近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗總量也隨之提高，其中工業(yè)領(lǐng)域能源消耗占比較高。在“雙碳”目標(biāo)要求下，國家陸續(xù)出臺了一系列政策來加快推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的綠色低碳轉(zhuǎn)型與能效提升：

　　2022年1月，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》，明確到2025年，全國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比2020年下降13.5%，能源消費(fèi)總量得到合理控制，并部署了十大重點(diǎn)工程，其中包括：推進(jìn)新型基礎(chǔ)設(shè)施能效提升，加快綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)；引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)向園區(qū)集聚，推動工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)整體優(yōu)化和污染綜合整治等。

 

　　2022年6月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委等六部門聯(lián)合發(fā)布《工業(yè)能效提升行動計劃》，明確到2025年，重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)能效全面提升，數(shù)據(jù)中心等重點(diǎn)領(lǐng)域能效明顯提升，綠色低碳能源利用比例顯著提高，節(jié)能提效工藝技術(shù)裝備廣泛應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)和監(jiān)管體系逐步完善，鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品能效達(dá)到國際先進(jìn)水平。

 

　　2022年8月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》，明確到2025年，我國規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗較2020年下降13.5%；確保工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳排放在2030年前達(dá)峰；提出六大重點(diǎn)任務(wù)，包括深度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、深入推進(jìn)節(jié)能降碳、積極推行綠色制造、大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和加快工業(yè)綠色低碳技術(shù)變革等。至此，政策已從產(chǎn)業(yè)布局、技術(shù)變革、重要行業(yè)等維度為工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達(dá)峰劃定“時間表”和“路線圖”。

 

　　工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰任重道遠(yuǎn)

　　工業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)增長的重要引擎，同時也是我國能源消耗和碳排放的主要領(lǐng)域。數(shù)據(jù)顯示，截至2021年年底，我國工業(yè)能耗總量以及碳排放總量在第二產(chǎn)業(yè)中占到三分之二，在我國能耗總量以及碳排放總量中亦占到三分之一，隨著國家“雙碳”政策驅(qū)動，工業(yè)企業(yè)的節(jié)能降碳成為了一道“必答題”。

　　工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)雙碳目標(biāo)并非易事，據(jù)資料顯示：工廠建筑平均能耗達(dá)到了130千瓦時/平方米，其中，空調(diào)、采暖及熱水系統(tǒng)占建筑運(yùn)行能耗的50%，高能耗企業(yè)大頭是制冷的消耗。

 

　　在工廠生產(chǎn)過程中，制冷站的耗電占工廠運(yùn)行總能耗的相當(dāng)大比例。高耗能企業(yè)能耗大：電子芯片工廠制冷站能耗約為工廠總能耗的18~25%；食品和飲料行業(yè)工廠制冷站能耗約為工廠總能耗的30~35%；汽車制造行業(yè)工廠制冷站能耗約為工廠總能耗的10~15%。由于缺乏節(jié)能投資資金和節(jié)能咨詢服務(wù)，沉重的能耗費(fèi)用使企業(yè)的成本大大提高，并造成電力供應(yīng)緊張。

 

　　長期性、系統(tǒng)性、動態(tài)性是工業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的基本特征，并貫穿產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級全過程。從目前情況來看，節(jié)能降碳重點(diǎn)領(lǐng)域中的大能耗企業(yè)節(jié)能減排壓力最大、存在難點(diǎn)最多，主要表現(xiàn)在能源利用率、節(jié)能力、數(shù)字化能力、技術(shù)革新能力等方面仍然比較低，發(fā)展和轉(zhuǎn)型面臨著技術(shù)和資金瓶頸。

 

　　想要如期實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，工業(yè)領(lǐng)域的根本思路在于創(chuàng)新。“十四五”規(guī)劃提出，“以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革”，鼓勵數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)相融合，為工業(yè)領(lǐng)域低碳工藝革新提供新的實(shí)現(xiàn)路徑。

 

　　技術(shù)創(chuàng)新助力工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰

　　在此背景下，如何利用新技術(shù)將節(jié)能降碳與高質(zhì)量發(fā)展有機(jī)融合，成為工業(yè)領(lǐng)域的重要課題。在積極探索綠色低碳發(fā)展之路過程中，我國工業(yè)企業(yè)節(jié)能降碳廣泛存在靠人工、憑經(jīng)驗(yàn)、無數(shù)據(jù)可依等難點(diǎn)，導(dǎo)致浪費(fèi)高、不節(jié)能、無智能等問題產(chǎn)生。

 

　　近年來，為推動工業(yè)低碳化轉(zhuǎn)型升級，我國已有不少企業(yè)積極布局，加快低碳、零碳、負(fù)碳等領(lǐng)域的技術(shù)升級，并為行業(yè)提供諸多有價值的參考成果。

 

　　中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

　　目前中央空調(diào)節(jié)能主要包括以下措施：采用高效的設(shè)備，包括主機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等。優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計以減少系統(tǒng)阻力；降低風(fēng)水輸送能耗；定期維保、清洗除垢提高換熱部件換熱效率；熱泵技術(shù)，利用自然能源；冰蓄冷、水蓄冷技術(shù)，移峰填谷，錯峰用電；控制管理節(jié)能，根據(jù)負(fù)荷按需供給，但是單獨(dú)采用以上這些節(jié)能措施所產(chǎn)生的效益微乎其微，想要如期實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，降低工業(yè)領(lǐng)域中央空調(diào)系統(tǒng)碳排放的根本思路還在于創(chuàng)新。智慧節(jié)能技術(shù)，為工業(yè)領(lǐng)域低碳革新提供新的實(shí)現(xiàn)路徑。

　　智慧節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用在綜合管理節(jié)能領(lǐng)域，采用自學(xué)習(xí)、自進(jìn)化、自適應(yīng)技術(shù)，確保中央空調(diào)機(jī)房設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)行。智慧節(jié)能技術(shù)是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量，正逐步運(yùn)用于各領(lǐng)域，并為各領(lǐng)域帶來革命性的變革。人工智能在中央空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用，正對中央空調(diào)管理節(jié)能效果帶來巨大的飛躍。據(jù)案例數(shù)據(jù)顯示，節(jié)能率達(dá)15~50％。在節(jié)能減排形勢日益嚴(yán)峻和行業(yè)競爭日益加劇的當(dāng)下，這些技術(shù)的應(yīng)用必然為政府事業(yè)或企業(yè)單位帶來巨大的示范效益和經(jīng)濟(jì)效益。

 

　　01、智慧節(jié)能技術(shù)控制對象

　　針對原有中央空調(diào)系統(tǒng)，智慧節(jié)能技術(shù)需要增加AI智能，增加主機(jī)冷凍水出水回水溫度傳感器、冷凍水壓差流量傳感器、冷卻水出水回水傳感器等。如果冷凍泵、冷卻泵沒有變頻器，增加冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻器。原有中央空調(diào)系統(tǒng)不需要任何改動。

 

　　02、中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能空間

　　中央空調(diào)設(shè)計按照全年最不利環(huán)境工況、最不利使用工況并留有一定余量進(jìn)行負(fù)荷設(shè)計，而空調(diào)年平均使用負(fù)荷約占設(shè)計負(fù)荷的60％。制冷主機(jī)輸出制冷量會跟隨負(fù)荷變化自動進(jìn)行調(diào)整，但輸配系統(tǒng)中的水泵并不會根據(jù)負(fù)荷自動調(diào)整流量，造成了大流量小溫差的現(xiàn)象。如果全年全天滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，那么水泵的運(yùn)行能耗占系統(tǒng)的能耗的約20％，但在年均負(fù)荷60％的情況下，水泵能耗占總能耗可達(dá)50％（水機(jī)的能耗會自動調(diào)整）。綜上可見，中央空調(diào)存在巨大的節(jié)能空間。

 

　　03、智慧節(jié)能技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能

　　智慧節(jié)能根據(jù)系統(tǒng)效益最優(yōu)原則進(jìn)行節(jié)能控制，降低冷水機(jī)組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機(jī)的綜合能耗。根據(jù)建筑內(nèi)冷量的需求，及外部氣候的變化采用自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)優(yōu)化技術(shù)，主動調(diào)節(jié)冷凍水出水溫度和流量，冷卻水溫度重設(shè)計，降低兩器溫差，使冷機(jī)系統(tǒng)能效（EER）不斷進(jìn)化到最高能效段。負(fù)荷的變化自動實(shí)現(xiàn)制冷主機(jī)加減機(jī)和調(diào)整冷凍水泵頻率，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通過能效決策和系統(tǒng)優(yōu)化，ECR可實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能15%以上。

　　智慧節(jié)能技術(shù)，理論上不但可以達(dá)到節(jié)能節(jié)電的效果，從長遠(yuǎn)看更有助于提高中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營水平，減少維護(hù)管理人員和大量開支，規(guī)避過往暖通領(lǐng)域?qū)τ谥醒肟照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)維管理人員依賴度極高，而管理人員多為非暖通專業(yè)人員的痛點(diǎn)難題。

　　基于智慧運(yùn)維、AI調(diào)節(jié)、按需供應(yīng)核心技術(shù)研發(fā)的暖通智慧管控系統(tǒng)（數(shù)智化平臺）正在解決這個問題，通過AI數(shù)據(jù)驅(qū)動+優(yōu)化控制算法，為提高工業(yè)領(lǐng)域中央空調(diào)能源利用率，減少浪費(fèi)，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能率平均達(dá)到22%。譬如，在一個大型的新能源工廠中，系統(tǒng)一年就能為客戶節(jié)省2000多萬度電。

 

　　與合同能源管理模式相結(jié)合

　　“智慧節(jié)能系統(tǒng)”結(jié)合人工智能、5G、大數(shù)據(jù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，為中央空調(diào)運(yùn)營提供了一套綜合管理的服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)了中央空調(diào)全面智慧化、數(shù)字化與綜合化的管理。目前，“智慧節(jié)能系統(tǒng)”已實(shí)現(xiàn)大型工廠園區(qū)智慧化的運(yùn)維調(diào)控，幫助大能耗的電子、鋼材、化工、新能源、醫(yī)藥、汽車、酒店、大型辦公樓等中央空調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智慧化的綜合管理與節(jié)能減排。“智慧節(jié)能系統(tǒng)”通過互聯(lián)網(wǎng)、人工智能的運(yùn)用，使運(yùn)行節(jié)能率達(dá)到15%~40%，極大地減輕了企業(yè)能耗，為企業(yè)節(jié)省了管理及人員成本，實(shí)實(shí)在在給企業(yè)帶來了效益，減輕了負(fù)擔(dān)。

 

　　在科技界與產(chǎn)業(yè)界的聯(lián)合下，未來將有更多企業(yè)借助技術(shù)升級來提高工業(yè)能效，實(shí)現(xiàn)深度節(jié)能降碳。這不僅符合我國自身發(fā)展利益，也有助于與全球氣候治理形成良性互動，對實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)并最終推動我國經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。