【数字化转型】可视、可管、可推演!51WORLD数字孪生技术全面赋能零碳园区建设

Meta小元 关注 4

实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会变革,在十四五规划的“双碳”目标下,中国已经正式迈入“碳中和元年”,与此同时,数字化转型已经成为国家战略,一轮以创新引领的清洁能源革命已经开始。

 

截至2020年,我国各类产业园区数量已超2.5万个,对国家的经济贡献超过35%,园区碳排放量达全国碳排放总量的31%,零碳园区建设已成为落实精准减排,实现碳达峰、碳中和的工作重点。如今,数字化技术正进一步在各个领域成为实现“双碳”目标的助推器。

 

51WORLD以数字孪生技术为核心,以数字化场景、孪生化呈现、智慧化模拟、精准化决策为路径,为双碳计划实施中的五大环节“碳排查、碳规划、碳建设、碳优化、碳交易”提供网络化、数字化、智能化的技术赋能。

--数字技术站稳“双碳”计划C位--

 

为了更好的利用数字技术为“双碳”路径赋能,51WORLD根据不同技术的能力特点,梳理出了「数字技术助力双碳思路框架图」

从框架图中可以看出,数字技术赋能“双碳”的具体路径可以分为:数据摸底、情景预测、明确路径、实施调整四大流程,在此过程中,数字孪生、5G、大数据、人工智能等技术都发挥了重要作用。

 

其中,5G和物联网技术在碳排放数据的监测、统计、核算、核查环节起到了数据的采集和传输作用,而且在具体落地环节还提供了通信基础和感知控制能力。人工智能和区块链技术则支撑了节能减排行动的趋势分析和双碳战略落地的决策优化。

 

数字孪生、大数据和云计算在赋能双碳战略实施中是密不可分的,这三大技术能力在数据摸底、情景预测、实施调整四个阶段都起到了重要作用,也是所有新技术中参与双碳目标实现程度最深的。

 

毋庸置疑的是,数字技术正在推进经济社会向低碳化、绿色化方向转型,数字技术和人工智能与传统产业结合,产生智慧能源、智慧农业、智能制造、智慧交通、智慧医疗、智慧城市等新的产业业态在创造新价值的同时,有效整合各种要素资源,实现要素精准投入、生产过程精准控制、供需高效匹配,在节能降耗、提升效率和循环利用等方面都起到关键作用。

--数字孪生全面赋能双碳计划--

不同数字技术在整体双碳战略里起到的作用当然也有所不同,而数字孪生作为数字化转型的关键技术,这时候当仁不让成为了“主力军”。

 

为实现双碳实施路径中的碳排查、碳规划、碳建设、碳优化、碳交易五大环节,51WORLD以数字孪生技术为核心,以数字化场景、孪生化呈现、智慧化模拟、精准化决策为路径,赋能双碳建设,还构建了“零碳方舟DTARK”全域双碳智慧管理应用系统。

碳排查——摸清“碳家底”

无论是城市、园区、建筑还是企业,推进“碳达峰、碳中和”双碳建设的第一步都是摸清“碳家底”,开展碳排放数据的盘查,实施碳排放数据监测、统计、核算、核查,认真分析碳排放来源,确定工作重点。

 

“零碳方舟DTARK”就是个不折不扣的“摸排小能手”。

 

基于数字孪生场景呈现的全真物理世界,“零碳方舟DTARK”系统能够将全域空间中各类碳源排放监测数据与时空模型数据相融合,实现碳排数据在时空维度上的搜索与计算,同时,还能围绕不同业态、不同碳源等维度深度剖析,形成区域“碳画像”、“碳分布”、“碳足迹”等多种数据全景图,帮助城市、园区或建筑的运营管理者直观掌握空间全域的碳排放态势。

  • 碳画像:采用数字孪生的数据融合技术,按不同业态、不同碳源等维度深度剖析,并实时生成三维可视化的区域碳总览画像、业态碳画像、建筑碳画像、碳源分类画像等。

  • 碳分布:采用数据可视化技术,以碳源热力图形式,直观呈现全域内碳排放强度分布和碳源构成,对碳排放大户,进行重点管控,确定降碳目标,提高降碳效率。

  • 碳核算:基于三维空间模型的灵活交互能力,在数字场景中实时框选特定区域,可即时计算出该区域内的碳排放总量和碳源构成,实现高效化的碳排放追踪监测。

  • 碳足迹:针对区域内的企业、区域/城市、特定产业/部门等不同尺度进行碳足迹评估,以数据流量图等形式呈现,帮助园区或企业管理者便捷分析和识别重点碳排放环节,实现碳排措施的精准决策。

  • 碳预警:针对区域内的企业、建筑、特定业态或产业等对象设置碳排阈值,当实时累积的碳排放量超标时可智能预警,实现更为高效和细粒度的碳管理。

 

这五大碳排查每一步都是摸清“碳家底”的关键步骤,有了这些基础才能有效实施碳排放数据监测、统计、核算、核查,认真分析碳排放来源,确定减碳工作重点。

碳规划——减碳路径推演

摸清了“碳家底”,下一步就是该根据碳排放现状和目标规划减碳方法了。

 

这时候,“零碳方舟DTARK”系统的优势就充分发挥出来了,它能够进行多维动态模拟研判,动态演绎碳达峰、碳中和路径

系统以数字孪生技术的情景仿真优势为基础,结合专业的能源规划仿真平台,可在三维数字时空模型中自主构建多种减碳方案,包括绿色能源规划推演、节能设施规划推演、生态固碳规划推演和双碳规划综合推演

 

  • 绿色能源规划推演:能源结构的绿色升级是实现碳达峰与碳中和的关键手段。数字孪生构建的三维数字时空模型可自主设置光伏、风电等绿色能源的布局规划,结合风光资源历史数据,仿真计算出绿色能源的建设成本、发电总量和降碳效果,实时展示出双碳曲线的演变趋势,为区域管理者的绿能建设与投资提供智能化的决策支撑。

  • 节能设施规划推演:各类设施的电气化、节能化改造也是推进双碳落地的重要措施。如生产过程中的制冷系统、照明系统、空压系统,建筑运营中的暖通设备、热泵设备,以及园区运营中的污水处理设施等,都可以实施节能改造或升级替换。基于数字孪生技术,可在虚拟同步的三维数字空间中,便捷的模拟实施设备设施升级改造,并实时计算出升级后的碳减排数据,帮助管理者智能评估决策收益与风险。

  • 生态固碳规划推演:对于区域面积较大的新城新区,也可以借助农林湖草等自然资源来吸收碳排放,促进碳中和。在三维数字场景中,动态框选可建设绿地和森林的地块,可实时计算出不同绿植种类和不同建设面积下的固碳数据,并分析对区域碳达峰和碳中和的趋势影响,为城市级减碳规划提供高效便捷的量化数据参考。

  • 双碳规划综合推演:在能源的生产端和消费端有多种措施和方案可以助力双碳目标的实现,如零碳能源布局、节能减排、生态固碳、交通减碳、工业脱碳等。为帮助管理者更好的选择减排路线和制定时间表,以及科学、全面地制定考核指标,“零碳方舟”系统基于数字孪生技术所构建的虚拟空间,可以灵活的组合多个减碳方案进行模拟计算,并以三维可视化方式预演出组合方案实施过程和碳中和路径推演

碳建设——绿色能源高效运控

实施零碳能源布局后,运营管理者需要对可用清洁能源进行精确预测,尽量降低波动性对区域微电网的影响,同时优化设施运维、降低成本


例如,对于分布式光伏电站或风电电站,基于物联网、大数据、数字孪生等数字技术实现可视化的智能运营与管控,提供设备远程监测、故障运维、发电预测、智能调度等服务,帮助运营管理者合理降低运维成本,带来长期收益。

碳优化——节能降碳智能决策

 

数字技术通过网络化、数字化、智能化的技术手段用数据逻辑赋能工业智能化绿色制造和能源管理,赋能建筑全生命周期降低能耗,促进交通提升运输组织效率,加速双碳目标的实现。

 

01 赋能生产制造和企业管控

生产制造环节,智能化过程控制基于动态流程模拟仿真技术,结合当前原料成分、生产工况等信息,对化工装置工艺参数进行动态优化,给出操作优化建议,或直接将工艺动态仿真模拟系统与 APC(先进过程控制)系统打通,开展从读取数据、优化计算到控制调整的全自动闭环优化控制,减少生产过程中的能耗物耗

企业一体化管控,基于企业级工业互联网平台加强生产与业务的协同,实现企业内资源调度优化,提高资源利用效率,从而减少碳排放,减少资源调度不合理导致的内部消耗。

02 助力建筑全生命周期碳减排

 

数字技术促进建筑领域碳减排的着力点主要在于节能设计、运行阶段的能效提升和构建“光储直柔”建筑

 

虽然建筑设计施工阶段的碳排放占比小,但建筑的绿色低碳很多是在设计阶段决定的

 

在建筑运行阶段其核心是绿色建筑和智慧建筑融合, 通过智能控制、数据采集、统计计量等手段,运用云计算和人工智能分析数据,将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,营造科技与人性化为一体的建筑生态,实现建筑内部能源资源利用最优。

 

构建集屋顶光伏发电-建筑储电-直流电系统-柔性供电用电模式的“光储直柔”建筑,是指利用城乡建筑的屋顶空间安装分布式光伏,在建筑内设置分布式蓄电,将建筑内部供电系统由目前的交流变为直流,建筑从能源系统的使用者,转变为能源系统的生产者、使用者和储存调控者,从而更有效生产和消纳风电和光电。


“光储直柔”建筑配电模式,其中“柔”是最终目的,数字技术能够赋能建筑柔性用电,使建筑用电由目前的刚性负载转变为柔性负载,有效消纳建筑自身的光伏和远方风电光电,实现建筑零碳电力运行。

 

04 助力建设绿色智慧交通体系

 

降低交通运输出行领域碳排放涉及到全产业链条,通过大数据、车联网等技术进行资源配置的优化和决策,能助力构建更为灵活、高效、经济和环境友好的智慧绿色交通体系。

 

车辆的智能化、出行结构的优化、出行效率的提升、电动汽车的充放电优化、新能源汽车与可再生能源协同,都是是数字技术促进交通领域碳减排的核心着力点。

 

车联网可优化公共交通服务水平,有效提升车辆使用率、共享率,改善出行习惯,构建绿色出行体系,实现综合碳减排。

 

 

碳交易——资产实时管控

碳交易是数字孪生赋能双碳的最后一个重要环节,也是保证双碳计划“绿色无污染”的关键。

 

对于重点用能企业,搭建数字化能耗在线监测系统或能源管理中心,可以实现企业生产全过程和经营管理全范围能耗和碳排放、产品碳足迹数字化管理,有针对性地对高碳排放环节进行节能减排改进。

 

此外,全数字化的管理方式将显著减少在数据存储分析过程中出现人为错误的可能性,大大提升碳排放管理的安全性、可靠性以及评估审核的效率,帮助企业建立高效可信的碳资产管理体系。

 

数字技术能够赋能碳市场碳交易高效运转,未来碳市场具有多主体、多模式和多规则的特点,对碳市场交易透明性、实时性和数据安全性都提出了需求与挑战。结合区块链的“去中心化、透明安全、不可篡改、信息可溯”的技术特征,可以为碳市场建设提供具体实施手段,实现碳市场的安全可信交易与高效结算,完善碳交易流程和自动化业务处理。

51WORLD深度应用数字孪生技术对复杂经济社会事务的变化发展进行多维动态模拟研判,动态演绎碳达峰、碳中和路径,提高管理者对所辖区域碳减排的管理、监督和预测预警等决策应对能力,为区域双碳目标实现提供有力支撑。

 

在数字产业化浪潮下,利用数据进一步提升效率、降低成本成为技术演进的必然趋势,数字化技术与各个领域的紧密结合,在创造新价值的同时有效整合各种要素资源,实现要素精准投入、生产过程精准控制、供需高效匹配,在节能降耗和节约资源方面起到关键作用。

 

利用数字孪生技术,可以更好的帮助城市建立精细化管理平台,对城市内人口聚集的碳排放集中区域进行监管和治理,从源头实现节能减碳。

 

未来,51WORLD将以极具开放性的数字孪生核心能力探索智慧园区的零碳升级,与更多合作伙伴一起,建设更高效、更安全、更智慧的零碳园区、零碳城市,助力双碳目标早日实现。

您愿意向朋友推荐 ‘社区博客’ 吗?
强烈不推荐 不推荐 无所谓 推荐 强烈推荐
感谢您的反馈,谢谢!
阅读 40293 本作品系原创,转载请联系作者授权
赞 0 收藏
全部评论({{commentCount}}条评论)
得票数 最新

暂无数据