“看得見”的碳排放

文／竇 豆 吳 錚 陳偉偉

金陵石化自主研發(fā)碳排放監(jiān)控信息系統(tǒng)，讓碳排放管理更加科學(xué)。

10月8日一大早，中國(guó)石化金陵石化技術(shù)質(zhì)量部負(fù)責(zé)人打開電腦，點(diǎn)擊“碳排放監(jiān)控”，屏幕左邊上下立即顯現(xiàn)出不同顏色的柱狀圖，右邊漂浮著一片大小不一的圓泡泡，看起來像兒童游戲的頁面。

這可不是游戲！這是金陵石化自主研發(fā)的企業(yè)碳排放監(jiān)控信息系統(tǒng)，在中國(guó)石化集團(tuán)和國(guó)內(nèi)石化行業(yè)首建、首用。這個(gè)新系統(tǒng)的神奇之處在于，它能讓企業(yè)70多套裝置的碳排放量“看得見”。

在左側(cè)柱狀圖中，藍(lán)色的是能源消耗排放量對(duì)比圖，綠色的是煉油化工熱電板塊實(shí)時(shí)碳排放量。右側(cè)的一個(gè)個(gè)泡泡是公司9個(gè)運(yùn)行部和一個(gè)工廠70多套裝置的實(shí)時(shí)碳排放量。點(diǎn)開一個(gè)大泡泡，馬上就會(huì)顯示化工一部水煤漿裝置目前的碳排放量。

4大類20多個(gè)小類

每天特別關(guān)心碳排放監(jiān)控系統(tǒng)的，還有信息化與計(jì)量中心主任楊超。在了解了公司關(guān)于加強(qiáng)碳排放管理的需求后，他主動(dòng)請(qǐng)戰(zhàn)，精心謀劃系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)，帶領(lǐng)信息化與計(jì)量中心技術(shù)骨干和技術(shù)質(zhì)量部等部門用戶一道投入到緊張的工作中。這個(gè)新系統(tǒng)就是他所在的中心創(chuàng)新攻關(guān)的杰作。

該系統(tǒng)分裝置實(shí)時(shí)碳排放、裝置累計(jì)碳排放、企業(yè)實(shí)時(shí)碳排放、企業(yè)累計(jì)碳排放四大模塊。根據(jù)生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)際碳排放量，采用圖形化方式實(shí)時(shí)反映企業(yè)每時(shí)、每日、每月、每年的碳排放。楊超告訴記者：“系統(tǒng)開發(fā)緊密結(jié)合管理的實(shí)際需求，發(fā)生碳排放超標(biāo)或生產(chǎn)突然發(fā)生很大變化時(shí)，信息系統(tǒng)會(huì)通過短信、郵件自動(dòng)提醒相關(guān)人員立即處理。”

作為石化行業(yè)的重點(diǎn)企業(yè)和碳排放“大戶”，金陵石化認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記生態(tài)文明思想，結(jié)合企業(yè)實(shí)際制定了企業(yè)“雙碳”行動(dòng)方案和減碳目標(biāo)。

公司信息化與計(jì)量中心專家熊正鳳按照“數(shù)據(jù)+平臺(tái)+應(yīng)用”模式，在無參考先例情況下查閱各種碳排放測(cè)算方面的資料，帶隊(duì)深入基層對(duì)接調(diào)研，制定出多套系統(tǒng)建設(shè)方案，實(shí)時(shí)掌握企業(yè)各生產(chǎn)單位和裝置的碳排放情況，在排放超標(biāo)時(shí)可以及時(shí)處置，提高了企業(yè)的碳排放管理效率。

該系統(tǒng)整合了生產(chǎn)執(zhí)行（MES）、能源監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及實(shí)驗(yàn)室信息管理（LIMS）等多個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建起碳排放測(cè)算模型，實(shí)現(xiàn)了70多套裝置碳排放的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)企業(yè)固定、制程、間接、逸散4大類20多個(gè)小類碳排放量指標(biāo)實(shí)時(shí)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理用能，降低能源消耗和碳排放，以信息化手段助力實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”。

兩種計(jì)算模型

企業(yè)碳排放其實(shí)看不見、摸不著，但金陵石化公司專業(yè)技術(shù)人員反復(fù)研究計(jì)算方法、算法模型、數(shù)據(jù)處理方式，找到了各類排放因子參數(shù)，探索出了兩種計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了碳排放瞬時(shí)、日累計(jì)量的計(jì)算和分析。

首先，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，參照二氧化碳原始排放因子等參數(shù)，并結(jié)合企業(yè)自備電廠供熱標(biāo)煤耗和供電標(biāo)煤耗，考慮煤制氫的煤渣碳含量和原料煤含量等，對(duì)排放因子及排放數(shù)量的核算方法和過程進(jìn)行集成，創(chuàng)立了各能源介質(zhì)的碳排放折算模型。然后，基于統(tǒng)一的能源介質(zhì)碳排放模型建立企業(yè)整體、生產(chǎn)裝置兩種口徑的碳排放計(jì)算模型。兩種模型相互補(bǔ)充，確保計(jì)算得出的碳排放量準(zhǔn)確。

生產(chǎn)裝置口徑碳排放計(jì)算模型根據(jù)各裝置消耗的電、蒸汽、燃料氣等進(jìn)行各裝置碳排放量的瞬時(shí)、日累計(jì)量的計(jì)算和分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各運(yùn)行部、各板塊和全公司的匯總分析。最后，集成公司MES系統(tǒng)的能源平衡量、能源監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)能耗、LIMS的化驗(yàn)分析、企業(yè)自備電廠線下日?qǐng)?bào)表等活動(dòng)數(shù)據(jù)，利用模型計(jì)算出各排放源、區(qū)域整體口徑、生產(chǎn)裝置口徑的二氧化碳排放量。

面對(duì)海量、繁雜的數(shù)據(jù)，攻關(guān)組成員與碳排放管理員王麗深入現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接，一項(xiàng)一項(xiàng)核對(duì)沖銷扣減的邏輯關(guān)系，分析企業(yè)煉油板塊、化工板塊、自備電廠之間的互供和沖銷扣減關(guān)系，逐一核實(shí)區(qū)域每套裝置、各運(yùn)行部、各板塊的能源消耗數(shù)據(jù)來源，反復(fù)修改各種排放源的排放因子計(jì)算規(guī)則，完善了催化燒焦、重整催化劑燒焦、煤渣量、火炬氣、酸性氣碳含量等20余種能源介質(zhì)碳排放折算模型，設(shè)計(jì)了不同口徑碳排放計(jì)算扣減、數(shù)據(jù)接口、抓取及處理的程序，實(shí)現(xiàn)了碳排放實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)以及構(gòu)成分析的自動(dòng)化呈現(xiàn)，排放數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率達(dá)到95%以上，確保了企業(yè)碳排放的“看得見”。

碳排放管理更加科學(xué)

為了使企業(yè)整體口徑的碳排放計(jì)算更加準(zhǔn)確，技術(shù)人員不斷優(yōu)化能源介質(zhì)碳排放計(jì)算模型，在制程排放的大類中新增酸性氣、火炬氣異常排放等排放源的排放量計(jì)算，使碳排放量指標(biāo)計(jì)算更加全面、準(zhǔn)確。

●金陵石化專家熊正鳳檢查碳排放實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況。攝影/張 興 陳偉偉

隨著碳排放計(jì)算模型的完善，數(shù)據(jù)涉及的領(lǐng)域也越來越廣，系統(tǒng)不斷增加數(shù)據(jù)接口，在整合已有的MES、能源監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及LIMS等系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加外購電量、煤炭消耗等數(shù)據(jù)采集接口，并完善數(shù)據(jù)自校驗(yàn)?zāi)Ｐ?。根?jù)能源消耗偏差量，系統(tǒng)自動(dòng)判斷碳排放數(shù)據(jù)的合理性，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除、自動(dòng)校正。同時(shí)，為確保月度、年度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，在每日數(shù)據(jù)匯總累計(jì)得到月數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)公司校正后的月報(bào)數(shù)據(jù)，修正匯總的月度、年度數(shù)據(jù)確保碳排放數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

完善系統(tǒng)展示、分析模塊，提高決策的客觀性、科學(xué)性。該系統(tǒng)創(chuàng)新性采用圓泡泡圖等形式，直觀地展示公司各運(yùn)行部、各大類碳排放量，改變了通過柱狀圖、餅狀圖、表格等展示形式。用戶可以通過友好的界面，全方位、全過程監(jiān)控公司各大類、各板塊、各運(yùn)行部、各生產(chǎn)裝置的碳排放量。同時(shí)，系統(tǒng)采用多級(jí)鉆取、多維分析等方法，從不同碳排放管理的思路進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。管理用戶可以通過比較不同口徑間的計(jì)算結(jié)果差異，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理用能，進(jìn)行鉆取分析，查找偏差原因，并通過指令通知運(yùn)行部調(diào)整控制參數(shù)，制定執(zhí)行新的能源優(yōu)化方案，改變了以往因數(shù)據(jù)無法及時(shí)完整統(tǒng)計(jì)分析，管理者只能通過看報(bào)表、憑經(jīng)驗(yàn)下決策的做法，保證了分析的準(zhǔn)確性和有效性。