“智慧能源管理的重點應(yīng)該是以人為本，生態(tài)化持續(xù)推進，一是數(shù)崗匹配支撐業(yè)務(wù)提升，二是數(shù)能結(jié)合提升自身能力，構(gòu)建與業(yè)務(wù)同步演進的智能能源管控系統(tǒng)?！苯?， 南京鋼鐵股份有限公司能源動力事業(yè)部副總經(jīng)理兼設(shè)備處長樊星星向《中國冶金報》記者分享了南鋼智慧能源一體化的經(jīng)驗。

　　自從“雙碳”目標(biāo)提出后，相關(guān)政策接連發(fā)布。政府、協(xié)會、企業(yè)共同開始了降碳行動。針對國家推進的能效標(biāo)桿、能效約束、極致能效工程，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會于2022年發(fā)布“鋼鐵行業(yè)能效標(biāo)桿三年行動方案（2022～2025年）”?！案鶕?jù)鋼鐵行業(yè)能效標(biāo)桿三年行動方案，結(jié)合能源診斷提出的方案，我們編制了南鋼極致能效三年行動規(guī)劃，挖掘能源轉(zhuǎn)換潛力，創(chuàng)新優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)極致能效提升，促進南鋼綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展?！狈切钦f道。

　　南鋼提出了“綠色南鋼，雙碳行動”的目標(biāo)：到2030年實現(xiàn)碳達峰，到2035年具備減碳30%的工藝技術(shù)能力，到2050年實現(xiàn)碳中和。

　　在此背景下，南鋼啟動了智慧能源管控一體化建設(shè)。南鋼的智慧能源建設(shè)也不是一蹴而就的，從2002年開始就啟動了EMS1.0項目建設(shè)，2003年組建了能源中心，2014年迭代至EMS2.0，在2023年啟動了智慧能源管控一體化建設(shè)。

　　凡事謀定而后動，可以少走彎路。南鋼前期為該項目進行了精心地謀篇布局。樊星星介紹，南鋼以“一切業(yè)務(wù)數(shù)字化，一切數(shù)字業(yè)務(wù)化”為整體戰(zhàn)略，加快實現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)智慧化，智慧產(chǎn)業(yè)化”轉(zhuǎn)型目標(biāo)。一切業(yè)務(wù)數(shù)字化，意味著業(yè)務(wù)模式升級，在這個總體戰(zhàn)略目標(biāo)上，南鋼進行了數(shù)字化轉(zhuǎn)型十四五規(guī)劃設(shè)計。對標(biāo)主場景轉(zhuǎn)型深度要求，南鋼構(gòu)建了“一腦三中心”（智慧運營工業(yè)大腦、鐵區(qū)集控中心、鋼軋集控中心、能源集控中心）的整體架構(gòu)以及覆蓋云邊端的實時湖倉，同時充分利用目前在生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、物流、銷售、市場、財務(wù)等融合工業(yè)現(xiàn)場IOT數(shù)據(jù)和生產(chǎn)經(jīng)營交易數(shù)據(jù)，設(shè)計了鐵鋼軋全鏈路物料跟蹤及多種動態(tài)尋優(yōu)模型。

　　南鋼智慧能源一體化項目分為兩期，一期項目分為動力集控、能源管控與智能決策部分，動力集控更多的關(guān)注執(zhí)行層面的工作，實現(xiàn)能源生產(chǎn)自動化。能源管控實現(xiàn)能源管控數(shù)字化。智能決策實現(xiàn)能源決策智能化。有了頂層設(shè)計之后，根據(jù)需要再完善基礎(chǔ)。二期項目規(guī)劃通過自動化系統(tǒng)的改造提升及智能裝備的部署應(yīng)用，提升系統(tǒng)操作的安全性、便捷性及穩(wěn)定性。

　　在確定了系統(tǒng)整體框架思路后，南鋼進一步聚焦了系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)：通過智慧能源的建設(shè)，實現(xiàn)能源管理由定性管理、粗放管理轉(zhuǎn)向精細(xì)量化管理，由生產(chǎn)實物管理轉(zhuǎn)向?qū)嵨锱c價值同步管理，由事后管理轉(zhuǎn)向事前、中、后全過程管理，支撐能源管控全流程的狀態(tài)感知、實時分析、科學(xué)決策、精確執(zhí)行。

　　該項目設(shè)計的主要的應(yīng)用功能有8個部分，分別為計劃管理、實績管理、成本管理、生產(chǎn)管理、運行支持、質(zhì)量管理、綜合分析、設(shè)備管理。

　　計劃管理是按照企業(yè)生產(chǎn)計劃、設(shè)備檢修計劃和能源介質(zhì)預(yù)測單耗情況編制能源供需計劃，指導(dǎo)能源系統(tǒng)組織生產(chǎn)。實績管理是按照用能屬性進行分類統(tǒng)計和平衡，用于反映各種能源介質(zhì)生產(chǎn)、分配和使用情況，編制各類報表，并對相關(guān)能源消耗指標(biāo)進行管理和分析。成本管理是運用科學(xué)方法，將能耗管理反映為成本管控、及時揭示、客觀反映成本差異，服務(wù)于經(jīng)營決策的成本管理體系。生產(chǎn)管理是通過準(zhǔn)點數(shù)據(jù)分析、采集日志分析、調(diào)度日報、計量平衡網(wǎng)絡(luò)等手段，為能源生產(chǎn)、輸配、供給提供決策。運行支持是能源管控中心進行的日常管理，如調(diào)度能源運行方式管理、停復(fù)役管理、調(diào)度值班日志管理、能源資料管理等，保證各種能源介質(zhì)的安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、持續(xù)供應(yīng)，為生產(chǎn)提供保證。質(zhì)量管理是通過收集各類能源介質(zhì)質(zhì)量信息，分析掌握能源介質(zhì)質(zhì)量實際情況，為分析質(zhì)量偏差提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。綜合分析是對能耗、成本、指標(biāo)、質(zhì)量進行多維度的分析對比，便于管理者了解差異，分析原因。設(shè)備管理是利用重點用能設(shè)備的數(shù)據(jù)，跟蹤分析設(shè)備的運行狀態(tài)、故障情況、用能情況，通過工藝改進，降低重點用能設(shè)備能耗，減少能源成本。

　　該項目中的5項關(guān)鍵技術(shù)包含智能平衡計劃、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)能耗設(shè)計、影響因素分析、系統(tǒng)健康度評價、消息推送系統(tǒng)設(shè)計等。

　　樊星星解釋道，智能平衡計劃是以能源管控需求為目標(biāo)的驅(qū)動平衡計劃，關(guān)鍵指標(biāo)先行驗證，計劃方案動態(tài)調(diào)整。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)能耗設(shè)計是指為及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的能耗異常提供指導(dǎo)，為不同產(chǎn)品定價提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。影響因素分析是通過識別能耗影響因子，配置因子影響公式，定量分析能耗影響。系統(tǒng)健康度評價是指對能介質(zhì)量和穩(wěn)定供應(yīng)能力建立健康度評價體系。消息推送系統(tǒng)設(shè)計是指實時數(shù)據(jù)跟蹤，建立預(yù)測預(yù)警機制，及時推送預(yù)警信息。

　　為了更加精準(zhǔn)分析能源消耗和指導(dǎo)生產(chǎn)，南鋼設(shè)計了四級能源指標(biāo)體系，分別為系統(tǒng)指標(biāo)、工序指標(biāo)、子工序/機組指標(biāo)、重點用能設(shè)施指標(biāo)，可全面反映能源加工轉(zhuǎn)換、輸配、回收、使用的效率水平。結(jié)合制訂目標(biāo)和超標(biāo)限值，南鋼將各工序的能源成本納入考核指標(biāo)，通過能源指標(biāo)制訂下發(fā)對標(biāo)評價，實現(xiàn)能源消耗運行日常預(yù)警，使管理人員可以快速地進行數(shù)據(jù)的分析和處理工作，優(yōu)化能源配置，提高企業(yè)能效，降低能源成本。

　　在該項目設(shè)計時，南鋼將能源的日管控也納入其中，通過每日管控，清晰掌握工序能源結(jié)構(gòu)，對標(biāo)消耗水平，及時發(fā)現(xiàn)并分析生產(chǎn)中的能耗異常，為工序降本、該公司能源管理體系變革夯實基礎(chǔ)。

　　在碳排管理上南鋼也進行了精細(xì)化的設(shè)計。南鋼實現(xiàn)組織碳、工序碳的精細(xì)、便捷、可視化的碳核算計量，一圖可看盡南鋼各工序碳排放情況，對碳排放異常工序?qū)崟r預(yù)警，反饋異常原因，挖掘減碳潛力空間，并支持各分廠的組織層級查詢，涵蓋年、月、周、日等不同時間維度，全面提升碳排放內(nèi)部管理水平，將來為碳交易及LCA、EPD提供內(nèi)部碳排放數(shù)據(jù)支撐。

　　為了讓能源生產(chǎn)管理更智能，該項目設(shè)計了智能決策部分，總體目標(biāo)是圍繞“全局尋優(yōu)，異常糾偏” 的大前提，依托專業(yè)人員的實操經(jīng)驗，融合智能算法推演，最終實現(xiàn)南鋼能源的安全生產(chǎn)、協(xié)同降本、能效最優(yōu)。

　　“智能決策可以結(jié)合工藝生產(chǎn)特性及生產(chǎn)計劃，對全廠煤氣產(chǎn)耗動態(tài)預(yù)測+煤氣調(diào)控動態(tài)優(yōu)化，在煤氣平衡保供的基礎(chǔ)上，優(yōu)化富余煤氣資源的調(diào)配，實現(xiàn)煤氣零放散/零拒收，進一步降低煤氣管網(wǎng)壓力波動，提升煤氣有效利用率?！狈切且悦簹馄胶馀c調(diào)度模型為例，介紹智能決策帶來的效益。

　　基于前期的規(guī)劃設(shè)計，南鋼努力將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。樊星星表示，在系統(tǒng)功能設(shè)計上，南鋼按照實時精準(zhǔn)、精細(xì)管控、標(biāo)準(zhǔn)化3個維度設(shè)計了能源監(jiān)屏、智能決策、運行管理、工序精管、能源分析、碳排管理、節(jié)能技術(shù)、法規(guī)制度8大功能模塊，能源監(jiān)屏、智能決策側(cè)重能源管網(wǎng)運行的實時準(zhǔn)確優(yōu)化決策，運行管理、工序精管、能源分析、碳排管理模塊更多是從準(zhǔn)確、精細(xì)的角度實現(xiàn)能源管理的精細(xì)化，同時加強與生產(chǎn)的結(jié)合，形成閉環(huán)管理，加強靜態(tài)能源的動態(tài)管理，節(jié)能技術(shù)、法規(guī)制度模塊實現(xiàn)線上化操作，以及能源管理體系的標(biāo)準(zhǔn)化。

　　為了全方位展示生產(chǎn)、輸配、存儲、耗用的運營情況，南鋼建立了6橫6縱監(jiān)屏管理模式，橫向6條專業(yè)條線（綜合、燃?xì)狻⒅蒲?、發(fā)電、供電、水）和縱向6項業(yè)務(wù)維度（全局、管網(wǎng)、場景、數(shù)據(jù)、分析、應(yīng)急）。

　　每項業(yè)務(wù)也都確定業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人、數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)人、軟件負(fù)責(zé)人，業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人提供需求，數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)人保證精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，軟件負(fù)責(zé)人實現(xiàn)需求。到目前為止，南鋼8大功能模塊包含60多個子模塊，開發(fā)的界面650多個，涉及到業(yè)務(wù)需求數(shù)據(jù)量超過53000點，還在不斷迭代完善。

　　樊星星介紹，能源綜合監(jiān)屏板塊一改原有的調(diào)度操作員監(jiān)屏模式，通過數(shù)字可視化的方式，以南鋼地圖為基調(diào)，展示南鋼源網(wǎng)荷儲的可視化和平衡現(xiàn)狀，當(dāng)安全預(yù)警發(fā)生時，及時做出分析和采取措施，避免安全事故的發(fā)生，確保整個能確保整個能源系統(tǒng)長期、連續(xù)、安全地運行。

　　在運行管理模塊，南鋼全面制訂全廠能源消耗/回收指標(biāo)計劃，結(jié)合各生產(chǎn)工序產(chǎn)量，預(yù)算鋼鐵生產(chǎn)工序的各能源介質(zhì)（水、電、氣）的發(fā)生量和消耗量，按能源介質(zhì)供需平衡原則，確定水、電、氣各能介的生產(chǎn)量，從而“一鍵生成”全公司能源總體平衡計劃、工序能源消耗計劃、單介質(zhì)能源平衡計劃。南鋼通過實時儀表數(shù)據(jù)采集，獲取各生產(chǎn)層級計量儀表的實時數(shù)據(jù)，按照時間維度，反映各個單位、工序、設(shè)備的能源產(chǎn)生、消耗實績情況。該功能上線后減少人工計算，在保供、保證熱值前提下，不斷優(yōu)化能源配置。

　　在智慧決策模塊，南鋼建立能源輸配與生產(chǎn)計劃的動態(tài)匹配優(yōu)化，基于動態(tài)預(yù)測及調(diào)度規(guī)則，實現(xiàn)各類工況下的能源調(diào)度決策建議、異常狀況下的快速處置預(yù)案，最終實現(xiàn)在能源生產(chǎn)、耗用、運行等環(huán)節(jié)安全生產(chǎn)、平衡保供、能源最優(yōu)的管控目標(biāo)。

　　工序精管模塊主要對鋼鐵冶煉過程中的關(guān)鍵鋼鐵生產(chǎn)工序及動力供應(yīng)工序的能源消耗、發(fā)生情況進行精細(xì)化管理與分析，通過時間、工序能耗、噸鋼耗用等維度對各工序管理及評價，使能源管理更加精細(xì)、準(zhǔn)確。

　　能源分析模塊主要按照公司級能源成本、介質(zhì)能源消耗、重點設(shè)備能效進行跟蹤分析，深挖關(guān)鍵指標(biāo)的主要影響因素，為提高用能效率提供決策依據(jù)。

　　在碳排管理模塊，南鋼的“公司級”碳排放管理是根據(jù)當(dāng)期化石燃料、溶劑、電極、原料的消耗量，凈購入電量、凈購入熱力，以及固碳產(chǎn)品的產(chǎn)量，計算出南鋼當(dāng)期碳排放總量；“工序級”碳排放管理是全面摸清南鋼碳排放底數(shù)，根據(jù)各工序的產(chǎn)量，以及一次能源、二次能源的消耗量計算該工序當(dāng)期的碳排放總量和碳排放強度。

　　節(jié)能技術(shù)模塊主要通過系統(tǒng)進行分享行業(yè)內(nèi)各類節(jié)能新技術(shù)，并將節(jié)能項目、能源評價項目進行紅綠燈管控，實時了解項目的執(zhí)行進度，并實現(xiàn)能源評價管控。

　　展望未來，樊星星表示“南鋼未來要建成鋼鐵全流程的‘百景千?！⒁惑w化AI生成式大模型工程樣板，以數(shù)字化賦能綠色化、高端化、自主化、融合化，走新型工業(yè)化道路，打造新質(zhì)生產(chǎn)力。”（王志）