數(shù)字化賦能制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的路徑及建議

當(dāng)前，我國制造業(yè)發(fā)展受到能源、資源等因素制約，低碳發(fā)展任務(wù)艱巨，數(shù)字化是改造傳統(tǒng)制造業(yè)并使其實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的重要手段。

制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型亟需數(shù)字化賦能

資源、能源和環(huán)境對(duì)我國制造業(yè)發(fā)展制約增強(qiáng)。從國內(nèi)發(fā)展需求看，現(xiàn)階段我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化成熟度較低，意味著在未來相當(dāng)長一段時(shí)期，我國能源消費(fèi)總量還將處于遞增階段，依然有繼續(xù)增長的內(nèi)在動(dòng)力。這一發(fā)展勢(shì)頭也增加了我國通過“調(diào)結(jié)構(gòu)降強(qiáng)度”減碳的難度。從對(duì)外貿(mào)易形勢(shì)看，提供綠色低碳的工業(yè)產(chǎn)品已成為國際潮流和趨勢(shì)。未來，碳關(guān)稅等綠色貿(mào)易壁壘將成為限制我國工業(yè)產(chǎn)品出口的重要手段。從制造業(yè)自身產(chǎn)業(yè)化水平看，制造業(yè)發(fā)展正面臨不少問題，比如，如何化解產(chǎn)能過剩，單位碳排放高的產(chǎn)品總量大、占比高，高效資源優(yōu)化利用，產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)等。這些問題可概括為“資源、能源與環(huán)境”對(duì)制造業(yè)的約束與制約問題。

數(shù)字化賦能制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型具有精確性、時(shí)效性以及全流程系統(tǒng)性的優(yōu)勢(shì)。習(xí)近平總書記在中央政治局第三十四次集體學(xué)習(xí)時(shí)指出，“要推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展，把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向，推動(dòng)制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，利用互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全方位、全鏈條的改造，提高全要素生產(chǎn)率，發(fā)揮數(shù)字技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。”推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展是把握產(chǎn)業(yè)變革新機(jī)遇的戰(zhàn)略選擇，也是推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要方向。數(shù)字化在制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型中具有多重優(yōu)勢(shì)：可實(shí)現(xiàn)工業(yè)碳管理關(guān)鍵數(shù)據(jù)的采集、處理、分析和專業(yè)應(yīng)用，并保障數(shù)據(jù)獲取與傳輸?shù)母咝耘c準(zhǔn)確性；可助力制造業(yè)實(shí)現(xiàn)“源頭-過程-末端”的系統(tǒng)性全流程控碳；可助力企業(yè)提升自主碳排放管理能力，這也是企業(yè)進(jìn)行碳排放管理行之有效的工具；可為各級(jí)政府監(jiān)測(cè)企業(yè)能源消耗、碳排放乃至制造業(yè)整體運(yùn)行情況提供大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)手段。目前國際上已有借力數(shù)字技術(shù)加速低碳轉(zhuǎn)型的研究和探索。根據(jù)全球電子可持續(xù)發(fā)展推進(jìn)協(xié)會(huì)（GeSI）的研究，未來十年，數(shù)字技術(shù)通過賦能智能制造、智慧能源等行業(yè)，可減少全球碳排放的20%。美國在推進(jìn)凈零排放目標(biāo)過程中高度重視數(shù)字技術(shù)的融合應(yīng)用，包括發(fā)布數(shù)字化方向碳中和標(biāo)準(zhǔn)、為開發(fā)減碳模型提供資金支持等一系列政策工具。

數(shù)字化賦能制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的主要路徑

路徑一：賦能產(chǎn)品生命周期管理與碳足跡追蹤分析評(píng)價(jià)。產(chǎn)品生命周期管理是將原材料的開采、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、銷售直到用后廢物處置的碳排放進(jìn)行量化，支持流程及工藝優(yōu)化，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)，以降低碳排放的決策分析工具。生命周期評(píng)價(jià)報(bào)告是國際通用產(chǎn)品綠色水平證明材料，將會(huì)成為工業(yè)產(chǎn)品出口應(yīng)對(duì)綠色貿(mào)易壁壘和碳關(guān)稅的重要依據(jù)文件。賦能機(jī)理：全生命周期評(píng)價(jià)過程有賴于海量數(shù)據(jù)的收集、計(jì)算與評(píng)估結(jié)果的積累。運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)計(jì)算分析產(chǎn)品碳足跡、建立產(chǎn)品全生命周期碳排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，提高數(shù)據(jù)的可靠性、計(jì)算的便捷性，進(jìn)而提高生命周期評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度和應(yīng)用性能。例如，建材行業(yè)是我國較早應(yīng)用數(shù)字化全生命周期管理工具的行業(yè)。目前在用的建材行業(yè)綠色制造集成應(yīng)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，基于對(duì)行業(yè)來源分散、格式多樣的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，并借助碳計(jì)算模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，計(jì)算出生產(chǎn)每立方米保溫材料、每噸水泥的碳排放量，與生產(chǎn)工藝改進(jìn)后的碳排放進(jìn)行比較。通過對(duì)比優(yōu)化方案，從而為企業(yè)明確減排步驟提供技術(shù)支持，為探索企業(yè)綠色診斷奠定基礎(chǔ)，對(duì)建材行業(yè)淘汰落后、低碳轉(zhuǎn)型有著積極的促進(jìn)作用。

路徑二：賦能生產(chǎn)過程控制，降低能耗物耗。石油化工、冶金、建材、采礦等流程制造業(yè)普遍存在能耗大、產(chǎn)品質(zhì)量較差、生產(chǎn)工藝落后、自動(dòng)化水平較低，以及信息集成度低、綜合競(jìng)爭力較弱等問題。賦能機(jī)理：運(yùn)用人工智能、工業(yè)機(jī)器人等技術(shù)優(yōu)化工藝流程和物料調(diào)度，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的操控及其互聯(lián)互通進(jìn)行改善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制，推動(dòng)產(chǎn)線智能化升級(jí)，降低能耗和物耗。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用還可提高設(shè)備利用率，降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)已成為相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)改造升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。例如，在冶金行業(yè)，基于辨識(shí)模型與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合的礦漿品位智能檢測(cè)技術(shù)、礦漿粒度智能檢測(cè)技術(shù)，以及礦漿酸堿度智能檢測(cè)技術(shù)賦能選礦設(shè)備，可提高礦漿濃度、粒度和物位等參數(shù)的檢測(cè)與控制精確度。遼寧排山樓金礦將其引入并使用后，精礦品位提高2%，物料消耗減少20%，使原有設(shè)備的節(jié)能活力被重新激發(fā)出來。

路徑三：賦能能源管理與碳排放監(jiān)測(cè)管理。制造業(yè)能源管理的難點(diǎn)在于能耗計(jì)量點(diǎn)多且分散在各生產(chǎn)車間、能源介質(zhì)種類多，導(dǎo)致通過人工獲取的能耗計(jì)量不及時(shí)、效率低，無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析。賦能機(jī)理：基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化能碳管理系統(tǒng)，自動(dòng)采集水、電、氣、熱等能源介質(zhì)消耗氨及碳排放數(shù)據(jù)，進(jìn)而智能辨識(shí)和分析生產(chǎn)中存在的能效改進(jìn)機(jī)會(huì)點(diǎn)，定期給出準(zhǔn)確直觀的圖表分析結(jié)果，并形成合理的優(yōu)化用能方案。以能碳管控系統(tǒng)在某化工企業(yè)的應(yīng)用為例。通過對(duì)裝置-管線-罐區(qū)-管線-進(jìn)出廠點(diǎn)的生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，監(jiān)控原料轉(zhuǎn)化率、溫度、壓力、時(shí)間、物料流量，以及熱交換器傳熱系數(shù)、各裝置效率、壓差等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能耗預(yù)測(cè)和碳排放監(jiān)測(cè)，并運(yùn)用人工智能算法進(jìn)行分析，形成能源優(yōu)化方案，指導(dǎo)生產(chǎn)用能，可有效降低能耗1%-3%，效率提升70%，實(shí)現(xiàn)了能源管理的系統(tǒng)性和制度化。

路徑四：賦能供應(yīng)鏈資源回收利用。我國傳統(tǒng)工業(yè)廢棄物回收行業(yè)目前普遍存在資源報(bào)價(jià)不透明、交易信息流通性差、產(chǎn)業(yè)管理不規(guī)范、廢舊資源加工設(shè)備不合格、廢舊資源循環(huán)利用率低等問題，工業(yè)資源綜合利用率仍有大幅提升空間。賦能機(jī)理：數(shù)字化賦能供應(yīng)鏈資源回收是通過運(yùn)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術(shù)，搭建覆蓋面更廣的廢舊資源信息服務(wù)平臺(tái)，銜接后續(xù)的資源處理與再利用產(chǎn)業(yè)鏈上下游行業(yè)，將廢舊資源的交易信息快速推廣、匹配、對(duì)接和成交，形成有序的廢舊資源回收處理鏈。數(shù)字化賦能資源回收利用有助于提升再生資源的分揀效率和分類準(zhǔn)確性，鏈接再生資源回收利用產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)廢方、流通環(huán)節(jié)及利廢方等多元主體，促進(jìn)再生資源回收信息更加透明，進(jìn)而推動(dòng)資源回收利用行業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化綠色化協(xié)調(diào)發(fā)展。例如，廢鋼回收大數(shù)據(jù)平臺(tái)，其具有定位導(dǎo)航、預(yù)約回收、智能判級(jí)分揀、物流追蹤及資源循環(huán)利用知識(shí)推送等功能，不少用戶在平臺(tái)上獲取了公開透明的價(jià)格信息，使得廢鋼質(zhì)量大幅提升，進(jìn)而促進(jìn)了短流程煉鋼工藝的高質(zhì)量發(fā)展。

相關(guān)建議

加快培育數(shù)字化節(jié)能降碳第三方服務(wù)主體，豐富數(shù)字技術(shù)服務(wù)供給。增強(qiáng)數(shù)字化節(jié)能降碳產(chǎn)品供給能力，最大限度地發(fā)揮供給端的牽引作用，促進(jìn)數(shù)字技術(shù)進(jìn)一步拉動(dòng)制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。一是支持信息技術(shù)企業(yè)創(chuàng)建節(jié)能服務(wù)公司，提升技術(shù)創(chuàng)新水平，培育和推廣一批符合高耗能企業(yè)節(jié)能降碳需求的數(shù)字化平臺(tái)、系統(tǒng)解決方案、產(chǎn)品和服務(wù)。二是組織供需對(duì)接。建立數(shù)字化節(jié)能降碳可信服務(wù)商、優(yōu)秀數(shù)字化節(jié)能降碳產(chǎn)品與服務(wù)評(píng)價(jià)體系，征集、培育和推廣一批技術(shù)力量強(qiáng)、服務(wù)效果好、深受企業(yè)歡迎的數(shù)字化節(jié)能降碳服務(wù)商、優(yōu)秀數(shù)字化節(jié)能降碳產(chǎn)品與服務(wù)。通過在線直播、視頻展播、線上對(duì)接等形式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化節(jié)能降碳產(chǎn)品和服務(wù)展示互動(dòng)與對(duì)接交易。

加速推進(jìn)數(shù)字化全面平衡發(fā)展，彌合不同規(guī)模企業(yè)間的數(shù)字鴻溝。一是降低數(shù)字技術(shù)使用門檻和成本。從推動(dòng)中小企業(yè)數(shù)字化發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化升級(jí)三個(gè)方面，推動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。面向中小企業(yè)提供成本低、見效快、適用性強(qiáng)的節(jié)能降碳數(shù)字化解決方案。二是不斷夯實(shí)中小企業(yè)數(shù)字化服務(wù)基礎(chǔ)。支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群搭建“虛擬”產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，鼓勵(lì)培育虛擬產(chǎn)業(yè)集群，建設(shè)中小企業(yè)數(shù)字化公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，組織發(fā)布數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型經(jīng)驗(yàn)和案例，優(yōu)化中小企業(yè)數(shù)字化服務(wù)。

明晰碳排放數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)范，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)在賦能制造業(yè)低碳轉(zhuǎn)型中的潛力。研究制定數(shù)字化賦能節(jié)能降碳標(biāo)準(zhǔn)體系，明確數(shù)據(jù)采集主體，制定能源使用和碳排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集流程和使用規(guī)范，建立各利益相關(guān)者的協(xié)調(diào)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和唯一性。加大數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)防范和數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度，為數(shù)據(jù)有序流動(dòng)、促進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型提供有效的制度保障。