一、火電廠碳精益管理的背景
過度排放二氧化碳等溫室氣體造成全球氣候變暖，目前全球溫室氣體排放約為500億噸，其中約有80%來自能源(化石燃料)使用造成的碳排放。在我國，利用火力進(jìn)行電力生產(chǎn)產(chǎn)生的碳排放占比最大。2020年9月22日，習(xí)近平主席在聯(lián)合國大會(huì)上宣布：中國二氧化碳排放2030年前達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。電力行業(yè)要想實(shí)現(xiàn)碳中和，除了發(fā)展清潔能源外，更要實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠高效、準(zhǔn)確、精細(xì)化的碳精益管理，這個(gè)需求催生了碳精益管理的信息化建設(shè)。
二、碳中和時(shí)代下的火電廠碳精益管理信息化需求
2021年7月，我國啟動(dòng)了全球最大的碳交易市場，兩千多家火電廠作為首批企業(yè)納入其中。除了電力行業(yè)外，鋼鐵、水利、化工、建材、有色、造紙、航空等8大行業(yè)已經(jīng)按照國家要求開展碳核查工作，3-5年內(nèi)會(huì)陸續(xù)納入碳交易體系中。未來，凡是能耗超過1萬噸標(biāo)煤的企業(yè)都將進(jìn)入全國碳市場。
火電廠納入碳交易市場意味著碳精益業(yè)務(wù)管理已經(jīng)迫在眉睫。只有積極正面地面對碳排放精益管理，才能實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電企業(yè)的生存和長遠(yuǎn)發(fā)展。
當(dāng)前，雙碳業(yè)務(wù)的信息化市場容量已經(jīng)上億，未來雙碳業(yè)務(wù)信息化市場容量預(yù)計(jì)超過百億，其中，火力發(fā)電廠碳精益管理的市場容量將達(dá)到四十億。
服務(wù)能源電力信息化逾三十年，遠(yuǎn)光軟件對于煤炭業(yè)務(wù)、煤炭燃燒過程、火電廠碳排放的管理特性、以及碳精益管理需求有著深入的理解和獨(dú)到的看法。憑借對火電廠碳精益管理市場發(fā)展趨勢的科學(xué)預(yù)見，遠(yuǎn)光軟件引入大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進(jìn)信息化技術(shù)打造火電廠碳精益管理解決方案，利用信息化的管理手段，幫助火電廠梳理碳排放足跡、應(yīng)對政府及利益相關(guān)方的碳排放審計(jì)，探索碳排放的降碳尋優(yōu)管理，協(xié)助火電廠從碳業(yè)務(wù)角度實(shí)現(xiàn)“碳中和+”智慧火電。
三、遠(yuǎn)光軟件在火電廠碳精益管理信息化實(shí)踐
(一)管理困境
火電廠碳排放業(yè)務(wù)面臨的管理困境包括以下幾個(gè)方面：
1.碳足跡感知能力不足：火電廠碳排放的足跡(痕跡)缺失、碳排放的計(jì)量能力不足、碳排放的評價(jià)指標(biāo)空白，碳排放的追溯和審查手段缺乏支撐。
2.碳減排能力不足：在碳排放的足跡缺少準(zhǔn)確、真實(shí)、具體數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，如何減少碳排放就缺乏有效的管理手段。
3.碳交易決策能力不足：納入碳交易市場后，國內(nèi)2000多家火電廠如何來進(jìn)行碳交易?如何對碳的配額、綠電等碳資產(chǎn)進(jìn)行精細(xì)化的管理?2030年 “碳達(dá)峰”的要求如何實(shí)現(xiàn)?
(二)管理需求
基于上述對碳精益需求管理困境的分析，我們將火電廠碳精益管理的需求分為兩個(gè)層級：基礎(chǔ)需求、擴(kuò)展需求，具體如下：
1.基本需求
(1)碳排放源頭管理：對碳排放數(shù)據(jù)的源頭進(jìn)行規(guī)范管理，從煤炭取樣過程精細(xì)管理，使核心生產(chǎn)數(shù)據(jù)來源可追溯，在火電廠碳排放尋優(yōu)時(shí)有跡可循。
(2)碳排放指標(biāo)數(shù)據(jù)管理：利用燃料管控系統(tǒng)對火電廠煤炭化驗(yàn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，按照國家要求(因子計(jì)算法)進(jìn)行碳排放數(shù)據(jù)管理，對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，對未來趨勢進(jìn)行預(yù)測預(yù)判，做到心中有數(shù)。
(3)碳排放審計(jì)管理：對火電廠碳取樣留存進(jìn)行管理，避免混樣、錯(cuò)樣、丟樣等情況發(fā)生，保證第三方監(jiān)察審計(jì)要求和火電廠自查有效性，當(dāng)產(chǎn)生糾紛時(shí)能有據(jù)可依，保證火電廠合規(guī)安全經(jīng)營。
(4)碳排放數(shù)據(jù)自動(dòng)上報(bào)：匯總審核每月碳排放數(shù)據(jù)，自動(dòng)上報(bào)集團(tuán)、分公司碳業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，提供附件等相關(guān)支撐功能。
(5)碳審計(jì)報(bào)告自動(dòng)生成：按規(guī)定格式、規(guī)定時(shí)間填報(bào)碳排放數(shù)據(jù)上報(bào)至第三方單位審核。
2.擴(kuò)展需求
(1)碳排放數(shù)據(jù)匯總審核：碳排放相關(guān)運(yùn)行、生產(chǎn)等需要采集的數(shù)據(jù)分散在火電廠各設(shè)備、各軟件系統(tǒng)中，把碳排放數(shù)據(jù)通過集成匯總并進(jìn)行在線審核。
(2)碳排放全過程監(jiān)測：對碳排放全過程提供技術(shù)支持和管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管控和資源共享。
(3)碳排放報(bào)告自動(dòng)生成：對碳排放數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動(dòng)生成碳排放報(bào)告以及碳減排報(bào)告。
(4)碳交易智能決策：對碳排放的碳市場行情及自身碳配額執(zhí)行情況進(jìn)行分析，對碳配額交易進(jìn)行提醒和預(yù)測。
(5)碳審計(jì)全支撐：對碳排放的相關(guān)事件進(jìn)行記錄，對相關(guān)資料進(jìn)行電子化管理。
(6)碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測：通過在機(jī)組的煙氣排放口安裝二氧化碳在線監(jiān)測裝置，精準(zhǔn)監(jiān)測煙囪排口排放氣體的壓力、溫度、二氧化碳的濃度等數(shù)據(jù)，再通過關(guān)鍵參數(shù)的分析校驗(yàn)，精準(zhǔn)測量出碳排放量。
(7)碳排放對標(biāo)管理：對電廠碳排放核心數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比(與歷史、與常規(guī)、與標(biāo)桿)，定位影響火電廠碳排放尋優(yōu)的關(guān)鍵因素，科學(xué)有效對電廠碳減排提供參考建議。
(8)碳尋優(yōu)管理：通過碳尋優(yōu)方案，優(yōu)化生產(chǎn)工藝降低電廠二氧化碳排放量。
(三)解決方案
通過對需求的調(diào)研和分析，我們提出了火力發(fā)電廠碳精益管理解決方案，其包括以下三個(gè)方面:
1.碳足跡管理：基于我們對燃料業(yè)務(wù)，煤炭發(fā)電的生產(chǎn)過程的理解，充分發(fā)揮和利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)火電廠碳排放量從源頭管控，自動(dòng)核算，幫助火電廠實(shí)現(xiàn)碳排放有跡可循、“碳中和”心中有數(shù)、幫助火電廠碳減排路徑精準(zhǔn)導(dǎo)航。
根據(jù)火電廠的管理要求，系統(tǒng)可以直接從監(jiān)測設(shè)備取數(shù)，可以不同時(shí)間維度、不同數(shù)據(jù)格式維度，自動(dòng)生成碳排放報(bào)告，為碳排放上報(bào)、碳審計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。
2.碳尋優(yōu)管理：系統(tǒng)搭建火電廠全場景感知、分析評價(jià)、預(yù)警預(yù)測、輔助決策為一體的火電廠碳足跡智能分析決策平臺，為火電廠碳排放對標(biāo)分析和調(diào)度尋優(yōu)。碳尋優(yōu)管理是基于遠(yuǎn)光多年在配煤摻燒積累的專家?guī)旌徒?jīng)驗(yàn)庫經(jīng)驗(yàn)，再加入碳排放作為邊界條件后形成的碳排放專家?guī)旌吞寂欧沤?jīng)驗(yàn)庫，快速建立降碳尋優(yōu)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)模型。
3.碳交易智能決策：全面分析碳排放的產(chǎn)生、碳元素的流動(dòng)過程，增強(qiáng)對碳排放量與碳配額的趨勢分析，支撐火電廠開展碳交易的智能決策，助力火電廠以更低成本實(shí)現(xiàn)碳履約、碳保值、碳增值，增加企業(yè)收入，促進(jìn)節(jié)能減碳。碳交易智能決策可以為火電廠提供履約分析、碳額現(xiàn)貨交易分析、減排潛力分析、配額盈缺及履約成本分析等，無論從碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)測還是在碳交易智能決策上都能給與有效的支撐。
據(jù)報(bào)道， 2021年，京能集團(tuán)下屬14家企業(yè)被納入首批碳排放履約以及碳排放權(quán)交易名單，京能集團(tuán)全年碳排放履約總量1.36億噸，碳市場交易1052.61萬噸，盈利4.5億元?？梢灶A(yù)見，隨著政策的驅(qū)動(dòng)以及行業(yè)實(shí)踐的深入，火電廠碳精益管理方案不僅將為每一個(gè)火電企業(yè)建立碳排放業(yè)務(wù)的核算、報(bào)告、管控、決策體系，助力火電廠實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，更可作為火電未來碳財(cái)務(wù)、碳資產(chǎn)、碳金融的基石。（王志剛：遠(yuǎn)光軟件股份有限公司副總裁）
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