“雙碳”下高耗能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提速利好頭部廠商強者恒強_第1頁
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文檔簡介

1、行業(yè)報告 | 行業(yè)深度研究本文與市場觀點不同的地方無論從國家層面制定相關(guān)的政策以及制造業(yè)頭部公司加強數(shù)字化轉(zhuǎn)型的投入,工業(yè)軟件(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))對于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的作用以及作為轉(zhuǎn)型的主要方式已經(jīng)在當(dāng)前市場擁有一定的共識。因為工業(yè)軟件作為優(yōu)化提升生產(chǎn)效率,涉及到行業(yè) Know-how,對于制造業(yè)廠商推進自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型來說,必然會平衡數(shù)字化帶來的好處與風(fēng)險,進而決定自身數(shù)字化的進程。本文與市場觀點不同的地方在于:市場認為在當(dāng)前 PMI 持續(xù)下行,工業(yè)需求端疲弱,特別是高耗能行業(yè)訂單減少,影響數(shù)字化轉(zhuǎn)型開支。我們認為在雙碳政策背景下,即使在當(dāng)前 PMI 持續(xù)下行的時候,以 2-3 年的維度看對于高耗能行業(yè)的

2、數(shù)字化轉(zhuǎn)型無論是程度還是在進程方面都有望提升。因為在政府高度重視雙碳的背景下,能效基準將作為高耗能行業(yè)供給側(cè)改革的依據(jù),而工業(yè)軟件(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))作為提升生產(chǎn)管理以及能源管理的主要數(shù)字化方式將會被高耗能行業(yè)高度看中,在自身供給側(cè)發(fā)生變化的時候,對于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的程度以及時間進程都有望超預(yù)期。圖 1:雙碳政策對高耗能行業(yè)及工業(yè)軟件影響資料來源:整理請務(wù)必閱讀正文之后的信息披露和免責(zé)申明261. 中國提出碳中和目標,高耗能行業(yè)碳排放占比最高1.1. 中國提出 2030 年實現(xiàn)碳達峰,2060 年實現(xiàn)碳中和目標溫室效應(yīng)日趨嚴重。自工業(yè)革命以來,人類的生產(chǎn)活動對煤炭、石油等能源的需求日益提升,向大氣中排放

3、的二氧化碳等溫室氣體逐年增加,溫室效應(yīng)也隨之增強,打破了地球系統(tǒng)原有的熱量平衡,可能對地球生態(tài)系統(tǒng)造成難以挽回的損害。因此,控制溫室氣體排放, 成為了全人類的共同目標。圖 2:全球二氧化碳排放量(千噸)4000000035000000300000002500000020000000150000001000000050000001960196219641966196819701972197419761978198019821984198619881990199219941996199820002002200420062008201020122014201620180資料來源:wind、世界各國逐

4、步達成共識,多國提出碳中和目標。1997 年通過的京都協(xié)議書首次以法規(guī)形式限制了溫室氣體排放。2016 年 4 月,全球 178 個締約方共同簽署了巴黎協(xié)定,并提出將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在 2 攝氏度以內(nèi),努力將溫度上升控制在 1.5 攝氏度以內(nèi)的長期目標。截止 2021 年 4 月,已有超過 130 個國家和地區(qū)提出碳中和目標,部分國家已進入立法階段。表 1:世界各國實現(xiàn)碳中和目標年份國家/地區(qū)進展情況實現(xiàn)碳中和目標的年份蘇里南已實現(xiàn)2014 年實現(xiàn)不丹已實現(xiàn)2018 年實現(xiàn)奧地利、冰島政策宣誓2040芬蘭政策宣誓2035德國、瑞典完成立法2045歐盟、日本、英國、加拿大、

5、西班牙、韓國、新西蘭等完成立法2050中國政策宣誓2060美國拜登競選承諾2050印度政策宣誓2070資料來源:ENERGY & CLIMATE INTELLIGENCE UNIT、中國力爭于 2030 年前達到碳排放峰值,努力爭取 2060 年前實現(xiàn)碳中和。2020 年 9 月,我國宣布將采取更加有力的政策和措施,力爭于 2030 年前達到碳排放峰值,努力爭取 2060年前實現(xiàn)碳中和。碳達峰是指我國二氧化碳的排放在 2030 年前不再增長,達到峰值后逐步降低。碳中和是指我國在 2060 年前,通過二氧化碳去除技術(shù),抵消自身的二氧化碳排放,實現(xiàn)凈零排放。此后,各級黨委和相關(guān)單位也陸續(xù)推出碳中和

6、相關(guān)政策。表 2:我國碳中和宣言及各部委碳中和相關(guān)政策發(fā)布時間事件/文件政策內(nèi)容2020.9中國碳中和宣言中國在聯(lián)合國大會上提出:“將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳 排放力爭于 2030 年前達到峰值,爭取在 2060 年前實現(xiàn)碳中和?!?020.12聯(lián)合國氣候雄心峰會中國在聯(lián)合國氣候雄心峰會上進一步提出,到 2030 年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比 2005 年下降 65以上,非化石能源占一次能源消費比重將達到 25左右,森林蓄積量將比 2005 年增加 60 億立方米,風(fēng)電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到 12 億千瓦以上。2021.1發(fā)改委新聞發(fā)布會發(fā)改委

7、提出從六方面確保實現(xiàn)碳中和目標,包括大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、加快推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、提升能源利用效率、加速低碳技術(shù)研發(fā)推廣、健全低碳發(fā)展體制機制、努力增加生態(tài)碳匯。2021.1中國石油和化學(xué)工業(yè)碳中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會偕 17 家石油和化工企業(yè)共同發(fā)布中國石油和化達峰與碳中和宣言學(xué)工業(yè)碳達峰與碳中和宣言,并提到三方面措施:一是能源的低碳綠色化,二是提高能效,三是開發(fā)二氧化碳為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的技術(shù)路線2021.2國務(wù)院關(guān)于加快建立健發(fā)改委提出 2025 年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化,2035 年重點行業(yè)、重點產(chǎn)全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟品能源資源利用效率達到國際先進水平的目標。并提出推進工業(yè)綠色升級,加

8、體系的指導(dǎo)意見快實施鋼鐵、石化、化工、有色等行業(yè)綠色化改造的指導(dǎo)意見。2021.7鋼鐵行業(yè)碳達峰實施方中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會已初步完成鋼鐵行業(yè)碳達峰實施方案初稿,基本明確了案行業(yè)的達峰路徑、重點任務(wù)及降碳潛力。2021.102030 年前碳達峰行動方國務(wù)院在2030 年前碳達峰行動方案中提出了非化石能源消費比重、能源利案用效率提升、二氧化碳排放強度降低等主要目標,并要求將碳達峰貫穿于經(jīng)濟社會發(fā)展全過程和各方面,重點實施能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動、節(jié)能降碳增效行動、工業(yè)領(lǐng)域碳達峰行動等炭達峰十大行動。資料來源:國務(wù)院、新華社、國際能源網(wǎng)、1.2. 中國是最大的碳排放國,高耗能行業(yè)碳排放占比最高我國已是全球最

9、大的二氧化碳排放國。歷史上中國并非碳排放大國,從人均碳排放的角度看,2010 年后我國的人均碳排放才接近發(fā)達國家水平。但由于我國目前的社會發(fā)展階段、人口數(shù)量和資源稟賦,從 2004 年起成為了全球最大的二氧化碳排放國。根據(jù) BP 世界能源報告,2020 年中國占全球總碳排放的 30.7,達到 98.99 億噸,美國作為全球第二大碳排放國家,2020 年占全球總碳排放的 13.8。中國工業(yè)發(fā)展相對較晚,目前經(jīng)濟發(fā)展仍需要大量煤炭等能源消耗,而美國等發(fā)達國家已進入能源結(jié)構(gòu)調(diào)整階段,碳排放量逐年下降。圖 3:2020 年全球碳排放占比( )20.30%30.70%11.10%16.60%21.30%

10、中國除中國外的亞洲北美歐洲其他地區(qū)資料來源:BP 世界能源報告、工業(yè)是中國能源消耗和二氧化碳排放的最主要領(lǐng)域,其中高耗能行業(yè)占比最高。 根據(jù) IEA 國際能源署數(shù)據(jù),中國近 90 的溫室氣體排放源自能源體系和工業(yè)生產(chǎn)過程,其中電力行業(yè)占比 48、工業(yè)占比 36、交通占比 8、建筑占比 5。從能源消耗角度看,2019 年我國能源消費總量 48.6 億噸的標準煤,其中工業(yè)占比超過 60。所以鋼鐵、水泥、化工等高碳排放行業(yè)的低碳化改造和落后產(chǎn)能淘汰,是工業(yè)能否率先碳達峰是 2030 年達峰目標實現(xiàn)的關(guān)鍵。圖 4:中國溫室氣體排來源( )5%3%8%48%36%電力工業(yè)交通建筑其他資料來源:(IEA)

11、國際能源署、鋼鐵行業(yè)占中國碳排放總量的 15,是碳排放量最高的制造行業(yè)。鋼鐵行業(yè)是工業(yè)的基礎(chǔ),約占我國 GDP 的 5。我國也是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)和使用國,每年的鋼鐵生產(chǎn)和使用量約占全球的一半。但我國鋼鐵行業(yè)仍以高碳排放的長流程和粗鋼產(chǎn)量為主,在碳中和承諾以及去產(chǎn)能的雙重壓力下,行業(yè)的低碳零碳轉(zhuǎn)型勢在必行。根據(jù)麥肯錫測算,要實現(xiàn)全球平均氣溫上升不超過 1.5的情景,到 2050 年中國鋼鐵行業(yè)須減排近 100,需要鋼鐵消費、生產(chǎn)、技術(shù)、供應(yīng)等多個關(guān)聯(lián)領(lǐng)域共同推進零碳轉(zhuǎn)型。圖 5:2020 年世界各國鋼產(chǎn)量( )14.9%3.6%3.8%3.9%4.4%5.3%7.4%56.7%中國歐盟印度印度

12、美國俄羅斯韓國其他資料來源:WorldSteel、石化與化工行業(yè)占中國碳排放總量的 13。石化行業(yè)從開采、運輸、儲存到終端應(yīng)用都會產(chǎn)生大量碳排放,而化工行業(yè)因我國特殊的能源結(jié)構(gòu),多以高碳排放的煤炭作為生產(chǎn)原料。根據(jù)石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院數(shù)據(jù)顯示,石化與化工行業(yè)生產(chǎn)過程排放的二氧化碳占全國碳排放的比重約 13,占工業(yè)領(lǐng)域碳排放比重約 17,要達成碳中和的目標,石化和化工行業(yè)的減排和轉(zhuǎn)型不可或缺。國家能源研究所與麥肯錫分析均指出,在實現(xiàn) 1.5 攝氏度控溫目標的情景下,到 2050 年,中國的石油需求下降幅度需達到 70-85,化工行業(yè)碳排放量需要降低 90以上。圖 6:石化行業(yè)各子行業(yè)溫室氣體排放

13、量占比( )3.02%5.02%3.34%11.38%9.61%59.02%19.99%化學(xué)原料與化學(xué)制品業(yè) 油氣煉制加工業(yè)油氣開采業(yè)化工制品業(yè)塑料制造業(yè)橡膠制造業(yè)化學(xué)纖維制造業(yè)資料來源:世界資源研究所、水泥行業(yè)占全國碳排放總量 9。我國生產(chǎn)全球近六成水泥,水泥行業(yè)碳排放量也逾全球水泥產(chǎn)業(yè)碳排放總量的一半。在水泥生產(chǎn)流程中,煅燒產(chǎn)生生石灰過程約占全生產(chǎn)過程碳排 放的 55-70,如何通過技術(shù)手段減少燃料消耗是未來水泥行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的重心。根據(jù)麥肯錫測算,要實現(xiàn)全球升溫不超過 1.5的情境,到 2050 年中國水泥行業(yè)碳減排需達 70 以上。2. 高耗能行業(yè)以“能效提升”供給側(cè)改革已開始,數(shù)字化轉(zhuǎn)

14、型提速2.1. 高耗能行業(yè)以“能效提升”的供給側(cè)改革已開始,工業(yè)軟件至關(guān)重要國家節(jié)能減排力度之強,高耗能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型刻不容緩。近幾個月 PMI 數(shù)值持續(xù)下落, 10 月數(shù)值為 49.2,其中高耗能行業(yè)低于制造業(yè)總體 2.0 個百分點。10 月份受電力供應(yīng)仍然緊張、高耗能行業(yè)新訂單指數(shù)回落較大等因素影響等,造成 10 月份制造業(yè) PMI 數(shù)字持續(xù)下降。我們認為國家在考慮到可能犧牲工業(yè) PMI 的基礎(chǔ)上,依然通過限電以及持續(xù)抑制高耗能行業(yè)的擴張,表明當(dāng)前國家節(jié)能減排力度之強,以及高耗能行業(yè)通過自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型提升效率刻不容緩。圖 7:2020 年 6 月-2021 年 10 月 PMI 數(shù)值( )

15、52.55251.55150.55049.54948.54847.550.951.1 5151.5 51.452.1 51.951.350.651.951.151 50.950.4 50.149.649.22020年6月2021年7月2020年8月2020年9月2020年10月2020年11月2020年12月2021年1月2021年2月2021年3月2021年4月2021年5月2021年6月2021年7月2021年8月2021年9月2021年10月資料來源:wind、高耗能行業(yè)供給側(cè)改革已開始,效能作為核心衡量依據(jù)。11 月 15 日為落實關(guān)于強化能效約束推動重點領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見,國家發(fā)

16、展改革委等部門發(fā)布高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域能效標桿水平和基準水平(2021 年版),指導(dǎo)各地科學(xué)有序做好高耗能行業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)改造。其中特別強調(diào)各地要明確改造升級和淘汰時限(一般不超過 3 年)以及年度改造淘汰計劃,對于不能按期改造完畢的項目進行淘汰,堅決遏制高耗能項目不合理用能。我們認為相關(guān)政策關(guān)于基準水平以及時限的要求,都表明高耗能行業(yè)已經(jīng)進入了以效能為衡量依據(jù)的供給側(cè)改革的時刻,能效的高低會影響企業(yè)自身的存亡。圖 8:高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域能效標桿水平和基準水平(2021 年版)核心內(nèi)容資料來源:國家發(fā)展改革委、工業(yè)軟件對提升能效以及節(jié)約能耗至關(guān)重要。部分高能耗企業(yè)能源管理的分散和能源統(tǒng)計的不完善

17、,難以支持能源的管控與分析。利用相關(guān)的生產(chǎn)管控類工業(yè)軟件,如能源管理系統(tǒng)(EMS),可通過采集生產(chǎn)設(shè)備和配套設(shè)施的能源數(shù)據(jù),對企業(yè)能耗狀態(tài)進行監(jiān)測、分析和預(yù)測,深挖節(jié)能潛力,合理利用能源,實現(xiàn)精細化的能源管控。我們認為工業(yè)軟件企業(yè)推出的產(chǎn)線減碳解決方案,通過控制模型預(yù)測、前饋控制等技術(shù),在保證產(chǎn)量、質(zhì)量的前提下,可最大程度降低工序能耗。圖 9:智能制造不同層次對能耗影響資料來源:寶信軟件公眾號、2.2. 高耗能行業(yè)主要隸屬流程性行業(yè),數(shù)字化方案依賴行業(yè) Know-how本文我們特定討論的高耗能行業(yè)主要是以鋼鐵、水泥、化工三個行業(yè)為主。從工業(yè)的屬性上看,三個行業(yè)主要隸屬于流程性行業(yè),流程性行業(yè)往

18、往具有連續(xù)進行的,不能中斷,對穩(wěn)定性要求較高等特點。我們認為由于流程性行業(yè)對穩(wěn)定性要求高,進入廠商制造流程中, 相關(guān)各類設(shè)備不容易輕易替換。表 3:流程性行業(yè)與離散型行業(yè)對比對比項目流程行業(yè)離散行業(yè)工藝過程是連續(xù)進行的,不能中斷,工藝過程的順序是固定不變的,生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)特點按照工藝流程布置,原料經(jīng)過固定的工藝流程連續(xù)不斷的經(jīng)過一系列設(shè)備和裝置被加工成成品產(chǎn)品往往由多個零件經(jīng)過一系列不亂序的工序加工,最終裝配而成機械、包裝、家電、服裝、電子、主要行業(yè)石油、化工、冶金、煉鐵等大規(guī)模生產(chǎn),大批量滿負荷,年度計劃汽車零部件等大規(guī)模生產(chǎn)和小批量定制并行,換生產(chǎn)方式統(tǒng)購統(tǒng)銷版成本普遍不高技術(shù)密集,人力密集

19、為主,精密制技術(shù)密集、設(shè)備密集,多為定制設(shè)備和造行業(yè)中有高精度的數(shù)控機床、柔流程,通用型差性制造等,其他領(lǐng)域自動化水平相對較低工藝流程設(shè)備管理生產(chǎn)線固定,安裝修復(fù)繁瑣,停機成本極高生產(chǎn)線組成分散,流水線也多為并行結(jié)構(gòu),單臺設(shè)備停機不影響生產(chǎn)資料來源:控制工程網(wǎng)、整理流程制造行業(yè)的數(shù)字化制造主要體現(xiàn)在生產(chǎn)管控、 HSE 管理、能源管理和設(shè)備管理等方面。其中能源管理主要是實現(xiàn)產(chǎn)能與用能的在線優(yōu)化、建設(shè)能源管理的評價與分析體系, 支撐精細優(yōu)化的能源管理。我們認為能源管理是管控中最直接影響能耗多少的部分,對碳排放減少的推動尤為重要。表 4:流程制造行業(yè)對制造的管控內(nèi)容管控類型主要管控方式重點是實現(xiàn)生產(chǎn)

20、業(yè)務(wù)閉環(huán)管理,提升生產(chǎn)操控優(yōu)化及自動化水平,支生產(chǎn)管控撐優(yōu)化協(xié)同的生產(chǎn)管控。具體內(nèi)容包括調(diào)度管理、計量管理、操作管理和統(tǒng)計管理等。重點是實現(xiàn) HSE 的規(guī)范性管理,實現(xiàn) HSE 過程監(jiān)控和聯(lián)動的應(yīng)急指揮,支撐全面可控的 HSE 管理。具體內(nèi)容包括安全監(jiān)督管理、環(huán)保管理、職業(yè)衛(wèi)生管理、應(yīng)急管理和演練等。HSE 管 理能源管理重點是實現(xiàn)能源的全過程規(guī)范管理,實現(xiàn)產(chǎn)能與用能的在線優(yōu)化、建設(shè)能源管理的評價與分析體系,支撐精細優(yōu)化的能源管理。具體內(nèi)容包括能源生產(chǎn)、能源消耗和節(jié)能管理等。重點是實現(xiàn)設(shè)備的全生命周期規(guī)范管理,實現(xiàn)預(yù)知維修模式的設(shè)備可靠性管理,支撐安穩(wěn)可靠的設(shè)備管理。具體內(nèi)容包括設(shè)備全生命周期

21、管理、設(shè)備健康管理和設(shè)備可靠性管理等。設(shè)備管理資料來源:中國智能制造系統(tǒng)解決方案市場研究報告、對于流程性行業(yè)數(shù)字化制造的應(yīng)用方案,主要涉及制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES)、操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)( OTS)、在線優(yōu)化控制系統(tǒng)( RTO)、先進控制系統(tǒng)( APC)、調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)( ORION)、無線移動巡檢系統(tǒng)等。表 5:數(shù)字化制造的應(yīng)用方案數(shù)字化制造方案具體內(nèi)容制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES)集中裝置投產(chǎn)、計量能耗等生產(chǎn)數(shù)據(jù),將物料、能耗統(tǒng)計結(jié)果和企業(yè)資源計劃( ERP)無縫銜接。制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES)為其他系統(tǒng)提供生產(chǎn)、能耗數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)同源。制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES)通常包括生產(chǎn)運營監(jiān)控功能、生產(chǎn)計劃排產(chǎn)和優(yōu)

22、化功能、報警管理功能和設(shè)備管理功能等,其中設(shè)備的預(yù)測性維護功能是制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES) 的發(fā)展趨勢。模擬裝置真實的現(xiàn)場環(huán)境和分布式控制系統(tǒng)( DCS)的操作環(huán)境,通過讓職工自主選擇訓(xùn)練內(nèi)容提升培訓(xùn)的自主性、真實性。目前 OTS 主要采用二維監(jiān)控畫面的方式進行操作培訓(xùn)和工藝仿真,已有少數(shù)用戶實現(xiàn)部分裝置的三維模擬。操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)( OTS)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)( ORION)通過用戶建立的一份詳細的工廠調(diào)度表,將工廠生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度與工藝操作及成品儲運聯(lián)系起來,提前預(yù)測出生產(chǎn)及油品庫存情況,并可以實現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度安排。直接把成本作為優(yōu)化目標,實時計算出整個裝置的最佳工藝參數(shù),并傳輸?shù)较冗M控制系統(tǒng)(

23、APC)作為控制目標,進行在線控制。在線優(yōu)化控制系統(tǒng)( RTO)實驗室信息管理系統(tǒng)( LIMS)自動備份、處理化驗數(shù)據(jù),替代人工填寫,為計量管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源,為制造執(zhí)行系統(tǒng)( MES)系統(tǒng)提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)。先進控制系統(tǒng)( APC)供重點裝置使用,實施與在線分析儀表集成,對生產(chǎn)指標進行在線分析。無線移動巡檢系統(tǒng)采用 RFID 技術(shù),依托覆蓋全裝置區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò),實時傳輸語音、圖像、數(shù)據(jù),實現(xiàn)在管控一體化控制室實時監(jiān)控現(xiàn)場各種作業(yè)環(huán)節(jié),提高職工現(xiàn)場安全系數(shù)。資料來源:中國智能制造系統(tǒng)解決方案市場研究報告、應(yīng)用方案依賴大量行業(yè) Know-how,產(chǎn)品力對于公司競爭力影響較大。流程行業(yè)較早運用信息技術(shù)進

24、行產(chǎn)業(yè)改造,自動化、數(shù)字化程度較高,同時面對新一輪產(chǎn)業(yè)變革和科技革命, 流程行業(yè)加強系統(tǒng)間的綜合集成應(yīng)用。我們認為由于流程性行業(yè)對設(shè)備穩(wěn)定性要求高的特點,相關(guān)數(shù)字化制造的應(yīng)用方案需要具有大量行業(yè) Know-how,應(yīng)用方案行業(yè)壁壘較高, 同時智能制造發(fā)展水平相比離散型滲透率較高,意味著這個領(lǐng)域強者恒強產(chǎn)品力對于競爭力影響尤為突出。表 6:流程制造行業(yè)智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商系統(tǒng)類型企業(yè)數(shù)量代表企業(yè)業(yè)務(wù)特點制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)30-40 家石化盈科、寶信軟件、本土企業(yè)發(fā)展于大型企業(yè)集團或自動化工中控技術(shù)、霍尼韋爾程公司,行業(yè)屬性明顯,主要用于冶金、油氣、石化、化工、鋼鐵行業(yè)。操作員培訓(xùn)仿真系

25、統(tǒng)(OTS)20-30 家中控技術(shù)、霍尼韋爾、提供過程系統(tǒng)的仿真平臺,主要面向石化和愛默生化工領(lǐng)域。先進控制系統(tǒng)(APC)30-40 家石化盈科、中控技術(shù)、提供先進控制系統(tǒng)的廠商,也會發(fā)展流程模艾斯本技術(shù)、霍尼韋爾、擬系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(包括實時數(shù)據(jù)庫),中程自動化、和隆優(yōu)化目前主要應(yīng)用在石化領(lǐng)域,化工應(yīng)用相對較控制少資料來源:中國智能制造系統(tǒng)解決方案市場研究報告、2.3. 高耗能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型程度以及進程都有望提速無論從國家層面制定相關(guān)的政策以及制造業(yè)頭部公司加強數(shù)字化轉(zhuǎn)型的投入,工業(yè)軟件(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))對于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的作用以及作為轉(zhuǎn)型的主要方式已經(jīng)在當(dāng)前市場擁有一定的共識。因為工業(yè)軟件作為優(yōu)

26、化提升生產(chǎn)效率,涉及到行業(yè) Know-how,對于制造業(yè)廠商推進自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型來說,必然會平衡數(shù)字化帶來的好處與風(fēng)險,進而決定自身數(shù)字化的進程。本文與市場觀點不同的地方在于:市場認為在當(dāng)前 PMI 持續(xù)下行,工業(yè)需求端疲弱,特別是高耗能行業(yè)訂單減少,影響數(shù)字化轉(zhuǎn)型開支。我們認為在雙碳政策背景下,即使在當(dāng)前 PMI 持續(xù)下行的時候,對于高耗能行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型無論是程度還是在進程方面都有望提速。因為在政府高度重視雙碳的背景下,能效基 準將作為高耗能行業(yè)供給側(cè)改革的依據(jù),而工業(yè)軟件(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))作為提升生產(chǎn)管理以 及能源管理的主要數(shù)字化方式將會被高耗能行業(yè)高度看中,在自身供給側(cè)發(fā)生變化的時候, 對于

27、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的程度以及進程都有望超預(yù)期。圖 10:雙碳政策對高耗能行業(yè)及工業(yè)軟件影響資料來源:整理由于高耗能行業(yè)多數(shù)為流程性行業(yè),該行業(yè)具有“工藝過程是連續(xù)進行的,不能中斷”等特點進而對產(chǎn)品(性能)穩(wěn)定性要求較高,對廠商要求更高的行業(yè) Know-how,所以進入流程性行業(yè)的工業(yè)軟件產(chǎn)商例如寶信軟件、中控技術(shù)等往往都會先深耕在一個行業(yè),例如寶信是鋼鐵,中控是化工(石化)。我們認為由于流程性行業(yè)這種自身特點,服務(wù)其工業(yè)軟件的廠商,在產(chǎn)品方面,會從單一的產(chǎn)品種類逐步發(fā)展成以核心客戶全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型的(國產(chǎn)替代)多產(chǎn)品需求,通過解決方案的形式進一步增強自身與客戶之間的粘性,提升自己的護城河。圖 11:流程

28、性行業(yè)廠商與下游關(guān)系資料來源:整理3. 高耗能行業(yè)降碳勢在必行,各類解決方案加速數(shù)字化提升3.1. 鋼鐵行業(yè)降碳行動方案已定,寶信受益于寶武集團領(lǐng)頭羊示范效應(yīng)3.1.1. 工業(yè)軟件助力降碳行動,寶武集團作為領(lǐng)頭羊具有示范效應(yīng)25 年鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳達峰,降碳行動方案已定。3 月 20 日,鋼鐵行業(yè)碳達峰及降碳行動方案已完成初稿,初步將行業(yè)碳達峰目標設(shè)定為:2025 年前,鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳排放達峰; 到 2030 年,鋼鐵行業(yè)碳排放量較峰值降低 30,預(yù)計將實現(xiàn)碳減排量 4.2 億噸。方案同時提出了實現(xiàn)行業(yè)節(jié)能減排的路徑,分別是推動綠色布局、節(jié)能及提升能效、優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu)、構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)

29、用突破性低碳技術(shù)。其中,節(jié)能及提升能效的路徑是應(yīng)用數(shù)字化、智能化技術(shù),推廣先進節(jié)能減碳技術(shù)。我們認為工業(yè)軟件是實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)智能化、數(shù)字化的抓手,也是達成能效提升和減排的重要環(huán)節(jié)。表 7:鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的路徑減排路徑具體措施在推動綠色布局方面,要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,嚴禁新增產(chǎn)能,加大綠色物推動綠色布局節(jié)能及能效提升優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu)流,推廣全生命周期綠色產(chǎn)品。特別在產(chǎn)能方面,鋼鐵行業(yè)仍然存在產(chǎn)能過剩風(fēng)險。推廣先進適用節(jié)能低碳技術(shù)、提高余熱余能自發(fā)電率、應(yīng)用數(shù)字化智能化技術(shù)。原燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、廢鋼資源回收利用、發(fā)展新能源及可再生能源,杜絕低附加值產(chǎn)品出口,增加鋼坯、廢鋼等初級產(chǎn)品的進口;流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化應(yīng)以

30、全廢鋼電爐流程生產(chǎn)建筑用長材,替代中小高爐、轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)螺紋鋼、線材等大宗產(chǎn)品。構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)區(qū)域能源整合、固廢資源化利用和推動鋼化聯(lián)產(chǎn)。鏈應(yīng)用突破性低碳技術(shù)應(yīng)用氫冶煉技術(shù)等多個方面,實現(xiàn)綠氫制取、成本降低是氫冶煉技術(shù)應(yīng)用突破。資料來源:鋼鐵行業(yè)碳達峰及降碳行動方案、中國寶武鋼鐵集團作為全球最大鋼鐵企業(yè),也公布了“力爭 2023 年實現(xiàn)二氧化碳排放達到峰值,2025 年具備減碳 30工藝技術(shù)能力,2035 年力爭減碳 30,2050 年實現(xiàn)碳中和”的目標。在實現(xiàn)路徑中,寶武重點提到:以智慧化實現(xiàn)極致的碳利用效率,以數(shù)智化系統(tǒng)打破管理邊界,實現(xiàn)資源和能源的高效利用。圖 12:寶武集團碳中和目標資料

31、來源:中國氣候變化信息網(wǎng)、寶鋼集團在鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)展望中提到,實現(xiàn)提效減排的智能制造范式包括工業(yè)過程智能優(yōu)化控制和云邊端的整體協(xié)同。我們認為寶鋼作為國內(nèi)鋼鐵領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊,對于能源管控系統(tǒng)方案的執(zhí)行具有示范作用,雙碳背景下將加速帶動全行業(yè)工業(yè)過程智能優(yōu)化控制和云邊端的整體協(xié)同相關(guān)信息化的提升。寶信作為寶鋼旗下鋼鐵信息化的實施企業(yè),相關(guān)業(yè)務(wù)涉及參與到了鋼鐵能源管控的方方面面,有望直接受益。表 8:寶鋼集團實現(xiàn)提效減排的智能制造范式實現(xiàn)提效減排的智能制造范式內(nèi)容關(guān)鍵是生產(chǎn)工藝智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程整體工業(yè)過程智能優(yōu)化控制云邊端的整體協(xié)同智能優(yōu)化云和大數(shù)據(jù)技術(shù)將逐步引入,在體系架構(gòu)方面打通層級、內(nèi)

32、外融合, 對能源管控活動進行集成、協(xié)同和優(yōu)化資料來源:寶鋼能源環(huán)境部 鄧萬里智能制造視野下鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)展望、整理工業(yè)過程優(yōu)化控制的關(guān)鍵是生產(chǎn)工藝智能優(yōu)化和生產(chǎn)全流程整體智能優(yōu)化。在生產(chǎn)工藝過程中,智能系統(tǒng)能夠自動設(shè)定系統(tǒng)的工作方式,不需要人為干預(yù)。譬如,蒸汽管網(wǎng)的壓力由燃氣鍋爐控制,當(dāng)轉(zhuǎn)爐開始回收蒸汽時,鍋爐如何調(diào)整蒸并網(wǎng)壓力,就需要能源生產(chǎn)智能優(yōu)化控制實現(xiàn)。 對于生產(chǎn)全流程整體,以噸材能耗最小為目標函數(shù)的物質(zhì)流、能量流耦合模型,是優(yōu)化企業(yè)能源結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的重要方法。比如在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中,判定燃氣和蒸汽的整體效率,就需要實現(xiàn)以綜合指標優(yōu)化為目標的能源全流程協(xié)同優(yōu)化控制。圖 13:具有

33、 HCPS 特征的轉(zhuǎn)爐煤氣利用系統(tǒng)資料來源:寶鋼能源環(huán)境部 鄧萬里智能制造視野下鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)展望、天風(fēng)證券研究所云邊端的整體協(xié)同。 在工業(yè)互聯(lián)背景下,鋼鐵智能化系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、數(shù)據(jù)智能等方面將進行迭代演進,云和大數(shù)據(jù)技術(shù)將逐步引入,在體系架構(gòu)方面打通層級、內(nèi)外融合,傳統(tǒng)多層架構(gòu)將逐漸演變?yōu)樵?、邊、?3 層,大致對應(yīng)企業(yè)級、產(chǎn)線級和工序級 HCPS。扁平化的軟硬件部署架構(gòu)將成為重要發(fā)展趨勢。能量流的信息接入與大數(shù)據(jù)相結(jié)合,可提升數(shù)據(jù)應(yīng)用構(gòu)建能力,創(chuàng)造人工智能的生態(tài)環(huán)境。數(shù)據(jù)應(yīng)用包括在云上的平臺化運營、 邊緣的計算節(jié)點、端部的數(shù)據(jù)感知和執(zhí)行,對智能制造業(yè)務(wù)架構(gòu)下能源管控活動進行集成、協(xié)同

34、和優(yōu)化。圖 14:能源管控系統(tǒng)組織和 IT 架構(gòu)資料來源:寶鋼能源環(huán)境部 鄧萬里智能制造視野下鋼鐵企業(yè)能源管控系統(tǒng)展望、3.1.2. 寶信參與到寶武集團智能化方方面面,產(chǎn)品齊全助力鋼鐵行業(yè)碳減排全流程智能化生產(chǎn)管理,助力鋼鐵企業(yè)提升產(chǎn)能,降低排放。產(chǎn)能寶鋼股份冷軋廠 C008 熱鍍鋅智能車間,是工信部鋼鐵企業(yè)智能化應(yīng)用的重點黑燈工廠項目,通過后端的智能控制臺和大量數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)了全流程一貫制智慧管理,每小時產(chǎn)量提升近 20。通過遠程運維、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對產(chǎn)線的升級,也大幅提升能效,助力碳減排, 實現(xiàn)噸鋼能耗下降 15,綜合污染物噸鋼下降 30,提高 30的勞動效率,加工成本下降

35、10。我們認為智能化的生產(chǎn)管理將大幅提升能源使用效率,特別是寶信軟件(與寶武集團)自主研發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 xIn3Plat 對智能管理的助力,更好實現(xiàn)行車無人化、物流作業(yè)無人化、3D 崗位無人化。圖 15:寶武集團高爐互聯(lián)智控平臺資料來源:中華工控網(wǎng)、自主研發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 xIn3Plat,應(yīng)用服務(wù)方面成果顯著。寶信軟件(寶武集團)自主研發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺 xIn3Plat,依托于大數(shù)據(jù)、人工智能、智能裝備、集控、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、移動物聯(lián)、虛擬制造等七大核心技術(shù),xInPlat 一生二,由 ePlat 和 iPlat 兩大平臺組成,。該平臺具有強大的資源管理能力、應(yīng)用服務(wù)能力,在資源管理能力方面

36、,實現(xiàn)連接工業(yè)設(shè)備數(shù) 352+萬臺、工業(yè)模型 1600+個,平臺微服務(wù) 2100+個,云化軟件及工業(yè) APP 3800+ 個,注冊企業(yè)用戶 14+萬家,應(yīng)用服務(wù)方面解決方案覆蓋 9 大領(lǐng)域(安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、質(zhì)量管控、供應(yīng)鏈管理、研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、運營管理、倉儲物流、運維服務(wù))。圖 16:iPlat 平臺(xIn3Plat 中兩大平臺之一)ABCD 產(chǎn)品體系資料來源:寶信軟件官網(wǎng)、寶信軋制節(jié)奏優(yōu)化軟件助推行業(yè)節(jié)能增效。軋制節(jié)奏是指相鄰兩塊帶鋼的抽出時間間隔, 軋制節(jié)奏越短,軋機空耗的時間越少,軋機小時產(chǎn)量越高。寶信軟件將部分節(jié)奏控制軟件化,通過計算抽鋼時間、監(jiān)視節(jié)奏控制、計算裝鋼節(jié)奏、軋制

37、節(jié)奏自適應(yīng)等方式,更加合理化地優(yōu)化軋制節(jié)奏,有效控制軋機能源消耗,同時直接提高軋機產(chǎn)量。軋制節(jié)奏模型于今年 2 月在馬鋼 2250 產(chǎn)線投運以來,投入率穩(wěn)定在 95左右,明顯降低軋制的時間間隔, 并降低單位產(chǎn)值能耗,提升效能。圖 17:軋制節(jié)奏模型資料來源:寶信軟件公眾號、寶信優(yōu)化燃燒控制系統(tǒng)實現(xiàn)減碳,降低生產(chǎn)成本。燃燒控制系統(tǒng)包括加熱爐燃燒控制優(yōu)化系統(tǒng)和高爐熱風(fēng)爐自動燃燒系統(tǒng)軟件,其中加熱爐燃燒控制優(yōu)化系統(tǒng)通過專家知識和模糊控制相結(jié)合的智能控制技術(shù),確保加熱爐的加熱效果,提高燃燒效率,降低生產(chǎn)成本。目前,應(yīng)用該系統(tǒng)可節(jié)約煤氣噸鋼燃耗 2以上,氧化燒損率降低 5以上。高爐熱風(fēng)爐自動燃燒系統(tǒng)軟件

38、可獲取燃燒過程的數(shù)據(jù)。通過對燃燒優(yōu)化所需過程數(shù)據(jù)的分析、計算,將控制策略傳回組態(tài)軟件并控制現(xiàn)場設(shè)備,實現(xiàn)節(jié)能降耗。目前,該系統(tǒng)可節(jié)省煤氣用量 5 以上。圖 18:加熱爐燃燒控制優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)資料來源:寶信軟件公眾號、3.2. 石油化工全產(chǎn)業(yè)鏈將低碳優(yōu)化,中控“5T” 方案成為行業(yè)標桿3.2.1. 石油化工降碳方案已定,全產(chǎn)業(yè)鏈將進行優(yōu)化1 月 15 日,中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會等 17 家行業(yè)參與者聯(lián)合簽署并共同發(fā)布中國石油和化學(xué)工業(yè)碳達峰與碳中和宣言,并提出實現(xiàn)碳中和的三方面措施:一是能源的低碳綠色化,為社會提供更多的低碳能源、可再生能源;二是提高能效,提供低碳和可循環(huán)利用的石化產(chǎn)品,引領(lǐng)上下

39、游行業(yè)全生命周期共同減排;三是開發(fā)二氧化碳為原料生產(chǎn)化工產(chǎn)品的技術(shù)路線,或利用碳捕集和碳封存。此外,宣言也圍繞實現(xiàn)碳中和的措施,提出了三方面建議。表 9:石化行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型建議石化企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型建議具體內(nèi)容加強碳中和路徑研究,重視碳管理,做好碳排放統(tǒng)計,加快石化行業(yè)碳排放權(quán)市場化交易進程;鼓勵技術(shù)儲備,明確技術(shù)路線;推戰(zhàn)略規(guī)劃行節(jié)能、碳排放權(quán)交易制度,投入生態(tài)環(huán)境保護的市場化機制; 加強與國際組織聯(lián)系,積極參與國際碳減排行動及規(guī)則制定全行業(yè)加快淘汰化工領(lǐng)域產(chǎn)能利用率低、污染嚴重、能耗大的產(chǎn)業(yè);深入開展能效對標,加強企業(yè)能源管理,推進高耗能行業(yè)建立企業(yè)能源管理中心,開展能源審計和節(jié)能診斷,提高能源利

40、用效率。加大科技研發(fā)力度,瞄準新一代清潔高效可循環(huán)生產(chǎn)工藝、節(jié)能減碳及二氧化碳循環(huán)利用技術(shù)、化石能源清潔開發(fā)轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)等。生產(chǎn)工藝全生命周期管理加強石化產(chǎn)品生產(chǎn)、利用和回收的統(tǒng)計管理,形成資源的最大循環(huán)利用;加大資源分質(zhì)分級回收利用,形成多級循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)鏈建立低碳發(fā)展體系;加強碳捕集、利用和封存,開展二氧化碳驅(qū)油、煤基多聯(lián)產(chǎn)、二氧化碳合成可降解塑料等有機化學(xué)品等技術(shù)示范。資料來源:中國石油和化學(xué)工業(yè)碳達峰與碳中和宣言、石化作為我國減碳目標的重點領(lǐng)域,中石油、中石化和中海油等大型石化企業(yè)也分別發(fā)布綠色發(fā)展行動計劃 2.0、碳資產(chǎn)管理辦法等低碳發(fā)展戰(zhàn)略,并突出具體目標。中石油提出 2025 年

41、甲烷排放強度再降低 50的目標,力爭達到世界一流甲烷排放管控水平,中石化先后開展“藍天碧水”“能效倍增”等專項行動,提出到 2025 年將能效提高 100 的目標。圖 19:流程工業(yè)持續(xù)發(fā)展策略資料來源:中控技術(shù)流程工業(yè)低碳解決方案白皮書、石油化工全產(chǎn)業(yè)鏈流程主要分為產(chǎn)品鏈、資產(chǎn)鏈和價值鏈這三條鏈。產(chǎn)品鏈是石化工業(yè)價值創(chuàng)造的核心,把低價值原料轉(zhuǎn)化為高價值的產(chǎn)品。資產(chǎn)鏈是指從工廠設(shè)計、工程建設(shè)、數(shù)字化交付到運營與維護的工廠全生命周期資產(chǎn)管理。價值鏈是指供應(yīng)鏈及生產(chǎn)控制優(yōu)化等價值創(chuàng)造活動,包含原油采購、計劃優(yōu)化、調(diào)度優(yōu)化、物流優(yōu)化、過程控制與優(yōu)化、倉儲、銷售服務(wù)等。我們認為碳排放要求將以效能優(yōu)先實

42、現(xiàn)對石油化工全產(chǎn)業(yè)鏈進行優(yōu)化。圖 20:石油化工工業(yè)“三鏈”視圖資料來源:石化工業(yè)軟件分類及自主工業(yè)軟件成熟度分析王子宗等、智能制造解決方案助力石化企業(yè)碳減排。從石化企業(yè)角度看,減碳首先是檢測和感知層面, 比如說碳消耗的統(tǒng)計工具。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)層面進行統(tǒng)計分析,通過建模方式統(tǒng)計和采集相關(guān)數(shù)據(jù),再將數(shù)據(jù)信息與標準的碳排放模型進行比對,可發(fā)現(xiàn)企業(yè)在碳消耗方面存在的問題。在管理層面,智能制造解決方案可促進企業(yè)整體碳資產(chǎn)的優(yōu)化管理,并進一步涉及到對企業(yè)的生產(chǎn)運營進行建模。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院提到,針對上游成本不可控問題, 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以幫助減少物耗成本 4,減少人員成本 20;針對中游裝置效率不高問題

43、,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可 以實現(xiàn)降低安全事件率 14.5,減少排產(chǎn)時間 30; 針對下游產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局問題,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以達到 需求預(yù)測準確率大于 75 ,提升事件響應(yīng)率 10。我們認為現(xiàn)階段的:工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在石化產(chǎn)業(yè)已經(jīng)產(chǎn)生積極效果,在雙碳背景下滲透率將持續(xù)提升。表 10:中控技術(shù)提供智能制造解決方案智能制造解決方案內(nèi)容從計劃和調(diào)度,到裝置實時優(yōu)化、先進過程控圍繞企業(yè)提高生產(chǎn)管控水平制,再到 PID,具備層級關(guān)系。幫助企業(yè)解決安全環(huán)保問題一方面是現(xiàn)場安全防護層,例如作業(yè)安全管理、設(shè)備腐蝕監(jiān)測和泄漏監(jiān)測等;另一方面是過程控制層,例如高級報警管理、工況切換管理、操作仿真等;還有一方面是信息化層,例如隱患

44、管理、重大危險源報警、人員在崗在位管理、應(yīng)急指揮、環(huán)境在線監(jiān)測等。低碳環(huán)保類的方案主要是從節(jié)能減排、能源平衡與優(yōu)化等角度去實施主要提供倉儲管理、調(diào)度優(yōu)化等軟件,例如油品移動及調(diào)合、罐區(qū)管理、物流管控等。圍繞供應(yīng)鏈的優(yōu)化幫助企業(yè)提升設(shè)備管理能力的方案資料來源:中控技術(shù)官網(wǎng)、主要是動設(shè)備和靜設(shè)備管理、智能儀表管理等,實現(xiàn)設(shè)備性能優(yōu)化與預(yù)測性維護3.2.2. 中控提出“5T” 低碳經(jīng)營解決方案,樹立行業(yè)標桿依靠提升工藝、更新設(shè)備等方式,是石化行業(yè)提效減碳,實現(xiàn)低碳綠色發(fā)展的路徑之一。中控技術(shù)積極推進新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)的融合發(fā)展,打造了 PT(工藝技術(shù))、ET(設(shè)備技術(shù))、AT(自動化技術(shù))、I

45、T(信息技術(shù))、OT(運營技術(shù))相結(jié)合的“5T”低碳經(jīng)營解決方案,助力石化行業(yè)全面實現(xiàn)高效、低碳經(jīng)營。我們認為通過 5T 結(jié)合,中控技術(shù)能夠從控制層、信息化層到?jīng)Q策層為石化企業(yè)提供重要的碳管控技術(shù)和軟硬件系統(tǒng),協(xié)助企業(yè)及時核算碳排放量,監(jiān)測碳排放量,優(yōu)化生產(chǎn)活動,從而實現(xiàn)低碳經(jīng)營。圖 21:中控技術(shù)“5T”低碳經(jīng)營解決方案資料來源:中控技術(shù)公眾號、中控技術(shù)憑借多年行業(yè)積累的自動化解決方案,助力實現(xiàn)高能耗設(shè)備的優(yōu)化高效運行。通過 AT(控制技術(shù)),中控技術(shù)可實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化控制碳排放,并推出多種解決方案,已在國內(nèi)數(shù)百家石化企業(yè)進行了應(yīng)用,節(jié)能減排效果顯著。其中蒸汽平衡與優(yōu)化行業(yè)解決方案能夠降低蒸汽在

46、管網(wǎng)輸送過程中的能量損失,構(gòu)建蒸汽動力系統(tǒng)優(yōu)化模型,實現(xiàn)鍋爐、汽機負荷優(yōu)化分配,實現(xiàn)基于模型的優(yōu)化操作、優(yōu)化調(diào)度,全面降低企業(yè)產(chǎn)汽、發(fā)電成本。圖 22:中控技術(shù)蒸汽平衡與優(yōu)化行業(yè)解決方案技術(shù)架構(gòu)圖資料來源:中控技術(shù)公眾號、瓦斯平衡與優(yōu)化解決方案通過模式識別方法構(gòu)建低壓瓦斯異常排放智能識別系統(tǒng),基于管網(wǎng)模擬、大數(shù)據(jù)分析與調(diào)度優(yōu)化技術(shù),實現(xiàn)瓦斯管網(wǎng)在線模擬與評估診斷、加熱爐熱效率軟測量與操作參數(shù)優(yōu)化、氣柜負荷預(yù)測與壓縮機操作優(yōu)化、燃料氣資源分配優(yōu)化、外界燃料補充策略優(yōu)化、瓦斯系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化等,提升煉廠瓦斯系統(tǒng)的調(diào)度與管理水平、減少低壓瓦斯放散、優(yōu)化燃料氣管網(wǎng)運行、提升燃料氣的利用率。圖 23:中控技

47、術(shù)瓦斯平衡與優(yōu)化行業(yè)解決方案技術(shù)架構(gòu)圖資料來源:中控技術(shù)公眾號、實時優(yōu)化技術(shù)和平臺是基于 RTO 幫助石化企業(yè)實現(xiàn)計劃、調(diào)度、操作、控制一體化優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié),石化企業(yè)可以將生產(chǎn)計劃、調(diào)度排產(chǎn)、操作優(yōu)化及操作控制等生產(chǎn)各環(huán)節(jié)整體貫通,真正做到優(yōu)化目標從上到下、從全局到局部的層層分解與閉環(huán)控制。實時優(yōu)化系統(tǒng)通過獲取石化企業(yè)裝置生產(chǎn)過程的原料、產(chǎn)品性質(zhì)、價格、生產(chǎn)操作條件和環(huán)境條件等信息,實時計算出當(dāng)前操作可行域內(nèi)的最優(yōu)操作條件,并通過 APC 系統(tǒng)控制生產(chǎn)裝置進行調(diào)節(jié),提高裝置生產(chǎn)經(jīng)濟效益、降低生產(chǎn)能耗,在中控技術(shù)目前實施的案例中能達到平均單耗降低 1.9的效果。圖 24:中控實時優(yōu)化(RTO)平

48、臺架構(gòu)資料來源:中控技術(shù)公眾號、煤化工行業(yè)當(dāng)下的壓縮機控制方案普遍存在精度有偏差,會導(dǎo)致能耗增加,碳排放量增大。中控技術(shù)自主開發(fā)的壓縮機優(yōu)化控制解決方案,能夠幫助用戶優(yōu)化工藝操作流程,保障機組穩(wěn)定運行,從而實現(xiàn)節(jié)能降耗。在陽煤集團壽陽化工 40 萬噸煤制乙二醇項目 CCS 改造中,通過應(yīng)用該解決方案,實現(xiàn)全自動無人化控制,生產(chǎn)穩(wěn)定性大幅提高,節(jié)能效益顯著。圖 25:陽煤集團壽陽化工 40 萬噸煤制乙二醇項目 CCS 改造資料來源:中控技術(shù)公眾號、3.3. 水泥行業(yè)提出降碳路徑,數(shù)字化助力能效提升3.3.1. 水泥協(xié)會提出六路徑實現(xiàn)降碳,數(shù)字化持續(xù)助力能效提升實現(xiàn)水泥行業(yè)的碳達峰和碳中和,中國水泥協(xié)會提出了六條可行路徑:使用替代燃料,提高燃料替代率,有效減少化石能源;提高能效水平,通過節(jié)能減排技術(shù)進步和應(yīng)用推廣實現(xiàn)減排目標;提升水泥產(chǎn)品利用效率、減少水泥用量;開發(fā)低碳水泥,推廣應(yīng)用低碳水泥; 優(yōu)化調(diào)整水泥產(chǎn)品原材料結(jié)構(gòu),實現(xiàn)熟料替代,減少熟料用量;CCS、CCUS(碳捕集、封存)技術(shù)推廣應(yīng)用及發(fā)展。麥肯錫指出,水泥行業(yè)的能效變革主要在兩個方面,分別是節(jié)電減排和節(jié)省燃料的減排。我們認為這兩方面的減排都需要與“低碳+數(shù)字化”的運營轉(zhuǎn)型結(jié)合,通過信息化、智能化管控,利用人工智能和機器學(xué)習(xí)等手段,在生產(chǎn)過程中減少減少波動、提高能效,在持續(xù)改善經(jīng)營效率的同時降低企

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