王志剛：碳中和時代下火電廠碳精益信息化管理探索

　　一、火電廠碳精益管理的背景

　　過度排放二氧化碳等溫室氣體造成全球氣候變暖，目前全球溫室氣體排放約為500億噸，其中約有80%來自能源(化石燃料)使用造成的碳排放。在我國，利用火力進行電力生產產生的碳排放占比最大。2020年9月22日，習近平主席在聯合國大會上宣布：中國二氧化碳排放2030年前達峰、2060年前實現碳中和。電力行業要想實現碳中和，除了發展清潔能源外，更要實現火力發電廠高效、準確、精細化的碳精益管理，這個需求催生了碳精益管理的信息化建設。

　　二、碳中和時代下的火電廠碳精益管理信息化需求

　　2021年7月，我國啟動了全球最大的碳交易市場，兩千多家火電廠作為首批企業納入其中。除了電力行業外，鋼鐵、水利、化工、建材、有色、造紙、航空等8大行業已經按照國家要求開展碳核查工作，3-5年內會陸續納入碳交易體系中。未來，凡是能耗超過1萬噸標煤的企業都將進入全國碳市場。

　　火電廠納入碳交易市場意味著碳精益業務管理已經迫在眉睫。只有積極正面地面對碳排放精益管理，才能實現火力發電企業的生存和長遠發展。

　　當前，雙碳業務的信息化市場容量已經上億，未來雙碳業務信息化市場容量預計超過百億，其中，火力發電廠碳精益管理的市場容量將達到四十億。

　　服務能源電力信息化逾三十年，遠光軟件對于煤炭業務、煤炭燃燒過程、火電廠碳排放的管理特性、以及碳精益管理需求有著深入的理解和獨到的看法。憑借對火電廠碳精益管理市場發展趨勢的科學預見，遠光軟件引入大數據、區塊鏈等先進信息化技術打造火電廠碳精益管理解決方案，利用信息化的管理手段，幫助火電廠梳理碳排放足跡、應對政府及利益相關方的碳排放審計，探索碳排放的降碳尋優管理，協助火電廠從碳業務角度實現“碳中和+”智慧火電。

　　三、遠光軟件在火電廠碳精益管理信息化實踐

　　(一)管理困境

　　火電廠碳排放業務面臨的管理困境包括以下幾個方面：

　　1.碳足跡感知能力不足：火電廠碳排放的足跡(痕跡)缺失、碳排放的計量能力不足、碳排放的評價指標空白，碳排放的追溯和審查手段缺乏支撐。

　　2.碳減排能力不足：在碳排放的足跡缺少準確、真實、具體數據支撐的基礎上，如何減少碳排放就缺乏有效的管理手段。

　　3.碳交易決策能力不足：納入碳交易市場后，國內2000多家火電廠如何來進行碳交易?如何對碳的配額、綠電等碳資產進行精細化的管理?2030年 “碳達峰”的要求如何實現?

　　(二)管理需求

　　基于上述對碳精益需求管理困境的分析，我們將火電廠碳精益管理的需求分為兩個層級：基礎需求、擴展需求，具體如下：

　　1.基本需求

　　(1)碳排放源頭管理：對碳排放數據的源頭進行規范管理，從煤炭取樣過程精細管理，使核心生產數據來源可追溯，在火電廠碳排放尋優時有跡可循。

　　(2)碳排放指標數據管理：利用燃料管控系統對火電廠煤炭化驗的關鍵數據進行管理，按照國家要求(因子計算法)進行碳排放數據管理，對歷史數據進行對比分析，對未來趨勢進行預測預判，做到心中有數。

　　(3)碳排放審計管理：對火電廠碳取樣留存進行管理，避免混樣、錯樣、丟樣等情況發生，保證第三方監察審計要求和火電廠自查有效性，當產生糾紛時能有據可依，保證火電廠合規安全經營。

　　(4)碳排放數據自動上報：匯總審核每月碳排放數據，自動上報集團、分公司碳業務管理系統，提供附件等相關支撐功能。

　　(5)碳審計報告自動生成：按規定格式、規定時間填報碳排放數據上報至第三方單位審核。

　　2.擴展需求

　　(1)碳排放數據匯總審核：碳排放相關運行、生產等需要采集的數據分散在火電廠各設備、各軟件系統中，把碳排放數據通過集成匯總并進行在線審核。

　　(2)碳排放全過程監測：對碳排放全過程提供技術支持和管理，實現業務管控和資源共享。

　　(3)碳排放報告自動生成：對碳排放數據進行分析，自動生成碳排放報告以及碳減排報告。

　　(4)碳交易智能決策：對碳排放的碳市場行情及自身碳配額執行情況進行分析，對碳配額交易進行提醒和預測。

　　(5)碳審計全支撐：對碳排放的相關事件進行記錄，對相關資料進行電子化管理。

　　(6)碳排放實時監測：通過在機組的煙氣排放口安裝二氧化碳在線監測裝置，精準監測煙囪排口排放氣體的壓力、溫度、二氧化碳的濃度等數據，再通過關鍵參數的分析校驗，精準測量出碳排放量。

　　(7)碳排放對標管理：對電廠碳排放核心數據進行分析對比(與歷史、與常規、與標桿)，定位影響火電廠碳排放尋優的關鍵因素，科學有效對電廠碳減排提供參考建議。

　　(8)碳尋優管理：通過碳尋優方案，優化生產工藝降低電廠二氧化碳排放量。

　　(三)解決方案

　　通過對需求的調研和分析，我們提出了火力發電廠碳精益管理解決方案，其包括以下三個方面:

　　1.碳足跡管理：基于我們對燃料業務，煤炭發電的生產過程的理解，充分發揮和利用大數據技術，實現火電廠碳排放量從源頭管控，自動核算，幫助火電廠實現碳排放有跡可循、“碳中和”心中有數、幫助火電廠碳減排路徑精準導航。

　　根據火電廠的管理要求，系統可以直接從監測設備取數，可以不同時間維度、不同數據格式維度，自動生成碳排放報告，為碳排放上報、碳審計提供數據支撐。

　　2.碳尋優管理：系統搭建火電廠全場景感知、分析評價、預警預測、輔助決策為一體的火電廠碳足跡智能分析決策平臺，為火電廠碳排放對標分析和調度尋優。碳尋優管理是基于遠光多年在配煤摻燒積累的專家庫和經驗庫經驗，再加入碳排放作為邊界條件后形成的碳排放專家庫和碳排放經驗庫，快速建立降碳尋優業務數據大數據模型。

　　3.碳交易智能決策：全面分析碳排放的產生、碳元素的流動過程，增強對碳排放量與碳配額的趨勢分析，支撐火電廠開展碳交易的智能決策，助力火電廠以更低成本實現碳履約、碳保值、碳增值，增加企業收入，促進節能減碳。碳交易智能決策可以為火電廠提供履約分析、碳額現貨交易分析、減排潛力分析、配額盈缺及履約成本分析等，無論從碳排放實時監測還是在碳交易智能決策上都能給與有效的支撐。

　　據報道， 2021年，京能集團下屬14家企業被納入首批碳排放履約以及碳排放權交易名單，京能集團全年碳排放履約總量1.36億噸，碳市場交易1052.61萬噸，盈利4.5億元。可以預見，隨著政策的驅動以及行業實踐的深入，火電廠碳精益管理方案不僅將為每一個火電企業建立碳排放業務的核算、報告、管控、決策體系，助力火電廠實現碳中和的目標，更可作為火電未來碳財務、碳資產、碳金融的基石。（王志剛：遠光軟件股份有限公司副總裁）

作者：王志剛