以铝产业为切入点 广域铭岛助力制造业智慧降碳

在入围“2021工业互联网试点示范项目”后，基于Geega工业互联网平台的铝工业数字节能减排解决方案也被评选为“工业互联网产业联盟AII优秀应用案例”，成为工业互联网的标杆，帮助企业节约能源和碳排放。在广西百色，上述解决方案和配套产业应用程序一直在为重点企业百矿集团数字化赋能，涵盖电解槽工艺、阳极管理、火电厂配煤管理、通用电力优化等多个节能场景。这不仅有助于企业实现阶段性节能减碳目标，也加快了企业和地区的绿色低碳进程。今年以来，关于工业互联网和“双碳”的政策频频出现。8月发布的《工业领域碳达峰实施方案》更明确提出，围绕能源管理、节能降碳等典型场景，培育推广标准化的“工业互联网+绿色低碳”解决方案和工业APP，助力行业和区域绿色转型。依托工业互联网平台实现绿色、低碳、集约发展，已成为制造业转型升级的最佳选择，尤其是高耗能行业。

▲ 百矿集团电解铝生产基地数字化节能降碳解决方案的综合诊断与建设。电解铝是一个传统的高耗能行业，每吨铝液生产的电费占总成本的50%。据相关数据显示，电解铝行业年用电量超过5000亿千瓦时，约占社会总用电量的6.8%，用电量巨大。去年8月，国家发展改革委发布的《关于完善电解铝行业分级电价政策的通知》明确，电解铝行业的分级电价是按照铝液综合交换用电量划分的，分类标准为每吨13650千瓦时。每吨铝用电量超过20千瓦时，每千瓦时将额外增加0.01元生产用电。如果小于20千瓦时，则按20千瓦时计算。根据这一分类标准，假设企业吨铝用电量为13660千瓦时，虽然仅比分类标准高出10千瓦时，但生产用电成本也将每千瓦时增加0.01元，吨铝用电成本将增加136.6元。如果企业年产能达到100万吨，每年生产用电成本将增加近1.37亿元。从2023年开始，这一分类标准将调整为每吨铝综合交流用电量13450千瓦时，到2025年进一步提高到13300千瓦时。彼时，面对分级电价的新政策，广西铝产业链重点企业百矿集团选择“竞速”，为行业节能降碳树立标杆。与此同时，当明道和吉加工业互联网平台（以下简称“吉加平台”）出现在智博会上时，百矿集团看到了解决问题的办法。随后，在广西南宁举行的“一带一路”国际产业合作论坛和中国-东盟产业链供应链价值链一体化发展论坛上，双方达成一致，签署了铝产业链产业互联网平台项目合同，广东明道集团将基于Geega平台对百矿集团铝产业链进行智能数字化转型。该项目的长期定位是基于广西在国家“一带一路”战略中的区域优势，实现中国-东盟制造业的智能升级。

▲ 去年9月，在“一带一路”……

广告“国际产业合作论坛”，广域明道与百矿集团签署了具体实施合同。广域明道借助工业物联网和大数据平台，实现了设备系统的互联互通和数据可视化s和设备，对百矿集团德宝基地进行了准确诊断，创建了一套数字化节能降碳解决方案，并开发了一批工业软件，包括电解槽工艺自优化APP、电解槽修复管理APP、阳极管理APP、铝生产管理APP，火电能效优化仿真APP和火电厂配煤管理APP。凭借该解决方案的赋能和智能化，以及配套的工业软件，白矿德宝基地已实现年节煤2.39万吨，节电6000万千瓦时，减少二氧化碳排放10.7万吨，节约资金7000多万元。同时，整体管理效率提高了25%，设备效率提高了19%，人员效率也明显提高。优化生产工艺、精准节能在百矿德宝基地电解铝厂的数字化转型中，能源和材料消耗是两个关键的提升杠杆。其中，电解槽工艺与电能消耗密切相关。过去，由于材料质量的波动、不同工人的操作差异以及工艺调整思路的不一致，很容易导致电解槽条件不稳定，从而影响电流效率，导致功耗和生产损失增加。针对这些问题，广域明道开发了一款电解槽工艺自优化应用程序，分析历史电解槽控制数据，挖掘不同场景下不同参数的当前效率，利用统计和机器学习相关理论和方法，将行业知识和经验沉淀为机理模型，指导生产，辅助决策，提高电流效率，降低功耗和成本。以电解槽的设定电压和氟盐的设定量为例，首先通过系统进行大数据分析，识别出两者之间相关性较高的工艺参数。然后，基于不同场景下的电流效率数据样本，使用线性回归方法求解电流效率的最佳设定电压和氟化铝设定量，并进行数值验证。最后，将其应用于生产实践。

降低百矿集团电解铝生产车间的用电量也是一项复杂的系统工程。除了优化电解槽工艺，广域明道还配备了阳极管理APP、铝生产管理APP、通用电源优化APP等工业软件，覆盖电解铝生产的方方面面，系统实现能效优化。该批电力优化工业软件应用后，百矿集团德宝基地电解铝厂每年可实现节能效益3600万元。同时，根据实施情况，预计德保基地将提前达到国家铝吨相关用电标准，避免用电过度导致用电成本增加，实现经济效益、社会效益、环境效益三丰收。数字仿真优化和精准降耗不仅对能源消费很重要，对实现绿色低碳发展也很重要。通常，为了保证生产，电解铝生产基地都有自备火电厂，煤炭成本可占发电成本的70%左右，这是自备火电厂的主要消耗。广域明道在百矿德保电厂数字化诊断的基础上，创建了火电效率优化仿真应用程序。在收集设备运行参数的基础上，对锅炉和汽轮机进行了双模拟，以计算不同运行参数下的消耗差异。在en……的基础上……

环安全稳定运行，指导提高发电设备的运行效率，实施相关技术改造，从而提高发电设备效率，降低煤耗。

广域明道为百矿德宝电厂开发的数字孪生系统考虑了煤炭成本、煤炭热值匹配、市场供求变化等因素。火力发电厂通常使用配煤和燃烧来发电。如果能够通过算法或模型建立最优的配煤计划，也可以降低煤耗。作为回应，广域明道推出了智能配煤应用程序，该应用程序结合煤炭热值、含水量、含硫量和皮带装载速度等指标，对配煤质量进行大数据分析。它充分考虑了发电量、发电成本和锅炉燃烧效率等因素，建立了配煤质量预测模型，并根据锅炉试烧结果选择最佳的配煤和燃烧方案，实现了煤炭经济性和能源效率的优化。根据目前的实施情况，德保电厂通过火电效率优化模拟应用程序、智能配煤应用程序、煤炭协同管理应用程序等工业软件，每年实现节煤效益约2400万元。此外，在电解铝厂，通过阳极管理应用程序，追溯阳极碳块的全生命周期数据，形成阳极碳块从进入到回收的数字化闭环管理，建立消耗预测模型，指导和优化换极操作，实现铝阳极炭块吨耗优化，年减排效益1500万元。广域明道在支持百矿集团在产业链和城市能源管理方面的绿色低碳转型的同时，也在不断拓展其在能源和双碳管理方向的数字化赋能场景。广域明道作为吉利工业互联网平台的总部，有着深厚的制造基因。其旗下的Geega平台也于今年5月入选工信部跨行业、跨领域的工业互联网平台，成为首个源自汽车行业的国家“双交叉”平台。除了有色金属，吉加平台还在为能源、轻工、电子、汽车等行业赋能，覆盖研发设计、运营管理、质量控制、节能减排等多个领域。在汽车行业，基于铝产业链的碳排放管理，广安明道打造了汽车全生命周期的碳排放标签体系。以铝轮毂和铝板为例，该系统从铝土矿、氧化铝、电解铝、铝加工、煤炭、火力发电等各个方面实现了铝全生命周期的碳排放跟踪，帮助汽车公司做好双碳管理，提高产品竞争力。在广西百色市，广安明道还开发了一个能源和双碳公共管理平台。基于Geega平台的数字化能力，实现企业能耗设备的自动化数据采集和集中管理。通过掌握重点用能企业的准确能耗数据，实时诊断区域能源综合利用效率，为政府合理配置能源、优化产业结构提供决策辅助，帮助百色实现产业数字化转型，实现精准高效的“双碳”管理。在“双碳”目标下，节能减排是制造业企业的“必修课”。广域明道还将继续依托国家“双交叉”工业互联网平台的力量，赋能制造业绿色低碳转型和区域碳排放管理。

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