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能耗、碳足跡、環(huán)境指標、生產指數(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”是指工廠通過生產制造過程中的技術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，建成后主要生產一二次融合環(huán)保氣體柜、環(huán)保型數(shù)智化配電網裝備等產品。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)零碳智慧工廠生產車間內，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。”洛克美森技術總監(jiān)曹貴寶介紹，經多方論證后，公司決定利用空氣源熱泵系統(tǒng)解決這一問題。

在廠房內，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、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%，綠色轉型的最基本單位就是工廠。”曹貴寶介紹，此前，國內外一批制造領軍企業(yè)已經開始布局“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驗，洛克美森正在加快向綜合能源服務領域轉型。

曹貴寶表示，洛克美森能夠建設配電系統(tǒng)和生產用于電力系統(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，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業(yè)園中正在建設的濟鋼防務技術有限公司的新廠區(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)產業(yè)低碳化發(fā)展、能源綠色化轉型、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。