数智向“新”力(16)| 以数智化低碳践行发展理念,探寻中国建筑的数智化净碳之路
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数智向“新”力(16)|以数智化低碳践行发展理念,探寻中国建筑的数智化净碳之路
2020年9月,习近平总书记在联合国大会中提出,中国二氧化碳排放争取在2030年达到峰值,并于2060年前达成碳中和。2024年十四届全国人大二次会议上,李强总理在《政府工作报告》中提到“稳步实施城市更新行动,推进公共基础设施建设”,旨在通过基础设施建设,促进城市可持续发展。
建筑行业细化节能减碳体现在2024年3月国家发改委发布《加快推动建筑领域节能降碳工作方案》,强调提高建筑电气化水平,推进光伏一体化,减少化石能源供热;5月,国务院发布《2024—2025年节能降碳行动方案》,强调推进存量公共建筑改造,用能设备升级,加强智能技术应用以提高建筑节能率。
行业挑战
在全球变暖已成为普遍共识的当下,人类面临“只有一个地球”的共同挑战,必须积极探索降低环境风险的途径。根据国际能源署(IEA)数据显示,2023年全球能源相关的二氧化碳排放量增长1.1%,达到37.4亿吨(Gt);在建筑领域,2021年,建筑全过程(不含基础设施建造)能耗总量为19.1亿吨标准煤(tce),占全国能源消费的36.3%;建筑全过程碳排放总量为40.7亿吨二氧化碳(tCO2),占全国能源相关碳排放的比重为38.2%。具体到公共建筑,2023年的碳排放密度约为45.7kgCO2/㎡,城镇公共建筑的碳排放总计约为6.4亿吨(不考虑北方供暖所需热力的相关碳排放)。在建筑运营阶段碳排占比最高的对象为空调和照明,约为总量的40%~60%。
应对策略
作为建筑机电设备的重要组成部分,空调和照明是关系建筑舒适性、安全性不可或缺的运行设备系统,同时也是建筑碳排的重要来源。如何在保证城市建筑体正常舒适运行、高效长效运营的前提下,将占据城市碳排的核心数据指标有效降低,是我国实现碳达峰碳中和目标的必然要求和重要途径。
在城市更新和节能降碳的背景下,中控信息以能源大模型为基础,结合物联感知、数字孪生、数据智能、机器视觉、AIGC等技术,对城市公共建筑的碳排放模型进行分析,包括一次能源碳排放、二次能源碳排放和其他间接排放量等,梳理公共建筑碳排放的重点来源对象:空调用电、照明用电、动力用电(电梯、水泵、通风),聚焦建筑能源供给与能源管控,围绕建筑管理方(业主)、物业方(运维)、企业(入驻)、公众(群体)N个主体,构建以eCityOS为底座的“OS+DT+BAS+IBMS+FM+tCO2”城市建筑绿色低碳全生命周期解决方案,服务多业态、聚合化、高效能的数智低碳建筑体。
解决方案
聚焦城市建筑绿色低碳全生命周期解决方案SEMS四大核心要素,围绕“源、探、管、服”四大维度,在城市建筑体中大力推广应用清洁低碳能源,强化碳排放监测体系,优化建筑能源管理,构建建筑体双碳服务体系,搭建零碳运营平台,加速城市建筑体的数智化净碳之路。
源(Source):从城市建筑体的能源源头提升清洁能源应用比重和清洁能源使用效率,以数智化能力聚合能源应用。
探(Explore):以数据量化城市建筑体碳排放监测,加速碳捕集利用与封存(CCUS)技术的开发和应用。
管(Manage):构建以数智化为基础的城市建筑体能源管理平台,分类采集量化分析能源类型,优化调整调度优化能源类型。
服(Service):以双碳资产、双碳业务、双碳服务为核心构建城市建筑体全面的碳资产服务体系,打造行业用户私域化碳中和应用模型。
行业赋能
(1)建筑能源负荷预测
采用数据驱动模型与物理模型结合的方法,综合考虑建筑热对流及辐射传热、人员产热、设备产热、新风换热、不平衡修正等参数变量,通过神经网络算法构建建筑负荷预测模型。
(2)空调制冷运行优化
空调运行优化算法以冷冻水进出温度、冷却水进出温度、冷机启动数、冷却泵启动数、冷冻泵启动数和水塔启动数为决策变量;通过冷负荷预测需求和管路特性,对制冷系统设备运行参数进行寻优测算。
(3)高效用能设备置换
通过高效用能设备置换,减少建筑化石能源供热,提高建筑电气化水平以真空冷凝水热水机组、空气源热泵替代传统供热锅炉,有效降低城市建筑体运行能耗。
(4)技术驱动零碳建筑
以绿植固碳、光伏建筑一体化、分散式风电、充电桩、换电站等方式有效降碳,以数智化平台提升数据采集、传输、储存、应用等各个环节的流转效率,高效协同“源、网、荷、储”等能源资产及系统,实现对能源资产及能源供需的数字化和智能化监控、分析、预测和优化,提升能源供应和使用效率,进而最大化能源投资、能碳源管理、能源运营、能碳源交易等各环节的经济效益。
未来发展
中控信息以数智化低碳践行绿色低碳、高效节能发展理念,从智能制造数字化园区到产业化运营数智园区,从国民经济大动脉的物流行业园区到绿色低碳的城市AI Agent,打造面向未来高质量可持续运营的建筑低碳解决方案,探寻中国建筑的数智化净碳之路。
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