我国“工业互联网+绿色低碳”发展策略研究
时间：2023-03-01 18:40:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
梅玉坤，彭军霞，高智伟
（广州赛宝认证中心服务有限公司，广东 广州 511370）
近年来，我国“工业互联网+绿色低碳”相关政策频出。2022年7月7日，工业和信息化部、国家发改委、生态环境部联合印发了《工业领域碳达峰实施方案》，明确指出要主动推进工业领域数字化转型，尤其强调要积极推动“工业互联网+绿色低碳”工作，推动新一代信息技术与制造业的深度融合，加强数字化碳管理体系。《“十四五”工业绿色发展规划》也强调，聚焦钢铁、有色金属、石化化工、建材等重点行业，研究编制“工业互联网+双碳”实施方案，深入推进生产制造过程数字化转型，赋能绿色智能制造[1]。工业互联网技术可以促进我国工业行业产业升级和节能降碳，是实现“碳中和”的重要路径。
美国通用电气公司在介绍工业互联网的作用时，使用“1%的力量”作为关键词，对于规模庞大的工业行业来说，能够提高1%的效率，就意味着成本明显的降低。同样，工业行业每年削减1%的碳排放，就能够为整体的碳减排做出积极贡献。工业互联网平台为工业企业提供了一个架构，通过对大数据技术赋能的研发、产品生产流程再造、系统集成、设备运维、能效提升、能源管理、碳交易等综合能源低碳服务产业链核心环节和流程的打造[2]，聚焦能源管理、节能降碳等典型场景，进而实现数据驱动下的产业转型升级，成为低能效制造向“绿色智造”迈进的一大关键。
2020年，我国工业互联网市场规模总量达到6 712.7亿元，同比增长10.4%，预计2022年我国工业互联网市场规模总量将达8 893.5亿元，同时工业互联网产业增加值规模将超5万亿元[3]。在国家层面政策的推动下，工业互联网与绿色低碳的融合成为调整经济结构、转变成长方式的新模式，并且已在众多高耗能工业行业中获得了应用。
在水泥行业，海螺水泥实现了从灰色制造转向绿色智造的变革，其在安徽的工厂依托工业互联网平台，建立了最优的能效模型和评价指标体系，对关键生产工艺分项能耗、碳排放进行实时监控，通过生产源头和过程中精细的数字化管控，节约电力4亿千瓦时、二氧化碳减排近75万吨、污染物减排3万吨[4]。在钢铁行业，天津钢铁集团建立了环保工业互联网平台，由AI人工智能技术、物联网技术、大数据分析技术、污染预测模型等多项先进技术做支撑，利用超低碳排放监控监测，集中管控体系帮助企业节能降耗，实现全年吨钢综合电耗、水耗同比降低14.37%和12.61%[4]。在石化行业，中国石化形成了一套基于工业互联网的企业绿色低碳整体解决方案，实现节能减排。预计到2030年，燃料消耗减少5%，2050年减少14%[4]。在电子制造行业，中电工业互联网有限公司提出的“基于工业互联网的高端电子制造企业绿色智慧质量管控整体解决方案”，成功入选工业互联网赋能绿色低碳的优秀案例，该解决方案可实现企业能效提高10%以上，节约用能成本8%以上。
除了传统高耗能行业外，“工业互联网+绿色低碳”的产业模式也被应用在更多行业中。在汽车行业，广汽本田增城工厂和一汽大众天津分公司借助树根互联打造的工业互联网平台，收集设备绩效、能耗监测、工艺质量检测等数据，在数据看板上，通过AI预测+数据挖掘代替人工分析，推进用能预警机制建设，助力企业用能“避峰就谷”，节约用能成本[5]。在建筑行业，依托合同能源管理的新型商业模式，推动工业互联网技术与建筑节能深度融合，能够产生极大的节能效益。在环保行业，通过工业互联网技术实现碳排放、污染物排放数据的实时监测分析，数据驱动工艺流程优化，推动高耗能高污染企业节能减排。从行业角度统计，电力行业的工业互联网应用水平连续两年保持最高，电力行业主要进行电力设备的状态监测、智能预警、控制优化、故障诊断等措施，通过能源的精细化管理提高能源生产和使用效率，实现企业的节能降耗。
总之，越来越多的行业和企业通过工业互联网信息技术，与节能降碳技术深度融合实现生产运行数据、能源数据和碳排放数据的统一汇聚，工业绿色低碳的新经济模式。在龙头企业的带动下，“工业互联网+绿色低碳”的转型步伐呈现加速态势。
工信部数据显示，2021年全国工业产能利用率达到了77.5%，是近年来较高水平。重点领域规模以上工业关键工序数控化率、数字化研发设计工具普及率分别达到55.3%和74.7%，其中规模以上工业单位增加值的能耗同比下降5.6%。说明我国“工业互联网+绿色低碳”在初始阶段取得了较好的成绩。但是，也要看到我国大部分工业企业数字化水平有待提升，尤其是中小企业的数字化水平较低，超过55%的企业尚未进行基础的设备数字化改造，能源能耗管理及碳排放数据采集、监管水平需要得到提升[6]。因此，工业领域的节能减碳依然存在着很大压力。我国“工业互联网+绿色低碳”也面临三大关键问题。
2.1 对“工业互联网+绿色低碳”认识不足
工业一方面是能源消费管控的问题，另一方面也是生产方式和生产效率的问题。工业互联网，作为新一代信息技术与工业产业深度融合的新型基础设施，是产业效率提升的助推器，“工业互联网+绿色低碳”所产生的节能降耗空间巨大。但当前我国制造业很多仍集中在国际产业链和价值链的中低端，生产技术和管理经验相对落后，产业数字化、智能化水平低，社会普遍对于工业互联网助力绿色低碳的认识不足，企业也并没有把节能减排作为重要的考量点。能源管理的粗放模式则制约了能源数字化、系统化、精细化，存在高碳燃料用量大、产品工艺高排放、能源资源利用效率低等行业痛点。
2.2 “工业互联网+绿色低碳”基础薄弱
我国工业互联网起步较晚，尚处于初步建设阶段。因此，工业互联网叠加绿色低碳基础十分薄弱。在产业应用方面，工业场景复杂，场景间具有很大不同且难以复制，需要进一步加强绿色低碳重点应用，有待探索行业整体解决方案和商业模式。在技术研发方面，目前我国工业互联网产业空心化问题突出，工业数据采集能力不足，设备的数据兼容性较差，导致信息化技术与低碳技术融合困难。在环境方面，国内企业工业互联网平台局限于垂直细分领域，生态体系建设几乎处于空白状态，“工业互联网+绿色低碳”产业创新政策、产业标准体系和行业监管体系有待完善。
2.3 “工业互联网+绿色低碳”受到成本制约
在市场经济体制下，成本和经济效益也是制约“工业互联网+绿色低碳”的一大要素。工业互联网初期建设投资和研发成本巨大，当企业投入的成本占据收益的绝大部分，甚至大于实际收益的时候，企业数字化转型的动力将会明显下降。尤其当前绿色低碳工业市场化趋势及模式尚不清晰，生产过程的碳排放计量和标准化核算体系不够完善，并且缺乏统一的公共碳交易服务平台和定价机制。面对激烈的市场竞争，大部分企业只能关注短期利益。
3.1 建立示范项目 营造良好生态
优先推动国民经济重点行业节能减排，促进工业互联网与碳排放重点行业的深度结合。引导重点行业龙头企业发挥资金、技术及人才等优势，率先实现绿色数字化转型，形成一批具有显著市场价值的“工业互联网+绿色低碳”一体式的行业解决方案，和综合性示范工程应用项目，再依托可复制的经验与模式，带动更多中小企业迈出关键一步，降低企业绿色转型成本，提高广大中小企业应用工业互联网绿色低碳的积极性。通过工业互联网的创新应用，上下游客户等相关主体共同参与到绿色低碳中，推出全新的价值应用方式和服务模式，建立更加完善的绿色低碳应用体系。同时，工业互联网提升了企业对生产、运营的管控能力，在一定程度上弱化了行业的绿色低碳服务边界，易于催生出跨行业的新型模式[6]，在重点行业之间形成良好的生态链。
3.2 加快人才引育 推进技术研发
完善高素质“工业互联网+绿色低碳”产业人才引育措施，加强人才梯队建设。实施产业领军人才引育方案，培养技术成果转移转化应用的人才团队。推动高等院校加速“工业互联网+绿色低碳”领域相关学科建设，鼓励大型企业与职业院校合作，开发高质量职业教育，为社会输送更多产业技能型人才。产学研协同合作打造专业化、一站式人才服务体系，提升对高水平人才的吸引力。与此同时，充分利用高等院校、科研院所、行业协会等单位创新资源，发挥人才队伍优势。加快突破工业机理建模、工业软件开发、工业大数据分析、边缘智能等“卡脖子”技术，利用工业互联网相关信息技术，推动关键工艺流程和设备节能增效，进行产业绿色低碳升级改造。尤其关注重点行业场景业务的精细化挖掘，推动技术与实际应用场景的深度融合，联合行业龙头企业共建工业互联网绿色低碳实验室，加快前沿技术落地应用。
3.3 强化政策引领 完善产业配套体系建设
进一步强化政策引领，根据《“十四五”工业绿色发展规划》相关要求，聚焦工业领域各个重点行业，编制“工业互联网+绿色低碳”具体实施方案，指导企业利用工业互联网信息技术。工信部及能源局等上级主管部门，定期归纳各行业低碳标杆企业的“工业互联网+绿色低碳”解决方案，并提供工业互联网节能服务企业推荐目录、绿色低碳技术推广目录、绿色低碳装备产品目录等指导文件，统一协调外部资源，助推各行业绿色发展。同时，需要加大对企业数字化建设的支持力度，优化相关财税投资政策，鼓励企业进行节能增效绿色改造。明确“工业互联网+绿色低碳”项目示范，给予认证的企业资金奖励。另一方面，加快“工业互联网+绿色低碳”公共服务平台及标准体系建设。依托绿色低碳基础数据的国家工业互联网大数据中心体系，推动数据汇聚、共享和应用[7]，建立统一的公共碳交易服务平台和定价机制。同时，进一步完善统一规范的碳排放统计核算标准体系，建立健全行业企业、重点产品的碳排放核算机制方法。
工业互联网不仅是推动制造业转型升级、促进社会经济增长的重要引擎，也是推动工业绿色低碳的新型基础设施。与发达国家相比，我国实现双碳目标的时间更紧、幅度更大、任务更重，促进新一代信息化技术与工业绿色低碳技术深度融合刻不容缓。“工业互联网+绿色低碳”作为一项长期性、复杂性、系统性工程，是我国在新时期必须面临的挑战。
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