“能碳物聯”在商業綜合體中的應用

［摘 要］在國家“雙碳”戰略深入實施和能源企業加快數字化轉型的大背景下，京能遠景領金智匯（ 北京） 科技有限公司以“基于能源，超越能源”為理念，結合昆泰商城綜合能源項目建設，自主研發LinKing.OS 智能物聯操作系統，創新構建“數字化平臺+能源投資運營服務”業務模式，在為新能源運營商和能源終端用戶打造能碳數字底座的同時，形成了以經濟產業化、產業數字化、數字平臺化、平臺生態化、生態低碳化為核心的虛實融合產業新生態，實現了實體經濟與數字經濟深度融合。

［關鍵詞］“雙碳”目標；智能物聯；能源綜合利用；數字化轉型

一、公司簡介

京能遠景領金智匯（北京）科技有限公司（簡稱“領金智匯”）是京能集團落實國務院國資委《國企改革“雙百行動”工作方案》與遠景集團合資成立的混合所有制企業。

自2021 年9月正式運營以來，公司深入貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想，聚焦打造深化市場化改革和提升自主創新能力“雙輪驅動”的創新型企業，先后承擔了京能集團及廣西壯族自治區賀州市的多個重大科技創新項目。

2023 年3月， 公司成功入選國務院國資委發布的“科改示范企業”名單。

截至目前，公司已成為國家高新技術企業、創新型中小企業、科技型中小企業和中關村高新技術企業。

二、實施背景

（一）踐行國企數字化轉型的重要實踐

我國“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要在“加快數字化發展，建設數字中國”篇章提出，迎接數字時代，激活數據要素潛能，推進網絡強國建設，加快建設數字經濟、數字社會、數字政府，以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。

2020 年8月21日，國務院國資委印發《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》，提出加快建設推廣智慧電網、智慧管網、智能電站、智能油田、智能礦山等智能現場，著力提高集成調度、遠程操作、智能運維水平，強化能源資產資源規劃、建設和運營全周期運營管控能力，實現能源企業全業務鏈的協同創新、高效運營和價值提升。

作為京能集團下屬的混改企業，領金智匯自主研發的LinKing.OS能碳管理平臺，主要面向新能源運營商和能源終端用戶，為其構建能碳數字底座，并基于全生命周期理念管理新能源源網荷儲設備，通過碳排放管理、電力交易、虛擬電廠等應用，實現能碳監控和能效提升。

LinKing.OS平臺是IT和OT充分融合的技術成果，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，貫穿系統的設計、制造、運維全生命周期應用，實現各階段數據的充分應用和協同優化。（如圖1所示）

相較于市場同類產品，該平臺技術優勢顯著。具體包括：充分采用新一代物聯網、大數據、云計算、人工智能技術成果和云邊協同的開放架構，使數據采集、處理、傳輸、存儲、應用的算力在邊緣端和云端合理、高效地分配與流動，實現安全性與靈活性的良好平衡。

（二）落實首都城市新總體規劃的重要舉措

《北京城市總體規劃（2016 年-2035 年）》對到2035 年北京城市發展基本框架進行了集中展示，明確了北京“全國政治中心、文化中心、國際交往中心、科技創新中心”的首都城市戰略定位和“一核一主一副、兩軸多點一區”的空間布局規劃。對于首都核心區與主城區的發展，總體規劃強調減量集約、盤活存量、留白增綠。

昆泰商城地處朝陽區。按照總體規劃要求，如果不進行升級改造，商城在未來成熟區域的核心資產，將在日益稀缺的趨勢下，無法滿足商業辦公與舒適度品質提升的需求，更加無法支撐所在區承擔的文化、國際交往與科技創新的功能定位。

（三）推動建筑領域節能降碳的重要手段

建筑領域是我國能源消耗和碳排放的主要領域之一。加快推動建筑領域節能降碳，對實現碳達峰碳中和、推動高質量發展意義重大。

近日，國務院辦公廳轉發國家發展改革委、住房和城鄉建設部《加快推動建筑領域節能降碳工作方案》，聚焦提升新建建筑節能降碳水平、推進既有建筑改造升級、強化建筑運行節能管理等方面提出了12項重點任務，為推動建筑領域節能降碳、綠色低碳發展提供了重要指引。

昆泰商城綜合能源項目符合國家節能降碳政策的要求，對于實現節能降耗，提高能源綜合利用效率，實施可持續發展具有重要的現實意義。

三、主要做法

作為領金智匯負責實施的綜合能源利用項目，昆泰商城位于北京市朝陽區朝外大街12 號，北側為朝陽門外大街，南側為朝外南街，東臨芳草地西街，西臨神路街，始建于1995 年，原功能為商業、停車及相關配搭設備用房和后勤用房，現有總建筑面積約為4.16萬平方米，其中地上面積2.80萬平方米，地下面積1.36萬平方米，改造總設計面積約3.62 萬平方米。

昆泰商城產權方為北京昆泰控股集團有限公司，隸屬于朝陽區國資委。

昆泰商城綜合能源項目是以“能源消費總量控制和系統能源效率”為控制目標，在商城能源站設計、建造及長期運行的過程中，圍繞保障節能的管理目標，實施全過程節能技術管理和建設，為業主提供節能咨詢、供冷、供熱等綜合能源服務。（如圖2所示）（一）抓住用戶側能源供需主要矛盾先立后破

1. 以雙碳“1+N”政策體系為指導思想

2021年10月24日，中共中央、國務院發布《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》（簡稱《意見》），兩天后國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》（簡稱《方案》），隨后碳達峰十大行動有關文件相繼出臺，形成了雙碳“1+N”政策體系?！兑庖姟泛汀斗桨浮穼ⅰ半p碳”目標分解成近、中、遠三期。

近期目標是在2025年，達到初步搭建綠色低碳循環發展的經濟體系，提高重點行業的能源利用效率；中期是2030年，推動經濟社會發展全面綠色轉型，實現國家資助貢獻目標。

昆泰商城綜合能源建設與服務項目，是遵循國家層面能源“雙碳”頂層設計一盤棋的系統思維，圍繞短中期目標，應用系統思維，落實“提升城鄉建設綠色低碳發展質量，推動城鄉建設和管理模式的低碳轉型，大力發展節能低碳建筑，并優化建筑用能結構”的行動方案，旨在通過能源設施改造，提高商業建筑行業的能源使用效率，降低能源運營成本。

2. 把握行業的“變”與“不變”

實現“雙碳”目標，不能一蹴而就，需要腳踏實地，穩步推進。昆泰商城綜合能源項目涉及建筑與能源兩大行業降碳，在項目實施過程中，領金智匯要堅持貫徹新發展理念、構建新發展格局、推動高質量發展的目標不變，在近、中、遠期的目標、路徑、措施的選擇上都需要高度協同，時刻洞察發展趨勢變化，并動態調整目標和路徑，切實抓住“雙碳”這一社會系統性變革趨勢所帶來的機遇，同客戶一起主動擁抱變化，重塑核心競爭力。

3. 厘清客戶需求的主要矛盾

在《北京城市總體規劃（2016 年-2035年）》深入實施的背景下，昆泰商城綜合能源項目建設過程中，領金智匯需要厘清行業面臨的挑戰，協助客戶動態處理好發展與減排的關系，先多措并舉，著力解決主要供需矛盾，之后逐步有序推進，降低建筑能耗與能源使用的排放問題。

（二）按情景分析法進行綜合能源系統設計建設

1. 以綜合能源規劃思想統籌規劃和設計冷熱能源站

與傳統供電、燃氣、熱力、暖通的單獨能源規劃與設計相比，綜合能源規劃是以城市的物理空間為載體進行實現。

昆泰商城綜合能源項目在指標、空間布局和資源配置方面都進行統籌考慮，旨在實現能源的清潔、高效、可靠的階梯利用。特別是要充分考慮建筑特點，在提高資源、能源、空間利用效率的問題上做足功課，以避免能源資源的設備重復投資，減少過量配置，杜絕錯配和漏配情況，整體降低能源站系統的投資與運營成本。（如圖3所示）

2. 以時間維度延伸進行定量推算與預測

昆泰商城綜合能源項目在規劃與設計期間，按照時間維度以近期、中期和遠期三個階段進行情景分析，每個階段的目標制定都符合國家“雙碳”重大戰略規劃、能源與建筑行業發展戰略規劃、北京市總體規劃和新技術的發展趨勢，科學、合理且全面地設定目標體系。（如圖4所示）

基于前期基礎數據，通過建立能耗計算BESI模型、建筑節能模型進行不同階段的場景設定，對已有基礎數據的假設、模型預測來模擬生成未來的應用情景，通過情景分析與數據預測對三個階段的目標產生影響的方法，來修正規劃目標的設定，在運營期間會根據場景模型進行優化潛力挖掘，以對既定目標進行動態調整，做到能源供給與需求的合理配比，實現能源體系總體效率的最優化利用。

3. 積極推動電能替代，使用清潔低碳能源

電能替代是能源轉型的關鍵。當前風電、光伏、儲能等新能源技術的快速崛起以及新材料、物聯網等關聯領域的技術突破，正引領新一輪能源革命。

昆泰商城綜合能源規劃以降碳、增效為導向，能源站冷熱設備均選型電能型，例如空氣源熱泵、電蓄熱過濾，變頻螺旋機組等，使清潔能源對化石能源進行有序替代，以更豐富、更清潔的動力來源支撐構建起高效、智能且可持續的社會發展新模式。（如圖5所示）

（三）研發LinKing.OS能碳物聯管理平臺

1. 消除信息傳輸“壁壘”

平臺采用數據分層架構，通過“數據→信息→知識”的映射表達，構建設備模型、行為和狀態三個維度的信息。

在數據傳輸與平臺接入方面，具備多種組網方式的高效融合和無縫銜接，打破原有的單一、分散的傳統模式，消除信息傳輸的“壁壘”，可促進系統的聚合與資源整合，有效支撐數據穩定高效且經濟安全的應用需求。

同時，以此為基礎，通過數據驅動，不斷迭代優化模型，提升模型準確性，建設數字孿生級的能源數據運行網絡。（如圖6所示）

2. 打造高內聚、松耦合的能源運營云平臺

云平臺采用靈活、完整、先進的四層物聯網架構（包括設備層、傳輸層、平臺層和應用層），各層之間協同緊密、可靠，可應用于智慧樓宇、智慧工廠、智慧園區及智慧社區等多種場景。

云平臺充分采用新一代物聯網、大數據、云計算、人工智能技術成果和云邊協同的開放架構，使數據采集、處理、傳輸、存儲、應用的算力在邊緣端和云端合理、高效地分配與流動，具備多種能源品類與屬性的接入與綜合展示，實現安全性與靈活性的良好平衡。（如圖7所示）

3.“虛實互映”推進業務數據的時空化應用

昆泰商城綜合能源項目應用數字孿生所融合的感知、建模、渲染等多種數字技術優勢，以高價值場景為驅動建模，從主體建筑剖析各樓層應用。

基于能源數據層面的實時交互，對昆泰商城整體的能碳監測做到“以虛映實”，對能源站的冷熱控制做到“以虛控實”，進階通過情景設置與AI模型對未來使用數據進行預測，增強業務數據的時空化應用，實現“以虛預實”。（如圖8、圖9所示）

（四）助力建筑運行期韌性提升與近零碳升級

1. IBMS與ICT技術深度融合

在昆泰商城綜合能源項目中，IBMS（樓宇自控系統）與ICT（信息與通信技術）實現深度融合。例如，暖通系統空調末端面板的溫度控制除了就地控制面板外，還可由LinKing.OS系統直接控制與調節，各區域的溫度在云端平臺上可快速定位和查看。平臺可根據策略設置和人為干預等方式，及時下發運行參數調整的指令，以滿足不同場景下運行工況需要。（如圖10 所示）

LinKing.OS系統通過ICT技術，對昆泰商城的冷熱站、照明、動力等系統的運行調優，降低用能成本與管圖5 昆泰商城冷熱能源站電氣化示意 圖6 LinKing.OS平臺物聯設備數據接入示意圖8 昆泰商城綜合能源項目數字孿生主體建筑建模圖10 昆泰商城綜合能源項目暖通系統控制狀態示意圖7 LinKing.OS平臺綜合能源數據展示示意圖9 昆泰商城綜合能源項目數字孿生各樓層剖析建模理方的人力成本，提高商城用戶的無感體驗。

2.EMS與云計算、大數據和AI深度融合

在昆泰商城綜合能源項目中，LinKing.OS能效管理模塊（EMS）結合云計算、大數據和AI人工智能等先進技術手段，借助“城市”大腦的理念，為昆泰商城能源運營提供“數字大腦”，通過“一屏統管”能碳和節能，實現數據可感知、可量化，提升用戶體驗。（如圖11 所示）

對能源運營和設備運維人員而言，平臺數字孿生技術所提供的“虛實互映”，可實現智能化協同，提高運營和維護效率，提升運維體驗。

3.建筑具備虛擬電廠建設與韌性運營的擴展能力

昆泰商城綜合能源項目優先解決商城能源站的供冷與供暖改造。電能替代使得電力在能源使用占比大幅提升，目前已通過能源的梯級利用提高了利用效率。

在綜合能源規劃階段，考慮通過可再生能源（光伏）發電作為樓宇的供能來源，降低碳排量。通過建設用戶側儲能，結合市場機制（峰谷價差、電力現貨交易、需求側響應等）和光伏協同運行，來進一步降低用電成本，在形成虛擬電廠的同時，提高清潔能源使用比例，保障負荷側供電的韌性。（如圖12 所示）

（五）以產品技術迭代提升管理精細化水平

1. 打造雙循環服務模式

數字化EaaS（能源即服務）針對多樣化的市場需求，提供廣泛供需平衡服務?；贚inKing.OS 能碳管理平臺數字底座，持續通過內外“雙循環”的服務模式，為昆泰商城運營方提供能源資產智慧運管服務。（如圖13 所示）

基于一站式能源資產物聯接入，集成區域氣象和配電網等大數據，通過機器學習等技術，為客戶提供光伏、風電、儲能、氫能、燃氣、供熱等資產的智慧運營、綜合管控，最終達成不同能源業態間的統一調度和優化運行，平衡供需，提高生產效益和運營管理水平。

2. 持續打造零碳循環擴展服務的能力

借助LinKing.OS數字化底座，在能源電力領域，不斷迭代能碳管理模塊，提供碳盤查、跟蹤昆泰商城能耗目標、為業主持續提供碳交易和連接交易與投資市場，來削減碳足跡。

同時，在基礎設施迭代時，提供優化設計服務，以達到最小化資源損耗。

總而言之，借助數字化底座不斷修煉“內功”，擴展服務范圍，提升服務品質，為業主和客戶持續提供具有綠色低碳屬性的零碳循環服務，打好環境、社會與經濟可持續發展的“組合拳”。（如圖14 所示）

四、實施效果

（一）為客戶減少能源改造投資成本

根據項目投資建設內容，昆泰商城綜合能源項目采用能源托管型模式開展節能工作，合同期為20 年。合同期內項目年均收入為609萬元，年均支出為330萬元，自有資本金投資回收期10.67 年。

（二）電能替代促進能源高效利用

經測算，昆泰商城改造前暖通系統電力消耗基準核定實物量為125.25萬千瓦時，折合標準煤334.44噸；改造后暖通系統電力消耗基準核定實物量為112.71萬千瓦時，折合標準煤300.93 噸。改造后節能12.54 萬千瓦時，減少碳排放33.51噸標準煤，節能率為10.02%。（如表1所示）

（三）為支撐用戶側電網靈活性提升做準備

過去，電力供應具有“源隨荷動”的特點，高度依賴電力調度。隨著氣候不斷增高，用電上升趨勢加快，局部用電緊張的現象愈發嚴重。

昆泰商城通過本次綜合能源改造，實施電能替代并預留光伏與儲能的接入，LinKing.OS為之后光伏與儲能的建設投運，提升“源網互動”靈活性，打下堅實的數字底座。

同時，具備提高新能源與負荷“可觀、可測、可控”水平的能力，通過數字化終端設備、綠色能源管理體系和新型電力電子技術，優先利用本地分布式清潔能源，促進平衡消納，實現削峰填谷，主動提高對分布式新能源的就地消納能力。

（四）市場化實踐和示范引領

“雙碳”背景下，公共建筑綜合能源節能改造項目市場將越來越廣闊，建筑領域節能改造市場空間也會進一步拓展。

能源企業、互聯網企業、投資機構等已經開始圍繞零碳建筑、零碳園區積極布局，通過應用創新規劃方法，進行綜合能源服務模式的探索。

昆泰商城綜合能源系統改造升級和能源托管項目的實施，對于推動北京區域建筑節能改造項目的發展，打造北京區域大型綜合性商城項目，具有很強的市場實踐與區域示范效益。

五、探討交流

當今世界正經歷百年未有之大變局，以新一代數字技術為核心的新一輪科技革命和產業變革加速興起，全球經濟也正從工業經濟向數字經濟加速轉型。

在此背景下，作為京能集團“雙百行動”企業和科改示范企業，領金智匯應緊緊抓住數字經濟時代的難得機遇，加快數字化轉型。

昆泰商城綜合能源項目建設中，領金智匯通過自主研發的LinKing.OS系統為用戶降碳和能效提升賦能，從中感受到在現有的組織體系下，圍繞已有業務架構開展的數字化轉型，在業務模式和跨組織協同創新方面存在柔性化不足的情況，主要表現為難以響應日益復雜的外部環境，以及市場需求存在的不確定性。

彌補這些不足，需要一定時間的數字能力沉淀。下一步，領金智匯將對LinKing.OS 產品在已有平臺化的基礎上，就賦能業務輕量化、模塊化等方面，繼續潛心探索，加強數字技術應用實踐，推動生態合作伙伴之間的資源協同，全面推進業務服務協同化。

總之，領金智匯將繼續致力于將業務、技術深入融合，不斷挖掘價值創造的增量空間，以高質量的數字化轉型推動企業加快實現高質量發展。