“智慧能源管理的重點應該是以人為本，生態化持續推進，一是數崗匹配支撐業務提升，二是數能結合提升自身能力，構建與業務同步演進的智能能源管控系統。”近日， 南京鋼鐵股份有限公司能源動力事業部副總經理兼設備處長樊星星向《中國冶金報》記者分享了南鋼智慧能源一體化的經驗。

　　自從“雙碳”目標提出后，相關政策接連發布。政府、協會、企業共同開始了降碳行動。針對國家推進的能效標桿、能效約束、極致能效工程，中國鋼鐵工業協會于2022年發布“鋼鐵行業能效標桿三年行動方案（2022～2025年）”。“根據鋼鐵行業能效標桿三年行動方案，結合能源診斷提出的方案，我們編制了南鋼極致能效三年行動規劃，挖掘能源轉換潛力，創新優化能源結構，實現極致能效提升，促進南鋼綠色低碳高質量發展。”樊星星說道。

　　南鋼提出了“綠色南鋼，雙碳行動”的目標：到2030年實現碳達峰，到2035年具備減碳30%的工藝技術能力，到2050年實現碳中和。

　　在此背景下，南鋼啟動了智慧能源管控一體化建設。南鋼的智慧能源建設也不是一蹴而就的，從2002年開始就啟動了EMS1.0項目建設，2003年組建了能源中心，2014年迭代至EMS2.0，在2023年啟動了智慧能源管控一體化建設。

　　凡事謀定而后動，可以少走彎路。南鋼前期為該項目進行了精心地謀篇布局。樊星星介紹，南鋼以“一切業務數字化，一切數字業務化”為整體戰略，加快實現“產業智慧化，智慧產業化”轉型目標。一切業務數字化，意味著業務模式升級，在這個總體戰略目標上，南鋼進行了數字化轉型十四五規劃設計。對標主場景轉型深度要求，南鋼構建了“一腦三中心”（智慧運營工業大腦、鐵區集控中心、鋼軋集控中心、能源集控中心）的整體架構以及覆蓋云邊端的實時湖倉，同時充分利用目前在生產、質量、設備、物流、銷售、市場、財務等融合工業現場IOT數據和生產經營交易數據，設計了鐵鋼軋全鏈路物料跟蹤及多種動態尋優模型。

　　南鋼智慧能源一體化項目分為兩期，一期項目分為動力集控、能源管控與智能決策部分，動力集控更多的關注執行層面的工作，實現能源生產自動化。能源管控實現能源管控數字化。智能決策實現能源決策智能化。有了頂層設計之后，根據需要再完善基礎。二期項目規劃通過自動化系統的改造提升及智能裝備的部署應用，提升系統操作的安全性、便捷性及穩定性。

　　在確定了系統整體框架思路后，南鋼進一步聚焦了系統建設目標：通過智慧能源的建設，實現能源管理由定性管理、粗放管理轉向精細量化管理，由生產實物管理轉向實物與價值同步管理，由事后管理轉向事前、中、后全過程管理，支撐能源管控全流程的狀態感知、實時分析、科學決策、精確執行。

　　該項目設計的主要的應用功能有8個部分，分別為計劃管理、實績管理、成本管理、生產管理、運行支持、質量管理、綜合分析、設備管理。

　　計劃管理是按照企業生產計劃、設備檢修計劃和能源介質預測單耗情況編制能源供需計劃，指導能源系統組織生產。實績管理是按照用能屬性進行分類統計和平衡，用于反映各種能源介質生產、分配和使用情況，編制各類報表，并對相關能源消耗指標進行管理和分析。成本管理是運用科學方法，將能耗管理反映為成本管控、及時揭示、客觀反映成本差異，服務于經營決策的成本管理體系。生產管理是通過準點數據分析、采集日志分析、調度日報、計量平衡網絡等手段，為能源生產、輸配、供給提供決策。運行支持是能源管控中心進行的日常管理，如調度能源運行方式管理、停復役管理、調度值班日志管理、能源資料管理等，保證各種能源介質的安全、穩定、優質、持續供應，為生產提供保證。質量管理是通過收集各類能源介質質量信息，分析掌握能源介質質量實際情況，為分析質量偏差提供數據基礎。綜合分析是對能耗、成本、指標、質量進行多維度的分析對比，便于管理者了解差異，分析原因。設備管理是利用重點用能設備的數據，跟蹤分析設備的運行狀態、故障情況、用能情況，通過工藝改進，降低重點用能設備能耗，減少能源成本。

　　該項目中的5項關鍵技術包含智能平衡計劃、產品標準能耗設計、影響因素分析、系統健康度評價、消息推送系統設計等。

　　樊星星解釋道，智能平衡計劃是以能源管控需求為目標的驅動平衡計劃，關鍵指標先行驗證，計劃方案動態調整。產品標準能耗設計是指為及時發現生產過程中的能耗異常提供指導，為不同產品定價提供數據基礎。影響因素分析是通過識別能耗影響因子，配置因子影響公式，定量分析能耗影響。系統健康度評價是指對能介質量和穩定供應能力建立健康度評價體系。消息推送系統設計是指實時數據跟蹤，建立預測預警機制，及時推送預警信息。

　　為了更加精準分析能源消耗和指導生產，南鋼設計了四級能源指標體系，分別為系統指標、工序指標、子工序/機組指標、重點用能設施指標，可全面反映能源加工轉換、輸配、回收、使用的效率水平。結合制訂目標和超標限值，南鋼將各工序的能源成本納入考核指標，通過能源指標制訂下發對標評價，實現能源消耗運行日常預警，使管理人員可以快速地進行數據的分析和處理工作，優化能源配置，提高企業能效，降低能源成本。

　　在該項目設計時，南鋼將能源的日管控也納入其中，通過每日管控，清晰掌握工序能源結構，對標消耗水平，及時發現并分析生產中的能耗異常，為工序降本、該公司能源管理體系變革夯實基礎。

　　在碳排管理上南鋼也進行了精細化的設計。南鋼實現組織碳、工序碳的精細、便捷、可視化的碳核算計量，一圖可看盡南鋼各工序碳排放情況，對碳排放異常工序實時預警，反饋異常原因，挖掘減碳潛力空間，并支持各分廠的組織層級查詢，涵蓋年、月、周、日等不同時間維度，全面提升碳排放內部管理水平，將來為碳交易及LCA、EPD提供內部碳排放數據支撐。

　　為了讓能源生產管理更智能，該項目設計了智能決策部分，總體目標是圍繞“全局尋優，異常糾偏” 的大前提，依托專業人員的實操經驗，融合智能算法推演，最終實現南鋼能源的安全生產、協同降本、能效最優。

　　“智能決策可以結合工藝生產特性及生產計劃，對全廠煤氣產耗動態預測+煤氣調控動態優化，在煤氣平衡保供的基礎上，優化富余煤氣資源的調配，實現煤氣零放散/零拒收，進一步降低煤氣管網壓力波動，提升煤氣有效利用率。”樊星星以煤氣平衡與調度模型為例，介紹智能決策帶來的效益。

　　基于前期的規劃設計，南鋼努力將夢想變為現實。樊星星表示，在系統功能設計上，南鋼按照實時精準、精細管控、標準化3個維度設計了能源監屏、智能決策、運行管理、工序精管、能源分析、碳排管理、節能技術、法規制度8大功能模塊，能源監屏、智能決策側重能源管網運行的實時準確優化決策，運行管理、工序精管、能源分析、碳排管理模塊更多是從準確、精細的角度實現能源管理的精細化，同時加強與生產的結合，形成閉環管理，加強靜態能源的動態管理，節能技術、法規制度模塊實現線上化操作，以及能源管理體系的標準化。

　　為了全方位展示生產、輸配、存儲、耗用的運營情況，南鋼建立了6橫6縱監屏管理模式，橫向6條專業條線（綜合、燃氣、制氧、發電、供電、水）和縱向6項業務維度（全局、管網、場景、數據、分析、應急）。

　　每項業務也都確定業務負責人、數據負責人、軟件負責人，業務負責人提供需求，數據負責人保證精準的數據，軟件負責人實現需求。到目前為止，南鋼8大功能模塊包含60多個子模塊，開發的界面650多個，涉及到業務需求數據量超過53000點，還在不斷迭代完善。

　　樊星星介紹，能源綜合監屏板塊一改原有的調度操作員監屏模式，通過數字可視化的方式，以南鋼地圖為基調，展示南鋼源網荷儲的可視化和平衡現狀，當安全預警發生時，及時做出分析和采取措施，避免安全事故的發生，確保整個能確保整個能源系統長期、連續、安全地運行。

　　在運行管理模塊，南鋼全面制訂全廠能源消耗/回收指標計劃，結合各生產工序產量，預算鋼鐵生產工序的各能源介質（水、電、氣）的發生量和消耗量，按能源介質供需平衡原則，確定水、電、氣各能介的生產量，從而“一鍵生成”全公司能源總體平衡計劃、工序能源消耗計劃、單介質能源平衡計劃。南鋼通過實時儀表數據采集，獲取各生產層級計量儀表的實時數據，按照時間維度，反映各個單位、工序、設備的能源產生、消耗實績情況。該功能上線后減少人工計算，在保供、保證熱值前提下，不斷優化能源配置。

　　在智慧決策模塊，南鋼建立能源輸配與生產計劃的動態匹配優化，基于動態預測及調度規則，實現各類工況下的能源調度決策建議、異常狀況下的快速處置預案，最終實現在能源生產、耗用、運行等環節安全生產、平衡保供、能源最優的管控目標。

　　工序精管模塊主要對鋼鐵冶煉過程中的關鍵鋼鐵生產工序及動力供應工序的能源消耗、發生情況進行精細化管理與分析，通過時間、工序能耗、噸鋼耗用等維度對各工序管理及評價，使能源管理更加精細、準確。

　　能源分析模塊主要按照公司級能源成本、介質能源消耗、重點設備能效進行跟蹤分析，深挖關鍵指標的主要影響因素，為提高用能效率提供決策依據。

　　在碳排管理模塊，南鋼的“公司級”碳排放管理是根據當期化石燃料、溶劑、電極、原料的消耗量，凈購入電量、凈購入熱力，以及固碳產品的產量，計算出南鋼當期碳排放總量；“工序級”碳排放管理是全面摸清南鋼碳排放底數，根據各工序的產量，以及一次能源、二次能源的消耗量計算該工序當期的碳排放總量和碳排放強度。

　　節能技術模塊主要通過系統進行分享行業內各類節能新技術，并將節能項目、能源評價項目進行紅綠燈管控，實時了解項目的執行進度，并實現能源評價管控。

　　展望未來，樊星星表示“南鋼未來要建成鋼鐵全流程的‘百景千模’、一體化AI生成式大模型工程樣板，以數字化賦能綠色化、高端化、自主化、融合化，走新型工業化道路，打造新質生產力。”（王志）