雙碳目標下能耗在線監測系統的應用優化與發展路徑

安科瑞 劉邁

　　摘要：能耗在線監測系統作為達成 “雙碳” 目標的關鍵支撐手段，本文在深入剖析福建省重點用能單位能耗在線監測系統應用實效與現存問題的基礎上，精準錨定雙碳目標下該系統的優化應用方向與創新發展路徑，旨在quan方位提升能源利用效率，深度賦能工業領域綠色低碳轉型，為實現 “雙碳” 愿景提供堅實的數據基石與技術保障。

　　關鍵詞：雙碳目標；能耗在線監測系統；應用優化；能效提升

　　一、引言

　　“十四五” 時期，碳達峰、碳中和目標為中國經濟社會綠色轉型擘畫明晰路徑，強化重點用能單位能耗管控、提升能源利用效率成為實現雙碳目標的核心與關鍵。能耗在線監測系統建設作為黨中央、國務院推進生態文明建設的關鍵部署，在節能減排制度體系與監測能力建設中占據重要地位，對能源消耗的精細化監測與科學管理提出更高要求。政府主管部門依托該系統，可對重點用能企業能耗指標實施動態、集中監測與精準管理，推動管理決策從粗放定性邁向精準定量，有力助推工業領域 “雙碳” 目標實現；企業借助接入端系統，能夠實時、精確監測自身能源消耗與碳排放狀況，為能耗統計、能效對標、節能診斷、能碳跟蹤及數智化管理筑牢可靠數據根基，全面賦能企業綠色低碳發展。本文聚焦福建省能耗在線監測系統實踐，深度挖掘應用成效與問題，系統探索雙碳目標下系統的優化升級策略與創新應用范式，全力推動工業領域綠色轉型與可持續發展邁向新高度。

　　二、雙碳目標與能耗在線監測系統：核心要義與關鍵架構

　　2.1 “雙碳” 目標：挑戰剖析與路徑抉擇

　　碳排放受經濟增長、產業結構、能源結構、技術創新等多元因素交互影響，根源在于對化石能源的深度依賴。當前我國工業領域化石能源占比居高不下，削減碳排放的關鍵在于降低能源活動的碳排放強度，根本路徑在于加速能源結構轉型，大力推進清潔能源與電能替代，che底擺脫化石能源桎梏，從源頭上遏制碳排放；同時，充分發揮數智化能源管理優勢，推廣先進用能與智能控制技術，提升重點用能行業能效水平，quan方位推動工業節能降耗。節能與綠能替代構成實現 “雙碳” 目標的核心路徑，兼具顯著成效與成本效益優勢。

　　2.2 碳監測技術：計量體系與監測方法

　　碳中和旨在實現溫室氣體排放與吸收的動態平衡，碳計量與碳監測成為實現碳達峰、碳中和的核心技術手段，當前主要涵蓋碳計量與實測法（CEMS）兩大類別。現階段，排放因子法仍是我國碳排放核算的主導方法，因其碳排放計量測試技術與連續在線監測計量體系尚處發展階段。重點企業二氧化碳排放主要源于能源活動與工業過程，鑒于各類能源與物料計量技術的成熟可靠性，通過精準、實時獲取企業能源消耗數據，即可精準核算企業碳排放水平，為碳排放管控提供關鍵數據支撐。

　　2.3 能耗在線監測系統：架構、功能與價值

　　能耗在線監測系統基于互聯網與物聯網融合技術，構建實時、動態的能源監測網絡，精準記錄與監測重點用能單位能源消耗全流程數據，深度洞察重點行業、企業、工序及設備的能源運行態勢與消耗規律。自 2017 年國家發改委與市場監管總局聯合推動全國建設以來，該系統實現節能主管部門與相關部門對企業能源消耗的實時跟蹤與信息共享，為能源與節能宏觀決策提供關鍵數據依據；同時，助力企業信息化升級，推動能源管理數字化、網絡化、可視化轉型，構建科學完善的能源管理體系，顯著提升能源精細化管理效能，精準定位并解決能源浪費痛點，降低能源消耗強度，提升能源利用效率，有效削減企業碳排放，成為推動工業領域綠色低碳發展的關鍵基礎設施與核心技術平臺。

　　三、能耗在線監測系統：應用現狀洞察與問題深度診斷

　　福建省重點用能單位能耗在線監測系統于 2018 年啟動建設，已成功接入全省超 960 家重點用能企業，能源消費監測覆蓋全省規上工業企業能源消費總量 90% 以上，實現全能源品種監測，為碳統計核算構筑堅實數據基礎。系統融合物聯網、云平臺、大數據等前沿技術，打造涵蓋能耗監測、能效對標、節能管理、建模預測等多功能模塊的綜合性平臺，構建 “全省工業能源消費管理大數據平臺”，多維集成節能監察、診斷、審查、綠色制造及能源利用狀況報告等全流程信息，繪制重點用能企業節能綠色全景畫像，有力支撐全省能源管理與決策。

　　然而，伴隨國家能源政策從能耗 “雙控” 向碳排放 “雙控” 深度轉型，現有能耗在線監測系統在支撐 “雙碳” 戰略實施層面顯露出若干短板與挑戰：

　　3.1 數據采集：范疇局限與結構失衡

　　現行能耗在線監測系統數據源聚焦企業法人邊界全能源品種數據采集，忽視過程排放物料數據收集；對可再生能源消費與原料用能數據采集缺乏精細化區分與單獨統計，導致能耗數據與溫室氣體排放總量數據換算鏈路斷裂，無法滿足碳排放雙控管理對數據全面性、精準性與結構性的嚴苛要求，數據基礎薄弱制約碳排放核算與管控效能提升。

　　3.2 能效監測：標準缺失與規范滯后

　　能耗在線監測系統作為物聯網架構下的能源數據采集與分析系統，雖國家已發布系列建設標準，但行業數據采集指南覆蓋廣度與深度不足，僅涉及三個行業，且能效監測管理相關規范缺位，致使重點耗能行業在能效數據采集、編碼與計算方法上缺乏統一標準約束，系統在能效對標、關鍵工序與裝置節能增效等核心應用場景支撐乏力，難以有效引導企業能效提升與節能改造實踐。

　　3.3 數據質量：保障困境與監管難題

　　數據質量是能耗在線監測系統的生命線，精準、可靠的能源消耗數據是碳排放雙控管理與科學決策的基石。但在大規模物聯網系統架構下，涉及海量計量器具、通信設備與端設備，數據質量受設備精度、通信穩定性、環境干擾等多元因素影響，工業企業數據質量保障面臨技術與管理瓶頸，主管部門監管覆蓋范圍與力度受限，維護成本高昂，數據質量波動削弱系統決策支撐能力與應用價值。

　　四、雙碳目標下能耗在線監測系統：創新應用方向與策略優化路徑

　　在國家能源政策深度轉型與 “雙碳” 目標剛性約束下，能耗在線監測系統應用價值凸顯，亟需優化升級以契合新時代碳排放管控需求：

　　4.1 數據采集：邊界拓展與深度挖掘

　　聚焦水泥、陶瓷、玻璃、化纖等高能耗行業，制定精細化數據采集指南，深度挖掘現有接入端設備潛力，全面接入可再生能源、原料用能與過程排放物料數據，統一上傳編碼與采集邊界規范，在省級系統構建工序級、設備級能耗與能效對標分析模型，充分發揮系統數據集聚優勢，橫向對比企業能效與排放強度，精準引導企業能效提升與節能減排實踐，以 “工業互聯網 +” 模式賦能企業綠色低碳轉型，深度削減碳排放。

　　4.2 數據質量：保障強化與智能升級

　　將數據質量保障貫穿于計量器具選型校準、數據傳輸穩定、端設備可靠運行與應用系統持續優化全流程，轉化為規范化運維管理要求，指導企業強化接入端系統建設與運維能力。省級平臺引入智能化數據質量跟蹤預警系統，運用大數據分析與人工智能算法深度挖掘數據偏差根源，迭代優化數據質量；同時，完善數據質量評價標準體系，構建全生命周期數據質量管理機制，從源頭筑牢數據質量根基，引入智能化管理模式，借助人工智能、大數據技術構建數據跟蹤與預警模型，打造高效交互功能模塊，提升數據質量監管自動化、智能化水平，強化系統穩定性與可靠性，為重點用能企業提供精準能源監控與管理服務，提升生產效率與經濟效益，為碳排放雙控提供堅實數據質量保障。

　　4.3 功能應用：價值釋放與生態拓展

　　以企業需求為導向，強化能耗在線監測系統應用價值創造與釋放，引導企業從被動接入向主動應用轉變。企業端系統建設注重功能實用性與拓展性，從源頭把控數據質量，省級匯聚系統引入大模型技術深度挖掘歷史能源消費數據價值，構建能耗預測、多能互補調度等智能應用模塊，完善能源消耗與節能成效臺賬，融合制造與能源數據創新應用，宏觀層面提升能源利用效率與碳排放管控水平。逐步拓展系統功能邊界，從能耗監測向碳排放分析核算、碳達峰評估預測、碳項目與碳資產管理等領域延伸，激活能耗數據要素潛能，助力企業精準節能降碳，構建全鏈條、全生命周期的能源與碳排放管理生態體系，推動工業領域綠色低碳發展邁向縱深。

　　五、安科瑞企業能源管控系統：架構、功能與應用場景

　　安科瑞企業能源管控系統集成自動化、信息化技術與集中管理模式，對企業生產、輸配、消耗各環節能源實施扁平化動態監控與數字化管理，全面監測電、水、燃氣、蒸汽、壓縮空氣等多元能源消耗態勢。通過深度數據分析、挖掘與趨勢預測，為企業提供能源管理服務：涵蓋能耗統計分析、同環比評估、能源成本核算、碳排量化分析等功能模塊，精準洞察能源需求、利用效率、單耗指標、工序能耗及設備能效表現，為企業能源管理優化、節能潛力挖掘、節能項目評估提供精準數據支撐與決策依據，賦能企業能源管理數字化轉型與綠色低碳發展。

　　5.1 應用場所：多元場景全覆蓋

　　廣泛應用于鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業、木材、工業園區、醫院、學校、酒店、寫字樓及離散制造業等多元行業與場景，適配不同行業能源管理需求與業務流程特點，為各領域企業能源管理升級與雙碳目標實現提供定制化解決方案與技術支撐。

　　5.2 系統結構：分層架構保穩定

　　系統采用分層分布式架構設計，分為現場設備層、網絡通訊層與平臺管理層。現場設備層集成各類能源參數采集儀表，精準采集水、電、氣等能源數據，構建能源監測基礎網絡；網絡通訊層通過智能網關實現數據規約轉換、本地存儲與穩定上傳，保障數據傳輸實時性與可靠性，網絡故障時自動緩存數據，恢復后斷點續傳，確保數據完整性；平臺管理層由應用服務器、WEB 服務器與數據服務器組成，實現數據處理、存儲、分析與應用功能可視化呈現，用戶通過瀏覽器或手機 APP 遠程訪問，獲取實時能源信息與深度分析報告，實現能源管理移動化、便捷化，分層架構確保系統穩定性、擴展性與易用性，為企業能源管理提供強大技術平臺支撐。

　　5.3 系統功能：企業能源管理賦能

　　平臺登錄與權限管理：嚴格賬戶名與密碼驗證機制，確保信息安全，依據用戶角色分配個性化權限，分級管理數據訪問與操作權限，保障系統安全穩定運行，防止數據泄露與非法操作，為企業能源管理數據安全保駕護航。

　　大屏展示與信息集成：用戶登錄后大屏直觀呈現企業及區域能耗折標、產值、異常、排名、占比、通訊狀態等核心指標，區域點擊展開分類能耗、產值詳情，多維度數據集成與可視化展示，為企業管理層提供能源管理全景視角，助力快速決策與戰略制定，提升能源管理決策效率與科學性。

　　首頁關鍵指標呈現：首頁聚焦峰谷平用電、變壓器狀態、年能耗趨勢、單耗走勢、分類能耗等企業級關鍵統計數據，以可視化圖表實時呈現，清晰洞察企業能源消耗結構與動態趨勢，為能源管理策略調整提供數據依據，驅動企業能源管理持續優化與精細化。

　　數據監控與實時預警：實時監控能源使用與報警信息，涵蓋水、電、氣實時監測、配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖可視化展示，能源參數超限智能分級報警，多元報警推送渠道確保信息及時觸達，為企業削峰填谷、負載調整、故障排查提供實時數據支持，保障能源系統安全穩定運行，提升能源利用效率與應急響應能力。

　　視頻監控與實景洞察：集成攝像頭接入功能，實時掌控企業生產運營實景，與能源數據關聯分析，實現能源消耗與生產過程協同監控，為企業精細化管理與安全防范提供有力保障，提升企業運營管理可視化水平與綜合管控能力。

　　變壓器監控與效能優化：實時監測變壓器負載，對比分析不同運行參數下用電效能，科學規劃變壓器配置與負載調整策略，降低用電單耗與電能損耗，提升變壓器運行效率與能源轉換效能，為企業電力系統優化提供關鍵數據支撐與決策建議。

　　儀表實時監控與趨勢分析：動態展示水電氣儀表實時參數曲線，精準捕捉能源消耗波動，為設備維護、能源調度提供數據預警，支持歷史數據回溯與趨勢分析，助力企業挖掘節能潛力與優化能源分配，提升企業能源管理精細化與智能化水平。

　　能源中控與綜合決策：能源中控看板集成多維能源參數，實現產業線對比分析，為企業領導提供一站式能源消耗、成本、排放綜合視圖，助力宏觀決策與戰略規劃，推動企業能源管理協同與資源優化配置，提升企業能源管理決策的全局性與前瞻性。

　　用能統計與策略調整：多維度用能統計分析，涵蓋能源種類、區域、車間、工藝、工序、設備、班組等，曲線、餅圖、直方圖等可視化展示，同比、環比深入分析能源使用漏洞與不合理環節，精準定位節能關鍵點，為能源分配策略優化與浪費削減提供數據驅動決策支持，助力企業節能降耗與成本控制。

　　成本分析與費用管控：精確統計監測節點能源消耗費用，細分電、水、氣等能源費用結構，峰谷電分析優化成本，為企業成本預算、核算與管控提供數據依據，助力企業能源成本精細化管理與效益提升，增強企業市場競爭力與成本優勢。

　　產品單耗統計與工藝優化：與 MES 系統對接，融合產品產量與能耗數據，生成產品單耗趨勢圖，同比、環比及對標行業指標，精準識別高能耗環節，驅動生產工藝優化與節能改造，降低產品能耗強度，提升企業產品綠色競爭力與可持續發展能力。

　　績效分析與能效考核：企業能源績效統計分析，涵蓋班組、區域、車間、產線、設備等多層面，日、周、月、年及時段靈活考核，依據能源計劃與定額指標 KPI 對比評估，精準洞察企業能效水平與節能潛力，為企業內部管理與激勵機制提供量化依據，激發企業節能內生動力與全員參與積極性。

　　運行監測與狀態感知：全面采集區域、工段、設備能源消耗與運行狀態參數，支持變配電系統一次運行監視，動態監測平面圖快速瀏覽能耗數據，多維度查詢分析，為設備維護、能源調度、故障預警提供實時數據支持，保障能源系統穩定運行與生產連續性，提升企業能源管理的實時性與精準性。

　　自定義能耗報表與靈活分析：用戶自定義報表頭、列與時間范圍，生成個性化能耗報表，靈活呈現節點能耗、單耗、成本等信息，同比、環比深入分析，支持報表導出與共享，滿足企業多樣化數據分析與報告需求，提升企業能源管理數據利用效率與決策支持能力。

　　同比、環比分析與趨勢洞察：可視化呈現能耗成本同比、環比圖形對比，分時段、分類別、分地點深入分析，柱狀圖、餅圖、堆積圖等多圖表展示能耗結構與趨勢變化，為企業能源管理策略制定與調整提供數據洞察與趨勢預測，助力企業把握能源消耗動態與市場變化節奏。

　　分析報告與決策支持：定期生成企業能源利用、線路損耗、設備運行、運維管理等深度分析報告，數據驅動洞察系統運行狀態，精準定位設備異常與節能潛力點，為企業管理決策提供詳實數據基礎與改進建議，推動企業能源管理持續優化與創新發展。

　　能耗設備用能監控與故障預警：實時監控耗能設備運行、停機與異常狀態，故障自動預警與快速定位，及時響應解決設備故障，保障生產連續性與能源供應穩定性，降低設備故障損失與能源浪費，提升企業設備管理水平與能源利用可靠性。

　　線損分析與節能挖潛：精準查詢節點能源損耗數據，深度剖析線損成因與異常用能，可視化展示損耗分布，為企業電網優化、設備升級、節能措施制定提供數據依據，有效降低線損率，提升能源傳輸與利用效率，挖掘企業節能潛力與經濟效益增長點。

　　碳排放管理與雙碳推進：區域碳排放總量統計與同環比分析，單位產值碳排放量精確計算與超標預警，可視化呈現碳排放趨勢，為企業碳減排規劃、碳達峰路徑設計提供數據支撐，助力企業履行社會責任與響應國家雙碳戰略，推動企業綠色低碳轉型與可持續發展。

　　電能質量監測與優化保障：實時監測諧波含量、三相不平衡度、功率因數等關鍵指標，確保功率因數達標，避免供電局罰款與設備故障風險，保障電能質量穩定可靠，提升企業電力系統運行安全性與穩定性，延長設備使用壽命與可靠性。

　　運維管理與設備保障：系統集成設備巡檢計劃、派工、消缺、報修、進度跟蹤等全流程運維管理功能，移動端支持提升運維效率與便捷性，保障設備穩定運行與能源供應連續性，降低設備故障率與運維成本，提升企業設備管理水平與運維保障能力。

　　報警管理與風險防控：企業電氣安全與能耗報警管理，涵蓋電參量異常、電氣火災隱患、能耗超標、限電等場景，分級分類報警策略與閉環處理機制，確保報警信息及時響應與處置，有效預防事故發生與能源浪費，保障企業生產安全與能源管理合規性。

　　能耗抄表與數據追溯：自定義時間段能耗抄表，靈活分類分項統計，精確記錄儀表讀數與差值，支持歷史數據查詢與報表生成，為能源核算、審計與分析提供詳實數據依據，保障企業能源數據準確性與可追溯性，提升企業能源管理精細化與規范化水平。

　　能耗分析自定義時間抄表

　　可自定義時間段內各個拓撲節點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

容需量報表

　　提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業實現容改需，降低基本電費。

　　復費率報表

　　對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析，為企業分時用電，優化成本效益提供數據支持。

文檔管理

　　對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關文檔。對儀表臺賬進行系統管理，支持文件的上傳和下載。

3D可視化大屏

　　對場景進行虛擬仿真，展示各區域運行及能源消耗情況，可實現分層預覽、轉場展示、風格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監測點位的自定義綁定。

3D子系統

　　對各動力子系統進行虛擬仿真，展示子系統的動力管線、設備的實時狀態及能源消耗情況，可實現動態的能源流向效果。

工業組態

　　可通過圖形化的編輯方式自定義組態圖，展示設備運行狀態及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監測數據。

自定義駕駛艙

　　可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數據及各類統計數據，數據源包括API、數據庫查詢、MQTT、Excel等方式。

基礎數據管理

　　對系統的項目、探測器、設備型號、電參量、節點、能源、公示、及相關參數進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權管理、合同管理。

手機APP

　　APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶按能源分類、區域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業能源消耗、產線比對、效率分析、同環比分析、能耗折標、事件記錄、運行監視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

知識產權證書