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浅谈碳达峰碳中和战略下发电集团数字化转型目标与方法路径

北极星电力网新闻中心  来源:北极星电力网  作者:赵宇新  2021/3/2 12:44:56  我要投稿  
所属频道: 火力发电  水力发电  核电   关键词: 碳中和 发电集团 赵宇新

北极星火力发电网讯:笔者以持续多年组织实施发电集团燃料全流程工业化、信息化“两化融合”的数字化实践案例(被评为国家工业互联网产业联盟优秀案例),以及从事风电光伏等新能源前期开发的工作体会,对碳达峰、碳中和战略下发电集团数字化转型的目标与方法路径谈些粗浅的认识和建议。

浅谈碳达峰碳中和战略下发电集团

数字化转型目标与方法路径

来源:北极星电力网

作者:赵宇新

2021年1月25日,国家主席习近平在世界经济论坛“达沃斯议程”对话会上特别致辞,再次提出“中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和”,并强调确保实现既定目标。占据碳排放量比例较高的发电集团是我国实现这一既定目标的主阵地和生力军,既有对所属煤电等化石能源碳达峰碳减排的重大责任,也有大力发展风电光伏等清洁能源加快碳中和的光荣使命。发电集团化石能源与清洁能源在碳排放方面看似矛盾的产业结构,可以通过全业务全链条的数字化转型在实现碳达峰、碳中和目标中相辅相成协调统一,促成数字革命与能源革命的深度融合,加速供给侧结构性改革,推动企业高质量发展。近期,各大央企发电集团纷纷提出碳达峰、碳中和及数字化转型行动计划。笔者以持续多年组织实施发电集团燃料全流程工业化、信息化“两化融合”的数字化实践案例(被评为国家工业互联网产业联盟优秀案例),以及从事风电光伏等新能源前期开发的工作体会,对碳达峰、碳中和战略下发电集团数字化转型的目标与方法路径谈些粗浅的认识和建议。

一、碳达峰、碳中和战略下发电集团数字化转型的方向与作用

发电集团实现碳达峰、碳中和目标必须依靠科技创新,而数字化转型是科技创新的重要基础和主要支撑,可以促进产业链、供应链、业务链、价值链延伸拓展,发挥在碳达峰、碳中和以及建立现代企业制度、打造世界一流企业方面的全链条聚力协同作用。

(一)做减法提前碳达峰时间。无论从中国以煤为主的能源资源禀赋,还是电网需要的负荷调节灵活性、安全性的角度,煤电现在和将来一段时期内仍然是我国电源的“压舱石”。大量在役运营的煤电不是简单地压减关停,而是需要以数字化转型的科技创新来解决灵活性改造、节能减排、提质增效问题,实现煤电绿色低碳高效发展。

(二)做加法加速碳中和进程。通过数字化转型到智慧化,增强煤电低负荷调峰、调频的灵活性能。攻坚核心关键技术,探索试点“虚拟电厂”、远端调峰等方式,跳出储能调峰能力的局限性,克服绿氢制造消纳的艰巨性,加快构建适应高比例新能源发展的新一代电力系统。

(三)做乘法拓展管理效能。将设备操作、管理行为、制度流程、决策过程等影响企业效益效率和廉政风险的人员、机器、环境等主观客观因素,产业链、供应链、价值链等全部业务管理要素,实施数字化转型到智慧化的“权责明确、管理科学”,起到“乘法效应”作用,推进企业质量变革、效率变革、动力变革。以科技手段自动实现业务管理实时报警闭锁、在线留痕溯源,切实促进廉政建设达到不敢腐、不能腐、不想腐。

二、发电集团数字化转型的基本思路与目标

发电集团大多产业范围广泛、分布地域辽阔、管理幅度较大、决策流程较长,其中从容量规模、技术要求、管理复杂程度及产业链、价值链的影响力度和碳减排的艰巨性等方面综合来看,煤电是发电集团数字化转型最具有代表性的产业板块和发电类型,而占煤电成本70%左右的燃料由于是涉及点多面广线长管理复杂的大宗散状生产原料,和电力、煤炭两个外部市场及环保生态等政策高度关联,既具有与安全生产、经营效益密切相关的生产要素特性,还存在许多环节人为干预的巨大经济利益损失风险,是煤电企业提质增效、节能减排、依法治企、廉政建设的关键业务,客观设备与主观操作交互、市场变化与内部决策并行,是实现数字化转型业务环节最为关键、技术研发最为困难的工作之一,同时也是数字化、智慧化应用最有价值潜力的工作。煤电可以代表发电集团的主要业务,燃料能够展现发电集团的复杂流程,因此,为了精简篇幅叙述方便,本文主要以发电集团典型的煤电企业燃料数字化转型为例进行剖析,其他产业板块与发电类型的数字化转型的思路流程、方法路径基本类似,可以参照开展业务叠加、技术迭代工作。

发电集团业务链需要的基础数据来源和应用于三个层次:工作行为(包括设备操控)产生的原始数据、统计汇总分析的要素数据、需要研判决策的关键数据。发电设备产品技术、机组DCS控制技术、“云大物移智链”信息应用技术基本成熟并按照各自的特点规律和现实需求日益改进提升,类似于“互联网已经把社会的框架搭建完成,剩下的就是灵魂填充”的情况,发电集团数字化转型的难点不在于设备产品技术本身(或者说设备产品技术的数字化转型可以依靠、推动或协同设备厂家去完成),而在于发电企业内部业务链及其相关外部产业链供应链全链条的工作流程人机行为数字化,以及各项业务数据孤岛贯通集成化,其实质就是内部外部全链条业务整合、流程再造的管理创新改革的难度(业务流程更多体现的是管理的层级、权责与要求,是数字化研发的技术需求来源,用于在系统中设置操作、查询、管控、报警、闭锁节点的条件与权限,需求不全面、不科学,研发必然不实用、不先进甚至使管理漏洞程序化),因为数字化转型使得企业管理数据在线、流程阳光、结果透明,近乎于显性规则之下业务“裸奔”,是一场企业管理的重大革命,很大程度上还会触及到企业内外部因公因私的利益或既有权责格局,业务创新整合、流程再造阻力一般远远大于技术研发难度。

(二)发电集团数字化转型的基本思路和目标

针对发电集团技术、管理特点与数字化转型的难点,应以系统观念、创新理念为指导来谋划,以目标导向、问题导向为方法来实施,以企业改革、顶层设计为措施来保障,确定“科技引领,业务创新,流程再造,智慧集成”的基本思路,其中,科技引领是根本手段,业务创新是关键方法,流程再造是主要路径,智慧集成是必达目标。

发电集团数字化转型的目标就是要实现集团各级全覆盖、内外业务都贯通的数字型现代企业管理,提升科学管理、提质增效、节能减排、依法治企高质量发展水平,成为全链条全业务智慧集成的世界一流企业。

三、发电集团数字化转型的关键方法与主要路径

庞大复杂的发电集团数字化转型要真正实施落地、实现目标,需要从集团层面“顶层设计、试点先行、统一标准、有序推进”,集团层面顶层统筹谋划设计基本架构与技术基础、关键方法与主要路径,有序推进研发建设、全面应用、持续提升等各个阶段的工作,避免走弯曲路、走回头路、走老旧路。

(一)基本架构与技术基础

从实现智慧集成的目标导向出发,数字化转型的发电企业全业务全要素必须通过生产经营数据、基础理论、制度标准与智能方法四者的深度融合和利用,实现企业的智能状态感知、智能运营控制、智能业务管理以及智能决策支持,成为“智慧电厂(集团)”。除工业化的设备前端技术体系外(如机组DCS),不一定要分别开发不同的业务信息系统(已有的可以进行整合、接口或弃用),业务创新、流程再造后全集团统一研发建设三级按责共享、垂直管控应用的综合性数字化系统平台(含网络安全技术,下同),横向覆盖、纵向贯通,实现跨部门、跨专业、跨领域的业务流程整合与数据集成共享,形成数据和资源的协同联动,在系统平台按不同的多级菜单、功能模块来实现各个层级的各项管理业务。

数字化转型的数据有以下特征:一是数据产生的规范性,包括涉及的硬件软件合规、上岗人员合格、操作符合标准,这样才能保证原始数据的真实、准确。二是数据采集的及时性,包括实时在线采集、按时修正异常,这样才能保证日常管理、分析决策的及时、有效,而不是事后统计分析、补充材料,最大程度地摒弃繁琐的填写汇总、统计上报工作。三是数据应用的唯一性,包括各项业务使用的同一数据来源唯一、使用效力唯一,避免“数出多门”。

因此,该系统平台要能实现看得见、管得住、控得好的“显微镜”、“望远镜”作用(上级公司登录系统平台可以查看任一所属单位各项业务流程实时细节数据,发挥“显微镜”作用;通过实时分级推送在线业务异常报警闭锁事项、远程查看现场视频,发挥“望远镜”作用),其基本架构和技术基础应该满足:1)既是生产作业系统,集成先进的技术产品,使计量、采样、制样、化验、皮带机输送、斗轮机堆取等作业设备智能化。将制度、标准规定嵌入系统平台,对生产作业每一个过程环节中影响数据准确性的时间、重量、温度、操作行为等要素进行实时在线物联网、工业化控制,对异常情况进行报警提醒或闭锁后续操作;2)又是信息管理系统,对实时采集到的各个环节实时作业相关数据、门禁视频等海量信息进行大数据分析,系统自动建立燃料、生产、财务、经营、审计等实时业务应用、多维度查询分析的统计报表、管理台帐、责任考核闭环清单等,减少要求人工留痕、反复填报等形式主义做法;3)还是决策支持系统,通过煤炭、电量外部市场分析预测,锅炉不同负荷下燃烧调整评价分析、竞价上网方案寻优、“三重一大”决策条件判断等,能够以实现企业效益最大化为目标,将灵活性调峰、配煤掺烧、环保节能、科学采购、合理库存、控制付款、竞价上网、“三重一大”等事项有机结合起来实现生产经营业务联动、内部外部协同智慧决策。

(二)关键方法与主要路径

发电集团数字化转型技术研发需求和系统功能设置条件来源于业务的创新整合、流程再造,现代企业需要的是管理规范化、规范制度化、制度流程化、流程数据化、数据智慧化。业务整合与流程再造要以企业效益为中心、价值链为主线,从各项业务中梳理并集、找出交集,围绕共同节点、串起关联信息。

业务创新是关键方法。数字化转型既包含把单一具体业务行为数字化,还需要通过创新达到全业务全链条数字化,因此,要促进发电集团内部外部的信息共享与业务交融,把与政府、电网、厂商的沟通交流信息、协同管理要素转化为内部管理的基础数据,实现能源的产销协同、服务延伸和智能决策。把企业内部前期、基建、物资、生产、经营、财务、人资、监审、“三重一大”、廉政建设等业务管理要素创新归并、梳理整合,规范出涵盖发电集团的基本业务模式和特殊应用场景(简称全业务流程清单),要让集团内的同类企业管理模式原则上做选择题(在随着管理变化及时更新调整的全业务流程清单里选出本单位适用的模式),少做或不做填空题(往往强调所谓特殊性的例外事件就是管理的漏洞与败笔),数字化在线管理流程的研发和应用才能全面、统一,简明、清晰,透明、刚性。

本案例对集团所属全部不同运输方式、煤场类型、煤源煤种、资产归属、职责分工、管理流程等情况的基层煤电企业和二级机构、集团公司管理需求,将年、季、月、日燃料需求计划、采购调运、到厂计量、采制化验、煤场储存、皮带输送、入炉燃烧、适配调峰、指标计算、成本核算、煤款结算、资金支付、竞价上网等供应链、业务链、资金链上的不同管理层级业务节点、分工、权限等等进行整合与流程再造,梳理规范为300多项系统平台功能,供基层企业、二级机构、集团公司勾选配置功能菜单。如果实际情况发生变化,系统功能菜单按管理规定研发调整非常透明、更新及时,既保证了高度统一,又体现了个性特点,权责明确,灵活可控,变与不变都在系统平台里。

流程再造是主要路径。数字化转型的实质是要对发电企业的全业务全链条涉及的流程所产生的行为、过程、结果进行数字化应用,面向下属企业众多的发电集团数字化转型是否符合管理实际、能否被接受应用的关键就在于提供研发需求的流程再造是否符合现代企业制度的管理要求和发电集团的实际情况,否则会被以各种理由破例更改甚至是弃之不用,失去数字化管理的作用。必须以“需求引导研发,研发提升需求”的理念进行流程再造,打破业务壁垒、消除数据孤岛、引导产品升级。以“过程保证结果,结果检验过程”的理念切实抓好全面应用。

例如,基层企业按“三重一大”要求研究大额付款规则并固化在系统平台(遇到资金暂时短缺需要按比例支付煤款时,如果该阶段属于供应紧缺需要促进多供煤量,那么供应量大的单位煤款支付比例就高;如果该阶段属于供应充足需要促进低价多供,那么标煤单价低的单位煤款支付比例就高),系统按时自动计算已到厂验收结算燃料对应支付金额,直接拨付至系统代入的合同约定账户。这样的流程再造就避免了人为在结算、付款环节层层经手出现差错或以人脉关系远近亲疏等刁难、怠慢甚至违法乱纪等不廉洁行为发生。

数据资产已经成为国家、行业和企业层面的重要战略资源,行业之间、企业之间、企业和客户之间正在形成以数据为表达的相互依赖与协作,且在坚持创新驱动、建设数字中国的“十四五”期间,各关联方都日益迫切需要将数字化协作拓展到更广的范围。发电集团围绕碳达峰、碳中和这一重大国家战略推进数字化转型的外部支持协作条件与内部需求动力都已具备,但要顺利实施落地还得集团公司层面站位高远、视野广阔、大胆改革的顶层设计,统筹谋划好方法与路径,精心配备强复合型专班,以钉钉子精神持之以恒去推动落地,依靠、推动或协同设备厂家完成设备产品适应煤电低负荷调峰、调频灵活性能的核心关键技术与数字化转型,攻坚克难对内部外部全链条业务整合、流程再造创新改革。“风好扬帆正其时 起航破浪勇向前”,数字化转型一定会助力发电集团早日实现碳达峰、碳中和战略目标和世界一流企业愿景。

本文作者赵宇新,正高级工程师、高级经济师,2012年—2019年任中国大唐集团燃料管理部质量监督处处长期间,全程组织实施大唐集团燃料“三大项目”的研发建设、全面应用工作,获得多项国家级、省部级科技、管理奖项,在工业化、信息化“两化融合”方面有丰富的实践案例和研究成果。

来源:北极星电力网 作者:赵宇新 本文系原创首发,转载请联系授权!

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