在全球气候变化挑战日益严峻以及碳中和共识深度凝聚的背景下,工业体系的绿色低碳转型已成为国家竞争力的核心组成部分。工业和信息化部印发的《工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南》(以下简称《指南》)不仅是一份技术规范,更是我国工业领域应对“双碳”目标、推动新型工业化的战略抓手 。

一、能耗双控向碳排放双控转变的历史必然性
我国正经历从能耗双控向碳排放双控的重大政策转型。传统的能耗双控机制在“十一五”至“十四五”期间,通过设定能源消费总量和强度控制目标,有效地提升了单位生产总值的能效 。然而,随着“双碳”战略的推进,其局限性也逐步显现。首先,传统能耗总量控制不加区分地包含化石能源与可再生能源,这直接制约了风、光、核等零碳能源的消纳,影响了能源结构的本质优化 。其次,原料用能被计入总量控制,在一定程度上限制了石化、化工等高附加值产业的刚性发展需求 。
碳排放双控则通过“碳价”和“排放量”两个维度,为能源转型提供了更具针对性的牵引力 。它允许在确保能源利用效率的基础上,通过使用零碳能源来实现产业规模的合理扩张,从而解决“发展与减排”的矛盾 。能耗双控向碳双控的转变,实质上是管理理念从“节能”向“减排”的跨越,是构建系统完备碳排放核算与管理体系的必然选择 。
二、数字化能碳管理中心的战略定位
数字化能碳管理中心被定义为支撑工业企业和园区提升能耗双控和碳排放双控水平的信息系统和基础工具。它利用人工智能、工业互联网、物联网及智能传感等新一代信息通信技术,实现从底层数据采集到高层决策支持的全链条打通。其核心价值不仅在于数据的记录,更在于通过算法模型实现对产品碳足迹、项目碳评价和企业碳管理的精准支撑,为构建系统完备的碳排放双控制度体系奠定数据基石。
三、《指南》核心内容架构与六层技术方案深度解析
《指南》为工业企业和园区构建了一套标准化、模块化的系统架构。该架构旨在打破传统能源管理系统(EMS)与碳排放核算系统之间的孤岛,实现“能”与“碳”的深度融合 。下表是六大板块的功能描述。
板块层级 |
核心组成要素 |
关键功能与政策要求 |
基础设施层 |
服务器、存储、网络、安全设备、操作系统、数据库 |
构建稳定安全的运行环境,强调网络与数据安全协防体系,确保响应迅速、可扩展及易维护。 |
数据采集层 |
智能仪表、系统接口、烟感实测、区块链存证 |
提升自动化采集率,通过物联网、工业互联网标识解析实现数据溯源,确保原始凭证的真实性。 |
数据架构层 |
基础/业务/统计数据库、本土碳排放因子库 |
贯通产业链上下游数据,强调与国家温室气体排放因子数据库的衔接,实现数据的高效共享。 |
模型组件层 |
能效对标模型、碳排放/碳足迹核算模型 |
遵循$GB/T 32151$ 等国家标准,实现算法模型的标准化,支持复杂工艺下的减排路径模拟 。 |
业务应用层 |
能耗查询、能效对标、碳核查支撑、碳资产管理 |
覆盖企业从生产监控到财务履约的全业务流程,园区侧重系统性优化公共服务。 |
互动展示层 |
大屏、PC端、手机端可视化 |
提供多维度的数据洞察窗口,支持实时监控、趋势分析与决策预警的可视化呈现。 |
在数据采集层面,《指南》提出了一系列具有前瞻性的要求。除了传统的智能电表、燃气表等仪表采集外,特别强调了“系统对接”和“烟感实测”的重要性 。
系统对接:鼓励通过接口方式调用管理信息系统(MIS)、生产执行系统(MES)、源网荷储及工业微电网系统的数据。这种横向到边、纵向到底的数据整合,使得能碳管理不再是单一的末端监控,而是深入到生产工艺的神经末梢 。
烟感实测:针对碳集中排放场景,探索在线监测等实测方式采集碳排放数据。相较于传统的核算法(基于煤量和含碳量计算),实测法能够提供更实时、更高精度的排放数据,为后续的碳核查提供更强的说服力。
区块链应用:在采集过程中引入区块链等存证技术。由于碳交易和碳核查对数据真实性有极高要求,区块链的去中心化和不可篡改特性,能有效保障数据从产生、传输到存储的全生命周期质量。
模型组件层:标准化核算的算法基石
模型组件层是能碳管理中心的“灵魂”,其设计直接决定了核算结果的权威性 。《指南》要求模型设计必须符合相关国家及国际标准,确保“一把尺子量到底”。
企业碳排放核算模型:依据温室气体排放核算与报告要求($GB/T 32151$)系列标准及生态环境部相关指南。模型需涵盖直接排放(化石燃料燃烧、工艺排放)和间接排放(外购电力、热力),并具备来源追踪和趋势分析功能 。
产品碳足迹核算模型:这是应对国际贸易碳壁垒的关键。模型需符合$GB/T 24067$及相关国际规范,从原材料获取、生产、运输、销售、使用到回收处理的全生命周期进行数据采集与核算。这对于出口导向型企业在应对欧盟CBAM等政策时至关重要 。
四、政策主要意图与产业目标:数智化转型的深层动能
《指南》的发布并非单纯为了节能减排,其背后蕴含着重塑中国工业绿色竞争优势的深远考虑。
意图一:夯实碳双控转型的数字基座
实现碳排放双控的核心难点在于“怎么算”。长期以来,工业碳核算依赖于统计数据和事后申报,存在时滞长、精度低、溯源难等问题 。政策通过推广数字化能碳管理中心,旨在构建一个“可见、可控、可核”的数据闭环,为国家和地方政府制定碳配额、实施碳考核提供精准的决策依据 。
意图二:驱动生产方式与产业组织变革
数字化与绿色化的协同发展(“双化协同”)正推动工业生产从“经验驱动”向“数据驱动”转变 。
生产方式变革:利用人工智能大模型优化工艺流程,实现从产品设计到智能制造的闭环管理。这种“未来工厂”模式能够显著降低单位产值的碳强度 。
产业组织变革:依托“产业大脑”,实现跨企业、跨产业链的资源高效配置。园区通过数字化平台实现能源梯级利用和协同降碳,提升了区域产业集群的绿色竞争力 。
能效对标与基准提升:推动工业企业和园区通过数字化手段,在“十五五”期间实现能源利用效率的阶梯式提升,使更多行业达到或超过国际能效标杆水平 。
绿色供应链国际互认:建立可信的产品碳足迹体系,提升中国绿色产品的国际公认度。通过与国际碳核算标准的衔接,破解“绿色准入”障碍,助力中国制造向价值链高端迈进 。
碳资产价值化:引导企业将减排量转化为可交易的碳资产,通过碳市场、绿证市场获取经济收益。这一过程不仅补偿了转型的成本,更为绿色技术创新提供了持续的金融支持。
五、工业企业与园区落实重点任务及落地建议
政策的生命力在于落地。根据《指南》要求,工业企业和园区需分层分类实施建设任务。
工业企业的四大核心任务
工业企业作为能碳管理的主体,其核心任务在于实现生产侧的精准管控。
建设全量化碳监测系统:
落地建议:优先对高耗能工序和集中排放点进行仪表改造。通过引入物联网传感器和智能网关,实现对煤、气、电、热及工艺排放的秒级采集。企业应建立覆盖范围1(直接排放)、范围2(间接排放)及范围3(价值链排放)的核算体系 。
实施能效平衡与工艺调优:
落地建议:利用“工业大脑”对核心设备(如空压站、制冷站、循环泵)进行实时负荷预测与动态匹配。例如,水泥行业通过数字化系统对回转窑煅烧工艺进行热工平衡分析,可显著降低标煤耗 。
开展产品全生命周期碳足迹评估:
落地建议:建立原材料供应商碳数据共享机制。企业应利用工业互联网标识解析体系,为每个产品生成独一无二的“碳标签”,并与绿电交易数据挂钩,证明其绿色能量来源 。
建立碳资产与预算管理体系:
落地建议:将碳指标纳入年度生产经营计划。通过数字化平台实时追踪碳指标执行情况,对超排风险进行预警。同时,探索建立内部碳定价机制,激励各车间主动减排。
工业园区的系统性优化任务
园区侧重于通过平台化服务降低入驻企业的管理门槛。
构建公共能碳服务平台:
落地建议:园区应统一建设数据采集网关和基础云平台,为中小企业提供“即插即用”的能碳核算服务。苏州工业园区的经验表明,通过政府牵头建设共性基础设施,能有效解决中小企业因资金、技术匮乏导致的“转型难”问题。
推动园区级微电网与能流平衡:
落地建议:建设基于数字孪生的园区智慧能源网络。通过对园区内冷、热、电、气等能源流的统一调度,实现余热余压的跨企业梯级利用。引入储能系统和虚拟电厂技术,平抑新能源接入产生的波动。
引导绿色智慧供应链协同:
落地建议:发挥园区“产业大脑”的集聚效应,建立绿色供应商名录。对低碳排供应商给予租金优惠或金融支持政策倾斜,打造“零碳园区”生态圈 。
六、落地保障措施建议
组织保障:建议企业和园区成立由主要负责人挂帅的“能碳中心建设小组”,跨部门整合节能、环保、信息化和财务人才。定期开展数字化碳管理业务培训,提升员工对核算规则与系统操作的认知水平 。
制度保障:建立健全数字化系统运维管理制度。加大必要的人财物投入,将能碳中心的运行效率与节能降碳绩效评价及节能目标责任考核挂钩。鼓励对老旧能源管理系统进行升级改造,而非盲目推倒重建。
安全防护:落实$GB/T 22239$(等级保护)国家标准。能碳数据涉及企业生产机密和竞争优势,应建立严格的数据分级分类防护制度,做好重要数据的备份与风险评估 。
七、数字化技术与智能技术的应用路径与模式分析
技术的广度和深度决定了能碳管理中心的“智商”。《指南》强调了多种前沿技术的深度融合应用 。
技术应用核心矩阵
技术类别 |
典型应用场景 |
应用路径与模式 |
人工智能(AI) |
从基于规则的专家系统转向基于机器学习和深度学习的“黑盒”调优。通过训练大模型,实现对复杂非线性工业过程的最优控制 。 |
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工业互联网 |
跨地域数据汇聚、标识解析溯源 |
依托工业互联网平台,建立“一物一码”的碳身份标识。通过云端协同,实现供应链上下游能碳数据的可信传递与透明共享 。 |
智能传感器/IoT |
实时计量、烟感监测、状态感知 |
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区块链 |
碳账本管理、绿证确权、数据审计 |
构建联盟链体系,将碳排放、减排量、绿电交易凭证上链。为政府核查和第三方认证提供具有法律效力的“原始账本” 。 |
数字孪生 |
方案仿真、虚拟电厂、应急演练 |
在虚拟空间构建1:1 的数字工厂。在正式技改或调整工艺前,先在数字孪生平台进行模拟推演,评估碳减排潜力与生产经济性 。 |
这种模式主要应用于园区和产业链集群。通过建设区域性或行业性的“产业大脑”,将分散的企业能碳数据汇聚。
路径:数据采集-产业链图谱构建-碳效评估-协同减排决策。
价值:实现原材料采购、物流、制造、回收的全生命周期绿色管理,提升产业链整体对国际碳政策的韧性。
应用模式二:以“未来工厂”为目标的深度智控模式
主要应用于钢铁、水泥、石化等流程型制造行业。
路径:生产过程全数字化感知实时碳核算模型自动调优能效标杆动态对标。
价值:通过毫秒级的反馈控制,将能源浪费和碳排放压减至理论最低水平。华新水泥的“云智控”方案即是此模式的典型代表 。
八、产业政策影响深度分析:重塑全球竞争格局
《指南》的实施将产生超出技术层面的经济与社会影响,深刻改变工业发展的底层逻辑。
影响一:对出口企业“绿色通行证”的战略加持
在应对欧盟碳边境调节机制(CBAM)等国际贸易壁垒时,数字化能碳管理中心是企业的“护身符”。
降低关税成本:CBAM规定,若进口商无法提供准确的碳排放数据,将按默认高标准值征收碳税。通过《指南》建设的系统,能够提供符合欧盟要求的原始凭证和计算过程,有效降低企业出口成本 。
提升全球议价权:在全球顶级供应链中,低碳绩效已成为供应商准入的硬性门槛。具备数字化碳管理能力的企业更易获得高端订单,实现从“价格竞争”向“绿色竞争”的维度跃迁 。
影响二:驱动能源市场与碳市场的“双网融合”
政策将加速电力市场、绿证市场与碳市场的协同发展。
碳资产金融化:通过数字化手段实现碳数据的金融授信。基于真实可信的减排数据,企业可以获得更低利率的“绿色贷款”或发行碳中和债券,拓宽融资渠道 。
影响三:催生复合型人才与新型服务业
人才结构重塑:政策落地需要大量懂工艺、懂能源、懂数字化、懂碳交易的复合型人才。这将倒逼高校和职业教育体系加快专业调整,催生出一批如“碳管理咨询师”、“能碳系统架构师”等新兴职业 。
第三方服务崛起:数字化能碳管理将催生出一个千亿级的第三方服务市场。包括方案集成商、碳足迹核算评估机构、碳资产运营机构等,为工业企业提供全生命周期的数智化减碳解决方案。
结束语
《工业企业和园区数字化能碳管理中心建设指南》是工业领域绿色低碳转型的重要里程碑。它不仅解决了碳排放双控在技术执行层面的难题,更通过数字化手段赋予了中国工业全新的绿色竞争维度。对于工业企业而言,这不仅是一项合规要求,更是降本增效、重塑价值链的契机;对于园区而言,这是提升治理现代化、构建未来产业生态的必由之路。
未来五年,随着数字化能碳管理中心在钢铁、石化、化工、建材、有色等重点行业的全面铺开,我国工业体系将逐步形成“能碳数据实时在线、生产工艺智能优化、产业链协同减排”的新格局。通过深度的“双化协同”,中国制造不仅将变得更加“智慧”,更将变得更加“清亮”,为实现碳达峰碳中和目标提供坚不可摧的产业支撑 。