王志剛：碳中和時代下火電廠碳精益信息化管理探索

　　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，利用火力進行電力生產(chǎn)產(chǎn)生的碳排放占比最大。2020年9月22日，習近平主席在聯(lián)合國大會上宣布：中國二氧化碳排放2030年前達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。電力行業(yè)要想實現(xiàn)碳中和，除了發(fā)展清潔能源外，更要實現(xiàn)火力發(fā)電廠高效、準確、精細化的碳精益管理，這個需求催生了碳精益管理的信息化建設(shè)。

　　二、碳中和時代下的火電廠碳精益管理信息化需求

　　2021年7月，我國啟動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)會陸續(xù)納入碳交易體系中。未來，凡是能耗超過1萬噸標煤的企業(yè)都將進入全國碳市場。

　　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，才能實現(xiàn)火力發(fā)電企業(yè)的生存和長遠發(fā)展。

　　當前，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)信息化市場容量預計超過百億，其中，火力發(fā)電廠碳精益管理的市場容量將達到四十億。

　　服務(wù)能源電力信息化逾三十年，遠光軟件對于煤炭業(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)展趨勢的科學預見，遠光軟件引入大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等先進信息化技術(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，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)角度實現(xiàn)“碳中和+”智慧火電。

　　三、遠光軟件在火電廠碳精益管理信息化實踐

　　(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、碳排放的計量能力不足、碳排放的評價指標空白，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確、真實、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行碳交易?如何對碳的配額、綠電等碳資產(chǎn)進行精細化的管理?2030年 “碳達峰”的要求如何實現(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層級：基礎(chǔ)需求、擴展需求，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)的源頭進行規(guī)范管理，從煤炭取樣過程精細管理，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)時有跡可循。

　　(2)碳排放指標數(shù)據(jù)管理：利用燃料管控系統(tǒng)對火電廠煤炭化驗的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行管理，按照國家要求(因子計算法)進行碳排放數(shù)據(jù)管理，對歷史數(shù)據(jù)進行對比分析，對未來趨勢進行預測預判，做到心中有數(shù)。

　　(3)碳排放審計管理：對火電廠碳取樣留存進行管理，避免混樣、錯樣、丟樣等情況發(fā)生，保證第三方監(jiān)察審計要求和火電廠自查有效性，當產(chǎn)生糾紛時能有據(jù)可依，保證火電廠合規(guī)安全經(jīng)營。

　　(4)碳排放數(shù)據(jù)自動上報：匯總審核每月碳排放數(shù)據(jù)，自動上報集團、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)碳審計報告自動生成：按規(guī)定格式、規(guī)定時間填報碳排放數(shù)據(jù)上報至第三方單位審核。

　　2.擴展需求

　　(1)碳排放數(shù)據(jù)匯總審核：碳排放相關(guān)運行、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，實現(xiàn)業(yè)務(wù)管控和資源共享。

　　(3)碳排放報告自動生成：對碳排放數(shù)據(jù)進行分析，自動生成碳排放報告以及碳減排報告。

　　(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)行情況進行分析，對碳配額交易進行提醒和預測。

　　(5)碳審計全支撐：對碳排放的相關(guān)事件進行記錄，對相關(guān)資料進行電子化管理。

　　(6)碳排放實時監(jiān)測：通過在機組的煙氣排放口安裝二氧化碳在線監(jiān)測裝置，精準監(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，精準測量出碳排放量。

　　(7)碳排放對標管理：對電廠碳排放核心數(shù)據(jù)進行分析對比(與歷史、與常規(guī)、與標桿)，定位影響火電廠碳排放尋優(yōu)的關(guān)鍵因素，科學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)，實現(xiàn)火電廠碳排放量從源頭管控，自動核算，幫助火電廠實現(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導航。

　　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)，可以不同時間維度、不同數(shù)據(jù)格式維度，自動生成碳排放報告，為碳排放上報、碳審計提供數(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、預警預測、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分析和調(diào)度尋優(yōu)。碳尋優(yōu)管理是基于遠光多年在配煤摻燒積累的專家?guī)旌徒?jīng)驗庫經(jīng)驗，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、碳元素的流動過程，增強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現(xiàn)碳履約、碳保值、碳增值，增加企業(yè)收入，促進節(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，無論從碳排放實時監(jiān)測還是在碳交易智能決策上都能給與有效的支撐。

　　據(jù)報道， 2021年，京能集團下屬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。可以預見，隨著政策的驅(qū)動以及行業(yè)實踐的深入，火電廠碳精益管理方案不僅將為每一個火電企業(yè)建立碳排放業(yè)務(wù)的核算、報告、管控、決策體系，助力火電廠實現(xiàn)碳中和的目標，更可作為火電未來碳財務(wù)、碳資產(chǎn)、碳金融的基石。（王志剛：遠光軟件股份有限公司副總裁）

作者：王志剛