数智化提升“双碳”管理基础能力
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第8898期:第03版 本期出版日期:2024-01-05

数智化提升“双碳”管理基础能力

--宝钢股份碳管理信息化实践

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摘要:

践行“双碳”战略,实施碳管理的前提是做好碳排放数据核算的基础能力建

设。本案例阐述了宝钢股份在构建智慧碳数据平台过程中的实践,总结平台建设的经验和成效,并结合国内外低碳政策形势思考了平台的优化方向。该案例是全国冶金行业第一套成熟完善的碳数据平台,具有极大的推广意义。

引言

“双碳”背景下,面对严峻的国内外形势,钢铁行业将以智能制造为主攻方向,加快推进数字化转型,以数字化赋能“双碳”目标的实现。目前国内钢铁行业的碳管理信息化系统建设相对较为薄弱,整体碳管理信息化水平仍有提升的空间:一是缺乏数据的监测、管理能力。二是缺乏统一的标准。三是碳数据的质量管理不足。

宝钢股份作为中国钢铁行业的领先企业,于2021年6月正式启动iCD智慧碳数据平台建设,2022年11月28日上线。涵盖了碳数据核查、碳资产管理、碳足迹的全部数据功能,实时采集各生产、质量、能源、运输、采购系统等海量的实时数据,是全国冶金行业第一套成熟完善的碳数据平台。

宝钢股份碳管理现状和存在问题

宝钢股份涵盖宝山、青山、梅山、东山4个长流程制造基地,以及6个短流程生产单元,二氧化碳排放总量超9000万吨,属典型的“一公司多基地”重点排放企业,涵盖钢铁、电力、铝业等多个行业,并涉及多个不同碳市场。目前,宝钢股份的碳管理存在以下痛点:

1.碳排放核算数据统计方法不统一

碳排放核算过程中,有效的基础数据是至关重要的一环。然而目前钢铁领域相关的碳排放核算标准、指南、规范等只是尝试,在核算范围、生命周期、核算环节、处理碳抵消活动、信息报告要求等方面还存在大量分歧,尚未形成国际普遍接受的规范标准。以碳履约核算的组织碳为例,宝钢股份下属多个子公司分属不同的区域碳市场,核算指南分别由各自碳市场所在地政府制定,详细的统计方法、核算范围都各不相同,子公司之间碳排放水平无法开展横向比较。不同用途的碳排放核算的方法论各不相同,排放因子大相径庭,边界也不同,这给原本复杂的钢铁行业碳排放核算增加了难度。

2.尚未纳入全国统一碳市场

宝钢股份下属多个钢铁基地目前尚未纳入全国统一碳市场,但已从2014年起陆续参与上海、湖北和广东三个地方碳市场,另有1家自备电厂自2021年起纳入全国碳市场。针对多个碳市场、多种外部信息库,且交易品种部分通用但不完全通用的复杂情况,公司内部如何掌握各控排企业的碳履约信息,协调各公司之间的碳交易操作,成为公司管理碳资产的一大难点。

3.各子公司信息化基础工作参差不齐

宝钢股份下属的宝山基地在碳管理体系中曾有过数字化尝试,分别为2010年开发的LCA在线采集系统及2014年投运的碳成本系统,但数据来源和模型已无法满足目前的管理需求。东山基地有自行开发的碳排放模块,但系统尚无法完整运行。宝钢股份其他基地和单元的碳管理均停留在手工模式,无法实现信息共享和统一管理,也无法满足多基地碳资产管理的要求。

创建智慧碳数据平台的探索和实践

2021年是宝钢股份碳达峰碳中和工作战略落地的起始年。3月,集团公司成立碳中和推进委员会及碳中和办公室并策划构建集团碳管理信息化系统。6月,宝钢股份成立碳中和管理体系。为完善公司碳管理体系工作,配套集团碳管理信息化系统建设,急需建立宝钢股份层面的碳管理信息系统,汇集公司各基地碳相关基础数据,支撑宝山、青山、东山、梅山等基地的碳排放履约工作,为将来各基地统一纳入全国碳市场做好基础数据的储备与开发、管理经验的固化与迭代,实现产品LCA材料级碳足迹核算和绿色低碳设计管理,为产品销售中的产品环境申明(EPD)做好准备。

1.创建目标

智慧碳数据平台创建的目标是实现公司各基地及单元碳数据的同一化、在线对标化、精细化,促进钢铁生产绿色转型,有效支撑宝钢股份“双碳”目标的完成。

2.建设范围

基于宝钢股份大数据中心各数据域,建立公司碳管理信息系统,实现向集团碳系统推送公司碳数据。系统覆盖宝钢股份碳排放管控单元,包含宝山基地、青山基地、东山基地、梅山基地,及宝日汽车板、黄石公司、广州JFE、烟台钢管、宝武铝业、宝特长材等。

3.系统框架

基于宝钢股份大数据中心,面向控排单元,整合原燃料、能源、生产过程、运输、产品、排放等信息,构建组织碳、产品碳模型,实现碳核算、碳资产、碳足迹功能。

宝山基地碳成本系统1.0版经升级改造,加入碳资产管理和交易数据模块,并将LCA碳数据采集系统功能完善后,整合成宝山基地碳系统2.0版,新系统覆盖至青山、东山、梅山后再扩大至全公司范围,形成全新的宝钢股份碳管理平台,与集团其他子公司一并接入集团碳管理系统。

4.主要应用功能

宝钢股份智慧碳数据平台依托宝钢股份大数据中心,采用云计算、大数据、人工智能等技术,汇集碳相关数据,覆盖公司全流程、全工序、全品种,包含碳核算、碳足迹、碳资产三大核心模块。

碳核算模块根据各单位信息系统数据现状,基于宝钢股份大数据中心,整合原燃料、能源、生产过程、运输、产品、排放等信息,实现宝钢股份各子公司组织、工序的常态化管理,实现碳排放数据自动采集、二氧化碳等气体的自动计算,生成碳核算数据报告。通过简捷、灵活的应用功能配置,自动形成不同口径的碳核算模型,满足管理需求。系统自动采集数据,引导式生成不同管理口径的碳报告,提供碳排放分析比对功能。

碳足迹模块通过采集、集成钢铁产品在各工序的原料、辅助材料、能源、产品、副产品信息,进行碳相关数据的跟踪、整合、关联、计算,实现大类产品和明细到卷的碳足迹计算,支撑薄板、厚板、硅钢、钢管等钢铁产品的LCA评价。以“摇篮”到“大门”为边界,构建了覆盖公司四基地的大类产品及明细物料的LCA碳足迹计算模型,实现每一个钢卷碳排放的可追溯、可管理、可报告、可核查,为下游用户提供每一个产品的碳足迹。

碳资产模块建立了宝钢股份各碳控排单元的碳资产管理及交易数据管理功能、数据分析功能、公司层面及四大基地的碳数据、碳资产相关及LCA数据分析、对标、预测及可视化查询与信息推送功能。架设了统一的平台,设置了同一规范的碳资产功能,规范了管理。拥有分层的架构,既利于控排单元的日常碳资产操作,也利于宝钢股份层面的总体碳资产运营及配额内部调控,实现了公司碳价值最大化。

平台建立前后效果分析

1.碳管理水平提升

宝钢股份智慧碳数据平台具有标准全、范围广、粒度细、数据准、架构新等五大创新点。基于四基地M/S架构、云边协同大数据中心,通过跨公司、跨基地、跨专业的数据整合贯通,实现基于宝武工业互联网平台的创新“双碳”应用。

智慧碳数据平台配套集团碳管理信息化系统建设,并完善了宝钢股份碳管理体系工作,助力各控排单元顺利完成碳达峰碳中和目标。其中,碳核算帮助各单元清晰、及时地掌握全厂、各工序二氧化碳排放情况,监控碳排放履约过程,降低碳履约成本;LCA碳数据管理能够掌握各大类、各物料的二氧化碳排放情况,为产品销售中产品环境申明(EPD)做好了准备;碳资产为各公司纳入全国市场做好基础数据的储备与开发、管理经验的固化与迭代。

2.经济效益可观

智慧碳数据平台的建立使广大技术和管理人员能够更为清晰、准确、及时地掌握公司的碳排放水平。例如:宝山基地在平台建立前吨钢碳排放强度约为2.16左右,随着体系的建立,通过精细化的数据分析,从创新能源管理和节能技术提升两方面入手,积极调整能源结构并加强对生产过程中的能源消耗进行检测、控制,持续降低各生产工序能源消耗,控制碳排放量;大力推进节能项目实施,推行清洁生产,降低碳排放总量。目前吨钢碳排放已经下降到1.98以下。按宝山基地的产能规模推算,假设碳价为65元/吨,减少的碳成本约为1.8亿元。

3.社会效益显著

智慧碳数据平台通过对各工序、各物料的碳排放监控,加速推动钢铁行业改善生产流程、更新生产设备和使用低碳能源,实现钢铁产业和能源结构低碳转型;促使钢铁企业主动创新,摒弃高碳排放产品和业务,研发深度脱碳、零碳技术。平台数据真实、准确、可追溯,有效支撑了政府部门的现场碳核查;助力公司获得2022年“最佳ESG实践奖”,体现了公司引领绿色发展、履行社会责任的央企担当;为下游客户提供了特定产品的碳排放数据,提升了宝钢产品竞争力。

实施难点及措施

1.难点

需要收集各工序及机组在生产过程中的能源、原材料、辅助材料、产品、副产品、大气排放、水体排放、固废各类数据,涉及范围广、数据项内容繁多;LCA评价输入数据涉及钢铁产品制造周期所涉及的数据分散在不同的系统中,且粒度不一,是孤立的、缺乏关联信息的单体数据,如何根据生产工艺按物料串联LCA评价需要的输入数据是本平台建设的一个难点。同时,系统上实施宝钢股份碳核算、碳资产管理以及LCA碳排放等功能属于新业务,存在探索性,需要多方配合,共同推进实施。

2.措施

需要从体系上发动各个厂部参与并配置资源,组建工作团队,共同开发推进;需要根据产品特点、工艺特点,建立物料级的全制造流程的信息跟踪模型,并同时附带物料的生产实绩、能源消耗辅料等信息;建立运输、检化验、包装、仓储计算模型满足LCA评价模型所需的数据;宣贯公司碳资产方面的管理情况,调动多方积极性。

启示与思考

1.智慧碳数据平台极具推广意义

智慧碳数据平台将数字化、低碳化结合,建立基于工业互联网的超低排放与低碳协同管控数字化平台,实现碳素流可视可管可控以及钢铁企业生产全过程的碳排放监测、统计、对标,支撑企业开展碳排放水平、碳足迹和全生命周期碳排放的分析研究,以碳效率为核心优化生产工艺及管理,实现生产工序碳排放过程目标管控、碳排放预警管控及减碳降污协同管控。

基于数字化、智慧化的碳数据平台是宝钢股份绿色低碳路径、实现零碳产品制造的必备基础。智慧碳数据平台在钢铁行业具备广泛的推广价值,可为国内外同类钢铁企业建设智能化数字化碳管理平台提供参考,让企业全方位了解“碳”家底,在绿色低碳新赛道上提升碳管理水平,提高产品市场竞争力,锻造钢铁产业发展新优势。

2.需扎实推进碳管理,持续挖掘平台价值

智慧碳数据平台为宝钢股份节能减碳战略决策、实现碳达峰碳中和目标,提供了重要的量化工具和数据支撑。职能部门和子公司需要利用平台提供的核心模块,结合“一公司多基地”管理模式要求,在同一平台、同一规则指导下,扎实开展节能减碳、对标找差、效率提升、碳核算、碳资产管理、低碳产品设计等工作,进一步提高碳数据质量、优化平台相关功能,开发有价值的数智化应用,挖掘平台的价值,真正发挥平台作用。

3.智慧碳数据平台未来的拓展方向

智慧碳数据平台已实现宝钢股份组织边界碳排放、工序碳排放及钢铁产品LCA计算的背景数据统一、计算模型统一,未来可升级为行业公共数据库。平台具有广泛的功能拓展空间,未来可拓展碳咨询、碳排放对标、碳金融、碳关税应对、碳数据认证等相关功能,全方位助力企业绿色低碳发展。

供稿:宝武管理研修院来源:宝武“双碳”高端人才培训(第二期)学员案例

  

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