“双碳”目标下的数字化解决方案

■文/吕新杰 姜峥超

随着世界各国相继公布碳中和时间表和路线图，全球绿色低碳化转型的大幕徐徐拉开，碳中和被各经济体纳入主要执行目标。作为绿色低碳生态产业链的一环，清洁能源科技企业将通过结构化创新助力我国达成碳中和目标。

中国在2020年向全世界宣布：力争2030年前碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和。研究数据显示，目前，我国每年二氧化碳排放总量约100亿吨。其中，能源利用产生的二氧化碳约占80%，电力部门排放约占40%，生态系统碳汇为7 亿～12亿吨，以森林碳汇为主。到2030年碳达峰之前，我国每年二氧化碳排放还将有10亿～20 亿吨增量。到2050年，碳汇、碳捕集与封存（CCS）合计将每年减碳15亿～20亿吨。这意味着我国二氧化碳现有量即是未来40年要减少的数量，能源电力行业低碳提速责无旁贷。

致力于数字化低碳发展事业的平衡机器科技有限公司（以下简称“平衡机器”）于2021年正式发布城市低碳生态管理平台产品“NeutraC”与综合能源管理平台产品“Smartrams”，旨在从横向区域管理维度和纵向产业支持维度全面提出碳中和解决方案。

量化碳中和，助力绿色低碳转型

“碳达峰”“碳中和”的概念已不陌生，然而，在真正落实碳中和的过程中仍有许多核心问题亟待解决。对此，城市低碳生态管理平台从量化标准、实现路径、低碳管理的普遍性需求等3 个方面进行了综合考量与研发设计，为城市、园区、绿色能源企业的低碳生态管理提供了可靠的技术条件与数据支撑，引导碳中和目标的规划、制定与实施。

城市低碳生态管理平台基于ISO 14064 标准，结合云计算、大数据、机器学习、遥感分析等技术，全面量化边界组织区域内的碳排放指数，为碳中和目标的决策管理者提供数字化低碳生态管理闭环服务，并帮助城市、园区、能源企业打造全生命周期的碳中和解决方案，助力实现城市低碳、生态文明、绿色能源供应等目标，实现对碳排放和碳汇的全面精准管理，最终促进目标区域与企业的绿色低碳化转型。该平台主要由低碳综合模型、低碳精准管理、低碳指标展示和碳资产管理四大模块组成，分别对应决策管理、数据监测分析、可视化指标控制和优化碳资产等不同功能，充分满足碳中和建设需求并解决行业痛点。

●低碳综合模型

在碳中和目标推进管理的过程中，决策者需要清晰地了解管辖区域或企业的综合情况与碳中和目标演进趋势。低碳综合模型是NeutraC的决策模块，它以构建可持续发展目标评估指标体系为前提，将碳中和目标分解成碳排放和碳吸收两大量化体系，从行业与生态方面六大类碳指标出发，涵盖上百项碳因子进行建模分析，实现对碳达峰、碳中和目标的时间预测和成本分析，辅助低碳管理决策，并促进碳源与碳汇平衡。

●低碳精准管理

进行智能化的场景分析与预测是管理者推进低碳管理的重要需求。低碳精准管理作为NeutraC 的管理模块，主要为管理者提供浸入式的低碳管理工具。该模块基于低碳管理场景分为九大智能应用，其运作原理包括对碳排放核心要素进行分析预测，开展基于卫星遥感的生态演进分析，以及实现智能物联预测和区域环境监控等。例如，利用卫星遥感技术可以开展植被演进分析、水域演进分析与产业热点分析，对碳源碳汇进行宏观把控。采用智能物联网与预测模型，搭建水质监测预警、空气质量管理和极端天气预测等模块可以进行区域环境监测等，为管理者提供智能化的低碳管理工具。

●低碳指标展示

低碳生态管理是通过一系列精密而复杂的建模运算完成的，指标的可视化展示与演绎能够让决策者快速理解这一套管理系统的运算成果。可视化模块从决策者视角呈现出低碳发展态势，从城市、环境、产业、交通等维度直观展示了当前状态，实时展示可持续发展各领域的关键指标，实行达标控制，辅助政府管理与决策。

●碳资产管理

碳资产在未来市场中将成为与货币、能源、贵金属等同样重要的资产之一，企业用户应尽早布局碳资产与碳交易规划。碳资产管理作为NeutraC 的市场交易策略优化模块，主要帮助碳排放交易主体以最优化的成本控制碳排放额度,完成履约，实现交易主体购入或售出碳资产价值最优化。NeutraC 能够协助控排企业顺利完成碳排放报告、碳排放核查工作。同时，对碳排放配额和碳交易的实物和期货市场提供交易辅助策略，实现低成本履约与配额碳资产增值。

未来，随着碳达峰、碳中和目标的进一步深化推进，面对广泛的碳治理需求，把能源管理延伸至低碳生态建设，利用智能化管理解决方案推动低碳化和数字化转型，将成为促成人与自然和谐共生、构建高质量现代化经济体系的重要力量。

云端“风光功率预测”模式，助力虚拟电厂运营

全球能源行业正进入向更绿色、更低碳的清洁能源产业加速转型的电气化时代。数字化技术的运用和业务模式的创新推动分布式能源的广泛应用，不断提升可持续能源在用能结构中的比例，减少行业碳排放，实现人类社会与自然的和谐相处，成为能源科技企业的重要使命。平衡机器作为一家清洁能源科技解决方案提供商，除了提出城市低碳生态管理平台之外，还发布了其在分布式能源商业型虚拟电厂应用方面取得的关键性成果——综合能源管理平台“Smartrams”，这是一款为虚拟电厂运营赋能的数字能源科技产品。

Smartrams 将为新能源产业提供端到端的服务和保障，提升新能源功率预测精度，帮助分布式电源参与能源交易，提高资产利用率，并通过提供功率预测、交易决策、需求侧响应等精准的数据服务，建立分布式能源数据仓库，为提升虚拟电厂运行效率提供强有力的技术支撑，实现供给侧与需求侧的平衡。以其中的核心功能“风光功率预测”为例，这套非侵入式新能源电站功率预测系统能够通过虚拟气象站技术实现100%云端部署，仅需一个坐标（场站经度、纬度信息）和6个月以上历史实测数据，云端下单14 天后即可在云端实时查看整个场站的功率预测数据，预测时间跨度可从未来4 小时超短期、次日0 ～72 小时中短期到最长7 天（168小时）。相对于传统站端部署，云端部署可以弥补传统本地部署方式中地形和机组模型单一的不足，提高预测精度，同时大幅缩短项目周期，降低场站端运维成本，达到能源企业绿色、节能的低碳运营目标。随着数据样本的增加与云计算能力的提升，今后，云端订单将能够像现在的“次日达”一样，订单支付后，第二天就可使用功率预测服务。

把能源管理延伸至低碳生态建设，利用智能化管理解决方案推动低碳化和数字化转型，将成为促成人与自然和谐共生、构建高质量现代化经济体系的重要力量。

能源数字化进程提速，虚拟电厂助力碳中和

碳中和是全人类的共同目标，大力发展清洁能源，通过减碳来达成全球控温目标已成为全球共识。从全球范围来看，欧美发达国家市场在清洁能源数字化商业应用方面实践起步较早。例如，虚拟电厂技术在欧洲、北美洲和大洋洲已有大量成熟应用，其中不乏成功的行业案例和前瞻性的产学研联合项目。中国当前的虚拟电厂项目仍以电网企业牵头进行的电力需求响应或发电侧试点为主流，随着电力市场机制的进一步完善，未来几年，虚拟电厂领域涌现的优质企业和创新业务模式将引导分布式能源的技术革新与商业形态创新，为进一步推动清洁能源产业发展、普及更低碳健康的产业运营模式带来契机。

虚拟电厂的构成较为复杂，必须通过数据采集、数据存储与分析、云计算及大数据等数字化底层技术，同时运用先进的信息通信技术与软件系统实现能源数字化，并将分散且规模小、种类繁多的分布式能源聚合起来，提高综合能效水平并参与市场交易，最终帮助用户转变单一角色，引导市场机制进一步创新，促进新能源消纳，实现平价上网和全社会能效提高，从而支撑能源系统向低碳高效方向转型，促进新能源产业结构重塑，助力全社会向碳中和目标良性发展。

致力于清洁能源科技可持续创新研究的平衡机器基于这一领先的商业型虚拟电厂概念，深入理解新能源企业需求，在经过两年多的研发攻关后，开发了适用于当前电力市场环境的分布式能源管理系统，目标是在全球能源结构转型的大趋势下，探索清洁能源的产业和商业应用场景，为发电企业和用能单元提供一揽子数字化解决方案。未来，随着研发投入与项目开发的逐渐深入，平衡机器将持续专注能源数字化科技创新，助力能源企业建设更高效、更清洁、更经济的现代能源体系，提高能源系统的安全性、经济性和可持续性，推动能源结构向低碳化、清洁化以及终端能源电气化方向发展，为全球向零碳经济转型贡献更大力量。