碳中和领域的数智化实践简析报告丨甲子光年智库

出品机构：甲子光年智库报告指导：宋涛报告撰写：刘瑶发布时间：2022.06 目录Part 01碳中和概念从理论化走向实践Part 02碳中和实践，数智化服务厂商的机遇Part 03碳中和落地实践典型案例解析1.0阶段：金石之策，“碳中和”概念的诞生对于发展具有重要价值2.0阶段：身体力行，“碳中和”概念实践落地仍需探索前行 1.1.1 碳中和1.0阶段，政策指导顶层设计“1+N”政策体系保证碳中和结合实际科学发展“+ ”政策体系N12020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论中提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”2021年10月24日《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》发布《2030年前碳达峰行动方案》作为“+N”中的首部政策文件，在目标、原则、方向等方面与意见保持有机衔接，更加聚焦在2030年实现碳达峰目标的路径部署优化能源结构推动产业和工业优化升级推进节能低碳建筑和低碳设施构建绿色低碳交通运输体系发展循环经济，提高资源利用效率推动绿色低碳技术创新发展绿色金融以扩大资金支持和投资出台配套经济政策和改革政策实施基于自然解决方案能源工业建筑交通资源回收技术驱动建立完善碳交易市场公共资金引导配套法律法规市场定价驱动生态碳汇碳降路径保障措施配套措施阐述了党中央对碳达峰、碳中和工作进行的系统谋划和总体部署首次提及碳中和2020年2021年3月5日，2021年国务院政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构2021年结合实际科学开展 31个省市将推动“双碳”目标的具体目标写入《十四五规划发展目标及规划》及《2021年重点工作目标》，截至5 月中旬，已有江西、广西、湖南等10省公布了地方碳达峰行动方案结构上，10省行动方案均与国家方案一致（均包括总体目标、清洁能源、产业结构、交通运输、城乡建设、生态碳汇及配套措施等章节）；内容上，强调控制传统能源消费增长，但又明确传统能源在调峰、应急方面的兜底作用；严格限制“两高”行业；强化交通基础设施建设✓江苏要求到2030年，单位地区生产总值能耗、单位地区生产总值二氧化碳排放持续下降，非化石能源消费比重、森林覆盖率持续提升，二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降，为实现碳中和提供强有力支撑✓浙江提出到2030年，非化石能源消费比重达到30%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到5400万千瓦以上✓四川则要求到2030年，经济社会发展全面绿色转型取得显著成效，重点耗能行业能源利用效率达到国际国内先进水平，二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降✓湖南提出到2030年，全省单位地区生产总值能耗和二氧化碳排放下降率完成国家下达目标任务，非化石能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到4000万千瓦以上✓......仅2022年第一季度，各部委出台政策18条。地方出台政策61条，江苏、四川、山东、上海、浙江等省市都出台了不止一项“双碳”相关的政策上海、广东等多个省市都在探索碳普惠的新路径、新模式•广东省碳普惠交易管理办法（征求意见稿）出台•上海市生态环境局就《上海市碳普惠机制建设工作方案》公开征求意见•......1.1.2金石之策，碳中和已受广泛认可多个省市接连发布政策推动“双碳”目标 “......中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。这是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用时间，需要中方付出艰苦努力。”——国家主席习近平，2021年4月22日中国是全球最大的二氧化碳排放国，2019年二氧化碳排放量占全球总排放量的29.4％，比美国(14.4％)、印度(6.9％)和俄罗斯(4.5％)的总和还要多。中国能源消费仍然以煤炭、石油、天然气等化石能源为主，特别是煤炭比重占一半以上。2019年，中国能源消费总量为70.8×108t油当量，煤炭占58％，石油占19％中国从碳达峰到碳中和经历只有短短30年，即碳达峰后需要快速下降，走向碳中和。欧盟承诺的碳达峰到碳中和时间为60～70年，缓冲时间是中国的2倍123二氧化碳总量高能源结构不合理未来缓冲时间短•电力：新能源发电、储能技术、碳捕集与封存......•交通：电动车、燃料电池动力、动力效率提升......•物流：绿色能源替代、物流智能调度......•城市管理：智慧政务管理技术、智能电力配置......•工业：清洁燃料替代、能效提升、人工碳转换......•建筑：分布式能源、清洁供热替代、新型建筑材料......•农业：农机电气化、限制作物燃烧、秸秆还田......•生活：绿色出行、电子产品回收、垃圾分类......•办公：无纸化办公、商业办公楼智能控制......•金融：碳交易......碳中和涉及目前所有的行业1.1.3 碳中和领域是挑战与机遇并存碳中和的目标实现需要多行业努力 目录Part 01碳中和概念从理论化走向实践Part 02碳中和实践，数智化服务厂商的机遇Part 03碳中和落地实践典型案例解析1.0阶段：金石之策，“碳中和”概念的诞生对于发展具有重要价值2.0阶段：身体力行，“碳中和”概念实践落地仍需探索前行 累计碳排放总量碳达峰排放量时间控碳阶段减碳阶段低碳阶段中和阶段“要进一步完善能耗“双控”制度，新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制。要健全“双碳”标准，构建统一规范的碳排放统计核算体系，推动能源“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。”——习近平，中共中央政治局第三十六次集体学习*实践路径排放量及时间规划仅为示意图方便理解第一步为“控碳阶段”，控制二氧化碳排放总量，新能源技术完成大部分的研发、应用及示范，低碳化的改造可能超过半数完成第二步为“减碳阶段”，争取基本完成交通领域和建筑领域的低碳化改造......第三步为“低碳阶段”，风、光发电及制氢作为能源主力，经济适用的储能技术基本成熟......第四步为“中和阶段”，智能化、低碳化的电力供应系统得以建立......1.2.1 碳中和2.0阶段来临：实践如何落地控碳成为碳中和及碳达峰的最重要手段 “控碳”是企业当下的必然选择，“控碳”方式有多个路径选择落地实践中，企业需要先找到“突破点”，而现有的能源结构决定了“提效节约能源”是最立竿见影的方式企业控碳减低碳排放提升碳吸收降低能耗总量改变能源能源结构业务转型或降低目标提效节能减排生物固碳碳基吸收1.2.2 提效节能减排是企业“控碳”的突破点企业控碳需要考虑短期实现与性价比企业控碳的实践路径示意图 1.2.3 数字化及智能化技术帮助企业“提效节能减排”数字化技术及智能化技术是当下企业破局“碳双控”的最佳武器93.7%92.8%对头部企业高管的调研显示，94%的企业愿意将数字化用于企业碳治理近93%的企业高管认为通过数字化管理软件，实现能源优化数字化技术及智能化技术作为可以在企业生产端到端过程中以及资产全生命周期管理中广泛应用的新兴技术,能帮助企业快速提高生产制造和能源使用效率，可以大规模投入使用，并快速带来明显的改善效果，是当下企业破局“碳双控”的最佳武器 碳排放与碳吸收的数据监测碳达峰与碳中和的路径规划低碳及非碳能源的使用节能减排碳基能源的循环利用生态固碳...碳达峰与碳中和的实践方式碳排放与碳吸收的数据测算规划的效果反馈及预测大数据及人工智能数字孪生区块链技术数据支持数据分析参数优化智能分析数据挖掘数据挖掘趋势预测实时优化建模仿真分析模拟激励减排交易风控反欺诈......1.2.4 数据及智能技术实现碳中和实践闭环数据及智能技术围绕数据支持、分析、优化、分析及预测等角度展开 1.2.5 数智化技术的一大优势是调解供给侧和消费侧的协调经济活动影响及减排路径下的不确定性可以通过数智化技术解决数智化技术有效促进能源供给侧和消费侧的协调✓在能源供给环节，云平台、大数据等数字技术可以提高能源采集效率与在线互联程度，实现能源供给环节的集约化、数据化、精细化，为能源生产运行提供安全可靠的技术支撑✓在能源消费环节，人工智能等数字技术将颠覆传统的能源消费理念，催生新的能源消费方式，推动各行业的消费转变，降低能源消耗量及消耗强度数智化技术在能源行业的深入应用助推能源清洁生产。✓云计算、人工智能、物联网、分布式管理等数字技术，运用到能源生产、输送、交易、消费和监管等各个环节数智化技术创新能源新模式、新业态，推动能源绿色消费。✓电力、石油、天然气等系统为核心的能源消费体系。该体系内部刚性关联日益增强，整体上又表现出较强的独立性，因而造成能源系统整体效率偏低，并成为能源产业转型升级和结构调整的障碍。✓数字技术的应用既能优化整合能源业务，打破“能源竖井”，实现柔性融合，促进整个产业链的效率提升经济活动影响减排路径不确定性 目录Part 01碳中和概念从理论化走向实践Part 02碳中和实践，数智化服务厂商的机遇Part 03碳中和落地实践典型案例解析数智化的科技服务在“碳中和”领域的落地场景数智化科技服务厂商特点简析 2.1.1碳中和数智化场景概览数智化技术从建立高效能源体系及生产生活方式变革两个方面实现碳排放碳移除碳管理能源供给能源消费传统能源清洁能源工业建筑交通电力碳汇技术固碳提升供能效率，降低环境破坏程度解决清洁能源消纳与稳定智能化绿色制造、能源管理全生命周期降低建筑能耗智能交通工具、提升运输组织效率发、输、变、配、用的全周期管理提升生态固碳效率提升封存转化效率碳核算监测、碳交易、碳金融等生产方式的绿色变革构建清洁低碳安全高效能源体系碳达峰碳中和 生产能源计量企业能耗监测重点设备管理......能源监测楼宇系统检测智能调节......生产生活能源互联智慧电厂管理输电线路监测电网资源协调......全局优化控制源网荷储一体能源数据采集......楼控自动通信自动安全保卫自动消防自动......制造发电园区物流能储............建筑办公出行医疗教育智慧医疗虚拟世界个人碳汇......能耗预警无纸化办公线上办公......绿色出行车路协同智能驾驶......2.2.2 从生产与生活间的联系审视碳中和数智化的实践场景数智化技术在生活及生产两端，基于能源互联，形成多个场景的覆盖 2.1.3 典型场景简析-生产制造（1/2)数智化技术贯穿工厂制造所有环节，生产过程管控是环节当中的重点ENERGYECO经营管理模式采购管理库存管理物流配送与运输管理财务与人力管理营销与客户管理运营管理决策生产过程管控排产与调度物料管理设备管理质量管理能耗与排放管理安全生产管理.产品工艺研发用户交互产品设计与仿真工艺与辅助制造产品试制与验证运维与服务设备资产管理产品后服务多环节协同优化生产管控一体化供应链一体化产品全生命周期管理新模式新业态协同设计与众包制造资源共享与配置C2M与规模化定制金融、物流等跨领域融通 客户关系管理（CRM）产品生命周期管理（PLM）企业资源计划（ERP）供应链管理（SCM）物料清单（BOM）制造执行系统（MES）仓储管理系统（WMS）可编程序控制器（PLC）分布式控制系统（DCS）人机界面（HMI）商务计划物流质保技术技术•能耗监测•能耗上报•能效对标•能源账单•用能目标•计量管理•重点用能设备管理•节能技术•标准规范能源数据采集企业能耗在线监测系统国家/省级能源交换平台数智化制造带来的实现短周期、低成本、高质量研制能耗管理提升能源效率数智化制造能效管理2.1.3 典型场景简析-生产制造（2/2)数智化技术从制造管理及能效管理完成生产制造环节的资源协调 建材生产运输, 55%施工阶段, 2%公共建筑, 16%城镇建筑, 18%农村建筑, 9%运行阶段, 43%建筑各阶段碳排放占比从建筑全生命周期管理来看，建筑的运行阶段为减排重点2.1.4 典型场景