繼入圍“2021年工業互聯網試點示范項目”后，廣域銘島基于Geega（際嘉）工業互聯網平臺打造的鋁產業數字化節能降碳解決方案，又入選“工業互聯網產業聯盟AII優秀應用案例”，成為工業互聯網助力企業節能降碳的標桿。
在廣西百色，上述解決方案及配套工業APP一直在對重點企業百礦集團進行數字化賦能，覆蓋電解槽工藝、陽極管理、火電廠配煤管理、通用動力優化等多個節能場景，不僅幫助企業達成了階段性節能降碳目標，也加速了企業和地區的綠色低碳進程。
今年以來，有關工業互聯網與“雙碳”的政策頻出。8月印發的《工業領域碳達峰實施方案》更明確提出，聚焦能源管理、節能降碳等典型場景，培育推廣標準化的“工業互聯網+綠色低碳”解決方案和工業APP，助力行業和區域綠色化轉型。
借力工業互聯網平臺實現綠色低碳集約發展，已成為制造業轉型升級的最優選擇，對于高耗能行業來說更是如此。
▲百礦集團電解鋁生產基地
全方位診斷構建數字化節能降碳方案
電解鋁是傳統高耗能行業，生產每噸鋁液的用電成本占到總成本50%。相關數據顯示，電解鋁全行業年度用電量超過5000億千瓦時，約占全社會用電總量6.8%，耗電量巨大。
去年8月下發的《國家發展改革委關于完善電解鋁行業階梯電價政策的通知》中明確，按鋁液綜合交流電耗對電解鋁行業階梯電價進行分檔，分檔標準為每噸13650千瓦時。高于分檔標準的，噸鋁電耗每超過20千瓦時，生產用電每千瓦時加價0.01元，不足20千瓦時的，按20千瓦時計算。
按此分檔標準，假設企業噸鋁電耗是13660千瓦時，雖只比分檔標準高出10千瓦時，但其生產用電每千瓦時也要加價0.01元，噸鋁用電成本增加136.6元。如果企業有100萬噸的年產能，每年生產用電成本就要增加近1.37億元。
2023年起，這一分檔標準將調整為噸鋁綜合交流電耗13450千瓦時，2025年進一步提高到13300千瓦時。
彼時，面對階梯電價新政，作為廣西鋁產業鏈重點企業的百礦集團選擇“搶跑”，樹立行業節能降碳標桿。而同期智博會上廣域銘島攜Geega（際嘉）工業互聯網平臺（下稱“Geega平臺”）亮相，則讓百礦集團看到了破題良方。
隨后，在廣西南寧舉行的“一帶一路”國際產業合作論壇暨中國-東盟產業鏈供應鏈價值鏈融合發展論壇上，雙方一拍即合，就鋁產業鏈工業互聯網平臺項目簽約，由廣域銘島基于Geega平臺對百礦集團鋁產業鏈進行智能化數字化改造。
項目遠期定位為，依據廣西在國家“一帶一路”戰略中的區位優勢，賦能中國-東盟制造業智能化升級。
▲去年9月，在“一帶一路”國際產業合作論壇上廣域銘島與百礦集團簽約
在具體實施上，廣域銘島以工業物聯網和大數據平臺，實現設備系統互聯互通和數據可視化，從產量、能耗、物耗、質量、環保、工藝、設備七大方面，對百礦集團德保基地進行了精準診斷，打造了一套數字化節能降碳解決方案，并開發出電解槽工藝自優化APP、槽修管理APP、陽極管理APP、出鋁管理APP、火電能效尋優仿真APP、火電廠配煤管理APP等一批工業軟件。
在這套解決方案及配套工業軟件的賦能賦智下，百礦德保基地實現每年燃煤節約2.39萬噸、電能節約6000萬千瓦時、降低二氧化碳排放量10.7萬噸，產生節降效益超7000萬元。同時，綜合管理效率提升25%，設備效率提升19%，人員效率也大幅提升。
優化生產工藝精準節能
在對百礦德保基地電解鋁廠的數字化改造中，能耗和物耗是兩個關鍵改善杠桿。其中，電解槽工藝與電能消耗密切相關。
過往由于物料質量的波動、不同工人操作差異、工藝調整思路不統一等問題，容易造成電解槽槽況不穩，從而影響電流效率，導致電耗增加和產量損失。
針對這些問題，廣域銘島開發了電解槽工藝自優化APP，分析歷史槽控數據，挖掘不同場景下不同參數的電流效率，運用統計學和機器學習相關理論和方法，將工業知識和經驗沉淀為機理模型，進而指導生產，輔助決策，提升電流效率，降低電耗及成本。
以電解槽設定電壓和氟化鹽設定量為例，首先通過系統進行大數據分析，找出與二者相關性較高的工藝參數，然后根據不同場景下的電流效率數據樣本，以線性回歸方法求解出電流效率最優的設定電壓和氟化鋁設定量，并執行數值驗證，最終用于生產實踐。
▲百礦集團電解鋁生產車間
降低電耗也是一項復雜系統工程。除了電解槽工藝優化，廣域銘島還配套了陽極管理APP、出鋁管理APP、通用動力優化APP等工業軟件，覆蓋電解鋁生產的各環節，系統性地實現能效優化。
這批針對電能優化的工業軟件應用后，百礦集團德保基地電解鋁廠每年可實現節能效益3600萬元。
同時，根據實施情況測算，德保基地將提前達成國家相關噸鋁電耗標準，避免電耗超標帶來的用電成本攀升，實現經濟、社會與環境效益的三豐收。
數字仿真尋優精準降耗
除了能耗，降低物耗也是實現綠色低碳的重要一環。
通常為了保證生產，電解鋁生產基地都有自備火電廠，而燃煤成本能占到發電成本的70%左右，是自備火電廠的主要消耗。
在對百礦德保電廠進行數字化診斷的基礎上，廣域銘島打造了火電能效尋優仿真APP，基于設備運行參數采集，面向鍋爐、汽機開展孿生仿真，測算不同運行參數下的耗差，在保障安全穩定運行的基礎上，指導發電設備運行效率改善和相關技改的執行，從而提升發電設備效率，降低煤耗。
▲廣域銘島為百礦德保電廠打造的數字孿生系統
同時，綜合考慮燃煤成本、燃煤熱值匹配、市場供需變化等因素，火電廠通常會采用配煤摻燒方式來發電。如果能通過算法或模型建立最優配煤方案，也能實現煤耗降低。
對此，廣域銘島推出了智能配煤APP，結合燃煤熱值、水份、硫份、皮帶上煤速度等指標，對配煤煤質進行大數據分析，充分考慮發電量、發電成本、鍋爐燃燒效率等因素，建立配煤煤質預測模型，并根據鍋爐試燒結果，選擇最優配煤摻燒方案，實現燃煤經濟效益和能源效益的優化。
根據目前實施情況，通過火電能效尋優仿真APP、智能配煤APP、以及燃煤協同管理APP等工業軟件，德保電廠實現每年燃煤節約效益約2400萬元。
此外，在電解鋁廠，通過陽極管理APP，對陽極炭塊進行全生命周期數據追溯，形成從陽極炭塊進場到回收的數字化閉環管理，建立消耗預測模型，指導和優化換極作業，也實現了噸鋁陽極炭塊消耗的優化，每年產生節降效益1500萬元。
助力產業鏈和城市能源管理
在助力百礦集團綠色低碳轉型的同時，廣域銘島也不斷拓展能源與雙碳管理方向的數字賦能場景。
作為吉利工業互聯網平臺總部，廣域銘島有著深厚的制造基因，旗下Geega平臺也于今年5月入選工信部跨行業跨領域工業互聯網平臺，成為全國首家源自汽車行業的國家級“雙跨”平臺。除了有色金屬，Geega平臺也同時在對能源、輕工、電子、汽車等行業進行賦能，覆蓋研發設計、運營管理、質量管控、節能減排等多個領域。
在汽車行業，基于鋁產業鏈碳排放管理，廣域銘島打造汽車全生命周期碳排放標識系統，以汽車鋁輪轂和鋁板材為例，從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、煤炭、火力發電等各環節，實現鋁全生命周期碳排放跟蹤，幫助車企做好雙碳管理，提升產品競爭力。
而在廣西百色市，廣域銘島也開發了能源與雙碳公共管理平臺，基于Geega平臺的數字化能力，實現企業能耗設備的數據自動化采集和平臺集中管理，通過掌握確切的重點用能企業能源消耗數據，實時診斷區域綜合能源利用效率，為政府合理配置能源、優化產業結構提供決策輔助，助力百色市實現產業數字化轉型和精準高效的“雙碳”管理。
在“雙碳”目標下，節能減排是制造企業的“必修課”，廣域銘島也將繼續依托國家級“雙跨”工業互聯網平臺實力，賦能制造業綠色低碳轉型和區域碳排放管理。
