迈向“工业互联网+双碳”新征程
工业是实现碳达峰、碳中和目标的关键领域。工业领域碳达峰行动是碳达峰十大行动之一。全国工业和信息化工作会议要求，2022年要实施工业领域碳达峰行动，稳步推进产业绿色低碳转型。
工业互联网是实现双碳的新型基础设施和关键共性技术。当前，新一轮科技革命和产业变革加速演变，工业互联网、大数据、5G新兴技术与绿色低碳产业深度融合，绿色制造体系和服务体系不断完善，加快推动工业领域低碳工艺革新和数字化转型。
作为新型基础设施，工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的全新产业生态、关键技术支撑和新型基础设施，通过网络、平台、数据、安全四大功能体系建设，推动异构数据采集、汇聚和建模分析，促进数据要素价值释放，实现要素资源在更大范围、更高效率、更加精准的优化配置。实施工业互联网创新发展战略四年来，我国工业互联网取得一系列阶段性、标志性成果，为实现双碳目标提供了必要的基础条件。
作为关键共性技术，工业互联网通过将5G、云计算、大数据、人工智能、区块链等数字技术深度集成，打通云、网、边、端，加速通信技术、信息技术和控制技术聚合，带动相关技术全面突破和迭代创新，能够提高对能源、能耗数据的采集、汇聚及分析能力。工业互联网将数字技术与行业特有的知识、经验、需求相结合，加速工业机理模型的汇聚沉淀，催生出平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理六大新模式，促进实体经济降本、提质、增效、绿色、安全发展。
“工业互联网+双碳”在主要行业应用取得显著成效。钢铁、化工、建材等高耗能行业通过“工业互联网+双碳”场景化应用，实现关键生产工艺能耗、碳排放数字化、透明化，建立从生产、存储、运输、接收、利用处置、环境容纳全流程闭环监管。
钢铁行业，天津钢铁集团通过工业互联网平台技术建设超低排放全生命周期信息化系统，通过智能装备应用、精益化的现场管理、信息技术与集团业务的深度融合，全年吨钢综合电耗、水耗同比降低14.37%和12.61%，回收高炉煤气、余热蒸汽同比降低8.9%、4.62%，回收转炉煤气同比增加1.94%，累计自发电2.67亿千瓦时，同比降低6.68%，使企业满足超低排放A类企业政策要求。
化工行业，中国石化作为“世界一流绿色低碳城市型炼化示范企业建设试点”的重点企业，通过网络切片+MEC(边缘计算)+UPF(用户面功能)下沉到企业，形成一套基于工业互联网的石油化工企业整体解决方案，在工艺优化、物料管理、生产调度、环境监测、环保风险分析、蒸汽动力优化、车间用电等多场景实现节电减排，节省燃料的减排贡献，预计到2030年燃料消耗可节省5%，到2050年可节省14%。
建材行业，海螺水泥依托“5G+工业互联网”进一步改善现有系统的自动程度与能耗优化能力，在现有MPC系统之上建设水泥烧成及原料粉磨能耗优化系统(RTO)，最终实现对窑、磨系统的稳定且低耗的自动驾驶，帮助海螺水泥节约电力4亿千瓦时、二氧化碳减排74.77万吨、污染物减排3万吨、SCR(选择性催化还原技术)脱硝效率达90%，同时员工劳动强度降低21%。
工业互联网对企业生产管理水平提升带来巨大助力。同时，还要看到，我国工业企业大部分处于2.0~3.0发展水平，特别是中小企业的数字化水平较低，超过55%的企业尚未完成基础的设备数字化改造，亟待提升能源能耗管理及碳排放数据采集、监管水平。
“工业互联网+双碳”有力促进了政府治理体系和治理能力现代化进程。通过整合生产数据、平台和系统，构建区域和行业级“工业互联网+双碳”监管平台，实现生产能耗、碳排放、碳足迹、碳配额、碳信用、碳汇等数据的连接和监管，具备监测、管理、调控、评估等功能，提升跨部门、跨层级的双碳行动联动联控能力。
上海浦东智慧能源双碳云平台全面整合了电力、水务、燃气、政府、社会等多方系统平台数据，以企业能源碳排放量、清洁能源碳减排量、交通电能替代碳减排量等能源碳排数据为分析对象，为政府部门、能源企业、用能客户提供能源碳监测、能源碳评估及能源碳预测等功能。
浙江省级能源大数据中心上线的“双碳智治平台”，充分利用大数据、云计算、人工智能等数字化技术，系统集成跨领域、跨部门、跨系统的业务协同，已实现全省、分领域、分地市的能源消费总量、碳排放总量、能耗强度和碳排放强度“四个指标”动态监测。
江苏无锡依托工业互联网，通过局部消纳和互联，提高能源利用效率、实现节能减排，建设供能充足、用能清洁、资源配置灵活的分布式多能互补综合能源体系。仅在星洲工业园区域能源综合服务中心，运营成本降低21%、营运效率提升41%，年节约能耗9.73%。
双碳为工业互联网创新发展提供了更为广阔的天地，“工业互联网+双碳”是一项长期性、系统性、复杂性的重大工程，功在当代、利在千秋。中国工业互联网研究如何助力我国大踏步迈向“工业互联网+双碳”新征程？
一是提升“工业互联网+双碳”科研能力。
完善政策体系。根据《“十四五”工业绿色发展规划》，聚焦钢铁、有色金属、石化化工、建材等工业领域重点行业，研究编制“工业互联网+双碳”实施方案，指导利用工业互联网、大数据、5G等新一代信息技术提升能源、资源、环境管理水平，深化生产制造过程的数字化应用，赋能绿色制造。
搭建技术载体。推动建设“工业互联网+双碳”评测实验室，开展节能诊断、能效对标、碳配额分析、区域/行业碳目标成效评价，支撑绿色低碳评估体系建设。联合行业龙头企业共建细分领域“工业互联网+双碳”联合实验室，狠抓绿色低碳技术攻关，加快先进技术研发和推广应用。
打造应用示范。聚焦绿色制造体系和服务体系建设，将5G全连接工厂与绿色工厂建设结合，加强对再生资源全生命周期数据的智能化采集、管理与应用。
二是深化“工业互联网+双碳”产业融合。
面向区域，推动建设“工业互联网+双碳”公共服务平台，高效配置政策、技术、数据、人才等要素资源，深化产品研发设计、生产制造、应用服役、回收利用等环节的数字化应用，推动新一代信息技术与绿色低碳产业深度融合，打造绿色制造体系和服务体系，促进数字化智能化绿色化融合发展。
面向企业，积极推动数字技术赋能“专精特新”中小企业绿色发展，按产业链梳理“专精特新”中小企业数字化转型、绿色化发展共性需求，开展标准宣贯、现场诊断和供需对接，引导企业参与实施工业低碳行动和绿色制造工程，提升企业数字化水平，降低企业零碳化发展成本。
三是拓展“工业互联网+双碳”数据应用。
依托国家工业互联网大数据中心体系，面向冶金、石化、建材等重点高耗能行业和京津冀、长三角、粤港澳、成渝等重点区域建设国家工业互联网大数据中心双碳分中心，支撑承载绿色低碳基础数据平台，统筹绿色低碳基础数据和工业大数据资源，建立数据共享机制，推动数据汇聚、共享和应用。
一方面，基于平台数据，开展碳足迹、水足迹、环境影响分析评价，多维度汇聚工业数据资源，特别面向“两高”行业，切实提升重点行业领域能源供给与能耗监测预警能力，为“能耗双控”精准施策提供有力抓手，强化产业链绿色化治理能力。
另一方面，探索数据要素市场和碳交易市场协同运行机制，有序推进基于工业互联网的双碳金融产品和服务开发，设立碳减排货币政策工具，创新“工业互联网+双碳”产融模式，充分发挥市场机制作用，探索碳定价机制，支撑碳排放权交易、用能权交易、电力交易衔接协调。
文章作者
鲁春丛
(作者系中国工业互联网研究院院长)
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