以鋁產(chǎn)業(yè)為切入點(diǎn)，廣域銘島助力制造業(yè)智慧降碳

繼入圍“2021年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目”后，廣域銘島基于Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)打造的鋁產(chǎn)業(yè)數(shù)字化節(jié)能降碳解決方案，又入選“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟AII優(yōu)秀應(yīng)用案例”，成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力企業(yè)節(jié)能降碳的標(biāo)桿。

在廣西百色，上述解決方案及配套工業(yè)APP一直在對(duì)重點(diǎn)企業(yè)百礦集團(tuán)進(jìn)行數(shù)字化賦能，覆蓋電解槽工藝、陽(yáng)極管理、火電廠配煤管理、通用動(dòng)力優(yōu)化等多個(gè)節(jié)能場(chǎng)景，不僅幫助企業(yè)達(dá)成了階段性節(jié)能降碳目標(biāo)，也加速了企業(yè)和地區(qū)的綠色低碳進(jìn)程。

今年以來(lái)，有關(guān)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與“雙碳”的政策頻出。8月印發(fā)的《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》更明確提出，聚焦能源管理、節(jié)能降碳等典型場(chǎng)景，培育推廣標(biāo)準(zhǔn)化的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+綠色低碳”解決方案和工業(yè)APP，助力行業(yè)和區(qū)域綠色化轉(zhuǎn)型。

借力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)綠色低碳集約發(fā)展，已成為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的最優(yōu)選擇，對(duì)于高耗能行業(yè)來(lái)說(shuō)更是如此。

▲百礦集團(tuán)電解鋁生產(chǎn)基地

全方位診斷構(gòu)建數(shù)字化節(jié)能降碳方案

電解鋁是傳統(tǒng)高耗能行業(yè)，生產(chǎn)每噸鋁液的用電成本占到總成本50%。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，電解鋁全行業(yè)年度用電量超過(guò)5000億千瓦時(shí)，約占全社會(huì)用電總量6.8%，耗電量巨大。

去年8月下發(fā)的《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于完善電解鋁行業(yè)階梯電價(jià)政策的通知》中明確，按鋁液綜合交流電耗對(duì)電解鋁行業(yè)階梯電價(jià)進(jìn)行分檔，分檔標(biāo)準(zhǔn)為每噸13650千瓦時(shí)。高于分檔標(biāo)準(zhǔn)的，噸鋁電耗每超過(guò)20千瓦時(shí)，生產(chǎn)用電每千瓦時(shí)加價(jià)0.01元，不足20千瓦時(shí)的，按20千瓦時(shí)計(jì)算。

按此分檔標(biāo)準(zhǔn)，假設(shè)企業(yè)噸鋁電耗是13660千瓦時(shí)，雖只比分檔標(biāo)準(zhǔn)高出10千瓦時(shí)，但其生產(chǎn)用電每千瓦時(shí)也要加價(jià)0.01元，噸鋁用電成本增加136.6元。如果企業(yè)有100萬(wàn)噸的年產(chǎn)能，每年生產(chǎn)用電成本就要增加近1.37億元。

2023年起，這一分檔標(biāo)準(zhǔn)將調(diào)整為噸鋁綜合交流電耗13450千瓦時(shí)，2025年進(jìn)一步提高到13300千瓦時(shí)。

彼時(shí)，面對(duì)階梯電價(jià)新政，作為廣西鋁產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè)的百礦集團(tuán)選擇“搶跑”，樹(shù)立行業(yè)節(jié)能降碳標(biāo)桿。而同期智博會(huì)上廣域銘島攜Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（下稱(chēng)“Geega平臺(tái)”）亮相，則讓百礦集團(tuán)看到了破題良方。

隨后，在廣西南寧舉行的“一帶一路”國(guó)際產(chǎn)業(yè)合作論壇暨中國(guó)-東盟產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈價(jià)值鏈融合發(fā)展論壇上，雙方一拍即合，就鋁產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)項(xiàng)目簽約，由廣域銘島基于Geega平臺(tái)對(duì)百礦集團(tuán)鋁產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行智能化數(shù)字化改造。

項(xiàng)目遠(yuǎn)期定位為，依據(jù)廣西在國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略中的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，賦能中國(guó)-東盟制造業(yè)智能化升級(jí)。

▲去年9月，在“一帶一路”國(guó)際產(chǎn)業(yè)合作論壇上廣域銘島與百礦集團(tuán)簽約

在具體實(shí)施上，廣域銘島以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)互聯(lián)互通和數(shù)據(jù)可視化，從產(chǎn)量、能耗、物耗、質(zhì)量、環(huán)保、工藝、設(shè)備七大方面，對(duì)百礦集團(tuán)德?；剡M(jìn)行了精準(zhǔn)診斷，打造了一套數(shù)字化節(jié)能降碳解決方案，并開(kāi)發(fā)出電解槽工藝自優(yōu)化APP、槽修管理APP、陽(yáng)極管理APP、出鋁管理APP、火電能效尋優(yōu)仿真APP、火電廠配煤管理APP等一批工業(yè)軟件。

在這套解決方案及配套工業(yè)軟件的賦能賦智下，百礦德?；貙?shí)現(xiàn)每年燃煤節(jié)約2.39萬(wàn)噸、電能節(jié)約6000萬(wàn)千瓦時(shí)、降低二氧化碳排放量10.7萬(wàn)噸，產(chǎn)生節(jié)降效益超7000萬(wàn)元。同時(shí)，綜合管理效率提升25%，設(shè)備效率提升19%，人員效率也大幅提升。

優(yōu)化生產(chǎn)工藝精準(zhǔn)節(jié)能

在對(duì)百礦德?；仉娊怃X廠的數(shù)字化改造中，能耗和物耗是兩個(gè)關(guān)鍵改善杠桿。其中，電解槽工藝與電能消耗密切相關(guān)。

過(guò)往由于物料質(zhì)量的波動(dòng)、不同工人操作差異、工藝調(diào)整思路不統(tǒng)一等問(wèn)題，容易造成電解槽槽況不穩(wěn)，從而影響電流效率，導(dǎo)致電耗增加和產(chǎn)量損失。

針對(duì)這些問(wèn)題，廣域銘島開(kāi)發(fā)了電解槽工藝自優(yōu)化APP，分析歷史槽控?cái)?shù)據(jù)，挖掘不同場(chǎng)景下不同參數(shù)的電流效率，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)理論和方法，將工業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)沉淀為機(jī)理模型，進(jìn)而指導(dǎo)生產(chǎn)，輔助決策，提升電流效率，降低電耗及成本。

以電解槽設(shè)定電壓和氟化鹽設(shè)定量為例，首先通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，找出與二者相關(guān)性較高的工藝參數(shù)，然后根據(jù)不同場(chǎng)景下的電流效率數(shù)據(jù)樣本，以線性回歸方法求解出電流效率最優(yōu)的設(shè)定電壓和氟化鋁設(shè)定量，并執(zhí)行數(shù)值驗(yàn)證，最終用于生產(chǎn)實(shí)踐。

▲百礦集團(tuán)電解鋁生產(chǎn)車(chē)間

降低電耗也是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程。除了電解槽工藝優(yōu)化，廣域銘島還配套了陽(yáng)極管理APP、出鋁管理APP、通用動(dòng)力優(yōu)化APP等工業(yè)軟件，覆蓋電解鋁生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)，系統(tǒng)性地實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化。

這批針對(duì)電能優(yōu)化的工業(yè)軟件應(yīng)用后，百礦集團(tuán)德?；仉娊怃X廠每年可實(shí)現(xiàn)節(jié)能效益3600萬(wàn)元。

同時(shí)，根據(jù)實(shí)施情況測(cè)算，德?；貙⑻崆斑_(dá)成國(guó)家相關(guān)噸鋁電耗標(biāo)準(zhǔn)，避免電耗超標(biāo)帶來(lái)的用電成本攀升，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益的三豐收。

數(shù)字仿真尋優(yōu)精準(zhǔn)降耗

除了能耗，降低物耗也是實(shí)現(xiàn)綠色低碳的重要一環(huán)。

通常為了保證生產(chǎn)，電解鋁生產(chǎn)基地都有自備火電廠，而燃煤成本能占到發(fā)電成本的70%左右，是自備火電廠的主要消耗。

在對(duì)百礦德保電廠進(jìn)行數(shù)字化診斷的基礎(chǔ)上，廣域銘島打造了火電能效尋優(yōu)仿真APP，基于設(shè)備運(yùn)行參數(shù)采集，面向鍋爐、汽機(jī)開(kāi)展孿生仿真，測(cè)算不同運(yùn)行參數(shù)下的耗差，在保障安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)發(fā)電設(shè)備運(yùn)行效率改善和相關(guān)技改的執(zhí)行，從而提升發(fā)電設(shè)備效率，降低煤耗。

▲廣域銘島為百礦德保電廠打造的數(shù)字孿生系統(tǒng)

同時(shí)，綜合考慮燃煤成本、燃煤熱值匹配、市場(chǎng)供需變化等因素，火電廠通常會(huì)采用配煤摻燒方式來(lái)發(fā)電。如果能通過(guò)算法或模型建立最優(yōu)配煤方案，也能實(shí)現(xiàn)煤耗降低。

對(duì)此，廣域銘島推出了智能配煤APP，結(jié)合燃煤熱值、水份、硫份、皮帶上煤速度等指標(biāo)，對(duì)配煤煤質(zhì)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，充分考慮發(fā)電量、發(fā)電成本、鍋爐燃燒效率等因素，建立配煤煤質(zhì)預(yù)測(cè)模型，并根據(jù)鍋爐試燒結(jié)果，選擇最優(yōu)配煤摻燒方案，實(shí)現(xiàn)燃煤經(jīng)濟(jì)效益和能源效益的優(yōu)化。

根據(jù)目前實(shí)施情況，通過(guò)火電能效尋優(yōu)仿真APP、智能配煤APP、以及燃煤協(xié)同管理APP等工業(yè)軟件，德保電廠實(shí)現(xiàn)每年燃煤節(jié)約效益約2400萬(wàn)元。

此外，在電解鋁廠，通過(guò)陽(yáng)極管理APP，對(duì)陽(yáng)極炭塊進(jìn)行全生命周期數(shù)據(jù)追溯，形成從陽(yáng)極炭塊進(jìn)場(chǎng)到回收的數(shù)字化閉環(huán)管理，建立消耗預(yù)測(cè)模型，指導(dǎo)和優(yōu)化換極作業(yè)，也實(shí)現(xiàn)了噸鋁陽(yáng)極炭塊消耗的優(yōu)化，每年產(chǎn)生節(jié)降效益1500萬(wàn)元。

助力產(chǎn)業(yè)鏈和城市能源管理

在助力百礦集團(tuán)綠色低碳轉(zhuǎn)型的同時(shí)，廣域銘島也不斷拓展能源與雙碳管理方向的數(shù)字賦能場(chǎng)景。

作為吉利工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)總部，廣域銘島有著深厚的制造基因，旗下Geega平臺(tái)也于今年5月入選工信部跨行業(yè)跨領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，成為全國(guó)首家源自汽車(chē)行業(yè)的國(guó)家級(jí)“雙跨”平臺(tái)。除了有色金屬，Geega平臺(tái)也同時(shí)在對(duì)能源、輕工、電子、汽車(chē)等行業(yè)進(jìn)行賦能，覆蓋研發(fā)設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理、質(zhì)量管控、節(jié)能減排等多個(gè)領(lǐng)域。

在汽車(chē)行業(yè)，基于鋁產(chǎn)業(yè)鏈碳排放管理，廣域銘島打造汽車(chē)全生命周期碳排放標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，以汽車(chē)鋁輪轂和鋁板材為例，從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、煤炭、火力發(fā)電等各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)鋁全生命周期碳排放跟蹤，幫助車(chē)企做好雙碳管理，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

而在廣西百色市，廣域銘島也開(kāi)發(fā)了能源與雙碳公共管理平臺(tái)，基于Geega平臺(tái)的數(shù)字化能力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)能耗設(shè)備的數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集和平臺(tái)集中管理，通過(guò)掌握確切的重點(diǎn)用能企業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)診斷區(qū)域綜合能源利用效率，為政府合理配置能源、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)提供決策輔助，助力百色市實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和精準(zhǔn)高效的“雙碳”管理。

在“雙碳”目標(biāo)下，節(jié)能減排是制造企業(yè)的“必修課”，廣域銘島也將繼續(xù)依托國(guó)家級(jí)“雙跨”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)力，賦能制造業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型和區(qū)域碳排放管理。

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