突破高碳困局：智能算法引领的工业园区零碳转型

一、行业背景

在全球碳中和目标与数字化转型双重浪潮下，园区作为产业集聚和能源消耗的重要载体，其能源系统的低碳化、智慧化改造已成为推动经济高质量发展的关键路径。本文将围绕安科瑞电气股份有限公司在园区能源改造领域的创新实践，从现状分析、技术路径、实施策略、效益评估和未来趋势五个维度，系统阐述如何通过"低碳转型·智慧驱动"实现园区能源系统的全面升级。

一、园区能源现状与低碳转型的迫切性

当前我国各类产业园区占全国GDP比重超过50%，同时也消耗了约60%的社会总能源，碳排放占比高达70%。传统园区能源系统普遍存在四大痛点：

能源结构高碳化：化石能源占比居高不下，某国家级经开区调研显示其煤炭消费仍占能源总量的58%，可再生能源利用率不足5%。

系统效率低下：输配电损耗平均达8-12%，远高于国际先进水平5%；用能设备平均能效比发达国家低15-20%。

管理方式粗放：超过70%的园区仍采用人工抄表、经验管理模式，缺乏实时监测和动态优化能力。

供需匹配失衡：峰谷差率普遍超过40%，调峰压力大，某汽车产业园因电力容量不足导致夏季被迫错峰生产，年损失产值超亿元。

安科瑞通过十余年深耕电力监控与能效管理领域，创新提出"双轮驱动"改造理念：一方面通过能源结构低碳化降低绝对排放量，另一方面通过系统运行智慧化提升能源效率，两者协同形成"1+1>2"的减排效果。实践表明，采用该模式的园区可在3-5年内实现单位产值能耗下降25-30%，碳排放强度降低40%以上。

二、智慧能源系统的核心技术路径

安科瑞智慧能源整体解决方案以"云-边-端"协同架构为基础，融合物联网、大数据、人工智能等数字技术，构建了六大核心技术模块：

1. 全息感知网络体系

部署智能电力传感器、ACR系列导轨式多功能电表等终端设备，实现电压、电流、功率、谐波等200余项电力参数的毫秒级采集，监测点密度较传统方案提升10倍，某生物医药园区的监测盲区从15%降至0.3%。

2. 数字孪生能源模型

基于BIM+GIS构建园区三维能源数字孪生体，集成电气、暖通、给排水等多专业系统数据，通过实时仿真算法预测未来24小时负荷曲线，准确率达92%以上，助力某数据中心园区将备用电源配置容量从2N优化至1.5N，节省初期投资800万元。

3. 多能协同优化平台

突破传统"烟囱式"能源管理模式，开发支持电、热、冷、气、氢等多能流耦合的综合能量管理系统(IEMS)，在某装备制造园区实现光伏发电、储能系统、冰蓄冷空调的联动控制，可再生能源消纳率提升至98%。

4. 碳能协同管控机制

创新建立"碳能双控"指标体系，开发碳排放在线监测模块，实时追踪各环节的Scope1、Scope2排放数据，为某化工园区提供从碳盘查、减排路径规划到碳资产管理的全链条服务，年减排CO₂约12万吨。

5. 智能运维决策系统

应用机器学习算法分析设备运行数据，提前14天预测变压器、断路器等关键设备故障风险，某科技园的突发停电事故从年均5次降至零，运维成本降低40%。

6. 柔性负荷聚合调控

通过虚拟电厂技术整合园区内可调节负荷（如空调、照明、生产线），形成总容量达15MW的柔性资源池，参与电力需求响应，某产业园2024年通过调峰辅助服务获得收益超200万元。

三、分阶段实施策略与关键成功要素

基于30余个标杆项目的实践经验，安科瑞总结出园区能源改造的"三步走"实施路径：

第一阶段：诊断规划

开展能源审计与数字化水平评估，使用专业仪器进行为期1个月的负荷普查

编制《低碳智慧园区建设专项规划》，明确分年度实施目标

某电子产业园通过此阶段发现空压机系统能耗占比达35%，为后续改造重点

第二阶段：系统建设

硬件改造

：优先实施见效快的项目，如LED照明更换（节电率60%）、高效电机替代（节电率15-20%）

平台部署

：安装电力监控系统、能效管理平台等基础数字化设施

试点示范

：选择1-2个典型建筑或车间作为智慧能源应用示范单元

第三阶段：深化应用（持续优化）

扩展分布式能源接入，如屋顶光伏、储能电站

开发高级应用功能：需求响应、碳资产管理、电力交易等

建立PDCA持续改进机制，某经开区通过3年迭代使能源成本占比从7.2%降至4.8%

关键成功要素包括：获得园区管委会顶层支持；组建跨专业的联合实施团队；选择具有扩展性的技术平台；建立与节能减排效益挂钩的激励机制。特别需要注意的是，改造过程中应保留传统系统的应急备用通道，确保能源供应安全。

四、综合效益评估体系

安科瑞建立了一套涵盖经济、环境、社会三个维度的全口径效益评估模型：

经济效益

直接节能收益：某纺织园年节电380万度，节省电费300万元

容量优化收益：通过精准负荷预测减少变压器扩容投资2000万元

政策补贴收益：申报绿色制造、智能光伏等专项补贴累计850万元

碳资产收益：开发CCER项目预期年收益约50万元

环境效益

碳排放：单位面积年排放量从45kgCO₂/m²降至28kgCO₂/m²

污染物：SO₂排放减少65%，NOx减少48%

绿色能源占比：从3%提升至35%

社会效益

企业形象：获得"绿色工厂""零碳园区"等认证，品牌价值提升

产业集聚：吸引5家新能源产业链企业入驻，形成产业集群效应

就业创造：新增能源管理、碳资产管理等岗位30余个

值得注意的是，智慧能源系统的建设通常能在3-4年内通过节能收益收回投资，而系统寿命周期可达10-15年，长期经济性显著。某高新区计算显示，其1.2亿元的改造投入在生命周期内将产生约5.8亿元的综合收益。

五、用户侧能效解决方案

六、未来发展趋势与创新方向

随着"双碳"目标深入推进和数字技术持续突破，园区能源改造将呈现以下发展趋势：

技术融合加速：数字孪生、区块链、5G等技术与能源系统深度融合，某未来园区试点"元宇宙能源调度中心"，实现跨物理空间的协同优化。

标准体系完善：安科瑞参与编制的《智慧园区能源管理系统技术规范》等5项团体标准将于2025年发布，填补行业空白。

商业模式创新：能源托管、合同碳管理等新型服务模式普及，某园区采用EMC模式引入社会资本，实现"零投资"改造。

跨界生态构建：形成"电网企业+数字化服务商+用能主体"的能源生态圈，安科瑞联合光伏厂商、储能企业等组建产业联盟。

政策支持加码：预计2025年起将实施园区碳排放限额管理，倒逼改造提速，同时绿色金融产品如碳减排支持工具将提供更多资金支持。

安科瑞将持续聚焦三大创新方向：开发面向新型电力系统的园区级**"光储直柔"技术体系；研究基于AI的能源预测与调度算法**，将可再生能源预测准确率提升至95%以上；构建覆盖全国园区的能源大数据平台，为政府决策提供支撑。

七、结语

园区能源的低碳化、智慧化改造是一项系统工程，需要技术创新、管理变革与商业模式创新的协同推进。安科瑞提出的"低碳转型·智慧驱动"解决方案，通过构建"全面感知、智能决策、协同优化"的智慧能源体系，正在帮助越来越多的园区实现能源系统质的飞跃。展望未来，随着技术进步和生态完善，园区将成为践行"双碳"战略的主战场和展示数字中国建设成果的重要窗口，为全球可持续发展贡献中国方案。

审核编辑 黄宇