摘要:当前,新一轮科技革命和产业变革相互促进,工业互联网等战略技术加速发展,并与实体经济融合持续加深,持续推动制造业领域工艺、设备全环节低碳革新和数字化升级,推进工业制造体系向智能化、服务化、绿色化迈进。本文通过分析工业互联网赋能碳减排的机制、机理,梳理了赋能各行业绿色低碳发展的创新路径和应用场景,提出工业互联网助推碳达峰、碳中和目标实现的着力点及政策建议。
以信息化、数字化、网络化、智能化为重要特征,工业互联网是新工业革命的关键基础,对产业发展模式产生了深刻影响。在实现“碳达峰、碳中和”目标的背景下,工业互联网不仅是推动制造业高质量、高标准发展的必要引擎,也是推动碳达峰、碳中和的重要设施。探索以工业互联网提升能效、实施净零排放、绿色低碳的可持续发展模式,将有助于打造具有示范性及地区特色的“双碳”新格局和新路径。
01 工业互联网对推进“双碳”战略实施具有重要意义
当今世界正经历百年未有之大变局,创新发展工业互联网,促进新一代信息技术与制造业全方位深度融合,把握技术、产业变革机遇,是加快制造强国、网络强国、数字中国建设的关键路径,也是高效实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑。
(一)工业互联网为实现“双碳”目标提供关键设施与技术
工业互联网在助力“双碳”战略目标实现进程中扮演着重要角色、贡献了重要力量,通过建设网络、平台、数据、安全四大功能体系,工业互联网提供了网络化、数字化、智能化的技术手段和工具,赋能构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,助力产业链供应链升级和结构调整优化,促进生产生活方式绿色创新变革,推动降低社会总体能耗强度,助推经济社会绿色发展。
(二)工业互联网是推动传统工业绿色转型升级的核心驱动要素与关键支撑
工业是实现碳达峰、碳中和目标的关键领域。工业互联网以数字化带动制造企业向绿色化、数字化转型,通过将信息技术与行业经验、需求相结合,催生培育了智能化制造、个性化定制、服务型制造等新产业、新业态,实现各生产要素和服务资源在范围、效率、精准度方面的优化,优化制造业产业结构,为传统实体经济转型赋能,促进工业企业实现降本、增效、绿色发展,大幅提升企业发展的质量和效益。
(三)工业互联网扮演“碳达峰碳中和加速器”的重要角色
首先,利用数据智能,提升系统管理效能。除了将过程的碳排放结果转为前馈判断条件,为系统优化提供指引外,数据智能应用于电力系统、工业过程以及供应链管理,都必然提升系统能源效率和资源效率,降低维持产出稳定所需的能源冗余或资源冗余,从而降低系统碳排放强度。其次,利用创新服务,加速现有技术应用。利用工业互联网平台改造现有工业过程,可以自动实现控制参数优化并实现节能增效、解决传统节能与稳定产出之间的矛盾。最后,利用数字仿真,加速新技术研发。通过数字仿真可以加快新型设备等的研发进程,从而加快碳达峰碳中和路径需要的新型可再生能源发电技术、储能技术、新材料以及新装备的研发进度。
02 国内外积极探索与实践“工业互联网+双碳”
国内外积极探索与实践“工业互联网+双碳”发展新路径,通过将工业互联网应用于各个行业关键环节,作用于该行业的管理减碳或技术减碳过程,从而提高低碳发展水平。
(一)国内外积极探索与实践“工业互联网+双碳”
后疫情时代,数字化、绿色化、智能化已成为全球经济复苏的主旋律,美国、英国、欧盟、日本等国家高度重视工业互联网对于实现经济社会绿色发展的重要性。世界主要国家工业互联网碳达峰碳中和政策的主要内容如下所示:
(二)以工业互联网为核心的数字化转型正成为我国实现碳达峰碳中和目标的重要技术路径
低碳转型发展已成为我国的重大战略,我国积极推动工业互联网与能源电力、工业等重要碳排放行业领域深度融合。2020年9月22日,在第75届联合国大会一般性辩论上,习近平总书记宣布了中国的碳达峰目标和碳中和愿景。2021年全国两会上,“碳达峰”“碳中和”首次写入我国政府工作报告。《“十四五”工业绿色发展规划》重点强调,聚焦钢铁、石油化工、建材等重点行业,研究编制“工业互联网+双碳”实施方案,完善顶层设计,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、环境治理水平,深入推进生产制造过程数字化转型,赋能绿色智能制造。可以预见,我国“工业互联网+双碳”相关政策体系将进一步完善,将陆续出台工业互联网助力重点领域和行业实现碳达峰碳中和目标的一系列政策文件。我国工业互联网碳达峰碳中和相关政策如表2所示:
(三)各省市积极探索“工业互联网+双碳”解决方案
全国各省市积极探索“工业互联网+双碳”,并取得了明显成效。在北京,基于东方国信下属的Cloudiip平台,搭建了锅炉云服务平台、炼铁大数据平台等多个工业互联网应用子平台,并开发了大量实用App,助力应用企业实现节能降耗,提高生产效率,其中锅炉云平台可实现降低单炉能耗15%。在浙江,通过上线“双碳智治平台”数字化平台,可助力实现政府治碳、企业减碳、个人低碳的目标,浙江明旺乳业有限公司通过采纳平台为其量身定制的一系列节能降碳措施建议,每年可实现清洁能源使用占比提高至30%,节约用能成本约400余万元。在广东,发布了《粤港澳大湾区工业互联网碳中和白皮书》,粤港澳大湾区标准创新联盟提出了工业互联网碳中和的标准创新,为产业等全面绿色转型提供标准技术支撑。同时,腾讯等互联网企业也积极为用户提供绿色算力支撑。
(四)重庆市从政府侧和企业侧推进“工业互联网+双碳”应用实践
在政府侧,“双碳”背景下,重庆市与四川省积极协同推进成渝地区碳达峰、碳中和工作,出台了《成渝地区双城经济圈碳达峰碳中和联合行动方案》,促进区域经济社会绿色低碳高质量发展。针对化工等安全、环保、能耗等要求更高、标准更严的行业,出台精准政策,促进产业绿色转型升级。其中《重庆市化工行业高质量发展行动计划(2021—2025年)》提出深化信息技术与产业融合,支持企业基于工业互联网采集、分析挖掘、应用全流程关键节点数据,推动工业互联网在化工行业深度融合应用。在企业侧,重庆移动以宗申集团工厂数字化、智能化转型需求为出发点,依托标识解析等数字技术,加快落地工业互联网在产业链供应链协同、“双碳”管理等方面的应用场景。另外,广域铭岛吉利工业互联网平台为企业提供碳排放数据数字化采集、核算、管理、应用全生命周期碳资产管理的整体解决方案,实现对企业制造过程碳排放的识别、监测、核算、报告,帮助企业精准降碳、智能降碳。
03 工业互联网赋能碳达峰碳中和面临的挑战
推动“工业互联网+双碳”深度融合发展是一项长期、系统性的工程,面临一系列挑战,需要稳妥、有序、创新推动。
(一)工业互联网助力绿色发展仍有较大空间
当前,相当规模的制造业集中在产业链、价值链中低端,生产管理模式粗放,存在高碳燃料“高消耗”、产品能耗物耗“高排放”等难点痛点,产业结构转型升级面临创新能力不足、智能化水平不高、能源资源利用效率低等挑战,节能降耗空间巨大。
(二)新模式新业态发展存在不足
工业互联网在“双碳”领域的应用新模式还有待进一步探索,工业互联网与各行业高能耗环节的深度融合应用程度还存在不足,特别是需要进一步提升广大中小企业应用工业互联网的积极性,促进数字化绿色化转型、发展新模式新业态。
(三)存在关键技术“卡脖子”问题
“工业互联网+双碳”基础理论研究短板突出,关键核心技术供给存在不足,技术积累不够深厚。因环节构成复杂、技术种类多等原因,工业互联网与低碳、零碳、负碳技术的深度融合发展成熟度不够,技术系统集成难度大,成本较高,亟需系统性、原创性的技术和理论创新。
04 工业互联网推动“双碳”发展的路径研究
推动工业互联网与国民经济重点行业深度融合应用不断深化,优化调整能源结构和产业结构,加快建设工业互联网园区,充分发挥工业互联网的赋能、赋智、赋值作用,促进实体经济全面绿色、降本、提质、增效发展,将是工业互联网推动“双碳”发展的重要路径。
(一)助力重点行业碳达峰碳中和
工业互联网与能源电力、工业等重点碳排放行业或领域深度融合,能够减少能源、资源消耗,提高集约循环利用水平,同步提升生产效率与碳效率。企业通过在生产活动中使用工业互联网技术,通过对生产活动进行优化和非物质化,能够减少不必要活动,从而降低对环境的影响。通过工业互联网创新应用,客户等相关主体能够以多种形式参与从研发到生产等价值创造全生命周期流程,改变企业价值创造方式和客户服务模式,推进生产过程和工艺的绿色化、数字化、智能化节能升级。同时,企业通过工业互联网提升了对生产、运营的管控治理水平,弱化了产业边界,并在企业间形成专业化分工,催生出“跨界”等新型发展模式,提高了企业价值创造、获取的效率和能力,降低了碳排放,从而有利于绿色发展。
(二)促进产业结构和能源结构调整和优化
通过工业互联网全面赋能产业转型升级和结构优化、提升政府碳排放监管效率和社会服务的现代化水平,形成绿色低碳的生产生活方式,能够降低社会总体碳排放。工业互联网对传统产业实施技术改造和优化配置,引领工艺和服务创新,优化产业结构,有效支撑传统产业低碳绿色发展。在碳排放治理方面,通过应用标识解析等技术开展碳排放追踪监测,能够促进碳治理高效化。另外,工业互联网能促进资源高值化循环利用,通过资源高效优化配置降低生产过程碳排放。在传统用能领域,工业互联网能提高用能效率,促进能源结构清洁化转型,构建清洁低碳安全高效的现代能源体系,通过直接减少碳排放以降低对环境的影响,助力实现碳达峰、碳中和目标。
(三)推动工业互联网园区绿色转型、协同发展
高水平建设工业互联网园区是实现“双碳”目标的重要着力点,园区作为企业集聚区,是实现“双碳”战略的重要抓手。工业互联网能够提升园区企业的生产力与工作效率,显著降低碳排放强度。通过工业互联网技术手段打造信息化、专业化、智慧化、绿色化的节能降碳方式,构建产品碳足迹追踪、园区综合能源调度调控、园区“双碳”智能化治理等创新应用场景,更加精细、动态地实现工业园区的绿色低碳高质量发展,推动园区企业绿色化、智能化改造升级,打造绿色低碳的产业集群,最终形成以园区为核心的绿色生态体系。另外,工业互联网为园区跨行业耦合、跨区域协同、跨领域配给等提供了重要能力支撑,通过“工业互联网平台+园区”,协同布局优化绿色产业链,助力园区产业形成循环链接,构建协同降碳新模式。
05 “工业互联网+双碳”创新发展的政策建议
积极贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的重大战略决策,以政策为抓手,充分推动工业互联网在各行业、各领域的深度渗透应用,积极培育“工业互联网+双碳”新生态,引领和支撑经济社会绿色低碳发展,推动各行业各领域顺利实现“双碳”目标。
(一)加大政策支持
完善“工业互联网+双碳”政策体系,综合运用标准、试点示范等一揽子政策工具,优化完善相关财税投资等支持政策。用好财政资金,大力支持通过工业互联网促进绿色低碳转型、碳达峰碳中和等相关重点项目建设。继续落实好“工业互联网+双碳”绿色低碳技术研发等税收优惠政策,确保政策应享尽享。
(二)加速人才引育
完善高素质“工业互联网+双碳”产业人才队伍引育措施,加强工业互联网与绿色低碳领域融合相关学科建设,推动职业教育与产业深度融合,引导大型企业与中高职院校共同举办“工业互联网+双碳”高质量职业教育。实施“工业互联网+双碳”英才计划,加快引进培育能突破“工业互联+双碳”发展关键核心技术、实现成果高效转化应用的领军人才及团队。畅通“工业互联网+双碳”领域专业技术人才评价渠道。构建全过程、专业化、一站式“工业互联网+双碳”人才服务体系,增强对高水平人才的吸引力。
(三)加强金融保障
有序推进“工业互联网+双碳”金融产品和金融服务开发,创新绿色金融产品和服务模式,引导银行等金融机构及风险投资机构加大对“工业互联网+双碳”项目的支持力度,组织实施金融服务“工业互联网+双碳”示范工程。支持符合要求的企业上市融资用于建设和运营“工业互联网+双碳”项目,研究设立“工业互联网+双碳”基金。
(四)加快环境优化
积极开展“工业互联网+双碳”标准宣贯、现场诊断和供需对接等活动,引导更多企业利用工业互联网实现碳达峰、碳中和。探索制定“工业互联网+双碳”相关产品推广目录,增强集群效应和品牌效应。同时深化区域合作和对外开放,深化“工业互联网+双碳”相关产业链、供应链、创新链合作力度,加大国际合作力度,获取战略竞争优势,鼓励将自主研发的“工业互联网+双碳”相关技术、产品和服务推广到世界其他国家和地区。
参考文献
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[14] 集成侠微信公众号,关注|工业互联网推动双碳目标进程,https://www.sohu.com/a/530632171_121251084.
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