行業(yè)數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，依托重點企業(yè)能源消費全景畫像，橫向比較各企業(yè)能效情況和排放強度，引導(dǎo)企業(yè)向標桿看齊，有的放矢地提高能 源利用效率，實施“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+”的節(jié)能降耗、綠色低碳 發(fā)展，減少碳排放。

4.2優(yōu)化數(shù)據(jù)質(zhì)量保障功能

為確保數(shù)據(jù)的完整性、準確性、時效性、可驗證性，需將聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為計量器具、數(shù)據(jù)傳輸、端設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范運維的管理要求，指導(dǎo)企業(yè)加強對企業(yè)端系統(tǒng)的建設(shè)和運維管理，在省級平臺引入一套完整的數(shù)據(jù)質(zhì)量跟蹤預(yù)警系統(tǒng)，通過分析數(shù)據(jù)偏差原因并逐步改進。同時，還需要完善數(shù)據(jù)質(zhì)量評價標準，建立管理體系，從源頭上保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。

智能化管理是未來能源管理的重要方向，靠大量人力投入的高成本運維方式將不可持續(xù)。龐大的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)保障需要建設(shè)一套完整的自動化運維保障輔助系統(tǒng)，引入智能化管理模式，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，建立數(shù)據(jù)跟 蹤模型，建設(shè)快捷預(yù)警、交互功能模塊，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)管的自動化程度和精準度。智能化管理還可以幫助信息化程度不高的重點用能企業(yè)對重點設(shè)備實施實時的監(jiān)控管理，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

圖 2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)質(zhì)量跟蹤管理功能模塊

4.3完善能碳功能應(yīng)用

只有充分發(fā)揮系統(tǒng)的應(yīng)用價值，才能延長生命周期。能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于企業(yè)端的計量器具，數(shù)據(jù)質(zhì)量需要企業(yè)保障。系統(tǒng)建設(shè)之初，我們就確定福建省能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)要以企業(yè)需求出發(fā)，只有系統(tǒng)對企業(yè)用戶有價值，數(shù)據(jù)源的穩(wěn)定性和準確性才能 得到保障，也才能延長系統(tǒng)的生命周期。通過制定企業(yè)端系 統(tǒng)建設(shè)技術(shù)方案源頭把控建設(shè)質(zhì)量加優(yōu)秀案例宣貫等方式，引導(dǎo)重點用能企業(yè)充分認識建設(shè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)可切實幫助企業(yè)節(jié)能降耗增效，而從自身需求出發(fā)建好、用好接入端系統(tǒng)，把接入端系統(tǒng)的應(yīng)用價值提升到小型能管系統(tǒng)的層面；而在省級匯聚系統(tǒng)的層面，也要利用大模型技術(shù)對歷史能源消費趨勢進行建模分析，附加建設(shè)能耗預(yù)測、多能互補調(diào)度等功能，逐步完善能源消耗和節(jié)能成效臺賬，把沉淀的數(shù)據(jù)應(yīng)用起來，促進制造與能源數(shù)據(jù)融合創(chuàng)新，大幅度提高宏觀層面能源利用效率和降低碳排放，逐步在現(xiàn)有能耗監(jiān)測 基礎(chǔ)上向“碳”前行，拓展建設(shè)碳排放分析核算，碳達峰評估預(yù)測、碳項目和碳資產(chǎn)管理的功能，發(fā)揮能耗數(shù)據(jù)要素功能，促進企業(yè)節(jié)能降碳。

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

五、應(yīng)用場所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

審核編輯 黃宇