文_慕慧娟 新疆維吾爾自治區計量測試研究院
2011 年底,國家發展改革委、教育部、工信部、財政部、住建部、交通運輸部、商務部、國資委、質檢總局、統計局、銀監會、能源局等12 個部委聯合發布的《萬家企業節能低碳行動實施方案》,推動在全國開展萬家企業節能低碳行動,為當前的“雙碳”戰略推進奠定了堅實的基礎。“開展能源計量數據采集、監測”是國家城市能源計量中心的主要任務之一,“新疆能耗數據在線監測平臺”自2011 年批準立項為《自治區全社會節能減排專項資金能力建設項目》以后連續投入節能減排專項資金,在各級領導和有關部門的支持配合下,平臺已成為新疆節能減排的亮點,受到了自治區、全國有關部門和領導的關注和好評,也為自治區節能監管發揮了一定的作用。從2013 年起國家城市能源計量中心(新疆)利用平臺直報系統連續多年完成了自治區發展改革委、自治區質量技術監督局交辦的全疆重點用能企業年度能耗數據審核匯總分析、能效對標及能源計量審查等技術服務工作。同時2012 和2013年為300 多家企業及各地州節能相關管理部門共計千人次接收了能耗數據平臺網上直報操作等相關能源計量知識和技能的培訓,培養能源計量方面的專業技術人才。2017 年申報的新疆能耗數據在線監測平臺建設所涉及的統計調查項目獲得自治區統計局批準,成為自治區合法的能源統計報表制度之一。
2020 年4 月,升級改造的新疆維吾爾自治區重點用能單位能耗在線監測系統成為政府監管部門能源數據來源、碳交易、節能量交易、生成區域行業數據圖表以及相關數據產品的唯一數據出入口平臺,范圍覆蓋新疆十大重點耗能行業,包括石油石化、冶金、機電、化學、電力、輕工、煤炭、紡織、公用、建材等。
經過數十年的發展,新疆能耗數據在線監測平臺不僅能滿足用能單位內部能源管理和節能減排的需求,而且能為城市能源規劃、能源資源調整和節能減排控制提供依據和方案,為自治區節能減排統計、監測、考核評價體系建設提供技術支持。一方面監督、服務企業,全面掌握用能企業能源管理工作情況,引導企業建立節能減排管理自律機制,提高能源利用效率,降低生產成本、增加經濟效益;另一方面,為節能監管部門完善能源消耗數據采集、能源監控管理體系,實現新疆經濟可持續發展提供技術保障。
同時,新疆能耗數據在線監測平臺的建設能帶動相關信息產業如儀器儀表、控制系統、計算機、網絡設備以及軟件等領域的發展,促進技術進步,具有良好的經濟社會效益。
“新疆能耗數據在線監測平臺”建設運行至今整體狀況良好,但是重點用能單位能耗數據在線采集聯網工作進展也遇到一些問題。
從20 世紀90 年代末開始,我國相繼頒布一系列節能法律法規,但現行法律法規對能耗在線監測系統的建設主體、責任及執法主體的規定較為寬泛,未有具體實施細則,在第三方技術服務機構監管、資金使用、糾紛處理等事項上存在空白。
目前,能耗在線監測得到了自治區發展改革委的大力支持,國家和自治區也有相關政策支持。推行過程中,各級政府的重視程度仍然有待提高,相關政策法規的執行還需更加到位。推行力度成為制約能耗在線監測工作進一步提升的關鍵點。
目前由國家節能中心、中國計量科學院等單位起草的一系列技術規范包含了能耗在線監測系統建設的總體框架、接口協議、硬件配置、端設備技術、省平臺功能等方面要求。隨著系統建設的逐步推進,技術規范體系在某些行業、某些環節不完善等問題日益顯現。
例如聯網數據質量保障體系及端系統驗收的相關標準尚未發布;除火力發電、石油化工、鋼鐵三個行業有國家采集指南、水泥行業有地方采集指南外,其他行業的采集指南也未公布;建設端系統的重點用能單位千差萬別,現有的監測手段、技術規范難以滿足一些重點用能單位的實際需要。
目前依靠企業的主動積極來實施能耗數據在線采集工作,一些重點用能單位長期以來已經形成傳統粗放的生產經營模式,節能意識薄弱,認為這項工作在監測數據的安全保障、系統對自身生產的影響以及政府對監測數據的使用等方面存在較大顧慮,建設主動性不強;部分重點用能單位能源計量器具配備不到位,需要投入大量資金更換、新增計量器具才能為系統建設提供必要技術支撐;部分重點用能單位把建設和應用系統當成政府的事,將建設和后續運維工作轉交第三方技術服務機構,在方案編制、現場建設、數據應用、運維管理等方面參與度不足。
隨著能耗在線監測系統建設任務量迅速擴大,一些機構無視市場規則,通過超低價、超出能力范圍承攬業務、惡性競爭的方式搶占市場份額。部分第三方技術服務機構缺乏行業自律,服務意識不強,服務能力不足、對國家技術規范理解不到位、未按評審專家意見修改技術方案、未按評審方案建設等現象,導致采集的數據質量存在很大隱患。而大多數第三方技術服務機構屬于輕資產的中小型公司,資本少,起點低,抗風險能力弱,人員流動性大,缺乏長效機制確保能耗在線監測系統長期穩定運行,售后及運維服務難以保證。
自治區從事能源計量產業研究的科技高素質人才缺乏、結構不合理、技術創新能力弱。尤其是高端人才、學科帶頭人極為缺乏,難以形成高水平的科技創新團隊。企業能源計量技術力量薄弱,人員流動大。
受制于科技應用手段不足、人才匱乏、創新能力不足等問題,未充分挖掘能源全產業鏈的數據市場價值,沒有形成良好的商業運營模式。
3.1.1 建立新疆最高能源計量標準
在工業領域中,通過計量解決量值的溯源、傳遞和準確性問題,全面保障能源產品質量安全,提升產業發展的核心競爭力。建立新疆最高計量標準裝置形成準確度高、穩定性高和可靠性高的檢測能力,對關鍵的能源計量器具進行不確定度分析,制定國家和地方檢定、校準規范,使檢測能力覆蓋新疆的能耗計量器具達到較高比例,為節能減排提供技術支撐。
3.1.2 建立統一的能耗監測數據標準
開發能耗監測關鍵技術相關產品與應用系統,制定相應的國家或地方標準、規程規范,實現網絡化、信息化、數字化、可視化、智能化、精準化的能源實時監測管理,使能源數據的使用者能夠輕松地采集、傳輸、控制、管理與應用數據;通過建立能耗監測數據采集的標準,幫助各個數據采集點采集的能源數據歸統到同一個口徑,有效解決各家數據“各自為政”的現象,化解信息孤島問題。
3.1.3 探索多種能耗數據采集技術的實現
能耗數據監測同時針對煤炭、電、氣等各種能源數據,數據來源種類多,工況環境復雜,企業使用的終端以及各種表計的規約不盡相同,針對多種能耗數據開發數據采集技術、接口技術,實現新疆能耗數據在線監測平臺與國家平臺數據交互與對接。
借助能耗監測體系,對用能最優分析、用能構成、以及能效水平對標,并通過強化節能管理、優化用能設備運行方式、提高能源質量水平等措施,達到降低重點設備能耗、以及重點區域能耗,實現能效水平的節能降耗總體目標。
①基于國家城市能源計量中心(新疆)能耗數據在線監測平臺已收集的高維、低密度特征的大數據,采用以機器學習為主的大數據分析技術,對新疆不同行業、地區的能源利用效率、節能潛力、供給側和需求側的能源供需情況開展大數據建模研究,建立多領域融合,多任務處理的大數據分析機制,挖掘能耗數據價值,制定能源消費量在線檢測指標體系及計算方法,實現對新疆能耗數據的綜合分析、評價和預測,找出新疆節能減排的關鍵點,為新疆節能減排工作部署、碳達峰和碳中和預測、產業鏈的形成等政策制定提供有效的決策數據依據。
②實現新疆碳排放測算分析與碳達峰碳中和路徑選擇研究。
利用新疆能耗數據,測算新疆的真實碳排放,提出切實可行的新疆碳達峰路線圖。充分考慮本地區經濟社會發展情況、產業結構變化、能源結構調整和能效提升、重大項目建設與規劃和新型基礎設施建設、戰略性新興產業發展及布局、生態環境治理與修復等因素,以未來10 年新疆推動經濟高質量發展、生態環境高質量保護、兼顧經濟發展與生態安全、實現“兩個一百年”目標為根本,統籌能源生產轉化、消費結構升級、生態治理與環境保護等關系,利用新疆能耗數據,測算新疆的真實碳排放,明確新疆碳達峰的重點行業、重點區域和關鍵措施,提出具體可行的新疆碳達峰路線圖。
利用新疆能耗監測平臺,實施總量控制,建立推動碳減排的地區、行業分解機制。利用新疆能耗監測平臺,實施各地州市碳排放的監測和總量控制,盡快指導各地州市建立起符合本地特點的碳排放總量控制目標和措施體系。各地州市根據新疆能耗監測數據,在全區碳排放總量控制目標下,明確本地碳排放總量控制目標,建立起本地碳排放總量控制目標的企業、特定區域碳排放分解機制以及完善的目標責任考核和配套機制,引導企業、行業和區域加快綠色低碳轉型。
①提高能源信息采集、存儲、管理和利用的完善度,使企業能源管理水平不斷滿足企業戰略發展需求。為能夠滿足實時獲得運行工藝的數據,可采用能源監測與節能管理系統來了解系統實時運行情況,及時調度使系統盡可能運行在最佳狀態,降低事故的影響率。
②縮減能源管理環節,簡化能源管理流程,構建客觀清晰的能源消耗評價體系。建設能源監測與節能管理系統,可以實現能源數據的高效利用,優化能源管理中的流程,實時監測高耗能企業的能源設備的運行情況,了解企業實際能源消耗情況。
在采集高效、全面的能源數據的基礎上,建立起客觀、清晰的能源消耗評價指標。通過數據分析發現企業的能源消耗漏洞及時提出節能策略,用技術方法和管理方法降低企業在能源管理中的運行管理成本,使企業在能源監測與節能管理上獲得效益。
③節約能源系統運行管理成本,提高企業員工的工作效率。特變電工能源系統的規模比普通小型企業要龐大,結構更加復雜,企業員工工作量大,成本較高,如現場管理、運行值班和檢修及其管理。能源監測與節能管理系統的建設,將會對大型企業的能源管理體制改革起到不可替代的作用。
對于中小型的企業來說,能源數據采集點會更少,在這種情況下,采用能源監測與節能管理系統的效果會更加直觀有效。最終系統會實現遠程數據監控,減少能源系統管理中的人力投入,節約能源系統運行管理成本,可以將多余的人力投入到其他更加重要的工作中,提高企業員工的工作效率。
④提高企業對能源系統故障和異常情況的反應能力,避免企業突發事故升級。能源監測與節能管理系統能夠從全局角度考慮,分析各能說設備的實際運行情況,一旦有設備發生故障或者運行狀態異常,將會及時采取應急措施或者發出警報,提醒運行管理人員及時處理。
該系統的建設,可以優化能源管理,及時了解企業的能源發展需求和實際消耗情況,使企業的能源利用處于合理穩定的狀態。大量現場運行數據的采集,結合能源數據的挖掘、分析、決策,將為企業的高級能源管理應用提供可能性。