如何以区块链技术为核心,渗透工业领域、支撑工业绿色发展?
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2022-01-15 16:37
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碳中和、碳达峰计划的提出已经过去一年有余,我国能源结构调整已取得阶段性成果,但仍然存在诸多问题,尤其是对化石能源和煤炭的依赖,成为达到双碳目标的重点阻碍因素。而由于火电选址灵活、投资费用低、额定输出稳定等优势,从中长期来看,煤炭并不会退出我国能源主市场,这时如何提高煤炭资源的利用率就成了降低碳排放的关键方法。借势数字化进程,利用数字技术提高能源利用率,赋能双碳计划”成为当前绿色发展的新方向。
2021年12月,工信部印发《“十四五”工业绿色发展规划》,提出到2025年工业产业结构、生产方式绿色低碳转型取得显著成效,绿色低碳技术装备广泛应用,能源资源利用效率大幅提高,绿色制造水平全面提升,为2030年工业碳达峰奠定坚实基础。
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当工业制造业将实现碳达峰的技术手段付诸于区块链技术时,区块链等数字经济重点发展领域也从技术特性和行业需求的角度出发,以局中人的视角,深化区块链与传统行业的结合。
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为有效减少碳排放,碳排放交易被提了出来,碳排放交易是指运用市场经济来促进环境保护的重要机制,允许企业在碳排放交易规定的排放总量不突破的前提下,可以用这些减少的碳排放量,使用或交易企业内部以及国内外的能源。精准计量、数据保真、权属明晰是碳排放交易的前提,区块链技术具有可溯源、不可篡改等特性,为碳排放交易的数据确权和数据可信提供了可靠的保障。与此同时,数字孪生技术与区块链的结合能够在工业园区数字孪生的基础上,进一步实现工厂生产碳足迹以及企业办公建筑碳排放的数字孪生,从而实现对企业在生产、工作中的碳排放数据的全生命周期追踪管理。
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工业碳排监测可信基础设施的建设,需要以区块链技术为核心,并将区块链、物联网、大数据、人工智能等技术有机融合。在工业生产环节广泛地接入搭载区块链模组的碳排监测物联网终端,实时采集碳排放相关数据并上链,减少人为干预,从源头保证数据的真实准确性。这是推行工业低碳管理的一个重要部分,因为只有在能可信监控碳排放量的基础上才能进一步精细化管理、精准化引导。
碳排放在线监测的可靠性和准确性是决定其在温室气体排放源监测能力建设中所处地位的关键所在。对重点行业污染源、企业厂界无组织排放、城市/区域环境质量、工业过程控制等方面实现碳排放基础及过程数据的监测监管,可实现碳管理的精细化、数字化和标准化,为实现"碳达峰“和”碳中和”的目标提供数据支撑。
在实现数据精准可信的基础上,将端侧的区块链模组和平台侧的区块链数据服务结合,搭建可信的碳排采集、追踪、计量、审计的平台,提高数据置信度,为低碳治理提供可信数据底座。在工业低碳治理平台上,深度集成隐私计算、大数据、人工智能等技术,可以对数据进行同态加密,对密文数据进行计算与分析,在保护数据隐私的前提下,进一步分析和处理碳排数据,挖掘数据价值,并基于人工智能模型提供决策支持,辅助企业与监管部门共同规划更高效的碳中和路径。
推动区域性微电网能源协同
提高能效和减少碳排放量是工业领域实现绿色发展的重要手段。2021年年初,工信部部长肖亚庆在接受媒体采访时,鼓励工业企业、园区建设绿色微电网,优先利用可再生能源。微电网的蓬勃发展,为分布式能源交易奠定了基础。我国正稳步推进电力体制改革,有序向社会资本开放电力市场,允许分布式电源用户和微电网系统以利益独立主体的身份参与电能传输。
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微电网构建分布式能源多样化应用场景,无论是在离岸的海岛、偏远的边疆无人地区,抑或是在人群密集的都市楼宇、社区、工厂,人们越来越多的看到分布式能源应用的场景。例如,分布式光伏、风力发电搭配柴油发电机组成的微电网,保障遥远小岛上渔民的全部用能需求;又如,天然气冷热电三联供(CCHP)、分布式可再生能源技术被集成到城市社区微电网系统中,为居民和企业提供本地生产的且经济高效的电力、热水以及制冷服务。而这一切很大程度上需要归功于微电网技术,正是因为微电网的兴起,人们选择的用能服务不再局限于市政电网集中供能的模式。这也使得那些建立在市政电网范围之外的遥远海岛、边疆区域,以及对经济性、安全性、环保性有特殊要求的用能单位,可以按照其各自的需求在靠近用户侧的位置来建立分布式的能源供应系统。
传统能源交易主要是一种集中式优化决策的资源配置方式,具有成本高、易受攻击且用户隐私难以保障的缺点。在分布式能源交易模式下,能源交易市场的参与者是对等的、分散的、且多种能源协同自治,无需第三方信任机构。利用区块链+物联网与数字孪生技术的整合,能够通过物联网设备将园区内微电网的发电量直接上链,并在区块链上形成可信、可视、可追溯的数字化资产,为区域性微电网能源协同打造交易基础设施。
其次,区块链能够对数据进行加密,将链上数据以哈希摘要的形式存储,从而满足园区能源生产与消耗数据的隐私保护需求,在数据不外泄的前提下,以智能合约的形式自动完成供需匹配、达成交易并存证,提高能效的同时增加企业进项。
气候变化最可怕之处,不在于人们能直接或间接感受到的现象,而在于气候变化可能带来的、难以评估预测的潜在危害。技术改善生活,区块链的研究与发展不仅以纵向突破为目标,更应当突破应用边界,为更多行业带去变革新思路的同时,为人类可持续发展提供有力的支撑。