編者按
在“雙碳”目標驅動下，中國鋼鐵行業(yè)正以“數字煉鋼”的新范式重新定義鋼鐵。在物聯網、大數據與人工智能的深度賦能下，高爐運轉的每一次呼吸、連鑄機運行的每千瓦時電、物流車輛的每公里軌跡等，都被轉化為可測量、可分析、可優(yōu)化的數據字節(jié)。正如某位工程師所言：“我們正在用代碼編寫新一代鋼鐵冶煉的綠色基因。”讓每一克碳都有跡可循，正是這個時代賦予工業(yè)文明的全新注腳。
數字化碳管理系統(tǒng)為寶鋼股份年增效800多萬元
中國冶金報社
記者 樊三彩 報道
“當前，我們正在按照中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會發(fā)布的低碳排放鋼標準，開發(fā)低碳排放鋼的核算功能，計劃今年6月底上線。這是數字化碳管理系統(tǒng)在產品碳功能上的一大拓展。”6月20日，寶信軟件低碳業(yè)務資深總監(jiān)殷峻向《中國冶金報》記者透露。
在“雙碳”背景下，鋼鐵企業(yè)普遍面臨政府及上級管理部門碳盤查、為下游用戶提供產品碳足跡報告、應對歐盟CBAM（碳邊境調節(jié)機制）等多重外部壓力，企業(yè)內部也需要厘清碳家底，為企業(yè)實現“雙碳”目標和可持續(xù)發(fā)展提供全面數據支撐。為此，鋼鐵企業(yè)迫切需要構建數字化碳管理系統(tǒng)，支撐企業(yè)碳數據的分析、對標和管控。
2023年4月，通過數字化碳管理系統(tǒng)嚴密設計、跟蹤、測算、評估，國內第一卷低碳鋼產品下線，助力寶鋼股份與北京奔馳共同打造低碳綠色汽車鋼鐵供應鏈。 （寶鋼股份 供圖）
2022年11月，由寶信軟件自主研發(fā)的數字化碳管理系統(tǒng)在寶鋼股份上線應用。目前，該系統(tǒng)已經應用于寶鋼股份4個生產制造基地，可實現自動、靈活、多口徑的組織碳核算，支撐上海、廣東、湖北3個碳市場的履約及碳核查；還支撐了寶鋼汽車外板、超高強鋼、電工鋼、風電用鋼、食品包裝用鋼等40余個低碳產品的量產，出具了這些產品的碳足跡報告并通過第三方核查，向奔馳、寶馬、一汽等下游用戶提供了近2萬噸的寶鋼BeyondECO?低碳品牌產品（可減碳30%或減碳60%），推動上下游供應鏈協(xié)同減碳。
“通過數字化碳管理系統(tǒng)的應用，再配合其他能源管理創(chuàng)新和節(jié)能技術應用，寶鋼股份寶山基地2023年碳排放強度下降，降低了碳履約的成本，產生了約819萬元的經濟效益。同時，通過低碳產品的溢價銷售，產生經濟效益約100萬元。”殷峻表示。
數字鋼卷碳排放活動數據模型
在整體架構上，鋼鐵企業(yè)數字化碳管理系統(tǒng)分為集團層、公司層應用。在集團層面，該系統(tǒng)匯聚了各子公司的碳數據結果，建設集團碳管理駕駛艙，實現碳減排關鍵績效指標（KPI）的跟蹤評價，為企業(yè)節(jié)能減碳戰(zhàn)略決策、實現“雙碳”目標提供重要的量化工具；在公司層面，構建了組織碳、產品碳、碳資產、CBAM等碳管理應用體系。“這就意味著，該系統(tǒng)既可以按照全國統(tǒng)一碳市場或按各地區(qū)碳市場規(guī)則計算組織碳，又具備了全流程LCA（全生命周期評價）碳足跡跟蹤分析、提供質保書碳標簽以及產品碳強度分析等功能，還可以實現公司統(tǒng)一的碳資產管理，支撐各基地及控排單位的碳排放履約過程，降低碳履約成本。”殷峻說道。
在關鍵技術上，該系統(tǒng)有兩方面亮點。一是基于工業(yè)互聯網平臺，首次實現鋼鐵企業(yè)面向雙碳應用的橫向跨流程、縱向跨層次的大范圍數據整合。二是構建起鋼企統(tǒng)一的數字鋼卷碳排放活動數據模型，將每個鋼卷在各個工序的投入量、產出量、能源消耗、輔料消耗、廢鋼產出等各類“孤立”信息，按照鋼卷生產過程進行串接，形成明細物料的數字鋼卷碳排放活動數據模型。
據了解，該系統(tǒng)已在本溪鋼鐵進行推廣應用。本鋼碳數據管理平臺項目于2024年5月份上線投運，完成酸洗板、冷軋板、鍍鋅板、特鋼棒材、電鍍鋅板、熱軋板共計6類產品的12份LCA報告，并通過德國萊茵TüV公司的認證審核。2024年8月份，通過市場化競爭，寶信軟件還中標中鋁集團綠色低碳公共服務平臺項目，成功將該系統(tǒng)推廣應用至有色金屬行業(yè)。
能環(huán)碳一體化平臺為邯鋼能嘉年創(chuàng)效超億元
中國冶金報社
通訊員 許廣路 報道
“能環(huán)碳一體化平臺在河鋼集團邯鋼能嘉的實踐，實現了‘降本’與‘降碳’的雙贏。從經濟效益看，該平臺通過能源優(yōu)化調度、碳資產高效運營，幫助邯鋼能嘉實現噸鋼綜合成本下降數十元，年創(chuàng)效超億元；從環(huán)境效益看，邯鋼能嘉年碳排放量較傳統(tǒng)工藝大幅降低，污染物排放總量同步下降。”河鋼數字相關負責人表示。
能環(huán)碳一體化平臺平面圖
河鋼數字深度融合鋼鐵行業(yè)工藝特性與數字技術，打造了以WesCarber碳中和數字化平臺為核心的能環(huán)碳一體化體系。今年發(fā)布的WesCarber3.0版本，首次將能碳協(xié)同管控及AI（人工智能）大模型技術深度融入碳管理全流程。在邯鋼能嘉項目中，該平臺依托AI大模型實現了三大技術創(chuàng)新。一是開發(fā)能源產耗預測模型，基于時間序列分析提前預判能源產銷平衡，指導管控人員優(yōu)化分配方案，使能源利用率顯著提升。二是構建煤氣優(yōu)化分配模型，以多元線性規(guī)劃結合遺傳算法，以“煤氣放散量最低、經濟效益最大化”為目標，實現全廠區(qū)煤氣動態(tài)平衡。三是建立碳排放智能核算系統(tǒng)，一鍵產出符合最新行業(yè)指南的排放報告，核算效率大幅提升。
綜合來看，該平臺助力邯鋼能嘉實現了三方面的突破。
一是從“經驗調度”到“智能平衡”的革新。邯鋼能嘉作為河鋼集團低碳轉型的標桿項目，依托能環(huán)碳一體化平臺構建了“煤氣實時調度雙閉環(huán)系統(tǒng)”。該平臺可實時監(jiān)控高爐、轉爐、焦爐煤氣的產用平衡狀態(tài)，自動生成調度策略并追蹤執(zhí)行效果。當該平臺監(jiān)測到高爐煤氣產量波動時，迅速推送調整策略至相關崗位，通過智能調節(jié)煤氣柜、加壓機等設備，實現管網壓力與熱值的穩(wěn)定控制。該平臺投用后，邯鋼能嘉煤氣放散率顯著下降。
二是從“算碳”到“控碳”的價值升級。在碳管理領域，該平臺構建了多層級、全周期的碳管控體系，著力實現“讓每一克碳都有跡可循”。該平臺創(chuàng)新推出“碳資產智能管理駕駛艙”，整合碳配額總量、月度排放預測、交易行情等數據，為企業(yè)提供“碳會計”級別的精準管理。例如，該平臺可根據生產計劃自動測算碳配額缺口，結合碳市場價格走勢，推薦最優(yōu)的配額購買或出售策略，幫助企業(yè)降低履約成本。在CBAM（碳邊境調節(jié)機制）應對方面，該平臺內嵌歐盟碳關稅規(guī)則，可一鍵生成符合要求的排放報告，有效規(guī)避貿易壁壘。
三是從“達標排放”到“超低排放”的跨越。該平臺將環(huán)保管控深度融入能碳管理體系，構建“有組織排放+無組織排放+生產工況”的三維監(jiān)控網絡。在邯鋼能嘉項目中，河鋼數字建立“環(huán)保管控治一體化平臺”，對燒結機頭煙氣循環(huán)、脫硫脫硝等治理設施運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，形成“監(jiān)測—預警—處置—反饋”的閉環(huán)管理，確保環(huán)保指標持續(xù)優(yōu)于國家標準。
“未來，河鋼數字將持續(xù)深化AI大模型、數字孿生等技術在能源、環(huán)保、碳管理中的應用，推動平臺從‘企業(yè)級’向‘行業(yè)級’升級。”河鋼數字相關負責人表示，將拓展該平臺服務邊界，向產業(yè)鏈上下游延伸，打造覆蓋“綠色采購—低碳生產—清潔運輸—循環(huán)利用”的全生命周期碳管理體系，為鋼鐵行業(yè)實現“雙碳”目標提供更強有力的數智支撐。
南鋼LCA系統(tǒng)可測算900余種產品碳足跡
中國冶金報社
記者 邵啟明 報道
自2023年以來，南鋼充分發(fā)揮自身數字化研發(fā)能力優(yōu)勢，建成智慧能源一體化管控平臺、產品全生命周期評價（LCA）及碳足跡計算系統(tǒng)以及CBAM應對及填報系統(tǒng)等數字化平臺，同時探索構建與企業(yè)生產運行數字化系統(tǒng)深度融合的智慧碳管理體系，為南鋼加快綠色低碳轉型、促進全流程產業(yè)鏈協(xié)同降碳提供有力支撐。
產品全生命周期評價（LCA）及碳足跡計算系統(tǒng)
智慧能源一體化管控平臺：
從分散管控到“六橫六縱”協(xié)同
2023年，南鋼在行業(yè)內率先建成了智慧能源一體化管控平臺。該平臺是利用工業(yè)互聯網+、人工智能、大數據等先進技術打造的一套集操、管、控三位一體的智慧能源管控平臺，既能實現能源設備的遠程操作，又能實現水、電、風、氣等能源的精準調度，從而實現能源精細化管理。
在智慧能源一體化協(xié)同的管理理念上，該平臺引入“六橫六縱”的專業(yè)、業(yè)務交叉協(xié)同模式（“六橫”覆蓋綜合、燃氣、制氧、發(fā)電、供電、水務6條專業(yè)條線，“六縱”包括了全局、管網、場景、數據、分析、應急6項業(yè)務維度），實現全域內能源管網管線3D動態(tài)監(jiān)測，具有異常信息預警分析和實時報警、自動推送、智能輔助判斷、故障快速定位等功能，提升企業(yè)動態(tài)調度和應急管控能力。
該平臺同時設有能源監(jiān)控、運行管理、智能決策、工序精管、能源分析、碳排管理、節(jié)能技術、法規(guī)制度等八大模塊。其中，碳排管理模塊通過對設備運行、能源消耗等碳排放相關數據進行自動采集、處理并上報至平臺后，分別從組織層面和工序層面進行碳排放結果核算、對比分析，大幅提高了核算效率及準確率，同時為南鋼碳管理精細化和低碳轉型提供有效數據支撐。
產品全生命周期評價（LCA）及碳足跡計算系統(tǒng)：
從礦石到成品碳足跡的數字化溯源
基于全生命周期評價的產品碳足跡核算，是精準服務下游客戶、拓展綠色低碳產業(yè)鏈、促進低碳價值實現的基礎。2024年，南鋼基于ISO系列國際權威標準和鋼鐵行業(yè)EPD（環(huán)境產品聲明）平臺等，構建起適合工業(yè)領域的數字化LCA平臺。
該平臺通過對財務、能源等系統(tǒng)數據的定向抓取，實現了多系統(tǒng)、多業(yè)務和多規(guī)則數據的融合和再分配，涉及百萬條數據處理，支持對南鋼板材、棒材、線材、帶鋼等全品類900余種產品的全生命周期進行自主建模，實現了對公司各類產品碳足跡等環(huán)境影響數據的自動統(tǒng)計及智能管控。該平臺在行業(yè)內率先將鋼鐵產品綠色生態(tài)設計融入數字化系統(tǒng)，通過精準識別碳排熱點，提供定制化低碳工藝方案，從而提升了南鋼產品的市場競爭力。
CBAM應對及填報系統(tǒng)：
從監(jiān)測到報告 構筑國際貿易“綠色盾牌”
歐盟CBAM于2023年10月1日進入過渡期，并將于2026年正式開始征收，標志著國際低碳貿易壁壘形成。為精準應對2026年正式實施的歐盟碳邊境調節(jié)機制（CBAM）要求，南鋼于2024年自主開發(fā)了CBAM應對及填報系統(tǒng)，核心功能涵蓋全景可視化監(jiān)測、碳排放數據總覽、多層級填報審核、動態(tài)報告生成及CBAM排放因子庫管理，通過標準化工序實現碳數據的一站式管控與精準核算，為企業(yè)構建差異化的產品低碳戰(zhàn)略提供決策支持。
“這三大數字化平臺的建成，打破了南鋼部門和專業(yè)壁壘，通過業(yè)務的橫向融合、數據的縱向貫通，不僅能夠實現從組織碳、工序碳到產品碳的數據精細化管理，還可以優(yōu)化供應鏈管理和生產過程，從而推動鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。”南鋼相關負責人表示。
寧波鋼鐵智慧能源管控平臺年降本約700萬元
中國冶金報社
通訊員 陳曉明 報道
寧波鋼鐵通過部署余熱回收系統(tǒng)、市政再生水替代工程及冶金渣零排放技術，年節(jié)約標準煤近50萬噸，減少二氧化碳排放約150萬噸，固廢綜合利用率達99%以上；
2024年10月8日，寧波鋼鐵通過中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會“雙碳最佳實踐能效標桿示范企業(yè)”驗收公示，成為鋼鐵行業(yè)首批獲得公示的企業(yè)，也是華東地區(qū)第一家獲得能效標桿公示的鋼鐵企業(yè)；
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“未來工廠”規(guī)劃藍圖
在“綠色生產力”背后，離不開數智化技術的驅動。寧波鋼鐵的智能工廠建設始終與綠色低碳轉型戰(zhàn)略深度耦合，并通過場景創(chuàng)新構建了獨特的工業(yè)生態(tài)。
5G全連接工廠——效率與安全的雙重提升。寧波鋼鐵通過5G全連接工廠的建設，實現了生產流程的全面數字化和智能化。在焦化廠，各類設備與系統(tǒng)之間的實時數據交互顯著提升了運營效率。寧波鋼鐵通過對關鍵工藝參數的精準監(jiān)控，不僅優(yōu)化了生產節(jié)奏，還大幅降低了人工操作帶來的不確定性。同時，借助5G網絡的高可靠性和低延遲特性，廠區(qū)的安全管理水平也得到質的飛躍。智能巡檢機器人替代人工完成高危環(huán)境下的檢查任務，結合AI（人工智能）算法對潛在風險進行預測性分析，有效預防了安全事故的發(fā)生。
智慧能源管理——動態(tài)優(yōu)化的能源中樞。寧波鋼鐵智慧能源管控平臺是一個全方位、全流程、廣覆蓋、動態(tài)化、精細化的數字化能源管理信息平臺，利用云計算、大數據、人工智能等新技術，建立了協(xié)同高效的能源業(yè)務流程，能源加工轉換效率提升1%~3%，年降本約700萬元，在行業(yè)內屬于領先水平。
工業(yè)旅游賦能——綠色生產力的可視化轉化。寧波鋼鐵將數智化管理延伸至生態(tài)治理領域，將生態(tài)治理成果轉化為工業(yè)旅游資源，打造了“凌霄花廊”“鐵水梨花”等八大景點。游客通過數字化導覽系統(tǒng)，可直觀了解鋼鐵生產的綠色工藝，從原料場的封閉式智能堆取到冶金渣處理的零排放技術，再到光伏發(fā)電的全景展示，形成“生產—生態(tài)—生活”的良性循環(huán)。這一模式不僅提升了企業(yè)形象，還吸引了年均8500人次參觀，成為區(qū)域工業(yè)旅游的標桿。
面對“雙碳”目標的長期挑戰(zhàn)，當前，寧波鋼鐵正加速推進“1+5+X”數字化轉型示范工程，并牽頭組建新能源汽車用先進鋼鐵材料企業(yè)共同體，構建“研產銷用”協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)。未來，寧波鋼鐵將繼續(xù)夯實數智基礎，緊密結合實際業(yè)務發(fā)展需求，持續(xù)構建具有寧波鋼鐵特色的應用場景，進一步提高生產制造效率、綠色環(huán)保管理水平和安全保障能力。
