“‘双碳’+工业互联网”模式发展情况研究及建议_双碳与能源互联网

通信世界网消息（CWW）近年来，“‘双碳’+工业互联网”相关政策频出，对该模式发展给予了极大的支持。依托“全面连接、信息共享、上下联动、资源整合”等优势，工业互联网在各行业、多领域中赢得了广阔的发展空间，并已取得良好的节能降碳实践成果。但在发展过程中，产业界也清醒地认识到“‘双碳’+工业互联网”模式面临诸多挑战，并采取针对性的解决措施，以助力全社会绿色低碳、安全高效、可持续发展。

政策大力推动“‘双碳’与工业互联网”的融合发展

我国高度重视“双碳”工作，积极构建“1+N”政策体系，为扎实推进“双碳”明确了时间表、路线图、施工图。实现“双碳”目标必将引发一场广泛而深刻的全社会系统性变革，同时也是我国未来几十年的重点工作之一。党的二十大报告强调要“发展绿色低碳产业”“加快节能降碳先进技术研发和推广应用”等，并就此作出规划部署。相关部委也制定了一系列政策，为各行业绿色化、数字化转型指明了方向，并提出了具体要求。部分绿色化、数字化转型相关政策如表1所示。

表1 绿色化、数字化转型相关政策

在国家政策的积极引导下，推动“‘双碳’+工业互联网”的深度融合已成为支撑“双碳”战略落地、产业绿色发展的有效手段。工业互联网凭借“全面连接、信息共享、上下联动、资源整合”等优势，在助力制造业、物流交通、能源和公用事业等领域实现产业结构优化、节能减排方面发挥积极作用，促进全社会“双化协同”发展。同时，“双碳”目标也将为工业互联网产业带来更多的技术创新活力和市场拓展空间。

清华大学、国家发展改革委能源所研究表明，为实现“双碳”目标，2023—2050年我国能源、工业、建筑、交通领域相关投资将达到170万亿元。鉴于工业碳排放量占全国总量约70%，且工业互联网对企业减排贡献率约为15%到30%，据初步估算，未来三十年，仅在工业领域，碳中和需求将为工业互联网带来的投资增长空间约为17.9万亿到35.7万亿元。

工业互联网对绿色低碳的支撑作用持续增强

在数字经济和实体经济融合发展的大趋势下，工业互联网通过构建人、机、物的互联，有效支持全要素、全产业链、全价值链信息的连接，大力提升生产、管理能效，减少资源消耗，成为生产力提升与环境友好之间的新平衡点，为供给侧结构性改革、碳中和目标的实现提供新动能。

首先，工业互联网是实现“双碳”目标的新型基础设施和关键共性技术。工业互联网通过网络、平台、数据、安全四位一体的能力体系建设，将5G、云计算、大数据、人工智能、区块链等数字技术深度聚合，为促进数据要素价值的充分释放、实现各类要素资源的精准配置、促进全产业链向绿色化转型升级，打下了坚实的基础。

其次，工业互联网是促进传统工业绿色低碳转型的核心驱动力。工业互联网对数据的智能管理，不仅能为工艺流程优化提供指引，还能提升管理效能，减少能源冗余和资源冗余，解决传统节能手段与安全稳定生产之间的矛盾，实现最优节能降碳效果。

最后，工业互联网还是提升监管机构治理能力现代化水平的有力推手。工业互联网助力构建区域和行业级“双碳”监管平台，以实现生产能耗、碳排放、碳信用、碳汇等数据的联通，为监管机构提供监督、管理、调控、评估等功能，提升跨领域、跨部门、跨层级、跨系统的降碳措施联动联控能力。

“双碳”目标下工业互联网市场规模广阔

由于我国“双碳”目标落实工作尚处于初期阶段，目前相当规模的企业存在生产管理模式粗放、高碳燃料“高消耗”、产品能耗物耗“高排放”等痛点，不同区域、行业的监管机构中存在碳排放规划核查、管理能力参差不齐等问题，固废处理、碳汇管理等领域存在数据共享不畅等难点。工业互联网与“双碳”目标深入融合，在生产、监管、评价等方面开展的绿色应用探索，将有效地解决上述问题，在满足多领域“双化协同”需求的同时，也为工业互联网赢得了广阔的发展空间。

“工业互联网+能效管理”

在我国政府“坚持节能优先，强化能耗强度降低约束性指标管理”的指引下，越来越多的企业园区将节能降碳的行动落实于智能能效管理应用，以提升整体能效水平。工业互联网包含的“云、大、物、智、移”技术，在与“源、网、荷、储、控”等实体的融合应用中，能够助力促进生产端和用能端各要素的互联互通，实现核心用能设备的智能化管控、生产工艺智能耦合节能降碳、全局层面智能调度优化及管控、能源与环保协同管控，推动能源管理数字化、网络化、智能化发展，切实实现降低碳排放的目标。

“工业互联网+碳排放监管”

摸清碳排放“家底”，是促进经济社会发展全面绿色转型的基础。而碳排放数据的分析与管理涉及能源类型、工业流程、废弃物处理等诸多环节，专业度极强，计算量庞大。因此，企业、园区、政府等迫切需要基于工业互联网的碳排放数据提供“算、管、评、改”全面性服务。

利用工业互联网平台的数据采集、处理能力，对全流程、全生命周期、全范围的碳排放数据进行分析，可真实准确地了解企业碳排放情况，辅助园区和监管机构的碳排放管理和评定，开展产品碳足迹核算和认证，并提出科学且有针对性的降碳建议，强化产业链的智能绿色化治理能力。

“工业互联网+空天地一体化温室气体监测”

在“双碳”战略实施过程中，对温室气体的准确监测与评估将成为制定降碳目标的根本前提。为揭示温室气体排放的时间和空间变化规律，地基观测场站、遥感卫星、航空器等设备将采集海量的实时数据，这也对监测数据的处理提出了更快速、更准确的要求。基于强大的数据分析能力和智能算法，工业互联网平台在通过传感与网络通信技术获取实时监测数据后，能够开展数据处理与反演计算，得到二氧化碳当量等碳排放实时监测数据，实现温室气体精细化管理。还可基于历史数据、实时监测分析数据，对未来的碳排放情况进行预测。

“工业互联网+固废综合利用”

工业固体废弃物体量大、性状各异、种类繁多、地域分布广泛、上下游产业供需关系复杂，现行的识别方式与回收模式存在资源化利用不充分、不规范等问题，且政府、市场、企业三者间的信息传递不畅，这也造成了工业固废流通、监管的困境。“工业互联网+固废综合利用”模式能够针对性破题，构建集智能识别、数据分析、监测预警、信息共享等多功能于一体的数字化平台，提升可利用固废资源识别准确性、提高固废循环效率、降低处置成本，同时实现产业信息流、商流、物流、资金流、技术流的多流信息整合，解决供需错配难题。

主要行业应用取得显著成效

随着5G、物联网、人工智能等新兴技术加速发展，工业互联网赋能绿色生产与管理的新模式，已被大量应用于多个行业的节能降碳项目中，并取得了良好的实践成果。

作为国民经济的重要基础与支柱产业，能源行业正锚定“双碳”目标，坚持发展清洁能源与推动传统能源数字化的“双轮驱动”原则，围绕光伏、煤炭、油气等供应侧场景开展工业互联网技术的创新应用。在传统能源方面，某石化公司通过基于工业互联网的石油化工企业整体解决方案，预计到2030年燃料消耗可节省5%，到2050年可节省14%；某海油集团建设的“双频5G+工业互联网”智能炼厂，可实现能源在线管控和蒸汽自动优化，以智能化增强能效管理能力。在新能源方面，通过工业互联网与光伏、风电技术的跨界融合，可实现光伏、风电与电网及储能系统的智能协同控制，目前青海、四川等地已成功打造“高效发电、智能营维、安全可靠”的智能光伏电站，助力“绿色低碳，安全高效”的现代能源体系构建。

钢铁行业是现代化强国建设的重要支撑，是衡量一个国家综合国力和工业化程度的重要标志。同时钢铁行业碳排放量占全国总量的15%左右，是“双碳”目标实现的关键领域和责任主体行业。尤其随着欧盟碳边境调节机制（CBAM）的不断推进，因属于能源消耗高密集型行业，我国钢铁行业及以钢铁为原材料的相关行业恐将受到较大制约。目前，为有效缓解钢铁行业的降碳压力，匹配其绿色发展需求的“工业互联网平台+双碳”解决方案已推出并成功应用。江苏某钢铁集团构建的能源工业互联网平台，使企业生产效率提升近40%，运营成本降低超过30%，能源利用效率提高超20%；甘肃某钢铁公司基于工业互联网平台进行设备状态监测与工艺优化，有效提升冶炼效率10%，每年减少碳排放2万吨；河南某钢铁企业基于工业互联网平台实现远程智能判定，废钢判定准确率超过95%，显著提升了废钢循环利用率。

离散制造行业主体多、总量大、与民生关联度高，在我国经济体系中占据着重要位置。在绿色高质量发展的目标指引下，我国离散制造业也面临着低碳节能的全新挑战，亟需工业互联网等新兴技术为其发展注入新动能。针对离散型制造企业普遍存在的能耗强度高、过程控制复杂、生产制造周期长等特点，“‘双碳’+工业互联网”模式通过实现制造资源的泛在连接、弹性互补和高效配置，逐步形成可复制推广的“精益生产”和“黑灯工厂”方案，从源头、过程到整体赋能离散制造企业节能减排，推动其绿色化、数字化、智能化全方位转型发展。某电动车制造公司设计的“5G+能源管理”应用，帮助企业节约电费10%，能源消耗量下降近20%；某电池制造工厂利用工业互联网平台实现能源、资源、环境管理的全面升级，生产效率提升25%，产品升级周期缩短40%，能源利用率提高12%；某厨卫工厂应用“工业互联网+能源管理”系统，实现了年度降碳62吨。

“‘双碳’+工业互联网”模式面临的挑战

实现“双碳”势必引发一场广泛而深刻的经济社会变革，在推进“双碳”与工业互联网融合发展这项创新性强、复杂度高的工程中，尚有诸多问题亟待解决。

当前技术的适应性和解决方案的丰富性难以满足全流程降碳需求

鉴于目前“‘双碳’+工业互联网”研究工作仍处于起步阶段，工业互联网与产品设计、生产制造、使用、回收利用等环节的融合度尚显不足，对物质流、能量流、信息流、资金流的集成和调控能力，以及对处于不同生命周期企业需求的挖掘能力也有待提升。尤其是单一的服务供应商受知识、技术壁垒制约，难以准确把握所有工业领域的全生命周期降碳需求，这给差异化、系列化的“‘双碳’+工业互联网”产品和服务创新带来困难，也不利于企业对相关解决方案的价值成效认可，增加业务开展难度。

“‘双碳’+工业互联网”产品和服务的定制化需求将极大压缩供应商的利润空间

在以“信息化”带动碳排放“数字化”、碳足迹“云端化”、碳减排“智能化”的发展过程中，由于不同行业、领域的降碳策略与路径不同，因此对“‘双碳’+工业互联网”产品和服务的需求存在显著差异，且随着场景化应用深入，定制开发的需求持续增加。政府和企业用户多样且复杂的定制化需求降低了产品的复用度，不仅影响开发时效、增加研发成本、压缩解决方案供应商的利润空间，也不利于行业标准化管理。未来，在“‘双碳’+工业互联网”发展中，个性化定制将成为越来越普遍的趋势，将对供应商的盈利产生更大的影响，从而降低更多企业对该领域的投入力度，阻碍行业的发展进步。

中小企业对运用数字化技术进行绿色转型尚存顾虑

工业碳排放占比高达70%，企业节能降耗空间巨大。但目前绝大部分企业仍处于低碳转型的发展初期，工业互联网的应用也还处于起步阶段，尤其是在工业领域占比超过98%（截至2021年末）的中小企业中，仅有35%有数字化转型规划。囿于认知、资源和资金，中小企业的低碳转型主动性普遍不足，对节能降碳为企业长远发展带来的好处领悟不深，存在“等、靠、要”的思想，缺乏主观意愿和积极性。鉴于目前中小企业数量庞大、能源利用率较低且转型认识不足，“‘双碳’+工业互联网”模式的发展道阻且长。

“数字化+低碳”复合型人才储备不足

人才是“双碳”目标达成的坚实保障，推进“‘双碳’+工业互联网”模式发展必须具备强有力的“数字化+低碳”复合型人才队伍。预计“十四五”期间我国“双碳”领域的人才需求在55万到100万名左右，但目前“双碳”相关从业者仅为10万名左右，人才紧缺问题凸显。特别的，数字化“双碳”技术、产品的研发对人才素质要求较高，需同时具备ICT、碳资产管理和生产运营等跨学科的综合知识，因此相关人才储备更显不足，尤其是高质量复合型人才存在较大缺口。此状况若得不到改善，则将造成“‘双碳’+工业互联网”模式的创新力和竞争力不足。

“‘双碳’+工业互联网”模式发展的策略建议

持续推进“‘双碳’+工业互联网”技术、产品和服务的多元创新

重点关注能源、电力、钢铁等降碳压力较大行业，以及重工业省份、低碳先行示范地区等的“双化协同”需求，紧密围绕各行业绿色低碳发展路径规划，以“实用、管用、好用”为目标，以应用场景为导向，以绿色数字化转型赋能为关键点，持续推进“‘双碳’+工业互联网”相关技术的创新研发和多技术协同，注意避免同质化竞争。“因地制宜”地推进技术成果化、成果能力化，加快覆盖全生命周期的“‘双碳’+工业互联网”服务方案和产品落地，并同步开展技术适应性优化改造，最大程度释放工业互联网对碳中和的推进作用，助力垂直行业绿色化、数字化协调发展。

探索开拓“‘双碳’+工业互联网”发展的新模式、新业态

根据政府和企业多类型多样且复杂的定制化要求，构建模块化的产品研发新模式，积极拓展敏捷、低代码等开发方式，以解决个性化、定制化需求所产生的开发时间延长、成本增加、利润空间压缩等问题，增加供应商对“‘双碳’+工业互联网”领域的投入热情，以吸引更多新入局者，激发产业进步新动能。同时，基于对各类企业不同降碳需求的深入洞察与分析，设计更有针对性、创新性的运营新模式。例如考虑中小型企业的投资承受能力，开发租售并举的多元化商业模式，力争为更多企业提供数字化赋能和运营服务；鉴于大型企业对数据安全更为敏感，探索“本地化+订阅”的付费模式，以保证数字化降碳服务质量；创新生态聚合模式，形成产业合力，弥补单一供应商在技术及用户储备等方面的不足，以融合性的解决方案助推“‘双碳’+工业互联网”模式发展。此外，基于工业互联网相关技术创新，积极开展工业互联网赋能生态环境智慧治理、工业互联网赋能碳汇管理等新业态的场景应用，多维度助力碳中和目标实现。

加强市场教化，提前化解企业绿色低碳转型顾虑

针对当前部分地方政府、企业对绿色数字化转型存在的认识不充分、对成功率和艰难度心存疑虑等问题，针对不同规模的企业用户制定个性化宣教和支撑策略，深入理解、把握用户需求及痛点，善用战略制定、业务运营、绿色降碳、资源循环等环节的规划咨询服务，有效传递“双化协同”发展将为企业带来降本增效、提升市场竞争力、减少出口限制、达成资产增值等益处，提前化解用户的转型顾虑，顺利推进数字化转型实施。此外，注重培育打造“‘双碳’+工业互联网”标杆项目案例，以示范效应提升市场对该模式的认可度，再由点及面，逐步将业务延伸至更广的行业范围。

注重“‘双碳’+工业互联网”高端复合型人才队伍建设

注重“‘双碳’+工业互联网”产业人才队伍引育，夯实高质量绿色发展根基。将党的二十大部署的“人才强国”战略目标与企业需求紧密联结，强化碳中和科技创新人才储备。增进企业、高校与科研机构的互动交流，大力推动“产、学、研、用”协同创新，拓展人才联合培养模式；依托节能降碳科技任务和创新平台，培育拔尖创新人才，形成人才发展梯队。同时，积极鼓励企业员工开展技术能力学习，对“‘双碳’+工业互联网”领域的研究成果、技术创新、产品和解决方案研发给予考核奖励，充分调动员工投入相关工作的积极性和主动性。

结语

工业互联网通过对人、机、物、系统等的全面连接，实现对海量数据的采集分析，完成智能化的资源配置，从而促进各行业节能增效，因此成为助力全社会绿色低碳发展的“金钥匙”。在深入推进“双碳”工作过程中，应准确把握工业互联网相关技术对政府和企业实现节能降碳的重要意义，科学分析“‘双碳’+工业互联网”模式在技术创新、产品研发、业务模式和人才储备等方面存在的制约因素，开发有针对性的解决方案，才能不断扩大该模式的市场空间，以更丰富多样的应用场景，有效助力全社会“双碳”目标的达成。