凯发k8官网吳浴陽:雙碳」目標對水務企業數碼化的要求
2020年9月,席大大總書記在第七十五屆聯合國大會上鄭重承諾,中國二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。自此,「雙碳」正式成為我國新的宏偉目標。
凯发k8官网副總經理吳浴陽指出:「客觀來說,疫情讓各級政府、各國人民都忙於抗疫,無暇他顧,於是,「雙碳」對各行各業的影響並未顯現。今年,進入後疫情時代,雙碳一定會很快的進入各行業各業的視野,如果不迎接這個大的趨勢,一定會錯失未來。」
上海凯发k8官网智慧水務股份有限公司
副總經理 吳浴陽
為什麼「雙碳」一定會是持續的大戰略
可能還會有不少人還心存觀望,認為「雙碳」可能成為一個階段性的政策,國家不一定會這麼有決心、恆心,用40年持續來執行。
然而,這種判斷肯定是錯的,因為:
「雙碳」在全球都代表着政治正確
根據聯合國氣候學家的研究:
下圖世界氣象組織發佈的1950-2020年地球氣溫趨勢圖,70年地球已升溫了1.1℃,如果再不加以控制,不採取措施,在不久的未來,人類將會面臨生存的危機。正是在這樣的前提下,全球的有志之士共同行動,推動《巴黎協定》的簽署。該協定是由全世界178個締約方共同簽署的氣候變化協定,是對2020年後全球應對氣候變化的行動作出的統一安排。《巴黎協定》的長期目標是將全球平均氣溫較前工業化時期上升幅度控制在2℃以內,並努力將溫度上升幅度限制在1.5℃以內。
圖1 世界氣象組織發佈的1950-2020年地球氣溫趨勢圖
中國文化基因支持
中國的文化根基最後的的思想源想之一就是「天人合一」的宇宙觀,無論是道家、儒家還佛家都亦如是。
道家崇尚天人合一,修身養性,達到靜謐無為的目的,領悟天地之道,最終回歸自然。佛家強調「天人合一」思想,看清事物的本質。「出三界,而不入五行」,是古人追求自由,不受世俗束縛,獲得真諦的美好願望。儒家講「天人合一、天人感應、天人合德「,重在天與人的和諧一致。因此,在這樣的文化基因下,前有錦濤書記」科學發展觀「中強調」統籌人與自然的和諧發展「,現有習主席」青山綠水就是金山銀山「的精典語錄,以及在2021年12月8日席大大在中央經濟工作會議上的講話提出:推進碳達峰碳中和是黨中央經過深思熟慮作出的重大戰略決策,是凯发k8官网對國際社會的莊嚴承諾,也是推動高質量發展的內在要求。
中國要做一個負責任大國的時代選擇
中國當前是世界第二大經濟體,也是世界第一大碳排放國。儘管由於中國是後發展起來的國家,是一個以製造業為主的國家,人口多,負擔重,不同於歐美發達國家,已經走過了先污染後治理的周期。然而,一個不爭的事實就是中國的碳排放總量遙遙領先。作為一個崛起中的大國,在當今的世界格局下,中國必須負責任。因為只有負責,才能引領發展,才能高舉正義大旗,才能團結一切可以團結的力量,才能贏得良好的國際發展環境。
圖2 2019年世界各國碳排放量比較
正是基於上述的認知,相信才會有習主席於2022年1月24日十九屆中央政治局第三十六次集體學習時的講話中指出:「實現「雙碳」目標,不是別人讓凯发k8官网做,而是凯发k8官网自己必須要做。我國已進入新發展階段,推進「雙碳」工作是破解資源環境約束突出問題、實現可持續發展的迫切需要,是順應技術進步趨勢、推動經濟結構轉型升級的迫切需要,是滿足人民群眾日益增長的優美生態環境需求、促進人與自然和諧共生的迫切需要,是主動擔當大國責任、推動構建人類命運共同體的迫切需要。」
相信不久,中國政府將會全面出台各種雙碳政策,以執行橫跨半個世紀的偉大戰略!凯发k8官网每一個企業和個體都生在其中,必須全面應對。
毫不誇張的說:
到底是順應趨勢,率先佈局
還是被動等待,手忙腳亂的等待
將會決定凯发k8官网各個企業未來命運!
「歐盟」的領先實踐看「雙碳」治理變化的啟示
從歐盟的實踐來看,歐盟的碳治理經歷了兩個不同的階段:
01
2021年以前,碳中和1.0
在這階段,歐盟提出了明確的目標,通過對11000多家高耗能高排放企業進行排放監控和額度管理,推出「碳排放交易市場」,以源頭控制為核心。同時,推出碳排放交易所,讓碳排放成為一種商品資源,利用市場的手段調節和激勵。取得了不錯的效果,從減排效果上來看,截止2019年,歐盟碳排放量相對1990年減少23%。根據IEA數據,2020年歐盟地區碳排放量較 2019年下降10%,較1990年下降超過30%,超額完成2020年碳減排目標。
02
2021年以後,碳中和2.0
儘管第一階段取得了不錯的成績,但歐盟經過分析發現,如果按現有的模式根本無法滿足達標的需求,必須從嚴、從緊,從更系統的角度出發,來管控和推動,才有可能達成這麼嚴峻的目標。因此,歐盟推出了一系列的政策:
圖4 歐盟新政
總體看來,呈現以下特徵:
加大過程控制。改變以前源頭控制的想法,要求全方位控制;
加大監管辦度,拓展到更多的行業;
推動循環經濟,大力倡綠色生活、綠色工藝,大力發展新型綠色能源;
推動數碼化建設,利用數碼化工具為碳監管和碳減排賦能
特別在2023年2月9日,歐洲議會正式通過了關於建立碳邊界調整機制(CBAM)草案的修正案。2023年10月1日CBAM將正式生效。2027年,歐盟將對碳排放限制相對寬鬆的國家和地區進口的水泥、鋁、化肥、鋼鐵、有機化學品、塑料、氫和氨等產品徵稅。
為了能有效實施碳關稅,歐盟進一步提出碳標籤,需要對商品的碳軌跡進行溯源,拿電池來說,就是推行電池護照,從礦開採消耗的碳開始,到電池生產的全過程,再到電池的使用和回收的全生命周期,進行溯源。有了全面的碳軌跡,第一個產品都可以有碳標籤,這樣就可以制定每類產品的碳標準,如果不達標,不允許進入歐州市場;如果達標但達不到一定的標準,就得交碳稅,這樣整個碳強管理的體系就成立。
03
歐盟的經驗啟示
綜上所述,歐盟的經驗總結如下:
圖5 歐盟碳治理的啟示
(1)
以碳關稅為抓手,全面推進碳治理
推進碳關稅,以碳標籤作為抓手,不斷優化碳的治理,未來一定會加強碳標籤的審計、增加碳標籤的可信度,由此推動社會的碳治理。
(2)
體現從「源頭控制」轉向「過程控制」的治理思想
要讓碳標籤可信,則必須實現碳軌跡的溯源和全面的計量,而這需要及賴全面數碼化技術。
(3)
全面推進「綠色工藝與技術」和「全面的數碼化」
數碼化首先能解決的是監測和計劃,其次是基於數據分析哪些地方是碳排放的重災區,再者,基於科學的大數據可以優化產業鏈的運作,使得碳排放能在一定程度上優化;而綠色工藝與技術能優化每個環節的碳排放,兩者的有效結合,才能使得碳中和真正實現。中國也一定會採用這樣的技術路線:「綠色工藝與技術+全面數碼化」同頻共振,實現碳中和,是未來中國雙碳戰略的核心技術路線。
「雙碳」目標對水務企業數碼化的要求
高頻、高並發、全面準確的碳排放計量
對於水務行業來說(參考圖6),從源頭到龍頭,從龍頭再到河湖,不但涉及到原水調度、制水全流程(電、藥等)、管網的全面監測和輸水的全面調度、用戶的收費和服務,以及污水廠和排水管網的管理等,要想將全面的碳排放精確計量,就必須對原水泵站、水廠加種設備及消耗、出水泵站、管網的壓力、流量、水質監測設備、出水泵站、中途泵站、二供加壓設備、用戶抄表服務、污水廠、供排水管網、水務企業運營都進行全面的監測,管網涉及全城,用戶遍佈全區域,對於規模城市來說,僅二供設備就數萬套,每套設備測點200多個,大量的數據實時傳輔和處理就變成必須。因此,面對大量的設備,複雜的生產過程,還需要眾多的原材料和輔料,因此,要想全面計量碳排放數據,必須基於企業生產流程對人、機、料、法、環進行全面的數據採集,必然需要高並發、長周期、海量數據的清洗、存儲與高效計算。
圖6 制水水務公司碳排放邊界
全面、不斷升級要求,開放、靈活的
數據接入和對外數據服務
為了全面計量碳排放,而企業本身是一個開放的系統,必須接收上游原材料(源水)、輔料(各類藥劑等)的碳排放數據作為輸入,對內全量計量產品每一個製造和運營環節的碳排放數據,根據合理的規則,生成水的碳標籤。水不但是最終消耗品(作為居民用水),也是必要的基礎生產資料、作為最廣泛中間產品的存在,必須給各類企業提供數據,因此,未來一定需要給各類行業、各類企業提供接口。
並且,雙碳作為一個長達40年的大戰略,不同行業的發展階段不一樣,政府政策的側重點也不一樣,不可能所有行業同步建設的,因此,對於企業來說,這樣要求會不斷的接入數據和提供新的接口對外輸出,並且當前對於雙碳的治理要求一定會隨着大家對此的深入研究不斷發生變化,因此,這就要求企業的信息系統必須具備開放性、靈活性,能夠方便的不斷升級,按需接入或對外服務。這必然要求要擁有完全開放共享、且可持續疊代升級的數據服務平台,至少需要具備以下特點:
各類外部產品與服務的「產品碳足跡」碳排放數據高效接入
對行業與各級政府單位的實時數據共享
支撐企業「從搖籃到墳墓-規劃建設、運行維護、重置與拆出」全生命周期的碳排放計量
基於行業理解的數據分析、結合綠色工藝與
行業硬件技術發展、不斷優化高能耗環節
全面的數據監測只能提供全面的計量,並不能優化碳排放。要想優化碳排放,必須從以下方面入手:
下圖給水行業碳優化思考框架圖:
圖7 供水行業碳優化思考框架
以二供為例,國內很多的城市一刀切採用變頻設備,浪費了管網的余壓,如果能結合水力模型,根據各個地方的情況進行合理評估,能用無負壓的用無負壓,應該用變頻的用變頻,將可以節能10%以上。因此,凯发k8官网在進行舊城改造的時候,應該將碳排放納入考量指標,合理選用設備類型。
科學化、智慧化手段,持續運行優化服務的
減排方案
這裏包括兩個方面:
(1)對單設備的運行狀況進行全面監測,基於控制算法優化設備的運行,確保處於高效區間,降低碳排放;
還以水務行業的二供為例:對於一個城市的供水來說,二供泵房眾多,能耗佔比高,通過研究發現,大部分的泵房的水泵長期處於低效運行區域,很不經濟。如果合理搭配小泵,並配以合適的控制算法邏輯,將能大幅改造能耗。
通過實測項目的統計,沒有配小泵時,平均運行流量下,主泵的平均效率為21.53%,當配了小泵後,小泵的平均效率為46.98%,在小流量情況下,其節能率能夠大大提升,節能率的提升為20%以上。
圖9 大小泵運行效率研究
(2)基於全面的數字監測,融合行業理解,從系統運行的角度,優化碳排放。
至少包括以下兩個方面:
基於數據與模型,實現預測、預警和動態調控
以供水為例,對於一個城市來說,如果能合理預測不同時間段的供水需求,將可以根據城市的供水能力、管網的結構合理以及各泵站/泵房水池、水箱的儲水情況,合理設定出廠水壓力、各泵站壓力,可以在確保安全供水的情況下,優化能耗,實現減排。
工況實時模擬,持續優化策略,能效方案擇優
以供水為例,當局部區域出現異常情況,如爆管,如何進行快速合理的調度,也是降低水耗和能耗的有力措施。
綜上所述,從雙碳看企業數碼化建設的基本要求:
基於「雙碳」目標的智慧化建設的關鍵點
當今天的任何一個水務企業(除新設外),其信息化建設都不可能處於空白階段,因此,對於所有的水司來說,要想有合理的投入產出,就必須兼顧現狀和未來,一方面既要充分利用現有的信息資產,一方面又要規避以前建設的孤島系統給當下造成的困境,在新的信息化建設的同時不至於走老路,給未來留下同樣的隱患。過去是因為認知不到位、技術不成熟導致的不得以而為之,當下技術環境、人才環境已經發生了重大的變化,完成可以做到合理規劃和前瞻性的佈局下,實現既滿足當下需求,又確保未來不需要不斷規模重構。因此,結合「雙碳」目標,對智慧化建設的關鍵點至少有以下幾點:
系統規劃、分步實施
如圖10所示
水務公司首先要站在未來發展的角度,結合水務的全流程運營和全方位的經營,系統審視和規劃如何才能做到碳排放的最優;
其次,要找到碳排放的重災區或重點工藝段,結合水務行業現有的綠色工藝與技術,綜合考慮成本和效果滿足國家的政策和企業的戰略;
第三,在選擇重點區域優先建設或改造的時候,一定要結合軟件、硬件和物聯網,並通過軟硬件物聯網的深度融合的更智能方案實現更佳的效果。因為,只有更智能的方案才有可實現未來的不斷進化,而這對於一個長達40年的「雙碳」大戰略來說至關重要。
圖10 系統規劃分步實施策略
綜上所述,如果以上三點,在系統認知的基礎上,根據實現的難度、投入產出和企業的資源安排,對企業碳排放優化方案進行有節奏的實施。
尊重差異,分類建設
雙碳是一個長周期的事,不可能一簇而就,因此構建雙碳的管理體系,基於管理體系持續優化就尤為重要。與此同時,針對不同的水務企業,因為他的經營範圍、規模、工藝、管理能力等都不太一樣,因此都需要務實的規劃和推進。
總體說來,對於新建工程和存量工程應採取不同的方案。
新建工程:高標準,總體規劃分步實施,從規劃建設到運行維護系統性高標準規劃
新建工程應該站在更高的視野,高標準的全新規劃,將雙碳的管理體系植入到工程的規劃之中,做好前瞻性的規劃,據實根據資金的情況,行業對雙碳的要求、公司的戰略定位與規劃,以及行業綠色工藝與技術、數碼化技術等的成熟度的情況,遵守系統規劃、分步實施的理念,本着不亂建、不重建、有序疊代的方式高效推進。
存量工程:佈局、早行動,主動作為、積極應對
對於現有的存量工程來說,必須遵重事實,儘早在建立碳排放管理體系的基礎上,摸清家底,一方面夯實管理基礎,一方面夯實評估能力,建立全面的數碼化評價體系,再針對高能耗的區域/工藝段,結合綠色工藝與技術進行改造,不斷優化碳排放管理水平。
綜上所述,無論哪一類工程,都可以遵循圖11的方式進行推進:
圖11 水務企業碳治理的分類策略
依託平台化,實現可持續發展
由於需要對全產業鏈、全生態、全資源的有效監控,這就產生了海量的數據,並且還需要基於這樣的海量數據進行深度分析和利用,更為關鍵的是,這些重大要素都不是靜態的,而是動態變化的。因此,這就對企業的IT系統提出高並發、高可靠、高可拓展、高魯棒性等一系列的要求,要想達到這樣的要求,必須依託平台化的建設,正所謂「無平台,不智慧」。如果不採用平台化建設思想與技術,根據無法滿足這樣複雜、多變的需求。
在這樣的趨勢下,
水務企業對平台必須具備哪些最基本的呢?
物聯網管理平台
行業大數據平台
模型構建平台
上述總體指導思想不僅適用於水務企業/集團,也適用單一的自來水公司和水廠,也適用於行業行業主管部門。總之,為了人與自然的和諧共生,為了構建人類共同的命運體,「雙碳」成為你我所有人與組織單元都產生影響,共同作用的實際命題。在這樣一個史無前例的全球人類共同行動的歷史趨勢之中,水作為人類生存的基本條件,水務公司作為民生保障的基礎,每個水務公司、水務集團如何選擇,如何順應趨勢,如何利用趨勢,將會決定在未來的高度!
參考文獻:
1、《中國古代「天人合一」思想》曹西貝 《山東青年》2020年11期
2、《碳排放誰最多?美國歷史總量是中國的2倍》極目新聞記者 張揚
3、《歐盟推出碳減排新提案 一文了解歐盟「碳中和」發展路徑及策略》 前瞻經濟學人
4、《十二五水專項新型二次供水設備產業化課題研究》上海凯发k8官网智慧水務股份有限公司
上海凯发k8官网智慧水務股份有限公司
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