能碳數(shù)字化下半場(chǎng)：行業(yè)化提速、AI和看得見(jiàn)的生產(chǎn)力

從時(shí)間線來(lái)看，如今我國(guó)距離實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)僅剩7年，而縱觀來(lái)看整個(gè)行業(yè)，不論是傳統(tǒng)能源廠商，還是互聯(lián)網(wǎng)廠商，能源數(shù)字化都已經(jīng)進(jìn)入到“跑馬圈地”的決賽圈。

誰(shuí)能更好得服務(wù)客戶全流程，誰(shuí)能更好得應(yīng)用AI，以及誰(shuí)能更快速得完成從供給側(cè)到需求側(cè)的滿足，誰(shuí)就會(huì)成為最終的能源數(shù)字化贏家。

作者|思杭

編輯|皮爺

出品|產(chǎn)業(yè)家

三年的能碳改造，換了幾套節(jié)能系統(tǒng)，最后工廠效果收益甚佳，同時(shí)工廠每年效益新增近百萬(wàn)——這種“不太可能”的投資回報(bào)比恰是當(dāng)前能源數(shù)字化領(lǐng)域不少項(xiàng)目的現(xiàn)狀。

在如今雙碳被反復(fù)提及的當(dāng)下，能源數(shù)字化走到哪了？

在能源數(shù)字化領(lǐng)域，一個(gè)明顯的趨勢(shì)是，數(shù)字化服務(wù)商所著眼的主力賽道十分明確，這與其他行業(yè)形成鮮明對(duì)比。在與不少能源數(shù)字化服務(wù)商和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)廠商交談過(guò)程中，一個(gè)公認(rèn)結(jié)論是，相較于其他賽道，企業(yè)往往會(huì)會(huì)選擇某一個(gè)精準(zhǔn)賽道。

“能源領(lǐng)域里的不同細(xì)分賽道所涉及的行業(yè)know-how相差甚遠(yuǎn)，互通性不高，門(mén)檻卻極高。而且能源行業(yè)項(xiàng)目周期長(zhǎng)，通常情況是‘跟蹤’完1～2家客戶后，已經(jīng)足夠支撐我們技術(shù)團(tuán)隊(duì)。”一位行業(yè)人士告訴產(chǎn)業(yè)家。

從客戶來(lái)看，能源行業(yè)的客戶大多分布在國(guó)央企，項(xiàng)目更為穩(wěn)定。在此背景下，數(shù)字化服務(wù)商只要在某一細(xì)分賽道“站穩(wěn)腳跟”，便意味著吃下了這塊蛋糕。

但在能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫切的當(dāng)下，另一個(gè)更重要的問(wèn)題則是，在服務(wù)商聚焦某一個(gè)賽道的模式下，能碳改造是否還可以成為全產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)配備？以及其想象力是否還能被完全釋放？

對(duì)此，本文將站在需求側(cè)和供給側(cè)的角度，來(lái)剖析當(dāng)前能源數(shù)字化走到哪了？以及一家工廠究竟是如何進(jìn)行能碳改造的？在其中企業(yè)又為其提供了怎樣的技術(shù)？

一、2024，能源數(shù)字化走到哪了？

“單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低2.5%左右”，這是2024年政府工作報(bào)告中最新的“發(fā)展主要預(yù)期目標(biāo)”。

實(shí)際上，近兩年不少國(guó)家都對(duì)碳減排提出了更為具體的目標(biāo)，一些國(guó)家甚至設(shè)置了碳排放上限。碳中和、碳達(dá)峰等等詞匯也被越來(lái)越多地寫(xiě)在各個(gè)國(guó)家的白皮書(shū)中。

中國(guó)宣布2060年前實(shí)現(xiàn)碳中，并計(jì)劃到2030年前達(dá)到碳排放峰值

加拿大政府承諾到2030年將溫室氣體排放量比2005年水平降低30%-40%，并力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)2050年碳中和；

英國(guó)立法規(guī)定到2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放；

…

而在這種迫切實(shí)現(xiàn)碳中和的背景下，工廠內(nèi)部究竟要如何實(shí)現(xiàn)能碳改造，進(jìn)行碳盤(pán)查和碳審計(jì)等工作也更為重要。

目前，全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)覆蓋年二氧化碳排放量約51億噸，納入重點(diǎn)排放單位的有2257家。這其中，碳排放集中的行業(yè)主要在發(fā)電、鋼鐵、建材、有色、石化、化工、造紙、航空等重點(diǎn)行業(yè)。有數(shù)據(jù)表明，單是這8個(gè)行業(yè)的二氧化碳排放量就占到了全社會(huì)總排放量的75%左右。

2021年，發(fā)電行業(yè)的碳排放權(quán)交易市場(chǎng)正式啟動(dòng)交易。而在燃煤、風(fēng)力、光伏及核能等所有的發(fā)電方式中，燃煤發(fā)電在未來(lái)五年都仍是“壓艙石”一樣的存在。而火電行業(yè)的能碳改造也因此迫在眉睫。

通常來(lái)講，一家工廠在進(jìn)行能碳改造之前，都需要先清晰了解自身的碳排放數(shù)據(jù)和能源數(shù)據(jù)。

第一步是對(duì)整個(gè)工廠的能源進(jìn)行審計(jì)，評(píng)估工廠當(dāng)前的能源使用情況和碳排放水平，確定能效提升和減排的潛力。而這里所涉及到的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)便是碳盤(pán)查和碳審計(jì)。

以發(fā)電廠為例，企業(yè)的直接排放和間接排放是需要分開(kāi)計(jì)算的，前者是指企業(yè)自身運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的排放；而后者則是在生產(chǎn)過(guò)程中投入的電、熱、蒸汽所產(chǎn)生的排放。除了直接排放和間接排放，還有一種是在整個(gè)供應(yīng)鏈和產(chǎn)品使用過(guò)程中的排放，被稱為“其他間接排放”。

確定了碳排放的范圍后，企業(yè)才能夠針對(duì)能源消耗、原材料使用、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，最后進(jìn)行排放計(jì)算。整個(gè)過(guò)程就是碳盤(pán)查的全部流程。

然而，碳資源管理僅僅是企業(yè)進(jìn)行能碳改造的第一步。最重要的部分需要能源數(shù)字化服務(wù)商、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等企業(yè)的參與。比如企業(yè)的生產(chǎn)工藝優(yōu)化、設(shè)備升級(jí)，以及通過(guò)能源管理系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工廠能效從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。

在這種迫切的能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的背景下，一些能源央企早已提前布局。

比如國(guó)家電網(wǎng)自2020年以來(lái)在數(shù)字新基建領(lǐng)域投入247億元，包括部署電網(wǎng)數(shù)字化平臺(tái)、電力物聯(lián)網(wǎng)、能源大數(shù)據(jù)中心建設(shè)；南方電網(wǎng)以“電力+算力”支撐綠色能源供給體系，創(chuàng)新提出建設(shè)數(shù)字電網(wǎng)；再比如華潤(rùn)集團(tuán)提出“智慧華潤(rùn)2028”的發(fā)展愿景，在“十四五”時(shí)期，各產(chǎn)業(yè)全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，到2028年，初步實(shí)現(xiàn)智能化。

上述種種能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型案例都只是如今零碳時(shí)代下的一個(gè)縮影。而在能源企業(yè)按下“減排”加速鍵的同時(shí)，另一側(cè)的能源數(shù)字化服務(wù)商也同樣感受到了水溫的變化。

二、路線之上：誰(shuí)在提供最真實(shí)的能碳生產(chǎn)力？

如果在2030年按預(yù)期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰這樣的目標(biāo)，一個(gè)問(wèn)題也隨之被擺在臺(tái)面——現(xiàn)在能源數(shù)字化服務(wù)商能達(dá)到的降碳上限是多少？

在回答這個(gè)問(wèn)題之前，幾個(gè)更為重要的問(wèn)題是，能源數(shù)字化服務(wù)商究竟是如何為工廠進(jìn)行能碳改造的？在過(guò)去幾年里，其底層模型發(fā)生了哪些變化？以及未來(lái)還會(huì)有哪些更好的方式來(lái)幫助工廠節(jié)能降碳？

根據(jù)《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》顯示，在2030年之前，我國(guó)的電力調(diào)度控制體系都還停留在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算等智能化技術(shù)層面；等到了2030年，數(shù)字化手段將進(jìn)一步升級(jí)，比如聚合各類可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲(chǔ)能資源，實(shí)現(xiàn)靈活接入、精準(zhǔn)控制，從而提升電網(wǎng)靈活性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

事實(shí)也的確如此。目前市面上的能源數(shù)字化服務(wù)商，其底層技術(shù)大多都圍繞著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字孿生和邊緣技術(shù)等展開(kāi)的。

通常來(lái)講，如果分三層來(lái)透視能源數(shù)字化服務(wù)商的底層技術(shù)，那么中間層會(huì)是如何進(jìn)行能源數(shù)據(jù)的收集、監(jiān)控和優(yōu)化。通常來(lái)講，收集、監(jiān)控和優(yōu)化是由三種技術(shù)搭配下才能實(shí)現(xiàn)的，它們分別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、能源管理系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析。

而更為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是目前能源數(shù)字化的“深水區(qū)”，即從單個(gè)設(shè)備節(jié)能跨向多個(gè)場(chǎng)景、多個(gè)設(shè)備的節(jié)能。雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以做到連接和管理多種能源設(shè)備和傳感器，但是如何將這些從多個(gè)設(shè)備收集上來(lái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，再通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控讓它們回到不同的設(shè)備端上，卻是一個(gè)較為棘手的難題。

所以，這就需要云計(jì)算平臺(tái)來(lái)發(fā)揮作用，也是能源數(shù)字化服務(wù)商的最底層技術(shù)。云平臺(tái)能提供的除了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理和分析能力，更為重要的是能夠支持能源管理服務(wù)的可擴(kuò)展性和靈活性。

而這也是垂直的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與百度智能云、華為云、阿里云、騰訊云等一眾云廠商的最大區(qū)別。前者雖然在各自領(lǐng)域有更為垂直的行業(yè)know-how經(jīng)驗(yàn)，但后者所具備的靈活性也正是不少垂直工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)所欠缺的。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，從單個(gè)設(shè)備到多設(shè)備的節(jié)能，不僅需要物聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)“傳輸”并“匯總”到一起，也更需要云計(jì)算來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)并進(jìn)行靈活的計(jì)算。這樣一來(lái)，才能夠徹底突破節(jié)能天花板。

最后，能源數(shù)字化服務(wù)商的最上層技術(shù)就是如何與用戶交互。對(duì)此，像泛能網(wǎng)、蘑菇物聯(lián)等工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)都有自己的移動(dòng)端，可以將從設(shè)備端傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，再傳到工廠設(shè)備工人的移動(dòng)端上。

在路徑之外，另一個(gè)需要被關(guān)注的指標(biāo)則是“降碳上限”。

雖然目前對(duì)于降碳上限還沒(méi)有一個(gè)公開(kāi)的數(shù)據(jù)，但通過(guò)從多家能源數(shù)字化服務(wù)商了解下來(lái)，三年前這個(gè)數(shù)字還是10%，而如今已經(jīng)有不少?gòu)S商可以實(shí)現(xiàn)30%的降碳水平，比如泛能網(wǎng)、蘑菇物聯(lián)、遠(yuǎn)景，以及阿里云和華為云在內(nèi)的一些互聯(lián)網(wǎng)廠商。

三、能碳改造的想象力有多大？

未來(lái)五年，能碳改造會(huì)釋放多大想象力？

這個(gè)問(wèn)題提出的背景是，目前已經(jīng)有一些潛在技術(shù)被看見(jiàn)，并且不少已經(jīng)投入到能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的項(xiàng)目當(dāng)中。

以我國(guó)碳減排的重點(diǎn)領(lǐng)域——電力行業(yè)為例，想要減少對(duì)石油的依賴，在不久的將來(lái)新能源就將成為主力能源。一個(gè)近兩年都更為明顯的趨勢(shì)是，新能源電動(dòng)車(chē)的興起。而實(shí)際上，新能源電動(dòng)車(chē)占比越來(lái)越高，并非為了建設(shè)，而是運(yùn)營(yíng)。能否把實(shí)時(shí)產(chǎn)生的新能源物盡其用，關(guān)鍵就在于怎么把用戶側(cè)運(yùn)營(yíng)好。

對(duì)此，在相關(guān)的國(guó)家政策當(dāng)中，提到了一個(gè)新的市場(chǎng)主體——虛擬電廠。而早在2021年，我國(guó)就不斷出臺(tái)虛擬電廠支持政策，鼓勵(lì)通過(guò)虛擬電廠發(fā)揮負(fù)荷側(cè)能力；到了2022年，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等九部門(mén)更是聯(lián)合印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，把虛擬電廠定性作為主要示范。

等到了2023年，虛擬電廠試點(diǎn)就已經(jīng)遍布到在廣東、陜西、山東、浙江、上海、深圳等多個(gè)城市。

那么具體而言，究竟什么是虛擬電廠？它又能發(fā)揮怎樣的作用？

簡(jiǎn)單來(lái)理解，虛擬電廠之所以被稱為“虛擬”電廠，是因?yàn)樗m然名為“電廠”，但虛擬電廠并不是一個(gè)實(shí)際的發(fā)電站，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的、集中控制的電力資源池。

它可以將多個(gè)小型、分散的能源發(fā)電單元整合到一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)中，最后再進(jìn)行集中控制。而有研究表明，虛擬電廠在雙碳行動(dòng)中的貢獻(xiàn)十分大。

據(jù)國(guó)網(wǎng)測(cè)算，通過(guò)建設(shè)煤電機(jī)組滿足其經(jīng)營(yíng)區(qū)內(nèi)5%的峰值負(fù)荷，需要投資4000億建設(shè)電廠并配套電網(wǎng)，而根據(jù)36氪研究院測(cè)算，虛擬電廠的投資規(guī)模僅為500-600億元，這意味著虛擬電廠的投資額僅需要火力發(fā)電廠的1/8-1/10。

滿足5%的峰值負(fù)荷的不同方案投資金額對(duì)比（億元）

因此，在我國(guó)用電負(fù)荷不容樂(lè)觀的情況下，類似于虛擬電廠這種更為智能化的能碳改造設(shè)備則是一種必要。

此外，在技術(shù)本身層面，伴隨近兩年AI大模型在國(guó)內(nèi)“狂飆”的趨勢(shì)，能源數(shù)字化廠商也在越來(lái)越多地與智能化結(jié)合。

然而，從整個(gè)供給側(cè)市場(chǎng)上來(lái)看，大模型對(duì)于能源數(shù)字化的智能改造還并不深，大多數(shù)都停留在交互層面，還未能更為實(shí)際地提高工廠的生產(chǎn)力或者工廠效能。

但值得注意的是，從去年到今年，一些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)大模型的認(rèn)知已經(jīng)發(fā)生了變化：從過(guò)去對(duì)于大模型可能無(wú)法應(yīng)用到真正生產(chǎn)當(dāng)中，逐漸過(guò)渡到通過(guò)AI大模型進(jìn)行智能改造的嘗試當(dāng)中。

比如去年7月18日華為聯(lián)合山東能源集團(tuán)和云鼎科技共同推出的盤(pán)古礦山大模型，產(chǎn)品底層技術(shù)主要依賴于視覺(jué)識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等技術(shù)。

在采煤、掘進(jìn)環(huán)節(jié)中，盤(pán)古礦山大模型可以對(duì)機(jī)器的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。而在煤炭生產(chǎn)的最后關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即焦化環(huán)節(jié)中，盤(pán)古礦山大模型可以通過(guò)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，對(duì)焦?fàn)t的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，如是否有滲漏、是否有爆炸、是否有超標(biāo)排放等。

而這就涉及到了節(jié)能和減排。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，盤(pán)古礦山大模型的應(yīng)用，可以達(dá)到能耗降低20%，排放降低30%的水平。

再比如泛能網(wǎng)，據(jù)了解如今已經(jīng)將AI應(yīng)用到數(shù)字孿生場(chǎng)景中，可以遠(yuǎn)程幫助企業(yè)進(jìn)行能碳的改造和實(shí)際真實(shí)場(chǎng)景的模擬，一方面進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，另一方面保證方案實(shí)行的安全性和可靠性。

從時(shí)間線來(lái)看，如今我國(guó)距離實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)僅剩7年，而縱觀來(lái)看整個(gè)行業(yè)，不論是傳統(tǒng)能源廠商，還是互聯(lián)網(wǎng)廠商，能源數(shù)字化都已經(jīng)進(jìn)入到“跑馬圈地”的決賽圈。

誰(shuí)能更好得服務(wù)客戶全流程，誰(shuí)能更好得應(yīng)用AI，以及誰(shuí)能更快速得完成從供給側(cè)到需求側(cè)的滿足，誰(shuí)就會(huì)成為最終的能源數(shù)字化贏家。