2022年2月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、生態(tài)環(huán)境部三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，力爭到2025年80%以上鋼鐵產(chǎn)能完成超低排放改造，噸鋼綜合能耗降低2%以上，水資源消耗強(qiáng)度降低10%以上，確保2030年前碳達(dá)峰，打造30家以上智能工廠，電爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量比例提升至15%以上。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須把節(jié)能減排和數(shù)字化作為我國鋼鐵工業(yè)未來幾年的發(fā)展主題，綠色低碳是我國鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的有效手段，智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型是我國鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。

一、節(jié)能減排是構(gòu)建鋼鐵企業(yè)綠色低碳發(fā)展重要抓手

  2021年，我國粗鋼產(chǎn)量達(dá)到10.3億噸，占全球粗鋼產(chǎn)量的54%。鋼鐵行業(yè)是高耗能和高排放的行業(yè)之一，鋼鐵行業(yè)能源消費(fèi)量約占全國能源消費(fèi)總量的11%，碳排放量約占全國碳排放總量的15%。雙碳目標(biāo)下，碳排放的標(biāo)準(zhǔn)會越來越嚴(yán)格，碳排放的成本也會越來越高，鋼鐵企業(yè)普遍面臨綠色低碳轉(zhuǎn)型的壓力。

（一）雙碳目標(biāo)倒逼鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排轉(zhuǎn)型

  雙碳目標(biāo)倒逼企業(yè)向節(jié)能減排轉(zhuǎn)型，主動適應(yīng)綠色低碳發(fā)展要求的鋼鐵企業(yè)，將獲得未來市場競爭的“制高點(diǎn)”，誰先實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，誰就能在未來的競爭中占據(jù)主動地位。

  “十四五”期間，鋼鐵行業(yè)的超低排放改造力度將空前，但在降低環(huán)保設(shè)施運(yùn)營成本、控制二次污染排放方面，節(jié)能減排需要有更大的技術(shù)創(chuàng)新，鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型之路任重道遠(yuǎn)。

  要實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、提高能效和減少碳排放，發(fā)展低碳技術(shù)是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減污降碳的最重要途徑。

  鋼鐵行業(yè)的綠色低碳路徑按照減污降碳原理可分類六類：減少產(chǎn)量、節(jié)能技術(shù)、短流程技術(shù)、新能源替代、末端治理技術(shù)和廢棄物綜合利用。

  節(jié)能減排要求鋼鐵工藝結(jié)構(gòu)的調(diào)整，不僅僅只是實(shí)施末端治理，更多要求企業(yè)從生產(chǎn)工藝路線上進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，從源頭上減少碳排放。

  當(dāng)前一些大的企業(yè)已采取了應(yīng)對措施，比如寶鋼提出將把減污降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、加大節(jié)能環(huán)保技術(shù)投入；將不斷提高天然氣等清潔能源比例，加大太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源利用，布局氫能產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)清潔低碳化；將不斷提高爐窯熱效率、深挖余能回收潛力，提升能源轉(zhuǎn)換和利用效率，大幅降低能源消耗強(qiáng)度，嚴(yán)控能源消耗總量，推動我國鋼鐵行業(yè)加快綠色發(fā)展，發(fā)揮示范效應(yīng)。

  總體上，我國鋼鐵行業(yè)突破性減污降碳技術(shù)支撐能力仍顯不足，多數(shù)仍停留在設(shè)計(jì)研發(fā)階段，尚未形成可工業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用的創(chuàng)新技術(shù)，需進(jìn)一步加大工作力度，確保技術(shù)的支撐來更好地完成鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。

（二）節(jié)能減排重塑鋼鐵企業(yè)的商業(yè)邏輯

  在綠色低碳發(fā)展背景下，鋼鐵企業(yè)在減排壓力與降本動力的雙重驅(qū)動下，急需打破傳統(tǒng)商業(yè)模式的束縛，從而實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)下商業(yè)模式的重塑。

  鋼鐵企業(yè)要將雙碳約束引入到企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中，不僅要對產(chǎn)品生成過程中各個構(gòu)成要素進(jìn)行碳足跡和碳含量的分析和控制，還要爭取因踐行減污降碳而產(chǎn)生的環(huán)保功能收益，當(dāng)鋼鐵企業(yè)獲得碳減排優(yōu)勢后，充裕的碳排放額度也將為企業(yè)帶來可觀的收益和良好的公眾形象。

  鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排不僅僅關(guān)乎企業(yè)的市場形象，更關(guān)乎其在市場的生存與發(fā)展，未來鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展依托于對環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)投入，擁有綠色低碳發(fā)展模式的鋼鐵企業(yè)兼具環(huán)境責(zé)任擔(dān)當(dāng)和良好的可持續(xù)發(fā)展前景。

  率先構(gòu)建低碳技術(shù)壁壘的鋼鐵企業(yè)，則能更快地實(shí)行綠色低碳經(jīng)營模式，從而比競爭對手更具有競爭力，就可以在同行業(yè)、同產(chǎn)品競爭中獲得綠色低碳發(fā)展的“先占優(yōu)勢”。

憑借“先占優(yōu)勢”，鋼鐵企業(yè)可進(jìn)一步增加企業(yè)價(jià)值，并盡可能地獲得增量資本，進(jìn)入一個良性的污染物減排和碳減排循環(huán)。

（三）節(jié)能減排提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)國際競爭力

  碳排放權(quán)就是發(fā)展權(quán)。與國外相比，我國鋼鐵行業(yè)的環(huán)境保護(hù)水平與先進(jìn)產(chǎn)能的差距在縮小，但是差距依然存在。2021年，我國重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗達(dá)550千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，遠(yuǎn)高于德國251千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸、美國276千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，較國際先進(jìn)水平存在較大差距。

  目前我國對廢氣中污染物的治理還主要停留在關(guān)鍵污染物指標(biāo)的超低排放整改上，而工業(yè)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)鋼鐵企業(yè)對煙塵，二氧化硫，氮氧化物的治理基本完成，正致力于第三代污染物二氧化碳，二噁英控制技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。

  我國鋼鐵行業(yè)工藝流程結(jié)構(gòu)以長流程為主，電弧爐短流程煉鋼工藝生產(chǎn)的粗鋼產(chǎn)量僅占總產(chǎn)量10%左右，遠(yuǎn)低于美國68%、歐盟40%、日本24%的發(fā)展水平；廢鋼比僅為18.7%仍有較大提升空間。以廢鋼為原料的電弧爐短流程，能耗僅為長流程的1/3。

  雖然鋼鐵行業(yè)在各生產(chǎn)工序節(jié)能取得了巨大成績，但與國外在工藝流程上的差距將使得鋼鐵行業(yè)平均能耗指標(biāo)仍有下降空間。

  參與國際競爭比拼的不再是生產(chǎn)要素的粗放投入，而是要依賴科技創(chuàng)新。節(jié)能減排有助于強(qiáng)化我國鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和環(huán)境治理，促進(jìn)達(dá)成“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，對于提升鋼鐵產(chǎn)業(yè)國際競爭力以及國家競爭力具有重要意義。

二、數(shù)字化是構(gòu)建鋼鐵企業(yè)核心競爭力的主要路徑

  鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型主要有兩大目標(biāo)：一是用數(shù)字技術(shù)重塑鋼鐵企業(yè)組織和流程，提高工作效率、降低能耗物耗、降本增效；二是支持鋼鐵企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，賦能雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。落實(shí)雙碳戰(zhàn)略，需要節(jié)能減排與數(shù)字化深度融合，綠色發(fā)展成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的底色，數(shù)字化則是節(jié)能減排的主要路徑。

  鋼鐵行業(yè)的碳排放來源于生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存、使用等過程各個階段，單純依靠過去人為的管理經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)不能適應(yīng)未來低碳綠色發(fā)展趨勢，因此必然要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、專業(yè)化、科學(xué)化、數(shù)字化管理。

  鋼鐵企業(yè)應(yīng)充分利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型新機(jī)遇，加快數(shù)字化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的全流程、全領(lǐng)域深度應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)能源更有效的利用，為節(jié)能減排提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)“綠色制造”。

  AI、5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代數(shù)字技術(shù)為節(jié)能減排綠色發(fā)展提供了許多新的契機(jī)。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以有效改進(jìn)生產(chǎn)工藝流程，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率、提升生產(chǎn)過程管理的精確性，實(shí)現(xiàn)用工和成本的“雙下降”，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率和碳減排的“雙提升”。因此，如何充分發(fā)揮海量數(shù)據(jù)和豐富應(yīng)用場景優(yōu)勢，賦能鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，成為催生新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)新模式的關(guān)鍵。

  但也要看到，我國鋼鐵行業(yè)數(shù)字化水平參差不齊，大部分企業(yè)仍然存在數(shù)據(jù)自動采集率低、信息化孤島現(xiàn)象嚴(yán)重、數(shù)字化模型構(gòu)建難度大、平臺化程度低等問題，在信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的開發(fā)、管理、集成方面，創(chuàng)新能力較弱。

  數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一個長期和持續(xù)投入的工程，鋼鐵企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也并非一蹴而就，它還面臨著科技支撐不足、資金投入不夠、觀念轉(zhuǎn)變不到位、數(shù)字化人才短缺等一系列痛點(diǎn)。

  數(shù)字化在寶鋼和南鋼得到了很好的應(yīng)用實(shí)踐。例如，寶鋼通過“熱軋1580智能車間”項(xiàng)目，搭建自動化、無人化、智慧化平臺對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)管理。在制造端，寶鋼在操作崗位領(lǐng)域引入機(jī)器人作業(yè)，在工廠節(jié)點(diǎn)引入無人機(jī)以及傳感器等方式追蹤工人生命體征、設(shè)備運(yùn)行狀況、產(chǎn)品質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息，降低了人工監(jiān)測成本，降低了6.5%的工序能耗及30%的內(nèi)置質(zhì)量損失，同時實(shí)現(xiàn)了10%的全自動投入率提升。截至2020年，寶鋼通過數(shù)字化提高了83%的規(guī)劃效率、30%的設(shè)備使用周期以及16%的勞動效率。

  有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2030年，各行業(yè)受益于數(shù)字化轉(zhuǎn)型所減少的碳排放量預(yù)計(jì)將達(dá)到121億噸，其中能源、制造業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以減少15%的全球碳排放。數(shù)字化轉(zhuǎn)型對各行業(yè)減排效果和價(jià)值顯著，對我國2030年實(shí)現(xiàn)整體碳達(dá)峰具有重要戰(zhàn)略意義。

三、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是鋼鐵企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵載體

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是構(gòu)建全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈全面聯(lián)接的新型生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，是各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵載體和方法論。當(dāng)前以5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、數(shù)字孿生為代表的新興技術(shù)正處于創(chuàng)新高度活躍和密集的時期，技術(shù)成果亟需實(shí)際場景落地，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域所具備的廣闊場景需求正使得其與新興技術(shù)的融合應(yīng)用從技術(shù)落地走向效率化應(yīng)用。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)客戶群體、應(yīng)用場景、功能支持三個維度劃分為基礎(chǔ)級、專業(yè)級、企業(yè)級、行業(yè)級、雙跨級五大類。

  基礎(chǔ)級是以通用型云平臺、大數(shù)據(jù)平臺、AI中臺等為代表的提供某項(xiàng)或多項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)功能的平臺。

  專業(yè)級是聚焦于企業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)、經(jīng)營管理、設(shè)備運(yùn)維等某一業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的平臺。

  企業(yè)級是以服務(wù)特定企業(yè)為準(zhǔn)則，圍繞企業(yè)業(yè)務(wù)痛點(diǎn)和場景需求打造的平臺。

  行業(yè)級是針對工業(yè)領(lǐng)域某一細(xì)分行業(yè)，圍繞行業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)開展平臺服務(wù)的平臺。

  雙跨級是目前最具普適性的平臺，具備服務(wù)工業(yè)體系下跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的技術(shù)能力。

  傳統(tǒng)工業(yè)自動化和信息化本質(zhì)是把生產(chǎn)操作和管理流程通過軟硬件系統(tǒng)的方式予以固化，從而建立了垂直制造體系，這一體系下負(fù)責(zé)不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)或流程的子系統(tǒng)間彼此孤立，即使不同自動化廠商間的設(shè)備在工業(yè)現(xiàn)場的部署位置相鄰為伴，彼此之間的數(shù)據(jù)也絕無交集，這也就形成了鋼鐵企業(yè)存在大量煙囪式的系統(tǒng)和碎片化的信息。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)由平臺+云+網(wǎng)+智能硬件+工業(yè)軟件等要素構(gòu)成，主要包括邊緣層、 IaaS 層、Daas層、PaaS 層、 SaaS 層以及貫穿上述各層級的系統(tǒng)安全體系，充分滿足了企業(yè)的“省錢、省事、省心”的數(shù)字化應(yīng)用需求。

  平臺將知識、機(jī)理等隱性經(jīng)驗(yàn)固化成其自身顯性核心資源，結(jié)合更具廣度和深度的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、建模和利用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動的生產(chǎn)和運(yùn)營優(yōu)化閉環(huán)，為企業(yè)帶來“降本、安全、高效、便捷、可靠”五大價(jià)值。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，借助人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、IoT等技術(shù)聯(lián)接鋼鐵企業(yè)中“人、機(jī)、網(wǎng)、場”，打通信息孤島，促進(jìn)各類數(shù)據(jù)有序流動，為鋼鐵行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供智能感知、網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)據(jù)分析等能力支撐，利用智能技術(shù)與工業(yè)知識的有機(jī)融合，推進(jìn)鋼鐵企業(yè)智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還能促進(jìn)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈緊密協(xié)同，引導(dǎo)企業(yè)延長價(jià)值鏈，催生智能化制造、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、規(guī)模化定制等新模式新業(yè)態(tài)，培育形成新動能。

  以專注工業(yè)企業(yè)節(jié)能減排的昆岳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（INECO平臺）為例，目前已形成智慧環(huán)保運(yùn)維、數(shù)字化能耗管控、碳資產(chǎn)管理、環(huán)品匯、“智改數(shù)轉(zhuǎn)”、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈保障和“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+產(chǎn)業(yè)園區(qū)”等綜合解決方案。

  在智慧環(huán)保運(yùn)維方面，昆岳工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)緊密圍繞環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)的監(jiān)控與預(yù)測、維修、使用等信息，運(yùn)用人工智能技術(shù)對涉及設(shè)備健康的因素進(jìn)行全面分析和管控。

  通過更全面、綜合、及時、準(zhǔn)確的信息可視化、預(yù)測性維護(hù)和簡化作業(yè)流程來提高設(shè)備的可靠性和可用性，減少設(shè)備停機(jī)造成的延誤，并通過預(yù)測和認(rèn)知分析加快設(shè)備維修進(jìn)度。幫助客戶實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)少人化無人化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理集中化和遠(yuǎn)程化，提升能源利用效率，實(shí)施監(jiān)測環(huán)保指標(biāo)和碳排放量、及時預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對減污降碳的數(shù)字化管理。

  雙碳目標(biāo)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。雙碳目標(biāo)加速了鋼鐵行業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，誰率先全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，誰就能在未來競爭中占據(jù)主動。未來，鋼鐵企業(yè)一定要堅(jiān)持“節(jié)能減排”和“數(shù)字化”兩條腿走路，走高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和道路。

  我們堅(jiān)信只有將“節(jié)能減排”和“數(shù)字化”深度融合，才能加快鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，才能助力鋼鐵企業(yè)提高核心競爭力，綠色低碳發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型將成為推動鋼鐵行業(yè)變革創(chuàng)新的新引擎。

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