简婷
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：本文阐述了重点用能单位能耗在线监测系统的建设背景、思路、内容和架构，从为相关部门节能减排以及实现碳达峰、碳中和的目标提供数据支撑，论述系统建设的必要性。
关键词：能耗在线监测；节能减排；碳中和；碳达峰
0背景
重点用能单位是指年综合能源消费总量一万吨标准煤以上的用能单位，以及国务院有关部门或者省(自治区、直辖市)人民管理节能工作的部门的年综合能源消费总量五千吨以上不满一万吨标准煤的用能单位。重点用能单位数量多、涉及面广，能源消费量和碳排放量约占全社会的三分之二左右，对能否实现我国节能降碳目标具有关键影响。
1“十三五”时期重点用能单位节能工作成效显著
主要工业产品单耗持续下降。“十三五”期间，我国工业领域主要高耗能产品单位能耗大幅下降，有力推动了工业绿色发展。2020年是大幅下降年，我国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗为305.5克/千瓦时，较2015年下降3.13%；吨钢综合能耗为551千克标准煤，较2015年下降3.7%；铝液交流电耗13186千瓦时/吨，较2015年下降1.2%；铜冶炼单位产品综合能耗约230千克标准煤/吨，较2015年下降23%；水泥熟料单位产品平均综合能耗108千克标准煤/吨，较2015年下降3.6%；浮法玻璃单位产品平均综合能耗为11.56千克标准煤/重量箱，较2015年下降11.7%。
绿色建筑添彩美丽中国。一批示范项目的建成，为建筑行业绿色发展树立了。“三星绿建”上海中心大厦，采用了先进的照明节能技术及智能照明控制系统，降低大厦的能源消耗；运用涡轮式风力发电技术，聚集大量风能；收集、贮存、净化、利用4个环节保证雨水能够按清洁程度分层次用于大厦不同地点，分布式能源技术大大提高了能源利用效率。
交通运输更加绿色高效。2019年，监测的城市公交企业百车公里单耗从2015年的48.9千克标准煤降到38.1千克标准煤，下降了22.1%；公路班线客运企业百车公里单耗从2015年的28.7千克标准煤降到26.8千克标准煤，下降了6.6%；公路专业货运企业每百吨公里单耗从2015年的1.9千克标准煤降到1.7千克标准煤，下降了10.5%；远洋和沿海货运企业每千吨海里单耗从2015年的5.2千克标准煤降到4.8千克标准煤，下降了7.7%；港口企业每万吨单耗从2015年的2.6吨标准煤降到2.1吨标准煤，下降了19.2%。2019年，全国拥有公共汽电车69.33万辆，其中纯电动车占比从2016年的15.6%提高到46.8%，绿色公交普惠民生。
节约型公共机构*垂范。与2015年相比，2019年，全国公共机构人均综合能耗下降9.96%，单位建筑面积能耗下降8.08%。建成3064家节约型公共机构示范单位，遴选376家公共机构，公共机构运行更加节能高效。其中，中央国家*垂范，与2010年相比，2019年中央国家人均用电量、单位建筑面积用电量分别下降了14.04%、24.82%。
节能等绿色技术广泛应用。2019年，钢铁行业大中型企业中，干熄焦技术普及率从2005年不足30%提高到92%以上；水泥行业中，低温余热回收发电技术从2005年开始起步提高到80%以上，代新型干法水泥技术推广率达99%，目前企业已研发示范二代新型干法水泥技术；电力行业300MW以上火电机组占火电装机容量比重由2005年的47%上升到81%，钢铁行业1000m3以上大型高炉比重由2005年的21%上升到50%，建材行业新型干法水泥熟料产量比重由2005年的39%上升到99%。
信息化水平持续提升。2014年以来，我国组织实施重点用能单位能耗在线监测系统建设，钢铁、电力、石化等三个行业的重点用能单位*实现能耗信息化管理。2017年，在前期试点的基础上，重点用能单位能耗在线监测系统完成升级扩容，具备全国重点用能单位能耗数据接入能力。至“十三五”末，系统已接入重点用能单位6000余家，除港澳台地区外初步实现了所有省份都有重点用能单位接入在线监测系统。
2“十四五”时期做好重点用能单位节能管理工作面临新形势、新任务
2020年9月22日，在七十五届联合国大会一般性辩论上庄严宣告，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。节能是我国实现碳达峰、碳中和目标的重要途径、基础手段，重点用能单位广泛分布于工业、建筑、交通、公共机构等领域，是提高能源利用效率的重要群体。加强重点用能单位节能管理，不仅可以帮助企业实现降本增效、提升竞争力，而且在推动产业转型升级、能源结构优化、实现经济高质量发展等方面也可以发挥重要作用。进入“十四五”，重点用能单位节能管理工作面临着新形势、新任务。
从节能单一管理向节能降碳减污系统性管理转变。按照2030年前碳达峰、2060年前碳中和的工作目标，重点用能单位需要不断调整优化能源消费结构，逐步降低化石能源消费比重。对于工业领域的重点用能单位来说，绿色发展方面的三个关键词是节能、降碳、减污。企业不仅要节能，同时要降碳；基于污染防治要求，还要实现减污。为此，必须“三管”齐下，统筹推进，努力实现节能、降碳、减污协同发展，产生推动绿色发展的整体效果。
节能市场化进程提速。随着企业节能降本增效作用的不断加大以及企业节能意识的不断提升，以合同能源管理和综合能源服务等为代表的市场化手段不断丰富。特别是在绿色技术研发推广方面，以《关于构建市场导向的绿色技术创新体系的指导意见》的出台为契机，绿色技术市场交易将更加活跃，专业化、市场化的三方节能服务机构不断涌现、不断发展，也为重点用能单位应用绿色技术注入了强大的市场动力。“十三五”期间开展的用能权交易试点及未来推广，也将为合理控制能源消费总量提供可行的市场化出路。
节能手段需要进行系统集成考虑。适应新形势的要求，重点用能单位更应统筹考虑节能、降碳、减污三个目标的要求，采取整体性、系统性、集成化思路，在多目标约束下综合运用结构优化、技术改造、管理提升、行为改进等措施和手段，多途径挖掘节能特别是整体系统节能的潜力，寻求三个目标的有机统一。
非传统重点用能单位逐步增多。从“十一五”时期的千家企业节能行动到“十二五”时期的万家企业节能低碳行动，再到“十三五”时期分级开展的“百千万”节能低碳行动，重点用能单位构成在不断发展变化，行业范围不断拓展，“新面孔”不断出现，相当一部分是非传统重点用能单位。预计“十四五”期间，以数据中心、5G基站等新兴产业为代表的非传统重点用能单位将越来越多，行业构成将更加丰富多样，这对新形势下节能管理提出了新的更高要求。
3安科瑞重点用能单位能耗在线监测系统
3.1建设意义
《重点用能单位节能管理办法》规定，重点用能单位包括年综合能源消费量1万吨标准煤以上(含1万吨)的用能单位以及各省、自治区、直辖市有关部门的年综合能源消费量5000吨标准煤以上(含5000吨 )、不足1万吨标准煤的用能单位。目前在该范围内的重点用能单位全国约17000家，能源消费量占全国能源消费总量的60%，是节能工作的重点对象。
为贯彻落实《重点用能单位节能管理办法》(国家发改委2018年15号令)、《国家发改委关于开展重点用能单位“百千万”行动有关事项的通知》(发改环资〔2017〕1909号)和国家发改委办公厅《关于发布“百家”重点用能单位名单的通知》(发改办环资〔2019〕351号)，深入推进重点用能单位能源消耗总量和强度“双控”工作，各省市相关主管部门陆续发出通知，要求纳入“百千万”行动的重点用能单位落实节能主体责任，加强节能管理，并按照《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》(发改环资〔2017〕1711 号)等要求，建设接入端系统并按时接入省级重点用能单位能耗在线监测平台，对未按要求开展重点用能单位能耗在线监测系统建设、未配备和使用能源计量器具的，依法依规责令限期整改，逾期不整改或整改未达到要求的，严格按照有关法律法规进行处罚。
3.2端系统结构
根据《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》的要求，重点用能单位接入端系统部署在重点用能单位内部，由重点用能单位负责建设。
主要功能:通过计量仪表、工控系统等采集、汇总本单位能耗数据，将数据上传至省级平台，或直接上传至国家平台；重点用能单位接入端系统要通过网闸、防火墙、隔离等安全措施，确保内部系统安全和数据安全；要具备远程升级维保、一端多传、接收国家和省级平台推送信息和用能单位自身能源管理所需的功能。
安科瑞可为企业接入端系统提供完整解决方案：
3.2.1端设备
企业接入端系统需要从生产过程控制系统中采集能耗相关数据，考虑到企业生产网络与办公网络(互联网)之间并不互通的实际情况，企业接入端系统将通过具备2+1架构的物理隔离装置--能耗在线监测端设备，实现生产网络和办公网络之间的物理连接，在数据传递过程中确保从生产网络(内网)获取的能耗数据以单向传递、隔离加密、文件摆渡的形式安全传递到办公网络(外网)，再通过外网主机侧的CA数字认证证书进行身份认证识别后上传至省(市)级平台。结构如图所示：
3.2.2端设备硬件参数
(1)单主板采用低功耗处理器；
(2)单主板内存大小4G；
(3)硬盘：64G固态硬盘；
(4)独立双主机“2+1”架构非IP物理隔离；
(5)带VGA接口，可外接显示器，便于现场维护操作；
(6)双冗余开关电源，互为备用、支持热插拔，保障端设备的可靠性，具有电源故障声光报警功能；
(7)8路RS485串口；
(8)4路千兆以太网；
(9)4个USB接口，可用于CA证书接口；
3.2.3端设备软件功能
(1)支持从现场的仪表通过Modbus(GB/T19582)、DL/T645、CJ/T188等协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；
(2)支持从能源网关、DTU、SCADA通过ModbusTCP(GB/T19582)、能耗协议等上传的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；
(3)支持从自动化信息系统通过OPC协议采集需要的能耗实时数据，并进行汇总生成上报的能耗数据；
(4)支持手工填报数据：对于不具备在线采集条件的数据，提供手工填报数据上传；
(5)具有基础数据处理、本地存储功能，本地历史数据可存储6个月以上；
(6)可根据项目情况录入企业基本信息、企业生产层级结构、计量器具档案信息、端设备信息、数据采集项信息等各类基本信息；
(7)按照《NHJC-04-2018重点用能单位能耗在线监测系统技术规范-端设备接口协议规范》的要求往国家或省级平台上传数据；
(8)支持断线缓存，保证数据的连续性；
(9)端设备平台方便用户使用、配置；
(10)支持人工补录、远程升级；
(11)用能数据集抄；
(12)数据上传日志。
3.3 ANet系列能源网关
ANet系列能源网关，可将企业内分散的能源计量器具集中采集后上传至端设备，满足国家办公、大型公共建筑、工业企业等能源管理系统中对于水、电、气、油、冷量、热量等各种形式的能耗计量及分项数据采集需求，搭配简单易用的数据配置软件工具，可以快速配置所需采集数据及上传数据中心等各项参数信息。
3.3.1能源网关硬件参数
3.3.2软件功能
(1)支持多种仪表协议：支持DL/T645、GB/T19582-200(Modbus)、CJ/T188-2004等；
(2)ModbusTCP实时数据转发；
(3)分项计量Xml数据报文定时上传；
(4)数据AES加密；
(5)断点续传；
(6)数据存储；
(7)远程配置及维护；
3.3.3相关报告及证书
(1)GB/T17626.2-2018《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》4级。
(2)GB/T17626.6-2017《电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度实验》3级。
(3)GB/T17626.4-2018《电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》4级。
(4)GB/T17626.5-2019《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》4级。
(5)GB9254-2016《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》合格。
3.4设备选型
4“十四五”时期加强重点用能单位节能管理的着力点
完善能耗双控制度。在“双碳”目标背景下，节能管理部门要进一步强化能耗双控考核的“指挥棒”作用，将双控主体责任特别是总量控制责任压实到重点用能单位。科学合理开展指标分解工作，特别要处理好发展和减排、整体和部、短期和中长期的关系，既要防止用能指标过于宽松，又要为企业留足发展空间。加快推进用能权交易市场建设，运用市场机制实现企业间用能指标灵活调配。
统筹实施节能降碳减污协同治理。围绕落实我国新的二氧化碳排放碳达峰目标与碳中和愿景，节能、环境和气候主管部门需要加强联动，共同推动重点用能单位探索节能管理新模式，优化产业结构、能源结构，大力推进节能环保技术进步，根据不同治理阶段的特点和作用，加快形成源头、过程和末端治理有机统一的体制。坚持系统治理观念，在实现节能降耗的同时，降低碳排放，解决环境污染问题。
加强新兴领域重点用能单位节能管理。以实施“十四五”期间重点用能单位节能专项行动为契机，重新梳理各地区重点用能单位名单并进行动态更新，对建筑、交通以及大型公共基础设施等领域的重点用能单位予以重视。针对数据中心、5G基站等新兴产业领域的重点用能单位，制定强制性国家能效标准，推动产业整体能效提升，防止新兴产业能耗过快增长。
不断完善节能市场化机制。持续更新《绿色技术推广目录》，完善绿色技术推广应用机制，特别是运用市场化机制加快先进实用节能等绿色技术成果转换。加强国际交流合作，积极引进技术。鼓励节能服务公司拓展服务领域，为重点用能单位提供节能降碳减污一揽子绿色转型服务，采取更加有力的财税、金融等措施，发展壮大节能环保等服务产业。推进用能权交易、碳排放交易、排污权交易全国平台建设，完善制度体系。
深入挖掘管理节能潜力。引导更多重点用能单位建设能源管理体系，合理设置节能岗位，开展节能培训，提高企业能源管理效能，特别是在整体系统节能管理方面要加大工作力度。积极开展节能监察，倒逼企业提高能效水平；及时修订更新强制性国家能效标准，为节能监察执法提供支撑。以地区或园区为单位，统筹整合区域内企业的能源资源，采用区域能评、园区节能诊评等方式，推动区域能效整体提升。
扎实推进节能信息化建设。鼓励重点用能单位在建设能耗在线监测系统过程中，在满足数据需求的基础上，结合企业自身需求，细化数据采集口径，加强数据分析应用，确保系统务实、管用。进一步完善能耗在线监测系统的实时监测、动态评估、预测预警、监察执法等功能，在“连得上、看得见”的基础上，不断提升数据处理、智能分析能力，强化对重点用能单位的服务功能。
【参考文献】
[1]史作廷.做好重点用能单位节能降碳工作[J].红旗文稿,2021(10):27-29.
[2]安科瑞重点用能单位能耗在线监测系统.2020.10版
作者简介：简婷，女，本科，现就职于安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为重点用能单位能耗在线监测。
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地址：上海市嘉定区育绿路253号
