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

　　2022年1月，國務院印發(fā)《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》，明確到2025年，全國單位國內生產總值能源消耗比2020年下降13.5%，能源消費總量得到合理控制，并部署了十大重點工程，其中包括：推進新型基礎設施能效提升，加快綠色數據中心建設；引導工業(yè)企業(yè)向園區(qū)集聚，推動工業(yè)園區(qū)能源系統整體優(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)改委等六部門聯合發(fā)布《工業(yè)能效提升行動計劃》，明確到2025年，重點工業(yè)行業(yè)能效全面提升，數據中心等重點領域能效明顯提升，綠色低碳能源利用比例顯著提高，節(jié)能提效工藝技術裝備廣泛應用，標準、服務和監(jiān)管體系逐步完善，鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業(yè)重點產品能效達到國際先進水平。

 

　　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)領域碳達峰實施方案》，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)領域二氧化碳排放在2030年前達峰；提出六大重點任務，包括深度調整產業(yè)結構、深入推進節(jié)能降碳、積極推行綠色制造、大力發(fā)展循環(huán)經濟和加快工業(yè)綠色低碳技術變革等。至此，政策已從產業(yè)布局、技術變革、重要行業(yè)等維度為工業(yè)領域實現碳達峰劃定“時間表”和“路線圖”。

 

　　工業(yè)領域碳達峰任重道遠

　　工業(yè)作為我國經濟增長的重要引擎，同時也是我國能源消耗和碳排放的主要領域。數據顯示，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)領域實現雙碳目標并非易事，據資料顯示：工廠建筑平均能耗達到了130千瓦時/平方米，其中，空調、采暖及熱水系統占建筑運行能耗的50%，高能耗企業(yè)大頭是制冷的消耗。

 

　　在工廠生產過程中，制冷站的耗電占工廠運行總能耗的相當大比例。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，沉重的能耗費用使企業(yè)的成本大大提高，并造成電力供應緊張。

 

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

 

　　想要如期實現雙碳目標，工業(yè)領域的根本思路在于創(chuàng)新。“十四五”規(guī)劃提出，“以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革”，鼓勵數字經濟與實體經濟相融合，為工業(yè)領域低碳工藝革新提供新的實現路徑。

 

　　技術創(chuàng)新助力工業(yè)領域碳達峰

　　在此背景下，如何利用新技術將節(jié)能降碳與高質量發(fā)展有機融合，成為工業(yè)領域的重要課題。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、憑經驗、無數據可依等難點，導致浪費高、不節(jié)能、無智能等問題產生。

 

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

 

　　中央空調系統節(jié)能措施

　　目前中央空調節(jié)能主要包括以下措施：采用高效的設備，包括主機、水泵、風機等。優(yōu)化系統設計以減少系統阻力；降低風水輸送能耗；定期維保、清洗除垢提高換熱部件換熱效率；熱泵技術，利用自然能源；冰蓄冷、水蓄冷技術，移峰填谷，錯峰用電；控制管理節(jié)能，根據負荷按需供給，但是單獨采用以上這些節(jié)能措施所產生的效益微乎其微，想要如期實現雙碳目標，降低工業(yè)領域中央空調系統碳排放的根本思路還在于創(chuàng)新。智慧節(jié)能技術，為工業(yè)領域低碳革新提供新的實現路徑。

　　智慧節(jié)能技術主要應用在綜合管理節(jié)能領域，采用自學習、自進化、自適應技術，確保中央空調機房設備安全、可靠、高效運行。智慧節(jié)能技術是新一輪科技革命和產業(yè)變革的重要驅動力量，正逐步運用于各領域，并為各領域帶來革命性的變革。人工智能在中央空調節(jié)能領域的應用，正對中央空調管理節(jié)能效果帶來巨大的飛躍。據案例數據顯示，節(jié)能率達15~50％。在節(jié)能減排形勢日益嚴峻和行業(yè)競爭日益加劇的當下，這些技術的應用必然為政府事業(yè)或企業(yè)單位帶來巨大的示范效益和經濟效益。

 

　　01、智慧節(jié)能技術控制對象

　　針對原有中央空調系統，智慧節(jié)能技術需要增加AI智能，增加主機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、冷卻塔風機變頻器。原有中央空調系統不需要任何改動。

 

　　02、中央空調系統的節(jié)能空間

　　中央空調設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行負荷設計，而空調年平均使用負荷約占設計負荷的60％。制冷主機輸出制冷量會跟隨負荷變化自動進行調整，但輸配系統中的水泵并不會根據負荷自動調整流量，造成了大流量小溫差的現象。如果全年全天滿負荷運轉，那么水泵的運行能耗占系統的能耗的約20％，但在年均負荷60％的情況下，水泵能耗占總能耗可達50％（水機的能耗會自動調整）。綜上可見，中央空調存在巨大的節(jié)能空間。

 

　　03、智慧節(jié)能技術如何實現系統節(jié)能

　　智慧節(jié)能根據系統效益最優(yōu)原則進行節(jié)能控制，降低冷水機組、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風機的綜合能耗。根據建筑內冷量的需求，及外部氣候的變化采用自學習、自適應優(yōu)化技術，主動調節(jié)冷凍水出水溫度和流量，冷卻水溫度重設計，降低兩器溫差，使冷機系統能效（EER）不斷進化到最高能效段。負荷的變化自動實現制冷主機加減機和調整冷凍水泵頻率，以實現節(jié)能。通過能效決策和系統優(yōu)化，ECR可實現空調系統節(jié)能15%以上。

　　智慧節(jié)能技術，理論上不但可以達到節(jié)能節(jié)電的效果，從長遠看更有助于提高中央空調系統運營水平，減少維護管理人員和大量開支，規(guī)避過往暖通領域對于中央空調系統運維管理人員依賴度極高，而管理人員多為非暖通專業(yè)人員的痛點難題。

　　基于智慧運維、AI調節(jié)、按需供應核心技術研發(fā)的暖通智慧管控系統（數智化平臺）正在解決這個問題，通過AI數據驅動+優(yōu)化控制算法，為提高工業(yè)領域中央空調能源利用率，減少浪費，空調系統節(jié)能率平均達到22%。譬如，在一個大型的新能源工廠中，系統一年就能為客戶節(jié)省2000多萬度電。

 

　　與合同能源管理模式相結合

　　“智慧節(jié)能系統”結合人工智能、5G、大數據與云計算、物聯網的應用，為中央空調運營提供了一套綜合管理的服務模式，實現了中央空調全面智慧化、數字化與綜合化的管理。目前，“智慧節(jié)能系統”已實現大型工廠園區(qū)智慧化的運維調控，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系統實現了智慧化的綜合管理與節(jié)能減排。“智慧節(jié)能系統”通過互聯網、人工智能的運用，使運行節(jié)能率達到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，實實在在給企業(yè)帶來了效益，減輕了負擔。

 

　　在科技界與產業(yè)界的聯合下，未來將有更多企業(yè)借助技術升級來提高工業(yè)能效，實現深度節(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，對實現“雙碳”目標并最終推動我國經濟社會高質量發(fā)展具有重要意義。