基于能源大数据中心的区域性双碳双控技术研究：

一、主要问题

　　1.1 碳中和碳排放监管力度提升的要求

　　国家碳达峰、碳中和提出:生态要求加码，监管力度提升。《2021年政府工作报告》明确提出制定2030年前碳排放达峰行动方案，同期，生态环境保护督查组要求国家能源局将生态环境保护摆在应有高度，清洁低碳备受重视，绿色生态发展已成为时代主题，能源高效能利用，降低碳排刻不容缓。

　　1.2 低碳生态经济改革创新的要求

　　全国多省在十四五规划中,均明确提出绿色低碳循环生态经济。如何打造示范区,如何推进重点行业改造,制定碳排放达峰方案,实现高效减碳成为各地十四五关键议题。

　　1.3 能源管理部门强化企业用能监管的要求

　　各地能源管理部门相应制定了《重点行业企业用能预算管理实施办法》,提出为加快推动能源资源优化配置，建立健全重点行业企业用能预算管理机制，实现区域内重点行业企业年度用能全过程严格管理的目标。如何用技术手段支撑政府监管部门的管理诉求，强化二氧化碳排放控制，科学制定碳排放达峰行动方案，现已成为监管部门亟待落地的议题。运用多种技术手段实现双碳双控目标，将加快构建低碳、高效、共享的绿色能源体系。

　　二、解决方案

　　构建双碳(能耗双控)公共服务平台,贯通“准入、监测、预警、评价、服务”能耗双控业务核心流程、涵盖工业、交通、建筑、公共机构等领域,打造“一户通”“一把尺”“一网办”应用和能源数据库,将解决上述问题并实现能耗双控公共服务工作的闭环管理。

　　2.1全景监测

　　2.1.1能源双控全景一张图

　　基于能源大数据中心采集的底层企业能源消费总量及能源消费强度数据,实现所辖区域能耗一图全览。同时辅以行业类型维度、时间趋势维度、区域对标维度的分析功能,提升区域双控的精细化、智慧化水平。

　　1）监测企业双控指标数据展示:

　　能耗总量:显示所选月份的对应年份所有企业能耗总量相加。能耗强度:显示所选月份的对应年份的能耗强度。监测企业数量:显示目前平台监测企业的数量。

　　2）全社会双控指标数据展示:

　　当前能耗总量及进度值:显示所选月份的全社会当前能耗总量;进度值为当前能耗总量/本年目标值。

　　当前能耗强度及进度值:显示所选月份的全社会当前能耗强度;进度值为当前能耗强度/本年目标值。

　　(1)各区域/街道按照所选月份进行能源消费总量排名,按照多到少进行排名:

　　1-4名标签为红;5-8名标签为黄;9-11名标签为蓝。

　　(2)能耗强度/总量趋势:

　　能耗总量趋势(筛选项为全社会):x轴为1-12月,展示筛选月份年度的月份数据;y轴为能耗总量。柱状图体现每月能耗总量,折线图代表去年同期月的能耗总量,虚线代表同比数据。

　　能耗总量趋势(筛选项为监测企业):x轴为1-12月,展示筛选月份年度的月份数据;y轴为能耗总量。柱状图体现每月能耗总量,折线图代表去年同期月的能耗总量,虚线代表同比数据。

　　能耗强度趋势(筛选项为全社会):x轴为1-12月,展示筛选月份年度的月份数据;y轴为能耗强度。柱状图体现每月能耗强度,折线图代表去年同期月的能耗强度,虚线代表同比数据

　　能耗强度趋势(筛选项为监测企业):x轴为1-12月,展示筛选月份年度的月份数据;y轴为能耗强度。柱状图体现每月能耗强度,折线图代表去年同期月的能耗总量,虚线代表同比数据。

　　(3)企业数量占比分析

　　柱状堆叠图展示以能耗GDP值为0.52分界线的占比分析:

　　x轴为1-12月,展示筛选月份年度的月份数据;y轴为企业数量。柱状图体现每月单位能耗值>0.52的企业数量及单位能耗值≤0.52的企业数量

　　(4)企业能耗总量top5

　　展示筛选月能耗总量排名前5的企业列表。展示企业名称、区域、行业大类、单位产值能耗、产值、用电量。

　　(5)行业能耗总量top5

　　展示筛选月能耗总量排名前5的行业大类。展示行业大类名称、使用占比(行业大类所属企业能耗总量/行业大类所属企业用能目标值)、产值、用电量。

　　2.1.2 用能权监测全景

　　用能权监测全景模块将配额使用未超标、即将超标、超标三种配额使用状态的企业以不同颜色区分做GIS地图全景展示,方便管理者清晰洞察配额使用进展情况。同时基于企业用能配额,辅以行业类型维度、时间趋势维度、区域对标维度的分析,同时提供企业能耗红黑榜,方便管理者快速掌握问题企业,进行及时提醒或整改。

　　2.1.3 能效对标管理

　　通过能源大数据中心汇聚企业行业、街道等档案数据完成多维度对标分析工作,帮助政府完成综合能耗水平分析,辅助政府能源双控管理。

　　2.1.4 行业、企业对标分析

　　能源双控企业对标:通过选择对标企业,可就企业间的能源双控、产值、用电量、能耗强度、所在行业平均生产水平等数据进行对标分析。

　　能源双控行业对标：通过选择对标行业，可就行业间的双控、产值、用电量等数据进行对标分析。

　　2.1.5双控预警

　　依据企业的用能权基准值提供企业当年能耗水平“低、正常、较高、高、超标、严重”的状态定义。提供近三年企业双控分析能耗水平变化趋势,将企业用能水平进行综合评价。

　　(1)展示近3年接入企业数量（记录每年最后一天系统企业用能档案数量）

　　(2)近三年每年单位GDP能耗值>0.52的企业数量及增长同比数据,占园区接入企业数量占比。

　　(3)近三年每年单位GDP能耗值≤0.52的企业数量及增长同比数据,占园区接入企业数量占比。

　　(4)按区域、标签、行业门类、能耗状态进行筛选查看企业列表。

　　(5)列表展示企业名称、所属区域、行业名称、近三年每年的单位产值能耗,去年能耗状态、当年能耗状态、评价(当年能耗状态处于能耗水平低、能耗水平正常即点亮星星)。

　　(6)可浮窗展示设置能耗状态区间判断值:能耗等级取自企业单位产值能耗。输入相对应的区间值,自动根据企业单位产值能耗数值判断其能耗状态。

　　2.2用能预算管理

　　2.2.1配额指标看板

　　配额指标看板页面支持按各年份查看用能权配额使用进展情况,通过多种数据可视化分析指标形象化的展现给管理者,在看板中,可以直观看到当年各街道、各行业用能配额值及使用占比。同时设置红黑榜清晰展示企业用能超标排行榜,用能余量排行榜。

　　(1)各街道用能权使用统计:统计所辖各街道配额目标、当年已累计能耗,以及累计能耗与配额目标占比。

　　(2)各行业用能权使用统计:统计各行业门类配额目标、各行业门类下的企业数量,当年已累计能耗,以及累计能耗与配额目标占比。

　　(3)用能权配额执行日历:日历展示12个月,圈圈代表该月能耗总量,能耗总量越多,圈圈越大。滑到圈圈时,浮窗展示该月的能耗总量数值。

　　(4)企业用能权使用统计:红榜是企业能耗总量越少,共展示50条,3s刷新。黑榜是企业能耗总量越多,共展示50条,3s刷新。展示企业名称、所在区域、行业、企业年度配额目标、当年累计能耗总量、以及占比。

　　2.2.2配额指标预警

　　支持按周、月两个时间维度提前进行企业用能额超标预警,功能依据企业的用能权基准配额提供能耗“安全、预警、超标、严重超标”的状态定义,助力管理人员精准锁定目标企业能耗情况,助力精准治理。

　　可设置能耗状态比例,支持按照安全、预警、超标、严重超标四个维度判断企业能耗状态,用户输入比例后,系统自动计算状态,能耗比例=能耗状态(周能耗总量、月能耗总量、日能耗总量)/基准用能权配额(周用能权配额、月用能权配额、日用能权配额)。

　　2.2.3配额方案管理

　　提供年度用能权配额总目标值制定功能,通过自动同步、在线导入的方式分解企业的年度用能权配额数量,同时也可以通过预设编辑功能动态调整企业的配额目标值。

　　(1)配额方案创建:系统自动通过接口获取企业的年度用能权配额值,获取完毕后自动加载或上传企业配额列表。

　　(2)年度方案列表:自动生成方案列表,一个列表代表一个年度方案。

　　展示该年份的用能权配额目标,即创建方案输入的目标值。展示实际计算的目标值,即各企业用能配额数据相加。展示得到配额的企业数量及各标签企业占比。展示该年已消耗目标额(该年企业能源消费总量数据相加)及占比(已消费目标额/实际计算的目标额)。

　　(3)企业列表:显示企业名称、企业标签、所属区域、行业名称、用能权基准值(目标配额/365)、去年累计能耗总量、今年用能权配额。

　　2.3 绿色能源项目管理

　　2.3.1绿色项目管理

　　将区域内光伏、储能、充电桩等绿色能源项目在线档案化管理,可在此模块查看所有光伏项目列表,光伏站点的档案信息及发电量数据。

　　(1)展示基本信息:展示光伏基本信息字段。

　　(2)发电数据详情:展示该光伏项目每日发电数据详情、展示光伏发电户号,X轴是1-31天,Y轴是发电量。留柱状图展示该天的发电量数据,支持筛选不同月份进行查看。支持光伏项目或者所有光伏项目的发电量数据导入、导出。

　　2.4企业用能档案管理

　　详细展示重点企业的用能档案。企业性质、分布区域、工商信息、经济数据、用能详情均可查询。企业档案详情页中一一详细展示了企业用电、用水、用气等用能数据。通过在线监测企业的日电量数据结合用能权配额使用是否超标情况,进行企业用能质量综合评价。

　　2.4.1企业概况

　　展示每个企业的基本详情,包括、企业名称、工商信息、指标分析、用能趋势、区域、行业、用能权基准值、上月能耗总量,当月能耗总量、当月同比、当年累计能耗总量值等。

　　(1)重点数据指标项

　　当年累计能耗总量:将今年的所有电量数据、用气数据等换算成tce相加;

　　年累计同期比:所在月份统计的当年累计能耗总量与去年同期月份计算的累计能耗总量计算同比值。每月最后一天刷新计算值。

　　当年累计用电量:统计当年已经累计的电量数据

　　年累计同期比:所在月份统计的当年累计电量与去年同期月份计算的累计电量计算同比值。每月最后一天刷新下同比百分比

　　当年用能权配额:展示该公司当年用能权配额目标值;展示当年用能累计占比进度条;展示当年用能累计占比百分比。

　　当年用能权配额使用概况:展示当年1-12月月份的配额使用数量,并给与基准线标注超标月份。月基准线是该企业日基准电量x30.5得出,统计超标的月份数量。

　　(2)用能趋势

　　提供时间筛选器,勾选某个月份,查看该月份下的每天能耗数值。

　　曲线图:x轴为该月每天,y轴为能耗值tce,柱状图是能源消耗总量,曲线图是分能源种类展示该品种能耗值。

　　提供能耗总量、用电量、用水量、用气量、用热量多种类型查看,可单选可复选。

　　曲线图提供日基准用能参考线,日基准参考线取该企业日基准用能配额值(当年企业的用能权配额/365天),超出部分则标红展示。

　　(3)行业详情

　　展示该企业所在的行业名称(取行业大类)。

　　展示该行业大类上个月能耗总量及今年累计能耗总量。

　　展示该行业大类上个月能耗总量月同比数据和月环比数据。

　　展示行业平均能耗总量:用该行业今年能耗总量/该行业所属企业数量。

　　展示该行业大类单位产值能耗:用该行业今年能耗总量/今年累计GDP产值。

　　统计该行业大类下所属企业数量。

　　2.4.2企业能源双控

　　企业能源双控tab页是展示该企业能源双控相关数据,页面同时提供了企业对标功能,通过筛选企业,可将两个企业间相关数据进行对标分析。提供行业平均产值数据(该行业所属企业产值数据相加/行业所属企业数量),提供行业平均能耗(该行业所属企业能耗数据相加/行业所属企业数量),提供行业平均能耗强度(该行业所属企业能耗数据相加/行业所属企业产值数据相加)。

　　2.4.3企业经济数据

　　展示企业月度经济产值数据,数据同时为计算单位产值能耗提供了数据来源。包括企业基本信息、产值信息。展示该企业当年工业总产值(今年累计),展示该企业去年工业总产值,展示同比数据。产值柱状图x轴是1-12个月,y轴是产值数据。双柱状图展示,今年各月份工业产值、去年同期工业产值。

　　2.4.4企业能源数据

　　按照用能户号点击查看各种能源消费类型的每月消费数据,同时提供同比数据查看能源消费总量趋势。支持查看电、水、气、热等类型消费数据,支持数据离线导入以及数据接口调取两种数据接入方式。

　　2.4.5企业绿色项目

　　企业名下有所属绿色能源项目,即在企业用能档案绿色项目tab页查看该企业下的绿色项目发电数据。

　　展示该光伏项目发电数据，支持按年/月筛选查看。筛选年，则x轴为1-12月，y轴为发电量(日电量数据相加)。筛选月，则x轴为1-31天，y轴为发电量。

　　三、应用场景

　　结合国家发展改革委等部门关于发布《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》的通知,围绕“突出标准引领作用、分类推动项目、提效达标限期分批改造升级和淘汰”重点要求,通过建立重点行业的基准水平和标杆水平库,为行业能效提升提供指引,通过设立“综合能耗、单位产品综合能耗、单位产值能耗、单位产品电耗量、单位产品碳排放量”等评价指标,建立起企业能效指标画像,并描述其能效改进趋势,提供与行业内同类企业、行业标杆的对比分析。同时基于企业级能效数据,汇聚建立所有重点行业的能效全景,为管理者提供从宏观至微观的能效分析分析视角,助力重点行业企业能效水平的精准治理,促进以能效提升带动产业升级。

　　四、结论

　　基于能源大数据中心的区域性双碳双控应用,结合AIOT、大数据等前沿数字化手段,提供“用能预算化管理、能耗监测、能耗预警、能耗数据统计、能耗报表输出”等数字服务功能,在用能权分配阶段,通过内嵌涵盖行业属性、能耗规模、能效水平等指标的综合评价体系,辅助政府管理人员科学分配企业用能权。在用能监测阶段,借助物联接入或系统对接的方式,实时监测企业电、水、气、热、油等多类能源数据,并汇聚形成不同产业、不同区域的能耗数据,通过提供目标阀值设置功能,展示区域、产业、企业三级的能耗总量和能耗强度的实时情况以及全年目标对比,并可实现监测预警,提升了能耗管控的实时性和精准性。同时提供按照企业标签、行业、区域等维度的能耗数据统计功能,支持灵活的导入导出,并可自定义设置关键统计维度,选择自动输出时间阶段,智能输出统计报告,大大提升了能耗数据统计分析的效率。基于能源大数据中心的区域性双碳双控技术,必将成为挖掘节能潜力、升级能源管理以及促进清洁发展的关键举措。