以鋁產業為切入點 廣域銘島助力制造業智慧降碳

在入圍“2021工業互聯網試點示范項目”后，基于Geega工業互聯網平臺的鋁工業數字節能減排解決方案也被評選為“工業互聯網產業聯盟AII優秀應用案例”，成為工業互聯網的標桿，幫助企業節約能源和碳排放。在廣西百色，上述解決方案和配套產業應用程序一直在為重點企業百礦集團數字化賦能，涵蓋電解槽工藝、陽極管理、火電廠配煤管理、通用電力優化等多個節能場景。這不僅有助于企業實現階段性節能減碳目標，也加快了企業和地區的綠色低碳進程。今年以來，關于工業互聯網和“雙碳”的政策頻頻出現。8月發布的《工業領域碳達峰實施方案》更明確提出，圍繞能源管理、節能降碳等典型場景，培育推廣標準化的“工業互聯網+綠色低碳”解決方案和工業APP，助力行業和區域綠色轉型。依托工業互聯網平臺實現綠色、低碳、集約發展，已成為制造業轉型升級的最佳選擇，尤其是高耗能行業。

▲ 百礦集團電解鋁生產基地數字化節能降碳解決方案的綜合診斷與建設。電解鋁是一個傳統的高耗能行業，每噸鋁液生產的電費占總成本的50%。據相關數據顯示，電解鋁行業年用電量超過5000億千瓦時，約占社會總用電量的6.8%，用電量巨大。去年8月，國家發展改革委發布的《關于完善電解鋁行業分級電價政策的通知》明確，電解鋁行業的分級電價是按照鋁液綜合交換用電量劃分的，分類標準為每噸13650千瓦時。每噸鋁用電量超過20千瓦時，每千瓦時將額外增加0.01元生產用電。如果小于20千瓦時，則按20千瓦時計算。根據這一分類標準，假設企業噸鋁用電量為13660千瓦時，雖然僅比分類標準高出10千瓦時，但生產用電成本也將每千瓦時增加0.01元，噸鋁用電成本將增加136.6元。如果企業年產能達到100萬噸，每年生產用電成本將增加近1.37億元。從2023年開始，這一分類標準將調整為每噸鋁綜合交流用電量13450千瓦時，到2025年進一步提高到13300千瓦時。彼時，面對分級電價的新政策，廣西鋁產業鏈重點企業百礦集團選擇“競速”，為行業節能降碳樹立標桿。與此同時，當明道和吉加工業互聯網平臺（以下簡稱“吉加平臺”）出現在智博會上時，百礦集團看到了解決問題的辦法。隨后，在廣西南寧舉行的“一帶一路”國際產業合作論壇和中國-東盟產業鏈供應鏈價值鏈一體化發展論壇上，雙方達成一致，簽署了鋁產業鏈產業互聯網平臺項目合同，廣東明道集團將基于Geega平臺對百礦集團鋁產業鏈進行智能數字化轉型。該項目的長期定位是基于廣西在國家“一帶一路”戰略中的區域優勢，實現中國-東盟制造業的智能升級。

▲ 去年9月，在“一帶一路”……

廣告“國際產業合作論壇”，廣域明道與百礦集團簽署了具體實施合同。廣域明道借助工業物聯網和大數據平臺，實現了設備系統的互聯互通和數據可視化s和設備，對百礦集團德寶基地進行了準確診斷，創建了一套數字化節能降碳解決方案，并開發了一批工業軟件，包括電解槽工藝自優化APP、電解槽修復管理APP、陽極管理APP、鋁生產管理APP，火電能效優化仿真APP和火電廠配煤管理APP。憑借該解決方案的賦能和智能化，以及配套的工業軟件，白礦德寶基地已實現年節煤2.39萬噸，節電6000萬千瓦時，減少二氧化碳排放10.7萬噸，節約資金7000多萬元。同時，整體管理效率提高了25%，設備效率提高了19%，人員效率也明顯提高。優化生產工藝、精準節能在百礦德寶基地電解鋁廠的數字化轉型中，能源和材料消耗是兩個關鍵的提升杠桿。其中，電解槽工藝與電能消耗密切相關。過去，由于材料質量的波動、不同工人的操作差異以及工藝調整思路的不一致，很容易導致電解槽條件不穩定，從而影響電流效率，導致功耗和生產損失增加。針對這些問題，廣域明道開發了一款電解槽工藝自優化應用程序，分析歷史電解槽控制數據，挖掘不同場景下不同參數的當前效率，利用統計和機器學習相關理論和方法，將行業知識和經驗沉淀為機理模型，指導生產，輔助決策，提高電流效率，降低功耗和成本。以電解槽的設定電壓和氟鹽的設定量為例，首先通過系統進行大數據分析，識別出兩者之間相關性較高的工藝參數。然后，基于不同場景下的電流效率數據樣本，使用線性回歸方法求解電流效率的最佳設定電壓和氟化鋁設定量，并進行數值驗證。最后，將其應用于生產實踐。

降低百礦集團電解鋁生產車間的用電量也是一項復雜的系統工程。除了優化電解槽工藝，廣域明道還配備了陽極管理APP、鋁生產管理APP、通用電源優化APP等工業軟件，覆蓋電解鋁生產的方方面面，系統實現能效優化。該批電力優化工業軟件應用后，百礦集團德寶基地電解鋁廠每年可實現節能效益3600萬元。同時，根據實施情況，預計德保基地將提前達到國家鋁噸相關用電標準，避免用電過度導致用電成本增加，實現經濟效益、社會效益、環境效益三豐收。數字仿真優化和精準降耗不僅對能源消費很重要，對實現綠色低碳發展也很重要。通常，為了保證生產，電解鋁生產基地都有自備火電廠，煤炭成本可占發電成本的70%左右，這是自備火電廠的主要消耗。廣域明道在百礦德保電廠數字化診斷的基礎上，創建了火電效率優化仿真應用程序。在收集設備運行參數的基礎上，對鍋爐和汽輪機進行了雙模擬，以計算不同運行參數下的消耗差異。在en……的基礎上……

環安全穩定運行，指導提高發電設備的運行效率，實施相關技術改造，從而提高發電設備效率，降低煤耗。

廣域明道為百礦德寶電廠開發的數字孿生系統考慮了煤炭成本、煤炭熱值匹配、市場供求變化等因素。火力發電廠通常使用配煤和燃燒來發電。如果能夠通過算法或模型建立最優的配煤計劃，也可以降低煤耗。作為回應，廣域明道推出了智能配煤應用程序，該應用程序結合煤炭熱值、含水量、含硫量和皮帶裝載速度等指標，對配煤質量進行大數據分析。它充分考慮了發電量、發電成本和鍋爐燃燒效率等因素，建立了配煤質量預測模型，并根據鍋爐試燒結果選擇最佳的配煤和燃燒方案，實現了煤炭經濟性和能源效率的優化。根據目前的實施情況，德保電廠通過火電效率優化模擬應用程序、智能配煤應用程序、煤炭協同管理應用程序等工業軟件，每年實現節煤效益約2400萬元。此外，在電解鋁廠，通過陽極管理應用程序，追溯陽極碳塊的全生命周期數據，形成陽極碳塊從進入到回收的數字化閉環管理，建立消耗預測模型，指導和優化換極操作，實現鋁陽極炭塊噸耗優化，年減排效益1500萬元。廣域明道在支持百礦集團在產業鏈和城市能源管理方面的綠色低碳轉型的同時，也在不斷拓展其在能源和雙碳管理方向的數字化賦能場景。廣域明道作為吉利工業互聯網平臺的總部，有著深厚的制造基因。其旗下的Geega平臺也于今年5月入選工信部跨行業、跨領域的工業互聯網平臺，成為首個源自汽車行業的國家“雙交叉”平臺。除了有色金屬，吉加平臺還在為能源、輕工、電子、汽車等行業賦能，覆蓋研發設計、運營管理、質量控制、節能減排等多個領域。在汽車行業，基于鋁產業鏈的碳排放管理，廣安明道打造了汽車全生命周期的碳排放標簽體系。以鋁輪轂和鋁板為例，該系統從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、煤炭、火力發電等各個方面實現了鋁全生命周期的碳排放跟蹤，幫助汽車公司做好雙碳管理，提高產品競爭力。在廣西百色市，廣安明道還開發了一個能源和雙碳公共管理平臺。基于Geega平臺的數字化能力，實現企業能耗設備的自動化數據采集和集中管理。通過掌握重點用能企業的準確能耗數據，實時診斷區域能源綜合利用效率，為政府合理配置能源、優化產業結構提供決策輔助，幫助百色實現產業數字化轉型，實現精準高效的“雙碳”管理。在“雙碳”目標下，節能減排是制造業企業的“必修課”。廣域明道還將繼續依托國家“雙交叉”工業互聯網平臺的力量，賦能制造業綠色低碳轉型和區域碳排放管理。

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