數(shù)字化技術(shù)如何幫助工業(yè)減碳

在歐洲碳邊境調(diào)節(jié)機制（CBAM）、電池法案等各種貿(mào)易規(guī)則的影響下，鋼鐵、鋁業(yè)等高耗能產(chǎn)業(yè)和儲能、動力電池等新興產(chǎn)業(yè)在出口市場正面臨越來越嚴格的減碳要求。與此同時，汽車、科技、消費等行業(yè)的跨國龍頭企業(yè)，許多都提出了自身的減碳時間表，它們不僅要實現(xiàn)自身運營的碳中和，也要求供應(yīng)鏈上下游達到相應(yīng)的減碳目標。多重因素下，工業(yè)領(lǐng)域的減碳愈發(fā)重要。

中國信息通訊研究院副總工程師史德年近日接受《財經(jīng)》專訪時表示，如果考慮電力和熱力間接排放，中國工業(yè)領(lǐng)域（包括制造業(yè)和采礦業(yè)）的二氧化碳排放占全國總排放的70%左右。鋼鐵、石化化工、建材、有色這些子行業(yè)占到了工業(yè)領(lǐng)域總碳排放的80%左右，由于高能耗、高排放的特點，其減碳需求更加迫切。這些行業(yè)對我國實現(xiàn)“雙碳”目標有著重要影響，因此必須加大減碳力度以實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。

推進工業(yè)企業(yè)減碳，除了需要能源綠色轉(zhuǎn)型，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用也能幫助提高能源效率、減少碳排放、盤清碳資產(chǎn)，從而助力工業(yè)減碳。2022年7月，工信部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合下發(fā)《工業(yè)領(lǐng)域碳達峰實施方案》，提出以數(shù)字化智能化賦能綠色化，推動數(shù)字賦能工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，強化企業(yè)需求和信息服務(wù)供給對接，加快數(shù)字化低碳解決方案應(yīng)用推廣。

高耗能行業(yè)是工業(yè)減排重點。2024年1月，中國信息通信研究院發(fā)布《數(shù)字碳中和——工業(yè)篇》報告，報告表示，基于目前數(shù)字技術(shù)在流程制造業(yè)中的應(yīng)用情況，主要通過能源管控、生產(chǎn)過程自動化控制、副產(chǎn)物回用、系統(tǒng)集成控制四大方面助力工業(yè)碳減排。報告預(yù)測，未來十年，現(xiàn)有數(shù)字技術(shù)將分別助力鋼鐵、石化化工、建材三大重點行業(yè)分別減少5%-20%、6%-16%、3%-9%的碳排放，賦能潛力正處于快速增長期。隨著新興數(shù)字技術(shù)涌現(xiàn)，減排潛力還會更大。

工業(yè)企業(yè)面臨怎樣的減排挑戰(zhàn)，數(shù)字化技術(shù)如何能夠幫助工業(yè)企業(yè)減碳，又面臨哪些困難。

《財經(jīng)》：“雙碳”正在成為全行業(yè)的趨勢，除了政策風(fēng)向，對工業(yè)制造業(yè)企業(yè)而言，有哪些現(xiàn)實的約束讓減碳成為一門必修課？在您看來，哪些行業(yè)的減碳需求更加迫切？

史德年：在“雙碳”目標下，工業(yè)企業(yè)面臨著一系列現(xiàn)實約束。首先，全球范圍內(nèi)對碳排放的限制越來越多也越來越嚴格，企業(yè)不得不加強碳減排工作以保證市場。比如歐盟的碳關(guān)稅（CBAM），對鋼鐵、鋁等產(chǎn)品都提出了碳關(guān)稅的要求；《新電池法規(guī)》中也對電池產(chǎn)品的碳足跡提出了要求。這些外部因素都驅(qū)使企業(yè)不得不關(guān)注減碳。

其次，市場對低碳產(chǎn)品的需求日益增長，供應(yīng)鏈上下游都更傾向于選擇低碳環(huán)保的產(chǎn)品，這也促使企業(yè)積極減碳以提升產(chǎn)品競爭力。

此外，在綠色低碳成為全球趨勢的情況下，企業(yè)考慮到自身形象和聲譽，通過積極參與減碳行動提升企業(yè)形象和品牌價值。

工業(yè)脫碳需要圍繞重點子行業(yè)開展。如果考慮電力和熱力間接排放，我國工業(yè)領(lǐng)域（包括制造業(yè)和采礦業(yè)）的二氧化碳排放占全國總排放的70%左右。鋼鐵、石化化工、建材、有色這些子行業(yè)占到了工業(yè)領(lǐng)域總碳排放的80%左右，由于高能耗、高排放的特點，其減碳需求更加迫切。這些行業(yè)對我國實現(xiàn)“雙碳”目標有著重要影響，因此必須加大減碳力度以實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。

《財經(jīng)》：在利用數(shù)字技術(shù)推動碳中和方面，國外有哪些值得借鑒的典型政策實踐？

史德年：發(fā)達國家采取了頂層設(shè)計、技術(shù)聯(lián)盟、資金支撐等多項舉措，推動數(shù)字技術(shù)在工業(yè)碳減排中的應(yīng)用。

在政策布局方面，美國發(fā)布《工業(yè)脫碳路線圖》，提出加強智能制造和先進的數(shù)據(jù)分析，以提高制造過程中的能源生產(chǎn)力。歐盟在2022年6月發(fā)布了綠色與數(shù)字化雙重轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略，即《2022年戰(zhàn)略前瞻報告：在新的地緣政治背景下實現(xiàn)綠色與數(shù)字化轉(zhuǎn)型》，該報告確定了十個關(guān)鍵行動領(lǐng)域，目標是最大限度地發(fā)揮歐盟在氣候和數(shù)字雄心之間的協(xié)同作用。日本在《2050年碳中和綠色增長戰(zhàn)略》提出要加快制定制造業(yè)、企業(yè)和區(qū)域的數(shù)字化方案，推進利用數(shù)字技術(shù)促進地區(qū)二氧化碳減排示范。

第二，在集聚行業(yè)力量、引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，歐盟召集愛立信、谷歌、西門子、思科等26家ICT龍頭企業(yè)成立歐洲綠色化數(shù)字化聯(lián)盟，簽署《支持歐盟綠色和數(shù)字化轉(zhuǎn)型宣言》，合作制定能源、制造、交通、農(nóng)業(yè)、建筑等領(lǐng)域綠色化數(shù)字化轉(zhuǎn)型指導(dǎo)方案。

第三，在資金支持方面，美國能源署提供85億美元貸款擔(dān)保，支持利用數(shù)字技術(shù)減少或隔離溫室氣體排放。2021年歐盟“地平線歐洲”計劃提供7.24億歐元用于支持制造業(yè)和建筑業(yè)的數(shù)字化并減少行業(yè)碳足跡?！暗仄骄€歐洲”計劃是歐盟支持科學(xué)研究和創(chuàng)新的一項旗艦科學(xué)項目，其2021至2027年預(yù)算達955億歐元。今年3月，歐盟委員會通過了“地平線歐洲”計劃的第二個戰(zhàn)略規(guī)劃（2025年至2027年），重點也是聚焦綠色轉(zhuǎn)型和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

《財經(jīng)》：對中國而言，如何優(yōu)化頂層政策設(shè)計來推動用數(shù)字化來減碳？綜合國外和國內(nèi)情況，您有怎樣的建議？

史德年：我國關(guān)于減碳已經(jīng)出臺了一系列政策。運用數(shù)字手段推動碳減排，涉及發(fā)改、工信、網(wǎng)信、生態(tài)環(huán)保、能源等多個部門，應(yīng)該加強部門合力，在出臺數(shù)字化綠色化融合發(fā)展的頂層設(shè)計文件時，明確各部門職責(zé)，建立協(xié)同聯(lián)動機制，加強監(jiān)督管理和資金人才等關(guān)鍵要素支持，形成齊抓共管的格局。

同時，在技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用上，還需要加大政策支持力度，提供稅收優(yōu)惠、資金扶持等措施。

中國作為世界大國，還要積極開展國際合作與交流，共同推動全球數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型進程。

《財經(jīng)》：鋼鐵、石化、建材是三大傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)，是國民經(jīng)濟重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，但其能耗及碳排放貢獻較大，節(jié)能減排面臨艱巨挑戰(zhàn)。數(shù)字化技術(shù)能夠如何幫助這三大行業(yè)進行綠色低碳轉(zhuǎn)型？有哪些典型的應(yīng)用場景？

史德年：鋼鐵、石化、建材是傳統(tǒng)工業(yè)，也是排放大戶。對于三大傳統(tǒng)行業(yè)而言，數(shù)字技術(shù)可賦能行業(yè)企業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)到生產(chǎn)制造，再到倉儲運輸、回收利用以及企業(yè)運營管理服務(wù)的全流程碳減排。

通過利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)，對產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、資源消耗數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)等多樣化數(shù)據(jù)進行分類整合、統(tǒng)計分析，搭建生產(chǎn)過程模擬模型、能耗預(yù)測模型、碳排放預(yù)測模型、環(huán)境質(zhì)量模型等數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)能源實時調(diào)度、設(shè)備聯(lián)動運行、智能排產(chǎn)、碳管理、環(huán)境質(zhì)量管理等功能，達到提升生產(chǎn)效率、能源效率、資源效率和環(huán)保效率的效果。

具體而言，三大行業(yè)有很多共性的應(yīng)用場景，比如低碳產(chǎn)品設(shè)計、能源智慧管理、自動化生產(chǎn)、智能排產(chǎn)、供應(yīng)鏈協(xié)同、碳資產(chǎn)數(shù)字化管理等。但這些場景應(yīng)用落地時，則需要針對具體的行業(yè)企業(yè)的工藝特點、生產(chǎn)情況等進行設(shè)計開發(fā)和應(yīng)用。鋼鐵和石化的需求不一樣，大企業(yè)和小企業(yè)的情況不一樣，即便是同一行業(yè)，不同企業(yè)的信息化水平、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的難度都不一樣，要一企一策。

針對生產(chǎn)制造過程和企業(yè)運維管理的應(yīng)用場景是目前主要的實踐方向。例如我們調(diào)研的某鋼鐵企業(yè)，建設(shè)了5G＋工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的鋼鐵智能工廠，生產(chǎn)效率提升5倍-10倍，能源使用效率自然也得到了改善，從而減少了產(chǎn)品的碳排放；某石化企業(yè)提出了碳資產(chǎn)管理解決方案，覆蓋煉化企業(yè)煉、化、銷全流程，推進企業(yè)碳資產(chǎn)管理精細化轉(zhuǎn)型；某水泥智能工廠以運行、維護保障、智能管理為三大平臺，自投入運行以來，生產(chǎn)效率提升超過20%、資源綜合利用率提升約5%、碳減排超過2.5萬噸/年。

這些數(shù)字化手段，目前大型企業(yè)已開展了很多應(yīng)用。應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)一開始也并不是單純?yōu)榱私鉀Q減碳問題，而是提高生產(chǎn)效率，降低能耗，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。同時除了通過提高效率減碳，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)也在碳資產(chǎn)的管理上更加精準。

《財經(jīng)》：頭部企業(yè)往往更有能力和意識去主動減碳，這些數(shù)字化技術(shù)減碳的應(yīng)用要推廣開來，面臨哪些困難和挑戰(zhàn)？

史德年：頭部企業(yè)確實在資金、技術(shù)、人才上的儲備都要更好一些。要進一步推廣全行業(yè)的減碳，最主要的挑戰(zhàn)一方面是雖然企業(yè)的相關(guān)認知已有提升，但經(jīng)濟成本仍是關(guān)鍵阻礙。數(shù)字賦能低碳改造的投資和收益回報不清晰，傳統(tǒng)制造企業(yè)尤其是中小企業(yè)的利潤率較低，會更關(guān)注短期的產(chǎn)出和收益，加上數(shù)字技術(shù)如果需要更新設(shè)備，那對于正處于使用壽命尚處于前期的設(shè)備，會由于提前退役產(chǎn)生擱淺成本。這些原因都使得企業(yè)缺乏數(shù)字化綠色化轉(zhuǎn)型動力。

另一方面，雖然數(shù)字技術(shù)被廣泛應(yīng)用但關(guān)鍵核心技術(shù)依然面臨“卡脖子”難題。關(guān)鍵核心技術(shù)對外依存度較高，我國高端芯片、工業(yè)控制軟件、核心元器件、基本算法等與數(shù)字產(chǎn)業(yè)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)仍然受制于外。芯片傳感器等材料可靠性耐用性不能滿足制造業(yè)高溫、酸堿等特定環(huán)境，導(dǎo)致綠色低碳等相關(guān)的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集困難。

《財經(jīng)》：您對推動企業(yè)減碳有哪些建議？

史德年：對于增強企業(yè)轉(zhuǎn)型動力的問題，除了財稅、金融政策的扶持，還可以通過完善市場機制，鼓勵企業(yè)積極開展數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型。例如，推廣綠色低碳產(chǎn)品和服務(wù)，提高消費者對綠色低碳產(chǎn)品的認知度和接受度；加快建設(shè)碳排放權(quán)交易市場，通過市場化的行為推動企業(yè)降低碳排放。

對于關(guān)鍵技術(shù)問題，人才是核心要素。需要大力加強人才培養(yǎng)和引進，培養(yǎng)一批兼?zhèn)湫畔⑼ㄐ?、能源、環(huán)保等多領(lǐng)域?qū)I(yè)技能的復(fù)合型人才，為研發(fā)數(shù)字技術(shù)、開發(fā)應(yīng)用場景、促進企業(yè)數(shù)字化綠色化融合提供有力的支撐。同時，加強行業(yè)間的合作與交流，共享數(shù)字化綠色化轉(zhuǎn)型的經(jīng)驗和技術(shù)，推動整個行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。