数字化技术如何帮助工业减碳

在欧洲碳边境调节机制（CBAM）、电池法案等各种贸易规则的影响下，钢铁、铝业等高耗能产业和储能、动力电池等新兴产业在出口市场正面临越来越严格的减碳要求。与此同时，汽车、科技、消费等行业的跨国龙头企业，许多都提出了自身的减碳时间表，它们不仅要实现自身运营的碳中和，也要求供应链上下游达到相应的减碳目标。多重因素下，工业领域的减碳愈发重要。

中国信息通讯研究院副总工程师史德年近日接受《财经》专访时表示，如果考虑电力和热力间接排放，中国工业领域（包括制造业和采矿业）的二氧化碳排放占全国总排放的70%左右。钢铁、石化化工、建材、有色这些子行业占到了工业领域总碳排放的80%左右，由于高能耗、高排放的特点，其减碳需求更加迫切。这些行业对我国实现“双碳”目标有着重要影响，因此必须加大减碳力度以实现绿色低碳发展。

推进工业企业减碳，除了需要能源绿色转型，数字化技术的应用也能帮助提高能源效率、减少碳排放、盘清碳资产，从而助力工业减碳。2022年7月，工信部、国家发改委、生态环境部联合下发《工业领域碳达峰实施方案》，提出以数字化智能化赋能绿色化，推动数字赋能工业绿色转型，强化企业需求和信息服务供给对接，加快数字化低碳解决方案应用推广。

高耗能行业是工业减排重点。2024年1月，中国信息通信研究院发布《数字碳中和——工业篇》报告，报告表示，基于目前数字技术在流程制造业中的应用情况，主要通过能源管控、生产过程自动化控制、副产物回用、系统集成控制四大方面助力工业碳减排。报告预测，未来十年，现有数字技术将分别助力钢铁、石化化工、建材三大重点行业分别减少5%-20%、6%-16%、3%-9%的碳排放，赋能潜力正处于快速增长期。随着新兴数字技术涌现，减排潜力还会更大。

工业企业面临怎样的减排挑战，数字化技术如何能够帮助工业企业减碳，又面临哪些困难。

《财经》：“双碳”正在成为全行业的趋势，除了政策风向，对工业制造业企业而言，有哪些现实的约束让减碳成为一门必修课？在您看来，哪些行业的减碳需求更加迫切？

史德年：在“双碳”目标下，工业企业面临着一系列现实约束。首先，全球范围内对碳排放的限制越来越多也越来越严格，企业不得不加强碳减排工作以保证市场。比如欧盟的碳关税（CBAM），对钢铁、铝等产品都提出了碳关税的要求；《新电池法规》中也对电池产品的碳足迹提出了要求。这些外部因素都驱使企业不得不关注减碳。

其次，市场对低碳产品的需求日益增长，供应链上下游都更倾向于选择低碳环保的产品，这也促使企业积极减碳以提升产品竞争力。

此外，在绿色低碳成为全球趋势的情况下，企业考虑到自身形象和声誉，通过积极参与减碳行动提升企业形象和品牌价值。

工业脱碳需要围绕重点子行业开展。如果考虑电力和热力间接排放，我国工业领域（包括制造业和采矿业）的二氧化碳排放占全国总排放的70%左右。钢铁、石化化工、建材、有色这些子行业占到了工业领域总碳排放的80%左右，由于高能耗、高排放的特点，其减碳需求更加迫切。这些行业对我国实现“双碳”目标有着重要影响，因此必须加大减碳力度以实现绿色低碳发展。

《财经》：在利用数字技术推动碳中和方面，国外有哪些值得借鉴的典型政策实践？

史德年：发达国家采取了顶层设计、技术联盟、资金支撑等多项举措，推动数字技术在工业碳减排中的应用。

在政策布局方面，美国发布《工业脱碳路线图》，提出加强智能制造和先进的数据分析，以提高制造过程中的能源生产力。欧盟在2022年6月发布了绿色与数字化双重转型的战略，即《2022年战略前瞻报告：在新的地缘政治背景下实现绿色与数字化转型》，该报告确定了十个关键行动领域，目标是最大限度地发挥欧盟在气候和数字雄心之间的协同作用。日本在《2050年碳中和绿色增长战略》提出要加快制定制造业、企业和区域的数字化方案，推进利用数字技术促进地区二氧化碳减排示范。

第二，在集聚行业力量、引导产业发展方面，欧盟召集爱立信、谷歌、西门子、思科等26家ICT龙头企业成立欧洲绿色化数字化联盟，签署《支持欧盟绿色和数字化转型宣言》，合作制定能源、制造、交通、农业、建筑等领域绿色化数字化转型指导方案。

第三，在资金支持方面，美国能源署提供85亿美元贷款担保，支持利用数字技术减少或隔离温室气体排放。2021年欧盟“地平线欧洲”计划提供7.24亿欧元用于支持制造业和建筑业的数字化并减少行业碳足迹。“地平线欧洲”计划是欧盟支持科学研究和创新的一项旗舰科学项目，其2021至2027年预算达955亿欧元。今年3月，欧盟委员会通过了“地平线欧洲”计划的第二个战略规划（2025年至2027年），重点也是聚焦绿色转型和数字化转型。

《财经》：对中国而言，如何优化顶层政策设计来推动用数字化来减碳？综合国外和国内情况，您有怎样的建议？

史德年：我国关于减碳已经出台了一系列政策。运用数字手段推动碳减排，涉及发改、工信、网信、生态环保、能源等多个部门，应该加强部门合力，在出台数字化绿色化融合发展的顶层设计文件时，明确各部门职责，建立协同联动机制，加强监督管理和资金人才等关键要素支持，形成齐抓共管的格局。

同时，在技术研发和推广应用上，还需要加大政策支持力度，提供税收优惠、资金扶持等措施。

中国作为世界大国，还要积极开展国际合作与交流，共同推动全球数字化绿色化协同转型进程。

《财经》：钢铁、石化、建材是三大传统工业行业，是国民经济重要基础产业，但其能耗及碳排放贡献较大，节能减排面临艰巨挑战。数字化技术能够如何帮助这三大行业进行绿色低碳转型？有哪些典型的应用场景？

史德年：钢铁、石化、建材是传统工业，也是排放大户。对于三大传统行业而言，数字技术可赋能行业企业从产品设计研发到生产制造，再到仓储运输、回收利用以及企业运营管理服务的全流程碳减排。

通过利用云计算、大数据、物联网等数字技术，对产品设计数据、能耗数据、资源消耗数据、设备运行数据等多样化数据进行分类整合、统计分析，搭建生产过程模拟模型、能耗预测模型、碳排放预测模型、环境质量模型等数据模型，从而实现能源实时调度、设备联动运行、智能排产、碳管理、环境质量管理等功能，达到提升生产效率、能源效率、资源效率和环保效率的效果。

具体而言，三大行业有很多共性的应用场景，比如低碳产品设计、能源智慧管理、自动化生产、智能排产、供应链协同、碳资产数字化管理等。但这些场景应用落地时，则需要针对具体的行业企业的工艺特点、生产情况等进行设计开发和应用。钢铁和石化的需求不一样，大企业和小企业的情况不一样，即便是同一行业，不同企业的信息化水平、数字化转型的难度都不一样，要一企一策。

针对生产制造过程和企业运维管理的应用场景是目前主要的实践方向。例如我们调研的某钢铁企业，建设了5G＋工业互联网的钢铁智能工厂，生产效率提升5倍-10倍，能源使用效率自然也得到了改善，从而减少了产品的碳排放；某石化企业提出了碳资产管理解决方案，覆盖炼化企业炼、化、销全流程，推进企业碳资产管理精细化转型；某水泥智能工厂以运行、维护保障、智能管理为三大平台，自投入运行以来，生产效率提升超过20%、资源综合利用率提升约5%、碳减排超过2.5万吨/年。

这些数字化手段，目前大型企业已开展了很多应用。应用数字化技术一开始也并不是单纯为了解决减碳问题，而是提高生产效率，降低能耗，产生经济效益。同时除了通过提高效率减碳，应用数字技术也在碳资产的管理上更加精准。

钢铁、石化化工、建材、有色这些子行业占到了工业领域总碳排放的80%左右。图/新华

《财经》：头部企业往往更有能力和意识去主动减碳，这些数字化技术减碳的应用要推广开来，面临哪些困难和挑战？

史德年：头部企业确实在资金、技术、人才上的储备都要更好一些。要进一步推广全行业的减碳，最主要的挑战一方面是虽然企业的相关认知已有提升，但经济成本仍是关键阻碍。数字赋能低碳改造的投资和收益回报不清晰，传统制造企业尤其是中小企业的利润率较低，会更关注短期的产出和收益，加上数字技术如果需要更新设备，那对于正处于使用寿命尚处于前期的设备，会由于提前退役产生搁浅成本。这些原因都使得企业缺乏数字化绿色化转型动力。

另一方面，虽然数字技术被广泛应用但关键核心技术依然面临“卡脖子”难题。关键核心技术对外依存度较高，我国高端芯片、工业控制软件、核心元器件、基本算法等与数字产业相关的关键技术仍然受制于外。芯片传感器等材料可靠性耐用性不能满足制造业高温、酸碱等特定环境，导致绿色低碳等相关的工业企业生产过程数据采集困难。

《财经》：您对推动企业减碳有哪些建议？

史德年：对于增强企业转型动力的问题，除了财税、金融政策的扶持，还可以通过完善市场机制，鼓励企业积极开展数字化绿色化协同转型。例如，推广绿色低碳产品和服务，提高消费者对绿色低碳产品的认知度和接受度；加快建设碳排放权交易市场，通过市场化的行为推动企业降低碳排放。

对于关键技术问题，人才是核心要素。需要大力加强人才培养和引进，培养一批兼备信息通信、能源、环保等多领域专业技能的复合型人才，为研发数字技术、开发应用场景、促进企业数字化绿色化融合提供有力的支撑。同时，加强行业间的合作与交流，共享数字化绿色化转型的经验和技术，推动整个行业的转型升级。