在全球“碳中和”浪潮與中國“雙碳”目標(biāo)的推動下，制造業(yè)正經(jīng)歷一場從高碳向低碳、零碳轉(zhuǎn)型的深刻變革。零碳工廠作為工業(yè)脫碳的核心載體，不僅承載著環(huán)境責(zé)任，更成為企業(yè)提升競爭力、規(guī)避碳關(guān)稅壁壘的戰(zhàn)略選擇。然而，實(shí)現(xiàn)工廠運(yùn)營的“需突破能源結(jié)構(gòu)單一、能效管理粗放、碳排數(shù)據(jù)模糊等瓶頸。

1、什么是零碳工廠？

零碳工廠是指以實(shí)現(xiàn)近零或零溫室氣體排放為目標(biāo)，通過自主減排、清潔能源使用及碳信用抵消等手段，減少碳排放的生產(chǎn)單位。它在保證產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)水平的基礎(chǔ)上，顯著降低生產(chǎn)過程中溫室氣體排放量，并力爭將碳排放削減至零。

2、零碳工廠建設(shè)有哪些路徑？

能源效率提升：通過采用節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化生產(chǎn)流程，可以減少能源消耗并提高工廠的能源利用效率。例如，可以選擇具有較高能效比的電機(jī)、照明設(shè)備和加熱系統(tǒng)，以及采用自動控制系統(tǒng)來監(jiān)測和優(yōu)化能源使用。此外，改善維護(hù)和操作實(shí)踐也是提高能源效率的關(guān)鍵。

清潔能源供應(yīng)：將傳統(tǒng)的化石燃料替換為可再生能源是實(shí)現(xiàn)零碳目標(biāo)的重要途徑。光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是常見的清潔能源解決方案。根據(jù)工廠的需求和條件，可以選擇合適的清潔能源技術(shù)，并考慮與電網(wǎng)連接或獨(dú)立運(yùn)行的方式。

碳捕集與儲存技術(shù)：碳捕集與儲存（CCS）技術(shù)是將工廠產(chǎn)生的二氧化碳捕獲并儲存起來，以減少其排放到大氣中。這可以通過將二氧化碳注入地下儲層、利用于生產(chǎn)化學(xué)品或直接利用于其他工業(yè)過程中實(shí)現(xiàn)。選擇適當(dāng)?shù)腃CS技術(shù)需要考慮工廠的特點(diǎn)和地理?xiàng)l件。

3、微電網(wǎng)智慧能源管理平臺

AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺對企業(yè)微電網(wǎng)分布式電源、市政電源、儲能系統(tǒng)、充電設(shè)施以及各類交直流負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時監(jiān)視、智能預(yù)測、動態(tài)調(diào)配，優(yōu)化策略，診斷告警，可調(diào)度源荷有序互動、能源全景分析，滿足企業(yè)微電網(wǎng)能效管理數(shù)字化、安全分析智能化、調(diào)整控制動態(tài)化、全景分析可視化的需求，完成不同策略下光儲充資源之間的靈活互動與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為用戶降低能源成本，提高微電網(wǎng)運(yùn)行效率。

3.1 平臺架構(gòu)

3.2 平臺功能

系統(tǒng)總覽

“源網(wǎng)荷儲”等全量運(yùn)行數(shù)據(jù)，存儲展示、狀態(tài)檢測、運(yùn)行告警。直觀展示微電網(wǎng)系統(tǒng)電量、碳排、成本、設(shè)備運(yùn)行等各類數(shù)據(jù)。實(shí)時呈現(xiàn)微電網(wǎng)電力數(shù)據(jù)流向和設(shè)備安全情況。

微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測

支持電站拓?fù)洹⒐鈨Τ浔O(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、策略執(zhí)行、收益結(jié)算、態(tài)勢感知等。

功率預(yù)測

多源數(shù)據(jù)整合：基于氣象數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)了解電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

高精度預(yù)測模型：機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠自動學(xué)習(xí)并適應(yīng)不同條件下的變化趨勢，確保預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

優(yōu)化調(diào)度

基于能耗優(yōu)、成本低和碳排放少的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度；考慮電網(wǎng)供電力平滑與電壓穩(wěn)定的安全運(yùn)行調(diào)度策略；需求側(cè)響應(yīng)電網(wǎng)互動策略。

協(xié)調(diào)控制

碳排管理

對企業(yè)、部門、區(qū)域碳排進(jìn)行監(jiān)控；碳排統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析；支持月、年碳排報(bào)表；生成碳盤查報(bào)告；

能源規(guī)劃

基于負(fù)荷信息、設(shè)備信息、市場信息、地理信息等內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化配置，提供經(jīng)濟(jì)的容量配置方案。

4、上海某研究院智慧能源管理項(xiàng)目案例

該研究院建設(shè)于2008年左右，隨著不斷擴(kuò)建新建園區(qū)，早期供配電數(shù)據(jù)和新建供配電差異大，研究院希望建立園區(qū)級微電網(wǎng)智慧能源管理平臺，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)能源的集中化管理，深入分析能源消耗過程與趨勢，同時為企業(yè)和員工提供充電服務(wù)，利用光伏和儲能降低用電成本，實(shí)現(xiàn)能源管理與工商業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合。

4.1 項(xiàng)目概況

實(shí)施范圍包括辦公樓、實(shí)驗(yàn)室、食堂等共13棟建筑和7個電瓶車車棚以及一個智慧充電場站，實(shí)施內(nèi)容包括電力監(jiān)控、能耗、運(yùn)維、智能照明、光伏、儲能和充電樁（電瓶車+汽車），其中變壓器總?cè)萘?7000kVA，光伏裝機(jī)容量150kW（一期），儲能裝機(jī)容量100kW/215kWh，39臺10路電瓶車充電樁，59臺7kW交流充電樁，2個240kW充電堆。

4.2 組網(wǎng)方案

網(wǎng)關(guān)往Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)上行接網(wǎng)關(guān)，通過網(wǎng)關(guān)同時往AcrelEMS微電網(wǎng)智慧能源管理平臺和第三方平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；

充電樁通過4G直接連AcrelEMS微電網(wǎng)智慧能源管理平臺平臺；

Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)制定控制策略，執(zhí)行調(diào)度優(yōu)化，包括削峰填谷、需量管理、新能源消納等。

4.3 項(xiàng)目現(xiàn)場圖片

光儲充智慧場站

智慧能源后臺

4.4 微電網(wǎng)智慧能源管理平臺收益