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能耗、碳足跡、環(huán)境指標、生產(chǎn)指數(shù)……8月16日，記者在山東首個零碳智慧工廠——洛克美森(濟南)零碳智慧工廠看到，多個智慧管理系統(tǒng)將園區(qū)所有指標全部量化、可視化。

通俗來講，“零碳工廠”是指工廠通過生產(chǎn)制造過程中的技術(shù)性碳減排與碳抵消等措施，達到碳排放綜合為零的狀態(tài)。洛克美森(濟南)零碳智慧工廠項目由西門子(中國)有限公司(下稱“西門子中國”)和洛克美森智能電氣有限公司(下稱“洛克美森”)合力打造，占地14000平方米，投資2億元，建成后主要生產(chǎn)一二次融合環(huán)保氣體柜、環(huán)保型數(shù)智化配電網(wǎng)裝備等產(chǎn)品。該項目通過新能源建設和數(shù)字化場景應用，年發(fā)電量90萬度，預計每年將減少二氧化碳排放近600噸，顯著降低園區(qū)45%的耗能和65%的碳排放。

對于企業(yè)而言，零碳工廠的創(chuàng)建只是短期目標，持續(xù)保持碳減排及“零碳”，則是個長期的過程。

現(xiàn)代工廠如何減碳？

“節(jié)流”與“開源”并重

炎炎夏日，即便當日濟南室外溫度超過33℃，在洛克美森(濟南)零碳智慧工廠生產(chǎn)車間內(nèi)，仍能保持27℃左右的溫度，“秘密武器”便是空氣源熱泵系統(tǒng)。

“我們廠房高14米，無論是空調(diào)還是風扇，都很難解決工作環(huán)境舒適度問題。”洛克美森技術(shù)總監(jiān)曹貴寶介紹，經(jīng)多方論證后，公司決定利用空氣源熱泵系統(tǒng)解決這一問題。

在廠房內(nèi)，記者看到2個銀白色的儲能罐，這是整個空氣源熱泵系統(tǒng)的核心，連通著車間四周散布的17臺終端設備。“2個儲能罐里可以儲存30立方米的水。”曹貴寶說，夏季電價低谷時段，將儲能罐里的水制冷到7℃，然后在需要的時候通過水循環(huán)將涼氣輸送到車間的各個角落。

“當然，我們使用的都是‘綠電’。”曹貴寶補充道，降碳最主要是從源端用可再生能源盡可能多地去替代傳統(tǒng)能源。因此，在洛克美森(濟南)零碳智慧工廠的屋頂上，布滿了光伏板，裝機容量0.8兆瓦，年發(fā)電量能達到90萬度。

“空氣源熱泵系統(tǒng)一定程度解決了光伏‘綠電’的消納問題。”曹貴寶解釋，園區(qū)還建設了光儲充一體化充電樁以及儲電設備，形成了綠色能源從源端到入網(wǎng)、到儲存、再到使用的閉環(huán)。

據(jù)了解，智慧工廠7月18日正式啟動，洛克美森正在通過調(diào)整光伏、儲電、用電等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)“綠電”的更充分利用。

減碳的過程“節(jié)流”與“開源”并重。通過生產(chǎn)工藝的改變和提升減少碳排放，也是重要方面。據(jù)悉，工廠內(nèi)此前有5項用油的設備，在改造中，全部油改電，比如車間使用的叉車如今已經(jīng)全部電動化。“再比如，以前擰螺絲是人工扳手，現(xiàn)在全部改成氣動了，這帶來的是效率的提升，也是碳排放的減少。”曹貴寶說，減碳涉及工廠管理的方方面面。

去年，中國投資協(xié)會發(fā)布《零碳工廠評價標準》，在2023年的上海進博會上，洛克美森(濟南)零碳智慧工廠項目獲得中國投資協(xié)會能投委頒發(fā)的零碳工廠標準試點證書，成為省內(nèi)首個“零碳工廠”標準試點項目。

按照《零碳工廠評價標準》，零碳工廠的等級劃分為三個星級，對應水平從低到高依次為低碳、近零碳以及零碳。洛克美森工廠目前為二星標準。“我們在帶動供應鏈的上下游零碳排放方面，還有更進一步的空間。”曹貴寶說。

洛克美森(濟南)零碳智慧工廠車間通過空氣源熱泵系統(tǒng)制冷制熱，兩個銀白色的儲能罐是系統(tǒng)的核心。

如何追蹤碳的來去？

智能算法助力減碳

“數(shù)據(jù)顯示，中國工業(yè)領域的碳排放占整體碳排放的70%，綠色轉(zhuǎn)型的最基本單位就是工廠。”曹貴寶介紹，此前，國內(nèi)外一批制造領軍企業(yè)已經(jīng)開始布局“零碳工廠”建設，因此洛克美森也瞄準了這一方向，以在建新工廠作為合作試點，引入西門子的數(shù)字化及低碳化整體解決方案，建設一座零碳智慧工廠。

要實現(xiàn)廠區(qū)零碳，首先要知道碳從哪里來、到哪里去。那么，園區(qū)管理中，如何監(jiān)測各項數(shù)據(jù)，并且通過智能算法達到減碳的目的？在洛克美森(濟南)零碳智慧工廠，這些都通過智能系統(tǒng)實現(xiàn)。

在工廠西門子能碳管理平臺上，單位面積碳排、人均碳排、日均碳排等數(shù)據(jù)一應俱全。企業(yè)通過對生產(chǎn)元器件及成品設備的全生命周期碳追溯，進行碳足跡管理，做到每一項數(shù)據(jù)心中有數(shù)。通過智能控制系統(tǒng)，可以更好地監(jiān)控和控制能源供應、使用和儲存。這些系統(tǒng)可以通過實時數(shù)據(jù)監(jiān)測和優(yōu)化算法，提高能源利用效率，降低能源消耗和碳排放。

節(jié)能減碳也為企業(yè)帶來成本的下降。“園區(qū)運行24小時，初始成本為1480元，節(jié)約成本118.4元。”8月16日，在西門子數(shù)字化綜合能源管控平臺上，記錄著工廠儲能、光伏、充電樁等各個環(huán)節(jié)的運行情況。經(jīng)過系統(tǒng)測算，初始成本、節(jié)約成本，以及初始碳排放、節(jié)約碳排放等情況一目了然。

“我們目前還在調(diào)試，后續(xù)節(jié)約的成本會越來越多。”曹貴寶說，從發(fā)電到儲電再到用電，整個系統(tǒng)涉及的環(huán)節(jié)很多，且每個環(huán)節(jié)都存在不穩(wěn)定因素。因此為了讓整個系統(tǒng)能夠達到最優(yōu)運行狀態(tài)，系統(tǒng)引進了AI大模型。目前正通過不斷調(diào)試，訓練大模型達到更優(yōu)狀態(tài)。

工廠西門子能碳管理平臺顯示著單位面積碳排、人均碳排、日均碳排等數(shù)據(jù)。

新發(fā)展路徑如何拓展？

向綜合能源服務領域轉(zhuǎn)型

對零碳智慧工廠的探索，正在幫助洛克美森完成業(yè)務方向上的拓展。“我們將從設備的生產(chǎn)制造方變成零碳的建設方和零碳解決方案的提供方，包括未來能源管理的托管方。”公司董事長張淼表示，借助零碳工廠打造經(jīng)驗，洛克美森正在加快向綜合能源服務領域轉(zhuǎn)型。

曹貴寶表示，洛克美森能夠建設配電系統(tǒng)和生產(chǎn)用于電力系統(tǒng)的環(huán)保氣體開關柜，而西門子中國提供了數(shù)字化平臺等技術(shù)，多方聯(lián)合形成了較為完善的綜合能源服務解決方案。

“不同于傳統(tǒng)的解決方案，洛克美森的零碳工廠建設解決方案從整體著手，由企業(yè)用戶提出需求點，洛克美森帶著建設資金、先進設備一體化解決。”曹貴寶透露，洛克美森和中國算谷產(chǎn)業(yè)園中正在建設的濟鋼防務技術(shù)有限公司的新廠區(qū)項目已達成了建設零碳工廠的合作意向。

2023年4月出臺的《山東省工業(yè)領域碳達峰工作方案》提出，鼓勵綠色工廠編制綠色低碳發(fā)展年度報告，引導綠色工廠進一步提標改造，對標國際先進水平，建設一批“超級能效”和“零碳”工廠。

綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的大趨勢，吸引著越來越多企業(yè)投身能源管理領域，這也將助推濟南市乃至全省企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型。

濟南高新區(qū)黨工委委員、管委會副主任李濤表示，濟南高新區(qū)將以智能裝備等園區(qū)為主體，以數(shù)字化手段整合節(jié)能、減排、固碳、碳匯等碳中和措施，以智慧化管理實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展、能源綠色化轉(zhuǎn)型、資源循環(huán)化使用，實現(xiàn)園區(qū)碳排放與吸收的自我平衡。