新一代信息技术促进节能减排

随着我国经济的持续快速发展，工业化、城镇化进程的加快和消费结构的持续升级，我国能源需求呈刚性增长，资源环境约束日趋强化，节能减排形式十分严峻。我国当前节能减排仍主要通过产业结构调整、行业技术改造和管理模式提升等传统方法来实现，很多行业对信息化技术在节能减排领域应用的功能和作用还不是很了解。

节能减排信息化现状

各级政府是推进信息技术在节能减排领域应用的主导力量，如工业和信息化部就借两化融合之机，大力推进信息化促进节能减排工作。2011年5月27日，工业和信息化部印发了《关于推荐两化融合促进节能减排重点推进项目的通知》，同年12月工业和信息化部在广西柳州组织召开了两化融合促进节能减排经验交流会，为节能减排信息化下一步的发展理清了想法和思路。

一些地方政府在政策引导和自身节能需求的双重作用下，也开始探索性地开展了信息化促进节能减排的工作。北京市在2008年出台了《北京市信息化促进节能减排工作实施方案》，并编制了《北京市节能减排信息技术、产品和应用方案汇编》（第一批），重点推进了以行业制造执行系统（MES）、新一代集散控制系统（DCS）、高效节能变频调速技术、企业能源管理及调度系统、射频识别技术（RFID）、LED光源等技术和系统应用为代表的信息技术促进重点领域节能减排，同时继续完善节能减排监测和监控信息平台的建设。

在企业推进信息技术在节能减排应用方面，目前企业主要通过建立能源监控或综合管理系统来实现节能减排责任目标或能耗指标的过程管理和动态监管；掌握企业能源利用效率、跟踪主要耗能环节、掌握能源结构信息和能源基础数据及报告的评估分析，完成节能减排总体目标完成情况的汇总及评估等。

例如，宝钢的能源中心实施监控与信息管理系统，就是在原日本引进的能源中心技术上发展起来的，是一个覆盖宝钢一、二、三期工程个单元的全局性能源管理系统。宝钢的能源中心覆盖了基础自动化、过程监控及管理三个层面的计算机网络系统，实现了对供配电、给排水、动力和环保等有关能源子系统的自动控制及检测，作为实时监控与信息管理系统，实现了信息的实时采集、数据的海量储存和二次加工等。

无论政府还是企业，通过信息技术促进节能减排主要有以下几种方式：一，利用管理信息化减排；二，利用装备信息化减排；三，利用生产过程管控和工艺流程优化减排；四利用能源管理和能耗及排放在线检测减排。

节能减排信息化发展趋势

当前我国经济社会快速发展，节能减排工作形势日趋紧迫，对通过信息技术手段全面促进和提升节能减排监控、管理的水平提出了新的更高的要求，集中体现现在满足拓展领域、深化应用、提高水平、落实保障等发展需求上，从而全面提升为政府决策和行业节能减排提供支持和服务的能力。

目前，两化融合不断深化，节能减排信息化的全面推进亟需通过顶层设计确立统一的发展模式和管理体系，进而提出统一的技术规范，突破行业间的信息隔离状态，构筑跨行业、跨领域的社会节能减排信息大平台、大体系，建立多部门信息沟通与共享机制，从而避免重复建设和信息孤岛等问题的出现，全面提升信息化促进节能减排的应用水平。

随着节能减排工作由以工业为重心向多行业、多领域全面推进，就要求信息化应用迅速跟进，在应用范围上进一步拓展，并根据不同行业和领域的具体情况和需求做出针对性调整。

此外，对信息化体系功能上的需求也进一步加强。简单的数据收集、统计、显示已经远远不能满足当前发展形式的要求，未来对大量数据的实时监控、分析，将形成有效的能耗预警和管控机制，另外信息技术通过与管理科学良性互动，可以辅助节能减排目标制定、指标分配与成效管理等多方面的工作。

在技术上，为突破旧有技术瓶颈，实现功能跨越，需要以物联网，与计算为代表的新一代信息技术在节能减排信息化体系中得到更为广泛和深入的应用，从而大大提高节能减排管理时效性和工作效率。

例如，借助物联网、移动互联网、云计算和高端软件等新兴技术，实现对能耗数据的实时监控、实时管理，以及实现图形化、可视化展示，预测、预警，乃至解决方案制定和成效模拟等功能。

为确保节能减排信息化的推进和新一代信息技术的落地实施，需要提供全方位的有力的保障措施。必须进一步推广和普及信息化促进节能减排作用相关知识、推进新下一代信息技术的深度应用。此外，还需要建立节能减排信息技术从人才培养到技术研发再到推广应用的良性模式。

节能减排信息化构架

基于新一代的信息技术的节能减排信息化总体构架可以分为四层，分别是基础设施层、信息集成层、应用层和展示层。

展示层是基于新一代信息技术的节能减排信息化体系中的最终用户端，基于数据采集层、信息集成层和应用层之上且直接面向用户，为用户提供政务与互联网入口、信息显示界面、管理和操作界面。

根据服务功能的不同，基于新一代信息技术的节能减排信息化体系包括监管信息平台和管理信息平台两大面向用户的系统平台。其中，监管信息平台主要实现对被检测单位能耗、温室气体排放等节能减排指标的监测，主要面向政府主管单位和被监管单位。

管理信息平台主要掌握各个用能和排放单元的能源利用效率、跟踪主要耗能和排放环节、掌握能源结构信息和用能与排放基础数据，节能减排管理信息系统面向政府、企事业单位、家庭等众多用户，根据不同的需求，其展示平台的内容和结构也有不同。

以云计算、新型显示技术、移动互联网、三网融合为代表的新一代信息技术在展示层的应用具有广阔的前景。基于TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示器）、PDP（等离子体显示器）、OLED（有机发光显示器）等新型平板显示技术以及基于IPv6和4G等新型移动互联网技术开发的移动显示终端具有轻薄便携的和高通量移动信息交互的特性，应用于节能减排信息平台，将使管理工作更为便捷、高效。

同时采取云协同的概念发展的管理系统，可以实现客户端交互信息在多平台终端间的数据同步，大大提高了能效管理的泛在化；此外，在家庭和商业建筑节能管理领域，借助电视网、电信网、互联网一体化的三网融合技术，也为展示层的数据传输模式和展现形式提供了新的载体。

基于新一代信息技术的节能减排信息化体系的应用层为用户提供功能模块和应用系统，以满足不同用户的需求。应用层的主要功能模块和应用系统主要包括总量控制、用能填报、在线监测、统计查询、分析决策、信息公开、平台管理、过程控制及优化等，基于这些功能模块和应用系统，可以实现政府部门的节能减排监管、合同能源管理、企业生产流程控制和优化、企业能源管理和家庭能源管理等。

总量控制模块主要通过一体化系统的监控，实现对区域乃至全国范围内对能耗总量、某种能源的消耗总量或温室气体的排放总量的监测和控制管理。

用能填报模块主要用于用能单位定期在线填报本单位的用能数据，主要包括能源手指平衡信息、产品能耗信息、产值能耗信息等；在线监测模块主要用于政府用能监管部门实时监测用能单位当前数据，以及用能单位对自身能耗情况的实时管理和监测。

统计查询模块主要支持政府用能监管部门基于平台数据库，按照一定的时间范围对用能单位、行业或地域的用能指标数据进行汇总统计，并以图形、表格的形式展现统计结果。

分析决策模块主要是运用统计分析的基本原则和方法，对节能减排综合平衡状况、能源消费构成、能源流转、能源加工深度、能源储存、能源经济效益、能源综合利用以及与国民经济发展的依存关系等方面，进行分析、研究、判断和推理，而基于新型显示技术的可视化应用系统，可以实现数据信息的形象化显示和分析决策的可视化和管理，信息公开模块由用能监管或检测部门进行管理，主要介绍关于节能减排的国家政策、法律法规、发展战略与规划、行业标准规范、指标体系和对标结果公示等，以及平台能耗与排放信息；平台管理模块主要由平台管理员进行配置管理，提供定义基础数据的功能，包括用户的定义、用户角色权限定义、后台数据管理等，以支撑平台其他业务功能的应用。

节能减排信息化的典型应用

节能减排信息监管平台作为促进地区、政府、企业间顺利开展节能工作的重要平台，进年来在世界范围内的到了逐步发展，特别是在国外，已开展了大量研究、示范和应用工作。

比如美国能源信息局构建了国家能源数据系统，该系统可提供近几十年不同能源的消费数据、支出数据、能源价格和排名数据，以及依据数据行程的文本报告，供国家能源管理部门制定用能计划和决策使用。

我国在“十一五”期间，能源管理信息化方面取得了一定的进展，在工业、建筑等重点能耗领域构建了注入建筑节能监测系统和工业节能减排信息监测系统等平台，但与国外先进水平相比，仍存在较大差距。因此，节能减排信息监管平台作为推动节能减排监管工作的有效措施，仍需要继续加大研发和应用力度，推进平台建设工作的深度和广度。

从政策方面看，节能减排信息监管平台政策力度日益加强。自2004年国家发改委发布《节能中长期专项规划》以来，中国节能减排工作日益深化，政府运用信息化技术开展节能执法监督的力度将会不断加大。

2011年5月，工业和信息化部节能减排综合利用司发布的《关于建设工业节能减排信息监测系统的通知》指出，为及时跟踪了解工业节能减排进展情况，准确把握和分析发展趋势，提供基础数据支撑，工业和信息化部决定组织工业和信息化系统建设节能减排信息监测系统，并明确了建设目标、主要功能和相关要求。

2012年3月，工业和信息化部发布了《关于加强工业节能减排信息监测系统建设工作的通知》，该通知指出，节能减排信息监测是重要的基础性工作，对于把握分析节能减排形势、研究提出有关政策措施具有重要意义。

节能减排信息监管平台建设由中央政府各相关部委牵头推动，由地方各级政府相关部门组织建设，由各地区用能企业、机构、实体配合实施，自上而下覆盖多级管理机构和监管对象。其中用能部门是平台监管对象，涵盖了工业、交通、建筑、公共机构四大重点用能领域。平台管理对象为政府主管部门，包括地方政府主管部门和上级政府主管部门。地方政府主管部门是节能减排信息监管平台的直接使用者，其职责是获取监控对象的用能数据，保证监管数据的真实性和准确性，并将数据上报至上级主管部门。上级主管部门是指地方政府主管部门的上级行政管理单位。

节能减排信息监管平台的建设框架可以定义为四层两体系，其中四层为：表现层、应用层、数据层和基础设施层，两体系为信息安全防护体系和信息标准体系。

综合看来，我国节能减排监管平台还处于起步阶段，平台功能单一，以检测为主，不分项目还不具备预警功能，对监控和用能单位上还不能起到很好的服务和决策作用。但整个平台的建设与实施正处在高速的建设与不断的进步中。

（本文摘自《新一代信息技术在两化深度融合中的应用》一书，由电子工业出版社出版）

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信息化节能减排的企业应用

中国是目前世界上第二位能源生产国和消费国，能源成为经济社会发展重要的支撑。

能源问题已不再单纯是一个经济问题，已然上升到国家战略安全上，成为掣肘一国可持续发展的重要命脉。尤其是在面对日趋强化的资源环境约束，必须增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点。

而目前我国节能减排的形势非常严峻，国家已将节能减排作为一项长期国策摆在了突出重要的地位。陆续出台了相关政策法规以及一系列行政和经济手段，来共同推动节能减排在企业和区域持续深入。

这一重大决策势必将引导行业拉开整合的大幕，抓住机遇的优势企业将在未来获得更好的发展契机。

节能减排是一个概念里面衍生出来的两种行为。企业的能源消耗主要包括：物品移动消耗的能源；加热、制冷消耗的能源；用电设备消耗的能源。

所以节约能源措施分为三类：减少物品移动转运；减少加热、制冷环节的消耗，主要是锅炉等；减少设备用电消耗。企业的能源排放主要包括：燃料燃烧后排放；原料加工过程副产品排放；清洗、消毒等过程的排放。

所以减少排放措施分为三类：提高燃烧效率；提高加工过程效率，加强污染处理；实现循环应用，加强污染物的处理。

想要提高节能减排技术，就必须通过信息技术的应用提高管理水平、提高资源利用率、节约能源、降低生产成本，从而达到节能减排的目的。

具体方法有：

1、利用管理信息化减排。企业可以通过ERP系统达到节能的目的。由于 ERP系统具备的基本功能是支持能动的监控能力，提高业务绩效。具体到节能减排，支持能动的对节能减排值班表的监控能力，提高节能减排绩效。

2、利用装备信息化减排。制造企业的装备落后成为制造业节能减道路上的重要制约因素。

因此通过把设备进行信息化改造，不仅可以有效监控设备本身的消耗，还能监控设备消耗的能源排放，从而使节能减排做到有据可依。

3、利用生产过程管控和工艺流程优化减排。企业通过MES系统达到对生产控制的目的以促进工艺优化、能耗降低、产量质量提升，助力节能减排。

4、利用能源管理和能耗及排放在线检测减排。

一方面是利用能源监控系统，以钢铁企业和化工企业为例，可以利用信息技术在企业内部搭建一个完整的能源系统，既采集数据，又实施能源的平衡和调度。

企业通过管理信息化、能源管理、生产过程管理、工艺流程改优化、能耗及排放在线检测等信息技术，可以实现生产、管理、控制的一体化，并且提高管理效率、提高资源利用率、节约能源、降低生产成本，以达到促进节能减排的目的。

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