“雙碳”目標(biāo)下的數(shù)字化解決方案

■文/呂新杰 姜崢超

隨著世界各國(guó)相繼公布碳中和時(shí)間表和路線圖，全球綠色低碳化轉(zhuǎn)型的大幕徐徐拉開(kāi)，碳中和被各經(jīng)濟(jì)體納入主要執(zhí)行目標(biāo)。作為綠色低碳生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，清潔能源科技企業(yè)將通過(guò)結(jié)構(gòu)化創(chuàng)新助力我國(guó)達(dá)成碳中和目標(biāo)。

中國(guó)在2020年向全世界宣布：力爭(zhēng)2030年前碳排放達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。研究數(shù)據(jù)顯示，目前，我國(guó)每年二氧化碳排放總量約100億噸。其中，能源利用產(chǎn)生的二氧化碳約占80%，電力部門(mén)排放約占40%，生態(tài)系統(tǒng)碳匯為7 億～12億噸，以森林碳匯為主。到2030年碳達(dá)峰之前，我國(guó)每年二氧化碳排放還將有10億～20 億噸增量。到2050年，碳匯、碳捕集與封存（CCS）合計(jì)將每年減碳15億～20億噸。這意味著我國(guó)二氧化碳現(xiàn)有量即是未來(lái)40年要減少的數(shù)量，能源電力行業(yè)低碳提速責(zé)無(wú)旁貸。

致力于數(shù)字化低碳發(fā)展事業(yè)的平衡機(jī)器科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“平衡機(jī)器”）于2021年正式發(fā)布城市低碳生態(tài)管理平臺(tái)產(chǎn)品“NeutraC”與綜合能源管理平臺(tái)產(chǎn)品“Smartrams”，旨在從橫向區(qū)域管理維度和縱向產(chǎn)業(yè)支持維度全面提出碳中和解決方案。

量化碳中和，助力綠色低碳轉(zhuǎn)型

“碳達(dá)峰”“碳中和”的概念已不陌生，然而，在真正落實(shí)碳中和的過(guò)程中仍有許多核心問(wèn)題亟待解決。對(duì)此，城市低碳生態(tài)管理平臺(tái)從量化標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)路徑、低碳管理的普遍性需求等3 個(gè)方面進(jìn)行了綜合考量與研發(fā)設(shè)計(jì)，為城市、園區(qū)、綠色能源企業(yè)的低碳生態(tài)管理提供了可靠的技術(shù)條件與數(shù)據(jù)支撐，引導(dǎo)碳中和目標(biāo)的規(guī)劃、制定與實(shí)施。

城市低碳生態(tài)管理平臺(tái)基于ISO 14064 標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、遙感分析等技術(shù)，全面量化邊界組織區(qū)域內(nèi)的碳排放指數(shù)，為碳中和目標(biāo)的決策管理者提供數(shù)字化低碳生態(tài)管理閉環(huán)服務(wù)，并幫助城市、園區(qū)、能源企業(yè)打造全生命周期的碳中和解決方案，助力實(shí)現(xiàn)城市低碳、生態(tài)文明、綠色能源供應(yīng)等目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳排放和碳匯的全面精準(zhǔn)管理，最終促進(jìn)目標(biāo)區(qū)域與企業(yè)的綠色低碳化轉(zhuǎn)型。該平臺(tái)主要由低碳綜合模型、低碳精準(zhǔn)管理、低碳指標(biāo)展示和碳資產(chǎn)管理四大模塊組成，分別對(duì)應(yīng)決策管理、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分析、可視化指標(biāo)控制和優(yōu)化碳資產(chǎn)等不同功能，充分滿足碳中和建設(shè)需求并解決行業(yè)痛點(diǎn)。

●低碳綜合模型

在碳中和目標(biāo)推進(jìn)管理的過(guò)程中，決策者需要清晰地了解管轄區(qū)域或企業(yè)的綜合情況與碳中和目標(biāo)演進(jìn)趨勢(shì)。低碳綜合模型是NeutraC的決策模塊，它以構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)評(píng)估指標(biāo)體系為前提，將碳中和目標(biāo)分解成碳排放和碳吸收兩大量化體系，從行業(yè)與生態(tài)方面六大類(lèi)碳指標(biāo)出發(fā)，涵蓋上百項(xiàng)碳因子進(jìn)行建模分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的時(shí)間預(yù)測(cè)和成本分析，輔助低碳管理決策，并促進(jìn)碳源與碳匯平衡。

●低碳精準(zhǔn)管理

進(jìn)行智能化的場(chǎng)景分析與預(yù)測(cè)是管理者推進(jìn)低碳管理的重要需求。低碳精準(zhǔn)管理作為NeutraC 的管理模塊，主要為管理者提供浸入式的低碳管理工具。該模塊基于低碳管理場(chǎng)景分為九大智能應(yīng)用，其運(yùn)作原理包括對(duì)碳排放核心要素進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，開(kāi)展基于衛(wèi)星遙感的生態(tài)演進(jìn)分析，以及實(shí)現(xiàn)智能物聯(lián)預(yù)測(cè)和區(qū)域環(huán)境監(jiān)控等。例如，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)可以開(kāi)展植被演進(jìn)分析、水域演進(jìn)分析與產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)分析，對(duì)碳源碳匯進(jìn)行宏觀把控。采用智能物聯(lián)網(wǎng)與預(yù)測(cè)模型，搭建水質(zhì)監(jiān)測(cè)預(yù)警、空氣質(zhì)量管理和極端天氣預(yù)測(cè)等模塊可以進(jìn)行區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)等，為管理者提供智能化的低碳管理工具。

●低碳指標(biāo)展示

低碳生態(tài)管理是通過(guò)一系列精密而復(fù)雜的建模運(yùn)算完成的，指標(biāo)的可視化展示與演繹能夠讓決策者快速理解這一套管理系統(tǒng)的運(yùn)算成果?？梢暬K從決策者視角呈現(xiàn)出低碳發(fā)展態(tài)勢(shì)，從城市、環(huán)境、產(chǎn)業(yè)、交通等維度直觀展示了當(dāng)前狀態(tài)，實(shí)時(shí)展示可持續(xù)發(fā)展各領(lǐng)域的關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)行達(dá)標(biāo)控制，輔助政府管理與決策。

●碳資產(chǎn)管理

碳資產(chǎn)在未來(lái)市場(chǎng)中將成為與貨幣、能源、貴金屬等同樣重要的資產(chǎn)之一，企業(yè)用戶應(yīng)盡早布局碳資產(chǎn)與碳交易規(guī)劃。碳資產(chǎn)管理作為NeutraC 的市場(chǎng)交易策略優(yōu)化模塊，主要幫助碳排放交易主體以最優(yōu)化的成本控制碳排放額度,完成履約，實(shí)現(xiàn)交易主體購(gòu)入或售出碳資產(chǎn)價(jià)值最優(yōu)化。NeutraC 能夠協(xié)助控排企業(yè)順利完成碳排放報(bào)告、碳排放核查工作。同時(shí)，對(duì)碳排放配額和碳交易的實(shí)物和期貨市場(chǎng)提供交易輔助策略，實(shí)現(xiàn)低成本履約與配額碳資產(chǎn)增值。

未來(lái)，隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的進(jìn)一步深化推進(jìn)，面對(duì)廣泛的碳治理需求，把能源管理延伸至低碳生態(tài)建設(shè)，利用智能化管理解決方案推動(dòng)低碳化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將成為促成人與自然和諧共生、構(gòu)建高質(zhì)量現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的重要力量。

云端“風(fēng)光功率預(yù)測(cè)”模式，助力虛擬電廠運(yùn)營(yíng)

全球能源行業(yè)正進(jìn)入向更綠色、更低碳的清潔能源產(chǎn)業(yè)加速轉(zhuǎn)型的電氣化時(shí)代。數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用和業(yè)務(wù)模式的創(chuàng)新推動(dòng)分布式能源的廣泛應(yīng)用，不斷提升可持續(xù)能源在用能結(jié)構(gòu)中的比例，減少行業(yè)碳排放，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與自然的和諧相處，成為能源科技企業(yè)的重要使命。平衡機(jī)器作為一家清潔能源科技解決方案提供商，除了提出城市低碳生態(tài)管理平臺(tái)之外，還發(fā)布了其在分布式能源商業(yè)型虛擬電廠應(yīng)用方面取得的關(guān)鍵性成果——綜合能源管理平臺(tái)“Smartrams”，這是一款為虛擬電廠運(yùn)營(yíng)賦能的數(shù)字能源科技產(chǎn)品。

Smartrams 將為新能源產(chǎn)業(yè)提供端到端的服務(wù)和保障，提升新能源功率預(yù)測(cè)精度，幫助分布式電源參與能源交易，提高資產(chǎn)利用率，并通過(guò)提供功率預(yù)測(cè)、交易決策、需求側(cè)響應(yīng)等精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)服務(wù)，建立分布式能源數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，為提升虛擬電廠運(yùn)行效率提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)供給側(cè)與需求側(cè)的平衡。以其中的核心功能“風(fēng)光功率預(yù)測(cè)”為例，這套非侵入式新能源電站功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)能夠通過(guò)虛擬氣象站技術(shù)實(shí)現(xiàn)100%云端部署，僅需一個(gè)坐標(biāo)（場(chǎng)站經(jīng)度、緯度信息）和6個(gè)月以上歷史實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，云端下單14 天后即可在云端實(shí)時(shí)查看整個(gè)場(chǎng)站的功率預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)時(shí)間跨度可從未來(lái)4 小時(shí)超短期、次日0 ～72 小時(shí)中短期到最長(zhǎng)7 天（168小時(shí)）。相對(duì)于傳統(tǒng)站端部署，云端部署可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)本地部署方式中地形和機(jī)組模型單一的不足，提高預(yù)測(cè)精度，同時(shí)大幅縮短項(xiàng)目周期，降低場(chǎng)站端運(yùn)維成本，達(dá)到能源企業(yè)綠色、節(jié)能的低碳運(yùn)營(yíng)目標(biāo)。隨著數(shù)據(jù)樣本的增加與云計(jì)算能力的提升，今后，云端訂單將能夠像現(xiàn)在的“次日達(dá)”一樣，訂單支付后，第二天就可使用功率預(yù)測(cè)服務(wù)。

把能源管理延伸至低碳生態(tài)建設(shè)，利用智能化管理解決方案推動(dòng)低碳化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，將成為促成人與自然和諧共生、構(gòu)建高質(zhì)量現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的重要力量。

能源數(shù)字化進(jìn)程提速，虛擬電廠助力碳中和

碳中和是全人類(lèi)的共同目標(biāo)，大力發(fā)展清潔能源，通過(guò)減碳來(lái)達(dá)成全球控溫目標(biāo)已成為全球共識(shí)。從全球范圍來(lái)看，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家市場(chǎng)在清潔能源數(shù)字化商業(yè)應(yīng)用方面實(shí)踐起步較早。例如，虛擬電廠技術(shù)在歐洲、北美洲和大洋洲已有大量成熟應(yīng)用，其中不乏成功的行業(yè)案例和前瞻性的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合項(xiàng)目。中國(guó)當(dāng)前的虛擬電廠項(xiàng)目仍以電網(wǎng)企業(yè)牽頭進(jìn)行的電力需求響應(yīng)或發(fā)電側(cè)試點(diǎn)為主流，隨著電力市場(chǎng)機(jī)制的進(jìn)一步完善，未來(lái)幾年，虛擬電廠領(lǐng)域涌現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)企業(yè)和創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式將引導(dǎo)分布式能源的技術(shù)革新與商業(yè)形態(tài)創(chuàng)新，為進(jìn)一步推動(dòng)清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、普及更低碳健康的產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)模式帶來(lái)契機(jī)。

虛擬電廠的構(gòu)成較為復(fù)雜，必須通過(guò)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)等數(shù)字化底層技術(shù)，同時(shí)運(yùn)用先進(jìn)的信息通信技術(shù)與軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源數(shù)字化，并將分散且規(guī)模小、種類(lèi)繁多的分布式能源聚合起來(lái)，提高綜合能效水平并參與市場(chǎng)交易，最終幫助用戶轉(zhuǎn)變單一角色，引導(dǎo)市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)一步創(chuàng)新，促進(jìn)新能源消納，實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)和全社會(huì)能效提高，從而支撐能源系統(tǒng)向低碳高效方向轉(zhuǎn)型，促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)重塑，助力全社會(huì)向碳中和目標(biāo)良性發(fā)展。

致力于清潔能源科技可持續(xù)創(chuàng)新研究的平衡機(jī)器基于這一領(lǐng)先的商業(yè)型虛擬電廠概念，深入理解新能源企業(yè)需求，在經(jīng)過(guò)兩年多的研發(fā)攻關(guān)后，開(kāi)發(fā)了適用于當(dāng)前電力市場(chǎng)環(huán)境的分布式能源管理系統(tǒng)，目標(biāo)是在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì)下，探索清潔能源的產(chǎn)業(yè)和商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，為發(fā)電企業(yè)和用能單元提供一攬子數(shù)字化解決方案。未來(lái)，隨著研發(fā)投入與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的逐漸深入，平衡機(jī)器將持續(xù)專注能源數(shù)字化科技創(chuàng)新，助力能源企業(yè)建設(shè)更高效、更清潔、更經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代能源體系，提高能源系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)向低碳化、清潔化以及終端能源電氣化方向發(fā)展，為全球向零碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)更大力量。