濟中在能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的探索與思考

葉林海

濟中能源技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司

0 引言

“中國CO2排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”這一國家重大決策提出以來，國家主席習(xí)近平多次在重大場合予以強調(diào)，并表示“我們將說到做到”。因此，全國上下各相關(guān)機構(gòu)已開始積極行動起來制訂落實方案。工業(yè)排放是主體，而工業(yè)企業(yè)實行數(shù)字化轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)碳達峰目標(biāo)和碳中和愿景的必由途徑。

1 三大問題凸顯用能浪費“痼疾”

通過對大量工業(yè)企業(yè)的調(diào)研，本文發(fā)現(xiàn)規(guī)模以上企業(yè)用能普遍存在三方面的問題。

1.1 能耗設(shè)備配置不合理

能耗設(shè)備在設(shè)計時重點考慮的是最大需量，而通常不是從節(jié)能角度考慮能耗設(shè)備的合理配置，普遍存在“大馬拉小車的現(xiàn)象”，或者設(shè)備運行多年后，能效衰減嚴(yán)重，可能還存在小馬拉大車的現(xiàn)象。

1.2 跑冒滴漏嚴(yán)重

規(guī)模以上企業(yè)一般能耗設(shè)備比較復(fù)雜、能耗比較大，點多面廣，僅靠管理設(shè)備的人員通常管理不到位，尤其是各種設(shè)備運營一段時間以后，存在這樣或者那樣的問題和故障，此時各種能耗漏洞紛紛呈現(xiàn)，跑、冒、滴、漏層出不窮。

1.3 運營的不優(yōu)化

任何能耗設(shè)備在運營一段時間以后，都要根據(jù)具體的工況、環(huán)境、設(shè)備狀況等因素進行調(diào)試和優(yōu)化。很多企業(yè)由于不能及時對設(shè)備進行調(diào)優(yōu)，所以造成能源的浪費。

2 能源數(shù)字化是解決之道

針對企業(yè)普遍存在的能耗問題，有效的解決方法就是進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。濟中能源技術(shù)服務(wù)（上海）有限公司（簡稱“濟中能源”）自成立以來在企業(yè)能源管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面進行了卓有成效的探索。目前，濟中能源已開發(fā)出不同行業(yè)和場景的系列能源管理平臺，比如企業(yè)能源管理中心、電力需求側(cè)管理平臺、園區(qū)能效管理平臺、IDC能源信息化管理平臺、光伏電站運維管理平臺等。已擁有300多家企業(yè)客戶、10多家園區(qū)級客戶，管理的客戶電力容量達到8 340 000 KVA。

2018年，濟中能源為上海青浦區(qū)一家制造企業(yè)搭建企業(yè)能源管理中心。系統(tǒng)上線三個月后，濟中能源為這家企業(yè)出具了能源使用報告。報告顯示，該企業(yè)總共有三臺變壓器，而其中一臺使用效率僅2%。盡管如此，該企業(yè)每年要為這臺變壓器支付給電力公司20多萬元的費用。因此，濟中能源建議停止使用該變壓器。這是一個典型的設(shè)備配置不合理案例，造成的浪費也顯而易見。

2017年，濟中能源為蘇州工業(yè)園一家大型公寓園區(qū)搭建了園區(qū)能效管理平臺。平臺除了實時監(jiān)測園區(qū)的電力使用數(shù)據(jù)，同時還實時監(jiān)測園區(qū)水的使用數(shù)據(jù)。平臺上線后，發(fā)現(xiàn)園區(qū)的水泵夜間負(fù)荷較高。這種情況很不正常，因為夜間大多數(shù)人已不用水，水泵的負(fù)荷不應(yīng)如此高。因此，濟中建議園區(qū)物業(yè)立即請專業(yè)公司檢查水管是否有漏水。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，園區(qū)主輸水管道因地面沉降，發(fā)生錯位，嚴(yán)重漏水。據(jù)了解，這種狀況在園區(qū)已持續(xù)三年多。三年來，園區(qū)收上來的水費150萬元左右，但每年支付給自來水公司的費用達200萬元左右，中間差距40萬～50萬元。由于收支兩條線，并沒有立即引起重視。類似這樣的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象在大型園區(qū)并非個案。如果僅靠物業(yè)人工管理，很難及時發(fā)現(xiàn)這樣的問題。

運營優(yōu)化的典型案例首推華為的案例。華為坂田基地J區(qū)建筑面積4.25萬m2，總設(shè)計容量115 000 KVA，制冷系統(tǒng)全年運行，年能耗約為389萬kWh，占建筑總能耗的45%。濟中能源針對其3臺800RT冷凍機、1臺500RT冷凍機、配套水泵及冷卻塔等能耗設(shè)備相關(guān)參數(shù)進行采集，同時參考其近兩年能耗數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)及BA系統(tǒng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，將歷史數(shù)據(jù)匹配預(yù)測與物理模型預(yù)測相結(jié)合，用于制冷量的預(yù)測，應(yīng)用算法工具及專家規(guī)則庫，生成控制策略，指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)備運行。經(jīng)過當(dāng)?shù)刈顬檠谉岬南募?、8兩月的實施與驗證，平均節(jié)能率達9.8%，日均節(jié)能量為2 231 kWh，全年冷站系統(tǒng)的節(jié)能量約為36.7萬kWh，顯著降低了能源成本。

3 能源數(shù)字化不等于信息化

從大量的能源管理的案例中，本文可以看出，要克服以往能源管理的粗放狀況，務(wù)必進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。單純地依靠人工經(jīng)驗進行管理，勢必造成不準(zhǔn)確、不科學(xué)，要想對能源進行精細(xì)化、科學(xué)化管理，只有基于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)監(jiān)測和科學(xué)分析才能做到。

3.1 數(shù)據(jù)的采集

本文認(rèn)為要對能耗設(shè)備的能耗信息、運營信息和環(huán)境信息進行數(shù)字采集并形象化地展示出來，尤其是電看不見摸不著，只有把電的有關(guān)信息數(shù)據(jù)采集展示出來，才能了解它的來龍去脈，才能做到精細(xì)化管理。有關(guān)電能數(shù)據(jù)的采集按照國家標(biāo)準(zhǔn)是5至15 min刷新一次，而有家化工企業(yè)在搭建電力需求側(cè)管理平臺時提出要3 s刷新一次數(shù)據(jù)，原因是做到秒級數(shù)據(jù)的采集，可以通過數(shù)據(jù)分析明確電力故障的問題歸屬，避免以往電網(wǎng)、設(shè)施部、能源部與生產(chǎn)部之間的權(quán)屬不清的問題。

3.2 數(shù)據(jù)的存儲與治理

調(diào)研發(fā)現(xiàn)很多企業(yè)花重金采購了現(xiàn)代化的能耗設(shè)備，這些能耗設(shè)備自帶數(shù)據(jù)采集功能，但采集來的能耗和運營數(shù)據(jù)最多保留一周至一個月，然后自然消失，這不能不說是巨大的浪費。分散在各個設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不僅需要長期存儲，同時還需要歸集、清洗、篩選，保留有價值的數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)的分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.3 數(shù)據(jù)的分析處理應(yīng)用

數(shù)字化是要在整合信息化的基礎(chǔ)上，提升企業(yè)對數(shù)據(jù)的處理能力，從而進一步增加企業(yè)的效能。因此，數(shù)字化轉(zhuǎn)型關(guān)鍵在于對數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用能力，數(shù)字化不等于信息化，也不能僅僅止步于信息化，否則企業(yè)更大的效能就無法實現(xiàn)。僅僅實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集就好比在醫(yī)院做了個CT，如果沒有專家醫(yī)生分析CT片上給出的數(shù)據(jù)并開具處方，那么還是不能治好病。所以，真正意義上的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型首先是數(shù)字化（信息化），然后對數(shù)字進行存儲處理分析應(yīng)用，只有這樣才能實現(xiàn)業(yè)務(wù)的閉環(huán)，體現(xiàn)數(shù)字化的價值。

4 能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型價值

濟中能源在為300多家企業(yè)搭建能源管理平臺過程中，發(fā)現(xiàn)企業(yè)對能源管理平臺的需求側(cè)重點各不相同，而這些不同的需求點匯集起來正體現(xiàn)了能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的價值。

4.1 提升能源利用效率

能源領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型不同于其他行業(yè)的地方在于能源行業(yè)通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以獲得巨大的經(jīng)濟效益?；跀?shù)據(jù)分析的能源管理能夠及時有效地解決能耗設(shè)備配置不合理、跑冒滴漏、運營的不優(yōu)化等諸多能源浪費問題，本文稱之為管理節(jié)能。針對目前大多數(shù)企業(yè)仍處于能源粗放管理的現(xiàn)狀，管理節(jié)能勢在必行而且有巨大的發(fā)展空間。最近，濟中能源對一家水泥制造工廠的風(fēng)機進行了調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該工廠風(fēng)機系統(tǒng)年耗電量1.2億kWh，通過優(yōu)化運營有6.2%節(jié)能空間，年節(jié)電可達750萬kWh。

4.2 提升信息化管理水平

通過搭建能源管理平臺，實時采集能耗數(shù)據(jù)，憑借軟件的各種功能模塊，實現(xiàn)能源管理的各種應(yīng)用，比如在線自動定制生成報表，避免人工抄報的麻煩和不準(zhǔn)確，大大提升了勞動效率。再比如，計費功能模塊，準(zhǔn)確計量園區(qū)入駐企業(yè)能耗費用，避免不必要的糾紛。還有通過能耗對標(biāo)模塊，輕松實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部班組對標(biāo)和考核，同時實現(xiàn)行業(yè)對標(biāo)，發(fā)現(xiàn)自身的差距等。不少企業(yè)在搭建了能源管理平臺后，切實把平臺當(dāng)作日常能源管理的工具，不僅做到科學(xué)和精細(xì)化能源管理，而且大大提升了勞動效率。

4.3 為節(jié)能技改提供決策依據(jù)，實現(xiàn)智慧運維

本文采集了設(shè)備的基礎(chǔ)能耗數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析很容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備的能耗狀況和設(shè)備的利用率等信息，根據(jù)這些信息可以準(zhǔn)確判斷哪些設(shè)備需要進行技術(shù)改造以及這些設(shè)備需要改造的輕重緩急和時間順序。曾有一家世界500強的化工企業(yè)，在搭建了濟中能源電力需求側(cè)管理平臺后，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)1期生產(chǎn)線單耗較3期高出近10%，排查發(fā)現(xiàn)1期電機設(shè)備能效明顯偏低，于是及時對整條生產(chǎn)線的電機進行改造，結(jié)果平均每臺電機電流節(jié)省17 A，單耗降低70元/t，年能耗降低1 120萬元。

4.4 為合理配置新能源和儲能以及購售電碳交易等宏觀決策提供數(shù)據(jù)支撐

本文認(rèn)為要為企業(yè)或者園區(qū)配置能源站和建設(shè)儲能甚至是購售電碳交易等業(yè)務(wù)時，務(wù)必準(zhǔn)確了解需求側(cè)的準(zhǔn)確需求信息，否則僅憑拍腦袋，既不科學(xué)也不合理，人為造成巨大浪費和諸多麻煩。日積月累企業(yè)和園區(qū)的能源數(shù)據(jù)，可以為企業(yè)或者園區(qū)的能源管理產(chǎn)生的很多宏觀決策提供數(shù)據(jù)支撐，輕松科學(xué)決策。

4.5 提升品牌競爭力和社會影響力

能源是企業(yè)日常管理至關(guān)重要的一部分，直接關(guān)系到成本核算、管理水平、社會責(zé)任等方面。目前，國家在大力提倡打造智慧園區(qū)、智能制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等，所有這些其根本在于實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。而數(shù)字化轉(zhuǎn)型成功直接關(guān)系到企業(yè)的品牌以及競爭力和社會影響力。

以上五點只是對單個企業(yè)來說，能源領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的價值。當(dāng)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型累聚到一定量級時，濟中能源還可以通過大數(shù)據(jù)分析出行業(yè)能源使用報告，制訂行業(yè)能耗標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)能耗設(shè)備采購等一系列有價值的內(nèi)容，那時會發(fā)現(xiàn)數(shù)字就像“石油”，從原料衍生出很多應(yīng)用，直接主導(dǎo)社會、企業(yè)和日常生活的運轉(zhuǎn)，起到舉足輕重的作用。

5 五點建議

基于近十年在國內(nèi)能源領(lǐng)域進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索和實踐，本文認(rèn)為要想有效推進企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須在以下五個方面做好工作。

5.1 針對主要負(fù)責(zé)人進行宣傳教育

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是“一把手”工程。要不要數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個企業(yè)的重大宏觀決策，主要領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)識是否到位決定了工作是否能執(zhí)行到位。很多領(lǐng)導(dǎo)對數(shù)字化轉(zhuǎn)型缺乏足夠的認(rèn)識，他們往往重視“硬件”輕視“軟件”，重視“設(shè)備節(jié)能”輕視“管理節(jié)能”，重視“控制”輕視“分析”。他們對看得見摸得著的硬件設(shè)備愿意花重金購置，而對于看不見摸不著的軟件和管理不愿花大價錢。這種觀念若不能扭轉(zhuǎn)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將只能流于形式。

5.2 加大示范推廣力度

很多領(lǐng)導(dǎo)害怕?lián)?zé)任，不敢創(chuàng)新。提及能源管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，他們總要問服務(wù)商是否有成功案例，而且有時會強調(diào)在本地是否有。因此，主管部門肩負(fù)著在篩選優(yōu)質(zhì)服務(wù)商的同時多提供應(yīng)用場景和示范案例。一個活生生的案例勝過十次說教。

5.3 強化考核

對于那些執(zhí)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型不夠主動的企業(yè)就需要實行更嚴(yán)厲的考核。此前，蘇浙滬分別就能耗問題出臺了有關(guān)考核制度，比如浙江的“畝產(chǎn)論英雄”政策，上海出臺針對建筑單位能耗的考核等。至于數(shù)字化轉(zhuǎn)型也應(yīng)出臺配套的考核細(xì)則，務(wù)必加大考核力度，這樣才能確保轉(zhuǎn)型的順利推進。

5.4 資金支持

根據(jù)央行易綱行長2021年4月15日在“綠色金融和氣候政策”高級別研討會上的講話，在2030年前，中國碳減排每年需投入2.2萬億元（10年22萬億元的金融投入），2030-2060年，每年需投入3.9萬億元（30年117萬億元的金融投入）。在這樣的大背景下，數(shù)字化轉(zhuǎn)型應(yīng)落實綠色金融的實施細(xì)則。資金的支持是數(shù)字化轉(zhuǎn)型任務(wù)得以不折不扣完成的保障。

5.5 打通政策壁壘

一些地方政府和事業(yè)單位由于受收支兩條線的政策限制，談及節(jié)能往往動力不足，因為省下來的錢落不到自己口袋里。還有的企業(yè)在考慮數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面，首先考慮的是政策依據(jù)，如果不是政策要求做的，有些領(lǐng)導(dǎo)往往采取“與其多一事不如少一事”的策略，所以政策的配套與壁壘的消除是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)與前提。