数字技术赋能工业碳达峰碳中和应用指南.pdf

前 言 联合牵头编写单位： 中国信息通信研究院 中国 航天科工集团 有限公司 参与编写单位： 重庆工业大数据创新中心有限公司 阿里云 计算有限公司 腾讯云 计算（北京）有限责任公司 华为 技术有限公司 中国科学院空天信息创新研究院 中国移动 通信有限公司 研究院 中移 物联网有限公司 济南大陆机电股份有限公司 成渝（成都）信息通信研究院有限公司 北京云道智造科技有限公司 杭州产链数字科技有限公司 河北工业大学 银河航天（北京）科技有限公司 泰伯研究院 中国国际科技促进会碳中和分会 福建空天碳智慧科技有限公司 北京航天航空大学 深圳华龙讯达信息技术股份有限公司 北京万维物联科技发展有限公司 本指南主要面向工业企的管理者和技术骨干以 及工业园区管理者。本指南内容包括 5G、卫星工业 互联网、云计算大数据、人工智能、区块链、工业 软件等主要数字技术介绍，上述数字技术赋能工业碳 达峰碳中和的主要方向、已实施的典型案例，为工业 领域碳达峰中和工作提供参考借鉴 党中央、国务院高度重视碳达峰、碳中和工作， 习近平总书记指出“要把碳达峰、碳中和纳入生态文 明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现 2030年前碳达峰、 2060年前碳中和的目标”。 2021年 10月，《中共央 国务院关于完整准确全面贯彻新 发展理念做好碳达峰中和工作的意见》发布。同月 ，国务院印发《 2030年前碳达峰行动方案》。 2021年 11月，工业和信息化部印发《“十四五”工业绿色发 展规划》，针对工业领域提出加速生产方式数字化转 型，利用数字技术赋能绿色制造 。 。 浙江浙达能源科技有限公司 白皮书编写组成员： 曹英、陈其云、邢镔龙萍、成炜琳、胡小林、邱剑毛宏举、 刘凯、黄夏王小艳、王永霞、鲁静李永韬、卫鹏赵乔、侯 勇、鲁剑张小军、刘冰龚倩、黄清成、翟爽王大成、姚晓 婧、孟瑜池天河、马彩虹、焦越朱笑稷、庄楠周茉、荆书 典、徐传迎、李司慧、傅尔权、李明珊、吕峰董广鹏、唐波 张放、茜李启雷、张瑛刘晶、季海鹏、贺姝涵、王悦承、 史寅虎、郑明月、任毅龙、小昂、吕晓楠、张森蒋雪冬、李 晓波、徐晓波工业互联网产业联盟公众号 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟目 录前言1一、数字技术赋能工业双碳概述.1二、5G赋能方向及案例4（ 一 ） 技 术 概 览 4（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 61.支 持 新 能 源 建 设 和 并 网 62.助 力 钢 铁 行 业 改 进 流 程 7 3.赋 能 煤 炭 井 下 开 采 作 业 74.促 进 化 工 行 业 数 字 化 和 智 能 化 75.助 力 碳 排 放 量 化 、 审 计 和 交 易 8（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 81.鞍 钢 节 能 减 排 5G 方 案 . 82.5G 在 电 力 行 业 的 应 用 9三、卫星赋能方向及案例. 9（ 一 ） 技 术 概 览 9（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 111.工 业 碳 源 监 测 .11 2.工 业 碳 汇 监 测 .113. 城 市 工 业 碳 源 指 数 124. 城 市 工 业 碳 汇 贡 献 指 数 12 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 131.空 天 地 一 体 化 碳 监 测 与 评 估 平 台 132.中 国 省 级 工 业 二 氧 化 碳 排 放 监 测 153.典 型 区 域 热 源 工 业 二 氧 化 碳 排 放 的 卫 星 遥 感 监 测 174.车 辆 联 网 联 控 系 统 17四、工业互联网赋能方向及案例.19（ 一 ） 技 术 概 览 19（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 211.碳 排 放 量 监 测 和 预 测 21 2.碳 资 产 管 理 .213.碳 计 量 管 理 .224.企 业 碳 数 据 管 理 22（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 221.数 字 技 术 赋 能 污 水 处 理 厂 低 碳 运 营 方 案 222.深 圳 华 龙 讯 达 木 星 数 据 采 集 平 台 263.积 微 循 环 工 业 互 联 网 平 台 项 目 27五、云计算赋能方向及案例.29（ 一 ） 技 术 概 览 29（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 31 1.为 工 业 碳 管 理 提 供 低 成 本 高 可 用 支 撑 平 台 312.应 对 计 算 资 源 需 求 峰 谷 不 定 的 工 业 场 景 323.降 低 传 统 工 业 软 件 研 发 能 耗 成 本 32 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟4.赋 能 工 业 数 据 中 心 节 能 减 排 33（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 341.腾 讯 云 ： 零 碳 园 区 智 慧 能 源 生 态 平 台 342.阿 里 云 ： 数 据 中 心 能 源 与 碳 管 理 平 台 383.华 为 云 ： PUE 优 化 平 台 iCooling.39六、大数据赋能方向及案例.40（ 一 ） 技 术 概 览 40（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 421.赋 能 生 产 制 造 全 过 程 双 碳 管 理 42 2.助 力 碳 足 迹 分 析 管 理 433.探 索 低 能 耗 与 低 碳 排 的 技 术 路 线 43（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 441. 基 于 工 业 大 数 据 的 离 散 制 造 企 业 碳 排 放 核 算 与 优 化平 台 442. 基 于 数 字 孪 生 和 边 缘 侧 智 能 控 制 策 略 的 火 电 厂 工 业大 数 据 平 台 46七、人工智能赋能方向及案例.48（ 一 ） 技 术 概 览 48（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 50 1.助 力 工 业 行 业 的 双 碳 规 划 与 节 能 降 碳 优 化 502.助 力 能 源 结 构 转 型 513.助 力 市 场 碳 价 预 测 51 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 521.阿 里 云 碳 眼 及 能 耗 宝 平 台 522.中 信 戴 卡 、 精 诺 瀚 海 、 河 北 工 大 智 能 机 加 闭 环 解 决 方案 563.中 国 移 动 “九 天 ”人 工 智 能 平 台 .574. 浙 达 能 源 虚 拟 电 厂 实 践 57八、区块链赋能方向及案例.59（ 一 ） 技 术 概 览 59（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 61 1.工 业 碳 数 据 上 链 存 证 612.工 业 碳 资 产 确 权 613.可 信 工 业 碳 交 易 624.工 业 碳 数 据 自 动 核 算 625.工 业 碳 核 查 与 监 管 高 效 协 同 62（ 三 ） 区 块 链 +双 碳 的 典 型 应 用 .631.工 业 企 业 碳 管 家 632.工 业 园 区 碳 监 测 65九、工业软件赋能方向及案例.67（ 一 ） 技 术 概 览 67 （ 二 ） 主 要 赋 能 方 向 . 701.优 化 产 品 设 计 和 生 产 工 艺 助 力 碳 减 排 702.提 升 生 产 管 控 效 率 助 力 碳 减 排 70 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟3.提 升 供 应 链 效 率 助 力 碳 减 排 71（ 三 ） 典 型 赋 能 应 用 . 721.钢 铁 企 业 CAE 仿 真 应 用 722.燃 煤 电 厂 碳 痕 迹 溯 源 管 理 平 台 72十、发展建议74（ 一 ） 完 善 数 字 技 术 赋 能 工 业 推 进 制 度 .74（ 二 ） 加 快 数 字 技 术 赋 能 工 业 行 业 技 术 研 发 与 突 破 .74（ 三 ） 构 建 数 字 技 术 赋 能 工 业 行 业 标 准 体 系 .74（ 四 ） 建 设 工 业 领 域 数 字 化 碳 管 理 平 台 .75 （ 五 ） 加 快 推 进 工 业 领 域 碳 资 产 交 易 .75（ 六 ） 加 强 数 字 技 术 赋 能 工 业 人 才 培 训 .75（ 七 ） 开 展 数 字 技 术 赋 能 工 业 试 点 示 范 .76 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟图 目 录图 1 碳 浓 度 值 、 碳 排 放 总 量 区 域 估 算 （ N2O） 14图 2 碳 浓 度 值 、 碳 排 放 总 量 区 域 估 算 （ CO2） 14图 3 空 间 地 一 体 化 碳 监 测 平 台 .15图 4 ODIAC2019（ 1km*1km） 年 中 国 区 二 氧 化 碳 浓 度分 布 图 16图 5 2020 年 中 国 在 营 高 耗 能 工 业 热 源 空 间 分 布 图 .16图 6 全 国 重 点 营 运 车 辆 联 网 联 控 系 统 车 辆 分 布 图 .18 图 7 数 字 化 污 水 处 理 厂 绿 色 建 设 示 意 图 .23图 8 污 水 处 理 厂 信 息 数 字 化 运 营 平 台 示 例 .25图 9 智 慧 能 源 生 态 平 台 的 整 体 架 构 .35图 10 智 慧 能 源 生 态 平 台 解 决 方 案 集 成 .35图 11 智 慧 能 源 生 态 平 台 四 大 功 能 .36图 12 泰 州 海 陵 区 零 碳 智 慧 园 区 驾 驶 舱 .37图 13 泰 州 海 陵 区 能 源 管 理 总 览 .38图 14 基 于 阿 里 云 碳 眼 的 辽 宁 沈 抚 双 碳 智 慧 运 营 平 台53图 15 辽 宁 省 沈 抚 新 区 双 碳 全 貌 .54 图 16 基 于 阿 里 云 能 耗 宝 的 企 业 能 耗 与 碳 排 管 理 系 统55图 17 多 智 能 技 术 融 合 的 空 调 智 慧 节 能 技 术 架 构 .55 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟图 18 智 能 机 加 闭 环 解 决 方 案 .56图 19 虚 拟 电 厂 系 统 架 构 .58图 20 虚 拟 电 厂 平 台 . 59图 21 工 业 企 业 碳 管 家 数 据 大 屏 .64图 22 工 业 园 区 碳 监 测 数 据 大 屏 .66图 23 某 燃 煤 发 电 厂 碳 痕 迹 溯 源 管 理 平 台 .73 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 1 前言党 中 央 、 国 务 院 高 度 重 视 碳 达 峰 、 碳 中 和 工 作 ， 习 近 平总 书 记 指 出 “要 把 碳 达 峰 、 碳 中 和 纳 入 生 态 文 明 建 设 整 体 布 局 ，拿 出 抓 铁 有 痕 的 劲 头 ， 如 期 实 现 2030 年 前 碳 达 峰 、 2060 年前 碳 中 和 的 目 标 ”。 2021 年 10 月 ， 《 中 共 中 央 国 务 院 关 于完 整 准 确 全 面 贯 彻 新 发 展 理 念 做 好 碳 达 峰 碳 中 和 工 作 的 意见 》 发 布 。 同 月 ， 国 务 院 印 发 《 2030 年 前 碳 达 峰 行 动 方 案 》 。2021 年 11 月 ， 工 业 和 信 息 化 部 印 发 《 “ 十 四 五 ” 工 业 绿 色发 展 规 划 》 ， 针 对 工 业 领 域 提 出 加 速 生 产 方 式 数 字 化 转 型 ， 利 用 数 字 技 术 赋 能 绿 色 制 造 。本 指 南 主 要 面 向 工 业 企 业 的 管 理 者 和 技 术 骨 干 以 及 工业 园 区 管 理 者 。 本 指 南 内 容 包 括 5G、 卫 星 、 工 业 互 联 网 、云 计 算 、 大 数 据 、 人 工 智 能 、 区 块 链 、 工 业 软 件 等 主 要 数 字技 术 介 绍 ， 上 述 数 字 技 术 赋 能 工 业 碳 达 峰 碳 中 和 的 主 要 方 向 、已 实 施 的 典 型 案 例 ， 为 工 业 领 域 碳 达 峰 碳 中 和 工 作 提 供 参 考借 鉴 。 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 2 参编单位及人员名单中 国 信 息 通 信 研 究 院 ： 曹 英 、 陈 其 云中 国 航 天 科 工 集 团 有 限 公 司 ： 邢 镔重 庆 工 业 大 数 据 创 新 中 心 有 限 公 司 ： 龙 萍 、 成 炜 琳 、 胡小 林 阿 里 云 计 算 有 限 公 司 ： 邱 剑 、 毛 宏 举 、 刘 凯 、 黄 夏 、 王小 艳 腾 讯 云 计 算 （ 北 京 ） 有 限 责 任 公 司 ： 王 永 霞 、 鲁 静 、 李永 韬 、 卫 鹏 、 赵 乔 华 为 技 术 有 限 公 司 ： 侯 勇 、 鲁 剑 、 张 小 军 、 刘 冰 、 龚 倩 、黄 清 成 、 翟 爽中 国 科 学 院 空 天 信 息 创 新 研 究 院 ： 王 大 成 、 姚 晓 婧 、 孟瑜 、 池 天 河 、 马 彩 虹 、 焦 越中 国 移 动 通 信 有 限 公 司 研 究 院 ： 朱 笑 稷 、 庄 楠中 移 物 联 网 有 限 公 司 ： 周 茉济 南 大 陆 机 电 股 份 有 限 公 司 ： 荆 书 典 、 徐 传 迎 、 李 司 慧 、傅 尔 权 、 李 明 珊 、 吕 峰 、 董 广 鹏成 渝 （ 成 都 ） 信 息 通 信 研 究 院 有 限 公 司 ： 唐 波北 京 云 道 智 造 科 技 有 限 公 司 ： 张 放 、 张 茜 杭 州 产 链 数 字 科 技 有 限 公 司 ： 李 启 雷 、 张 瑛 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 3 河 北 工 业 大 学 ： 刘 晶 、 季 海 鹏银 河 航 天 （ 北 京 ） 科 技 有 限 公 司 ： 贺 姝 涵泰 伯 研 究 院 ： 王 悦 承中 国 国 际 科 技 促 进 会 碳 中 和 分 会 ： 史 寅 虎福 建 空 天 碳 智 慧 科 技 有 限 公 司 ： 郑 明 月北 京 航 天 航 空 大 学 ： 任 毅 龙深 圳 华 龙 讯 达 信 息 技 术 股 份 有 限 公 司 ： 龙 小 昂 、 吕 晓 楠北 京 万 维 物 联 科 技 发 展 有 限 公 司 ： 张 森浙 江 浙 达 能 源 科 技 有 限 公 司 ： 蒋 雪 冬 、 李 晓 波 、 徐 晓 波 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 1 我 国 力 争 2030 年 前 实 现 碳 达 峰 ， 2060 年 前 实 现 碳 中 和 ，是 党 中 央 经 过 深 思 熟 虑 作 出 的 重 大 战 略 决 策 ， 事 关 中 华 民 族永 续 发 展 和 构 建 人 类 命 运 共 同 体 。 这 一 目 标 的 提 出 正 深 刻 影响 着 我 国 经 济 大 势 和 产 业 走 向 ， 改 变 着 人 们 的 生 活 。 我 国 石油 、 化 工 、 煤 炭 、 钢 铁 、 汽 车 、 电 力 、 环 保 、 交 通 等 行 业 ，都 宣 布 了 各 自 的 碳 达 峰 碳 中 和 计 划 或 路 线 图 ， 双 碳 工 作 要 求正 在 逐 渐 变 为 具 体 行 动 。 当 前 ， 数 字 技 术 贯 穿 于 经 济 社 会 发展 的 各 行 业 之 中 ， 双 碳 目 标 的 实 现 离 不 开 数 字 技 术 的 应 用 ，数 字 技 术 已 发 挥 出 赋 能 千 行 百 业 节 能 减 排 的 重 要 作 用 ， 未 来几 十 年 内 也 必 将 扮 演 更 加 重 要 的 角 色 。 一、数字技术赋能工业双碳概述数 字 技 术 是 与 电 子 计 算 机 相 伴 相 生 的 科 学 技 术 ， 它 能 够将 图 像 、 文 字 、 声 音 、 视 频 等 信 息 转 化 为 可 被 电 子 计 算 机 识别 的 数 据 ， 并 对 其 进 行 运 算 、 加 工 、 存 储 、 传 送 、 还 原 和 利用 。 5G 移 动 通 信 、 物 联 网 、 云 计 算 、 大 数 据 、 人 工 智 能 和区 块 链 等 数 字 技 术 正 深 刻 影 响 全 球 经 济 社 会 发 展 变 革 ， 也 是工 业 节 能 降 碳 不 可 或 缺 的 重 要 手 段 。工 业 行 业 是 碳 排 放 大 户 。 根 据 全 球 能 源 互 联 网 发 展 合 作组 织 《 中 国 2030 年 碳 达 峰 研 究 报 告 》 ， 2019 年 ， 中 国 全 社会 二 氧 化 碳 净 排 放 量 约 105 亿 吨 。 从 碳 排 放 量 看 ， 能 源 生 产 与 转 换 、 工 业 、 交 通 运 输 、 建 筑 领 域 碳 排 放 占 全 社 会 碳 排 放比 重 分 别 为 44%、 34%、 8%和 7%， 共 占 93%。 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 2 数 字 技 术 在 工 业 节 能 降 碳 领 域 必 将 发 挥 重 要 作 用 。 从 数字 技 术 赋 能 效 果 看 ， 据 全 球 电 子 可 持 续 发 展 推 进 协 会 （ GeSI）的 研 究 ， 数 字 技 术 在 未 来 十 年 内 通 过 赋 能 其 他 行 业 可 以 减 少全 球 碳 排 放 的 20%， 主 要 通 过 智 慧 能 源 、 智 慧 制 造 等 领 域 实现 。 由 此 可 见 ， 除 能 源 领 域 外 ， 工 业 领 域 是 数 字 技 术 助 力 节能 减 排 的 主 战 场 。数 字 技 术 赋 能 工 业 双 碳 主 要 体 现 在 三 个 方 面 ：一 是 促 进 工 业 生 产 绿 色 化 。 数 字 技 术 可 为 工 业 领 域 生 产流 通 环 节 中 的 节 能 改 造 、 节 约 用 料 、 供 需 精 准 对 接 、 物 流 线路 优 化 、 材 料 回 收 等 提 供 有 力 支 撑 ， 全 方 位 助 力 工 业 节 能 减 排 。 例 如 ， 工 业 互 联 网 感 知 层 实 时 采 集 工 业 生 产 流 程 数 据 ，企 业 可 以 根 据 实 时 的 产 线 数 据 优 化 生 产 流 程 ， 减 少 能 源 损 耗 ，提 升 产 品 质 量 。 人 工 智 能 给 材 料 工 业 带 来 包 括 研 发 模 式 的 改变 、 生 产 组 织 方 式 的 改 变 等 ， 推 动 着 材 料 工 业 生 产 工 艺 不 断优 化 、 生 产 效 率 不 断 提 高 、 产 品 质 量 不 断 改 进 ， 实 现 材 料 工业 领 域 更 加 节 能 和 环 保 ， 助 力 绿 色 智 能 制 造 。 工 业 软 件 优 化产 品 设 计 方 案 以 及 整 个 过 程 的 生 产 工 艺 ， 能 够 大 幅 提 升 能 源效 率 ， 从 源 头 减 少 碳 排 放 。 根 据 中 国 信 通 院 对 1015 个 工 业互 联 网 应 用 案 例 的 统 计 ， 数 字 技 术 赋 能 工 业 节 能 减 排 主 要 侧重 于 生 产 过 程 管 控 ， 占 比 近 64%， 其 他 方 面 包 括 赋 能 经 营 管 理 占 比 9%， 赋 能 运 维 服 务 占 比 8%， 赋 能 产 品 工 艺 研 发 占 比6%。 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 3 二 是 赋 能 工 业 领 域 碳 管 理 。 数 字 技 术 可 用 于 工 业 领 域 碳管 理 ， 包 括 碳 排 放 数 据 的 精 准 采 集 监 测 、 碳 数 据 的 核 查 分 析 、碳 移 除 等 ， 提 高 工 业 碳 管 理 水 平 。 例 如 ， 碳 排 放 的 监 测 和 核算 是 非 常 重 要 的 一 环 。 基 于 云 计 算 、 大 数 据 等 数 字 技 术 ， 可实 现 在 线 实 时 监 测 ， 更 加 精 确 地 进 行 碳 排 放 核 算 。 基 于 碳 排放 现 状 和 目 标 ， 利 用 大 数 据 可 对 工 业 碳 达 峰 碳 中 和 进 程 模 拟预 测 。 工 业 互 联 网 标 识 解 析 技 术 为 仪 器 仪 表 、 计 量 器 具 和 测量 数 据 等 提 供 唯 一 标 识 编 码 ， 依 托 唯 一 标 识 编 码 解 决 了 碳 管理 领 域 中 数 据 可 靠 性 和 数 据 溯 源 的 关 键 问 题 。 卫 星 遥 感 可 以监 测 不 同 地 区 乃 至 具 体 工 业 园 区 的 碳 源 和 碳 汇 ， 动 态 呈 现 碳 源 和 碳 汇 分 布 。三 是 助 力 工 业 碳 交 易 、 碳 金 融 发 展 。 例 如 ， 通 过 区 块 链技 术 可 以 对 各 环 节 碳 资 产 数 据 、 碳 配 额 交 易 数 据 等 进 行 实 时上 链 存 证 ， 实 现 多 层 级 穿 透 式 核 查 监 管 、 在 线 跟 踪 溯 源 等 。区 块 链 技 术 同 时 可 为 碳 资 产 交 易 及 相 关 金 融 衍 生 产 品 提 供有 效 的 数 据 服 务 支 撑 。 人 工 智 能 可 运 用 在 碳 价 预 测 方 面 ， 由于 具 有 很 强 的 学 习 能 力 和 非 线 性 映 射 能 力 ， 径 向 基 神 经 网 络 、BP、 LSSVM 等 神 经 网 络 模 型 均 得 到 了 应 用 ， 提 高 碳 价 预 测准 确 性 。 云 计 算 基 础 设 施 可 为 碳 管 理 分 析 提 供 算 力 和 存 储 等基 础 支 撑 。 大 数 据 技 术 为 碳 金 融 产 品 设 计 、 投 放 等 提 供 算 法 支 持 。数 字 技 术 对 工 业 节 能 减 排 具 有 综 合 赋 能 效 果 。 数 字 技 术 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 4 已 形 成 一 个 相 对 完 整 的 生 态 体 系 ， 从 数 据 的 采 集 、 存 储 、 处理 到 应 用 ， 支 撑 起 一 个 完 整 的 产 业 链 ， 构 成 了 数 字 世 界 的 基石 ， 是 数 字 社 会 孕 育 、 发 展 和 繁 荣 的 重 要 保 证 。 各 类 数 字 技术 本 身 相 互 融 合 、 相 互 助 力 ， 在 赋 能 工 业 节 能 降 碳 方 面 也 是共 同 发 力 ， 实 现 倍 增 效 应 。 例 如 ， 云 网 边 端 协 同 可 促 进 工 业数 据 多 级 联 动 ，依托5G、NB-IoT、TSN、工业PON等网络联接方案，实 现 工 业 生 产 数 字 化 、 智 能 化 、 绿 色 化发展。在 赋 能 工 业 双 碳 的 数 字 技 术 中 ， 5G、 卫 星 、 工 业 互 联 网 、云 计 算 、 大 数 据 、 人 工 智 能 、 区 块 链 、 工 业 软 件 等 是 最 重 要的 代 表 性 技 术 ， 因 此 ， 以 下 重 点 围 绕 这 些 数 字 技 术 展 开 介 绍 。 二、5G赋能方向及案例（ 一 ） 技 术 概 览5G 指 第 五 代 移 动 通 信 技 术 。 从 20 世 纪 80 年 代 的 1G 开始 ， 移 动 通 信 技 术 基 本 保 持 了 10 年 一 代 的 发 展 规 律 ， 逐 步演 进 到 现 在 的 5G， 5G 带 来 万 物 互 联 的 智 能 时 代 。 目 前 ， 中国 已 建 成 全 球 规 模 最 大 的 5G 网 络 。 根 据 《 2021 年 通 信 业 统计 公 报 》 ， 截 至 2021 年 底 ， 我 国 累 计 建 成 并 开 通 5G 基 站142.5 万 个 ， 5G 用 户 3.55 亿 户 ， 实 现 覆 盖 全 国 所 有 地 级 市 城区 、 超 过 98%的 县 城 城 区 和 80%的 乡 镇 镇 区 。5G 移 动 通 信 网 络 主 要 包 括 无 线 接 入 网 、 核 心 网 和 承 载 网 三 部 分 。 无 线 接 入 网 负 责 将 终 端 接 入 通 信 网 络 ， 对 应 于 终端 和 基 站 部 分 ， 基 站 作 为 提 供 无 线 覆 盖 ， 连 接 无 线 终 端 和 核 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 5 心 网 的 关 键 设 备 ， 是 5G 网 络 的 核 心 设 备 。 核 心 网 主 要 起 运营 支 撑 作 用 ， 负 责 处 理 终 端 用 户 的 移 动 管 理 、 会 话 管 理 以 及服 务 管 理 等 ， 位 于 基 站 和 因 特 网 之 间 。 承 载 网 主 要 负 责 数 据传 输 ， 介 于 无 线 接 入 网 和 核 心 网 之 间 ， 是 为 无 线 接 入 网 和 核心 网 提 供 网 络 连 接 的 基 础 网 络 。 无 线 接 入 网 、 核 心 网 和 承 载网 分 工 协 作 ， 共 同 构 成 了 移 动 通 信 的 管 道 。国 际 电 联 定 义 了 5G 的 三 大 应 用 场 景 ： 增 强 型 移 动 宽 带（ eMBB） 、 海 量 机 器 类 通 信 （ mMTC） 以 及 超 低 时 延 高 可靠 通 信 （ uRLLC） 。 eMBB 针 对 的 是 大 流 量 高 速 率 的 移 动 业务 场 景 ， mMTC 针 对 未 来 大 规 模 的 物 联 网 业 务 ， uRLLC 针 对 类 似 自 动 驾 驶 等 场 景 的 业 务 。 5G 带 来 更 快 速 率 、 更 低 功耗 、 更 短 延 迟 、 更 强 稳 定 性 ， 激 发 大 量 新 业 务 如 视 频 分 辨 率的 大 幅 提 升 ， 沉 浸 式 AR/VR 体 验 ， 实 时 在 线 云 游 戏 等 ， 给消 费 者 带 来 极 致 体 验 。 5G 驱 动 行 业 数 字 化 ， 催 生 更 多 行 业应 用 ， 提 升 行 业 效 率 ， 促 进 节 能 减 排 。5G 赋 能 行 业 双 碳 的 关 键 技 术 有 五 个 方 面 。 一 是 用 于 边缘 计 算 的 5G 高 可 靠 专 网 。 专 网 分 广 域 专 网 和 局 域 专 网 ， 广域 专 网 不 限 定 区 域 ， 局 域 专 网 限 定 区 域 覆 盖 ， 满 足 特 定 需 求 ，常 用 于 电 力 、 制 造 、 钢 铁 、 石 化 、 矿 山 、 港 口 等 场 景 ， 提 高信 息 化 ， 减 少 碳 排 。 二 是 精 准 定 位 。 通 过 米 级 的 定 位 精 度 能 力 ， 用 于 办 公 园 区 的 资 产 盘 点 、 制 造 /钢 铁 /港 口 的 快 速 找 料及 搬 运 等 ， 减 少 人 工 和 碳 排 。 三 是 智 能 调 度 。 5G 作 为 智 能 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 6 化 的 通 讯 方 式 提 高 大 量 终 端 接 入 网 络 时 的 协 同 性 、 稳 定 性 ，取 代 更 多 人 工 ， 并 在 定 位 精 度 满 足 的 情 况 下 优 化 路 径 ， 降 低碳 排 。 四 是 碳 排 监 测 。 5G 作 为 数 字 化 的 手 段 ， 通 过 大 上 行等 能 力 ， 使 能 智 能 视 频 、 回 传 等 ， 用 于 碳 排 的 可 视 化 监 控 。五 是 远 程 操 控 。 5G 具 有 稳 定 ms 级 低 时 延 ， 99.999%可 靠 性的 能 力 ， 在 制 造 等 使 能 工 业 控 制 的 业 务 ， 可 以 精 确 可 靠 改 进生 产 流 程 ， 实 现 少 人 化 、 远 程 化 、 低 碳 化 。（ 二 ） 主 要 赋 能 方 向5G 作 为 新 型 信 息 基 础 设 施 ， 正 在 融 入 千 行 百 业 ， 与 社会 经 济 各 领 域 深 度 融 合 ， 助 力 全 社 会 数 智 化 转 型 ， 提 高 传 统 行 业 的 能 源 使 用 效 率 ， 支 撑 整 个 社 会 的 低 碳 化 。 在 钢 铁 、 煤矿 开 采 、 化 工 等 各 领 域 ， 各 类 5G 应 用 在 传 统 高 耗 能 行 业 起到 融 合 提 效 作 用 ， 助 力 生 产 运 营 关 键 环 节 的 绿 色 低 碳 ， 切 实发 挥 绿 色 5G 社 会 价 值 。1.支 持 新 能 源 建 设 和 并 网依 托 5G+工 业 互 联 网 的 技 术 帮 助 ， 具 有 广 域 性 （ 偏 远 性 ） 、强 波 动 性 、 间 歇 性 等 特 点 的 可 再 生 能 源 企 业 （ 光 伏 、 风 电 、水 电 ） 能 实 现 场 站 通 信 、 进 电 能 数 据 回 传 、 设 备 监 测 、 远 程控 制 、 智 慧 巡 检 、 无 人 机 巡 检 等 建 设 ， 提 升 数 据 传 输 效 率 及设 备 运 行 状 态 ， 支 持 可 再 生 能 源 的 大 规 模 建 设 。 5G 技 术 可 助 力 降 低 可 再 生 能 源 大 量 并 网 对 电 力 系 统 产 生 的 冲 击 。 通 过搭 建 5G 专 网 ， 推 广 5G 电 力 通 信 终 端 、 打 造 5G 智 能 电 网 应 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 7 用 ， 满 足 电 力 业 务 各 个 环 节 的 安 全 性 、 可 靠 性 和 灵 活 性 需 求 ，实 现 负 荷 有 效 聚 合 、 优 化 控 制 和 管 理 ， 提 升 电 力 系 统 自 预 测 、自 响 应 和 自 愈 能 力 ， 降 低 可 再 生 能 源 大 量 并 网 产 生 的 冲 击 ，助 力 全 社 会 碳 达 峰 、 碳 中 和 实 现 。2.助 力 钢 铁 行 业 改 进 流 程在 钢 铁 领 域 ， 利 用 5G 稳 定 低 时 延 特 点 ， 满 足 远 程 控 制的 时 延 及 业 务 可 靠 性 要 求 ， 可 改 进 钢 铁 生 产 流 程 ， 减 少 碳 排放 。 依 托 5G 技 术 ， 云 端 部 署 的 能 耗 云 平 台 通 过 对 高 能 耗 的钢 铁 企 业 的 水 、 电 、 气 、 热 进 行 全 面 监 测 ， 帮 助 企 业 实 现 用能 安 全 及 精 细 化 管 理 。 同 时 ， 平 台 可 为 废 钢 加 工 配 送 中 心 以 及 各 大 钢 厂 提 供 废 钢 智 能 判 级 等 应 用 ， 促 进 钢 铁 类 再 生 资 源重 复 利 用 ， 助 力 钢 铁 行 业 完 成 碳 达 峰 条 件 下 的 高 质 量 发 展 。3.赋 能 煤 炭 井 下 开 采 作 业5G 通 信 技 术 的 高 速 率 、 低 时 延 、 大 连 接 三 大 性 能 优 势与 煤 炭 行 业 智 能 化 发 展 过 程 中 对 通 信 网 络 技 术 的 需 求 相 契合 ， 完 全 覆 盖 井 下 通 信 技 术 发 展 和 应 用 方 向 。 5G 技 术 可 应用 于 井 下 无 人 驾 驶 及 智 能 运 输 、 全 矿 井 位 置 服 务 、 设 备 远 程操 控 、 故 障 远 程 诊 断 、 大 宽 带 业 务 数 据 传 输 、 煤 矿 机 器 人 云端 控 制 、 全 矿 井 安 全 监 测 信 息 采 集 、 VR/AR 矿 山 等 方 面 应 用 。4.促 进 化 工 行 业 数 字 化 和 智 能 化 在 化 工 领 域 ， 利 用 5G 技 术 实 现 传 感 感 知 、 实 时 检 测 、无 人 操 控 等 功 能 ， 促 进 工 业 设 备 和 设 施 的 数 字 化 。 利 用 5G 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 8 实 现 精 准 控 制 、 互 联 互 通 、 智 能 调 度 ， 助 力 高 耗 能 设 备 的 智能 化 。 5G 技 术 助 力 石 化 炼 化 企 业 开 展 安 全 绿 色 园 区 建 设 ，提 升 产 业 协 同 效 能 和 整 体 效 率 ， 减 少 非 集 聚 条 件 下 物 流 和 能源 的 碳 消 耗 。5.助 力 碳 排 放 量 化 、 审 计 和 交 易依 托 5G 网 络 ， 基 于 “碳 排 放 ”数 据 上 云 的 方 式 打 造 全 生命 周 期 的 碳 排 放 量 化 、 审 计 和 交 易 体 系 。 通 过 各 类 物 联 网 前端 感 知 手 段 和 网 络 技 术 ， 实 现 企 业 能 耗 数 据 上 云 和 碳 排 放 数据 采 集 ， 并 在 此 基 础 上 建 立 包 括 碳 排 放 数 据 的 量 化 统 一 、 审计 、 模 型 分 析 以 及 碳 汇 交 易 体 系 和 审 计 体 系 。 （ 三 ） 典 型 赋 能 应 用1.鞍 钢 节 能 减 排 5G 方 案中 国 移 动 通 过 独 立 建 设 4.9GHz 频 段 的 行 业 专 网 ， 基 于4.9G 基 站 设 备 、 MEC 本 地 分 流 和 网 络 切 片 技 术 ， 为 鞍 钢 集团 提 供 高 安 全 性 、 高 隔 离 度 的 定 制 化 5G“尊 享 ”专 网 服 务 。 在物 理 层 面 上 ， 将 钢 铁 生 产 网 络 与 个 人 客 户 网 络 分 开 ， 为 炼 钢 、带 钢 表 面 检 测 、 电 机 管 理 、 安 全 生 产 等 应 用 提 供 灵 活 、 可 定制 、 可 配 置 的 网 络 ： 一 是 采 用 4.9G 专 用 频 段 ， 增 强 在 复 杂工 业 场 景 下 的 抗 干 扰 能 力 ； 二 是 利 用 业 务 切 片 ， 实 现 核 心 网 、无 线 网 、 传 输 网 的 资 源 预 留 和 资 源 隔 离 ； 三 是 4.9G 网 络 能 够 实 现 更 低 时 延 的 交 互 ， 更 适 用 于 低 时 延 的 场 景 ， 目 前 实 测低 时 延 可 以 小 于 5ms。 中 国 信 息 通 信 研 究 院 工 业 互 联 网 产 业 联 盟 9 2.5G 在 电 力 行 业 应 用5G 在 电 力 行 业 主 要 有 四 大 应 用 场 景 ， 分 别 为 控 制 类 业务 、 采 集 类 业 务 、 移 动 应 用 类 业 务 、 以 及 以 多 站 融 合 为 代 表的 电 网 新 型 业 务 。 在 控 制 类 业 务 中 ， 5G 技 术 将 优 化 能 源 配置 ， 避 免 大 面 积 停 电 以 影 响 企 业 和 居 民 用 电 ， 同 时 也 将 满 足于 配 电 网 实 时 动 态 数 据 的 在 线 监 测 应 用 。 在 采 集 类 业 务 中 ，5G 将 推 动 收 集 和 提 供 整 个 系 统 的 原 始 用 电 信 息 。 在 移 动 应用 类 业 务 中 ， 5G 预 防 安 全 事 故 和 环 境 污 染 ， 减 少 人 工 巡 检工 作 量 ， 在 未 来 可 进 行 简 单 的 带 电 操 作 。 在 多 站 融 合 业 务 中 ，5G 技 术 将 推 进 平 台 型 、 共 享 型 企