王志刚：碳中和时代下火电厂碳精益信息化管理探索

一、火电厂碳精益管理的背景

　　过度排放二氧化碳等温室气体造成全球气候变暖，目前全球温室气体排放约为500亿吨，其中约有80%来自能源(化石燃料)使用造成的碳排放。在我国，利用火力进行电力生产产生的碳排放占比最大。2020年9月22日，习近平主席在联合国大会上宣布：中国二氧化碳排放2030年前达峰、2060年前实现碳中和。电力行业要想实现碳中和，除了发展清洁能源外，更要实现火力发电厂高效、准确、精细化的碳精益管理，这个需求催生了碳精益管理的信息化建设。

二、碳中和时代下的火电厂碳精益管理信息化需求

　　2021年7月，我国启动了全球最大的碳交易市场，两千多家火电厂作为首批企业纳入其中。除了电力行业外，钢铁、水利、化工、建材、有色、造纸、航空等8大行业已经按照国家要求开展碳核查工作，3-5年内会陆续纳入碳交易体系中。未来，凡是能耗超过1万吨标煤的企业都将进入全国碳市场。

　　火电厂纳入碳交易市场意味着碳精益业务管理已经迫在眉睫。只有积极正面地面对碳排放精益管理，才能实现火力发电企业的生存和长远发展。

　　当前，双碳业务的信息化市场容量已经上亿，未来双碳业务信息化市场容量预计超过百亿，其中，火力发电厂碳精益管理的市场容量将达到四十亿。

　　服务能源电力信息化逾三十年，远光软件对于煤炭业务、煤炭燃烧过程、火电厂碳排放的管理特性、以及碳精益管理需求有着深入的理解和独到的看法。凭借对火电厂碳精益管理市场发展趋势的科学预见，远光软件引入大数据、区块链等先进信息化技术打造火电厂碳精益管理解决方案，利用信息化的管理手段，帮助火电厂梳理碳排放足迹、应对政府及利益相关方的碳排放审计，探索碳排放的降碳寻优管理，协助火电厂从碳业务角度实现“碳中和+”智慧火电。

　三、远光软件在火电厂碳精益管理信息化实践

　　(一)管理困境

　　火电厂碳排放业务面临的管理困境包括以下几个方面：

　　1.碳足迹感知能力不足：火电厂碳排放的足迹(痕迹)缺失、碳排放的计量能力不足、碳排放的评价指标空白，碳排放的追溯和审查手段缺乏支撑。

　　2.碳减排能力不足：在碳排放的足迹缺少准确、真实、具体数据支撑的基础上，如何减少碳排放就缺乏有效的管理手段。

　　3.碳交易决策能力不足：纳入碳交易市场后，国内2000多家火电厂如何来进行碳交易?如何对碳的配额、绿电等碳资产进行精细化的管理?2030年 “碳达峰”的要求如何实现?

　　(二)管理需求

　　基于上述对碳精益需求管理困境的分析，我们将火电厂碳精益管理的需求分为两个层级：基础需求、扩展需求，具体如下：

　　1.基本需求

　　(1)碳排放源头管理：对碳排放数据的源头进行规范管理，从煤炭取样过程精细管理，使核心生产数据来源可追溯，在火电厂碳排放寻优时有迹可循。

　　(2)碳排放指标数据管理：利用燃料管控系统对火电厂煤炭化验的关键数据进行管理，按照国家要求(因子计算法)进行碳排放数据管理，对历史数据进行对比分析，对未来趋势进行预测预判，做到心中有数。

　　(3)碳排放审计管理：对火电厂碳取样留存进行管理，避免混样、错样、丢样等情况发生，保证第三方监察审计要求和火电厂自查有效性，当产生纠纷时能有据可依，保证火电厂合规安全经营。

　　(4)碳排放数据自动上报：汇总审核每月碳排放数据，自动上报集团、分公司碳业务管理系统，提供附件等相关支撑功能。

　　(5)碳审计报告自动生成：按规定格式、规定时间填报碳排放数据上报至第三方单位审核。

　　2.扩展需求

　　(1)碳排放数据汇总审核：碳排放相关运行、生产等需要采集的数据分散在火电厂各设备、各软件系统中，把碳排放数据通过集成汇总并进行在线审核。

　　(2)碳排放全过程监测：对碳排放全过程提供技术支持和管理，实现业务管控和资源共享。

　　(3)碳排放报告自动生成：对碳排放数据进行分析，自动生成碳排放报告以及碳减排报告。

　　(4)碳交易智能决策：对碳排放的碳市场行情及自身碳配额执行情况进行分析，对碳配额交易进行提醒和预测。

　　(5)碳审计全支撑：对碳排放的相关事件进行记录，对相关资料进行电子化管理。

　　(6)碳排放实时监测：通过在机组的烟气排放口安装二氧化碳在线监测装置，精准监测烟囱排口排放气体的压力、温度、二氧化碳的浓度等数据，再通过关键参数的分析校验，精准测量出碳排放量。

　　(7)碳排放对标管理：对电厂碳排放核心数据进行分析对比(与历史、与常规、与标杆)，定位影响火电厂碳排放寻优的关键因素，科学有效对电厂碳减排提供参考建议。

　　(8)碳寻优管理：通过碳寻优方案，优化生产工艺降低电厂二氧化碳排放量。

　　(三)解决方案

　　通过对需求的调研和分析，我们提出了火力发电厂碳精益管理解决方案，其包括以下三个方面:

　　1.碳足迹管理：基于我们对燃料业务，煤炭发电的生产过程的理解，充分发挥和利用大数据技术，实现火电厂碳排放量从源头管控，自动核算，帮助火电厂实现碳排放有迹可循、“碳中和”心中有数、帮助火电厂碳减排路径精准导航。

　　根据火电厂的管理要求，系统可以直接从监测设备取数，可以不同时间维度、不同数据格式维度，自动生成碳排放报告，为碳排放上报、碳审计提供数据支撑。

　　2.碳寻优管理：系统搭建火电厂全场景感知、分析评价、预警预测、辅助决策为一体的火电厂碳足迹智能分析决策平台，为火电厂碳排放对标分析和调度寻优。碳寻优管理是基于远光多年在配煤掺烧积累的专家库和经验库经验，再加入碳排放作为边界条件后形成的碳排放专家库和碳排放经验库，快速建立降碳寻优业务数据大数据模型。

　　3.碳交易智能决策：全面分析碳排放的产生、碳元素的流动过程，增强对碳排放量与碳配额的趋势分析，支撑火电厂开展碳交易的智能决策，助力火电厂以更低成本实现碳履约、碳保值、碳增值，增加企业收入，促进节能减碳。碳交易智能决策可以为火电厂提供履约分析、碳额现货交易分析、减排潜力分析、配额盈缺及履约成本分析等，无论从碳排放实时监测还是在碳交易智能决策上都能给与有效的支撑。

　　据报道， 2021年，京能集团下属14家企业被纳入首批碳排放履约以及碳排放权交易名单，京能集团全年碳排放履约总量1.36亿吨，碳市场交易1052.61万吨，盈利4.5亿元。可以预见，随着政策的驱动以及行业实践的深入，火电厂碳精益管理方案不仅将为每一个火电企业建立碳排放业务的核算、报告、管控、决策体系，助力火电厂实现碳中和的目标，更可作为火电未来碳财务、碳资产、碳金融的基石。（王志刚：远光软件股份有限公司副总裁）