【中電新聞】淺談碳達峰碳中和戰(zhàn)略下發(fā)電集團數(shù)字化轉型目標與方法路徑
來源:中國電力新聞網(wǎng)
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日期:2021-03-03

?2021年1月25日,中國在世界經(jīng)濟論壇“達沃斯議程”對話會上特別致辭,再次提出“中國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和”,并強調確保實現(xiàn)既定目標。占據(jù)碳排放量比例較高的發(fā)電集團是中國實現(xiàn)這一既定目標的主陣地和生力軍,既有對所屬煤電等化石能源碳達峰碳減排的重大責任,也有大力發(fā)展風電光伏等清潔能源加快碳中和的光榮使命。發(fā)電集團化石能源與清潔能源在碳排放方面看似矛盾的產業(yè)結構,可以通過全業(yè)務全鏈條的數(shù)字化轉型在實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標中相輔相成協(xié)調統(tǒng)一,促成數(shù)字革命與能源革命的深度融合,加速供給側結構性改革,推動企業(yè)高質量發(fā)展。近期,各大央企發(fā)電集團也紛紛提出碳達峰、碳中和及數(shù)字化轉型的行動計劃。筆者以持續(xù)多年組織實施發(fā)電集團燃料全流程工業(yè)化、信息化“兩化融合”的數(shù)字化實踐案例(被評為國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)聯(lián)盟優(yōu)秀案例),以及從事風電光伏等新能源前期開發(fā)的工作體會,對碳達峰、碳中和戰(zhàn)略下發(fā)電集團數(shù)字化轉型目標與方法路徑談些粗淺的認識和建議。

?一、碳達峰、碳中和戰(zhàn)略下發(fā)電集團數(shù)字化轉型的作用與意義

?發(fā)電集團實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標必須依靠科技創(chuàng)新,而數(shù)字化是科技創(chuàng)新的重要基礎和主要支撐,可以促進產業(yè)鏈、供應鏈、業(yè)務鏈、價值鏈延伸拓展,發(fā)揮在碳達峰、碳中和方面的全鏈條聚力協(xié)同作用。發(fā)電集團數(shù)字化轉型可以在實現(xiàn)碳達峰、碳排放目標以及建立現(xiàn)代企業(yè)制度、打造世界一流企業(yè)中發(fā)揮做減法、做加法、做乘法的作用,意義非常重大。

?(一)做減法。無論從中國以煤為主的能源資源稟賦,還是電網(wǎng)需要的負荷調節(jié)靈活性、安全性的角度,煤電現(xiàn)在和將來一段時期內仍然是我國電源“壓艙石”的作用不可替代,大量在役運營的煤電不是簡單地壓減關停,而是需要以數(shù)字化轉型的科技創(chuàng)新來解決靈活性改造、節(jié)能減排、提質增效問題,實現(xiàn)煤電綠色低碳高效發(fā)展,提前碳達峰時間。

?(二)做加法。從安全性、經(jīng)濟性、技術性綜合考慮,主要還需依靠煤電來解決新能源電力快速發(fā)展對電網(wǎng)的電量消納、電力保障和靈活性調節(jié)的要求。通過數(shù)字化轉型到智慧化,增強煤電低負荷調峰、調頻的靈活性能,跳出儲能調峰能力的局限性,克服綠氫制造消納的艱巨性,深化電力體制改革,攻堅核心關鍵技術,探索試點“虛擬電廠”、遠端調峰等方式,加快構建適應高比例新能源發(fā)展的新一代電力系統(tǒng),加快碳中和進程。

?(三)做乘法。發(fā)電集團數(shù)字化轉型可以將基礎數(shù)據(jù)、管理行為、制度流程、決策過程等影響企業(yè)效益效率和廉政風險的人員、機器、環(huán)境等主觀客觀因素,產業(yè)鏈、供應鏈、價值鏈等全部業(yè)務管理要素,實施數(shù)字化并推進到智慧化,起到“乘法效應”作用,全面提升精益化管理水平,真正在現(xiàn)代企業(yè)制度的“權責明確、管理科學”方面做到數(shù)字化智慧化,推進企業(yè)質量變革、效率變革、動力變革,以科技手段自動實現(xiàn)業(yè)務管理實時報警閉鎖、在線留痕溯源,切實促進廉政建設達到不敢腐、不能腐、不想腐,拓展管理效能。

?二、發(fā)電集團數(shù)字化轉型的基本思路與目標

?發(fā)電集團大多產業(yè)范圍廣泛、分布地域遼闊、管理幅度較大、決策流程較長,其中從容量規(guī)模、技術要求、管理復雜程度及產業(yè)鏈、價值鏈的影響力度和碳減排的艱巨性等方面綜合來看,煤電是發(fā)電集團數(shù)字化轉型最具有代表性的產業(yè)板塊和發(fā)電類型,而占煤電成本70%左右的燃料由于是涉及點多面廣線長管理復雜的大宗散狀生產原料,和電力、煤炭兩個外部市場及環(huán)保生態(tài)等政策高度關聯(lián),既具有與安全生產、經(jīng)營效益密切相關的生產要素特性,還存在許多環(huán)節(jié)人為干預的巨大經(jīng)濟利益損失風險,是煤電企業(yè)提質增效、節(jié)能減排、依法治企、廉政建設的關鍵業(yè)務,客觀設備與主觀操作交互、市場變化與內部決策并行,是實現(xiàn)數(shù)字化轉型業(yè)務環(huán)節(jié)最為關鍵、技術研發(fā)最為困難的工作之一,同時也是數(shù)字化、智慧化應用最有價值潛力的工作。煤電可以代表發(fā)電集團的主要業(yè)務,燃料能夠展現(xiàn)發(fā)電集團的復雜流程,因此,為了精簡篇幅敘述方便,本文主要以發(fā)電集團典型的煤電企業(yè)燃料數(shù)字化轉型為例進行剖析,其他產業(yè)板塊與發(fā)電類型的數(shù)字化轉型思路流程、方法路徑基本類似,可以參照開展業(yè)務疊加、技術迭代工作。

?(一)發(fā)電集團的技術、管理特點與數(shù)字化轉型難點

?發(fā)電集團的發(fā)電產業(yè)大多涵蓋煤電、水電、風電、光伏、燃機,有的還有儲能、氫能、核電、抽水蓄能等類型,以及煤炭、金融、環(huán)保等板塊的產業(yè),不同發(fā)電類型又包含了熱動、電氣、熱控等眾多的專業(yè)技術門類,其關鍵核心技術基本上都是制造廠家研發(fā)、設備產品自帶,有其相對獨立的技術研發(fā)、設備制造、科研管理體系;發(fā)電企業(yè)主要是將這些技術、設備應用于生產運營管理(包括工程基建等),企業(yè)財務、經(jīng)營、人資、黨群、監(jiān)審等管理業(yè)務大多是應用發(fā)電設備安全生產的成果----發(fā)供電量、上網(wǎng)電價等收入數(shù)據(jù)以及燃料采購、耗用、庫存的數(shù)量、質量、價格等成本數(shù)據(jù),以及由此產生的電量營銷策略、企業(yè)利潤目標、財務資金管控、責任分解考核、“三重一大”決策、紀檢監(jiān)察審計等業(yè)務鏈、價值鏈上的管理業(yè)務活動。

?發(fā)電集團業(yè)務鏈需要的基礎數(shù)據(jù)來源和應用于三個層次:工作行為(包括設備操控)產生的原始數(shù)據(jù)、統(tǒng)計匯總分析的要素數(shù)據(jù)、需要研判決策的關鍵數(shù)據(jù)。發(fā)電設備產品技術、機組DCS控制技術、“云大物移智鏈”信息應用技術基本成熟并按照各自的特點規(guī)律和現(xiàn)實需求日益改進提升,類似于“互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)把社會的框架搭建完成,剩下的就是靈魂填充”的情況,發(fā)電集團數(shù)字化轉型的難點不在于設備產品技術本身(或者說設備產品技術的數(shù)字化轉型可以依靠、推動或協(xié)同設備廠家去完成),而在于發(fā)電企業(yè)內部業(yè)務鏈及其相關外部產業(yè)鏈供應鏈全鏈條的工作流程人機行為數(shù)字化,以及各項業(yè)務數(shù)據(jù)孤島貫通集成化,其實質就是內部外部全鏈條業(yè)務整合、流程再造的管理創(chuàng)新改革的難度(業(yè)務流程更多體現(xiàn)的是管理的層級、權責與要求,是數(shù)字化研發(fā)的技術需求來源,用于在系統(tǒng)中設置操作、查詢、管控、報警、閉鎖節(jié)點的條件與權限,需求不全面、不科學,研發(fā)必然不實用、不先進甚至使管理漏洞程序化),因為數(shù)字化轉型使得企業(yè)管理數(shù)據(jù)在線、流程陽光、結果透明,近乎于顯性規(guī)則之下業(yè)務“裸奔”,是一場企業(yè)管理的重大革命,很大程度上還會觸及到企業(yè)內外部因公因私的利益或既有權責格局,業(yè)務創(chuàng)新整合、流程再造阻力一般遠遠大于技術研發(fā)難度。

?(二)發(fā)電集團數(shù)字化轉型的基本思路和目標

?針對發(fā)電集團技術、管理特點與數(shù)字化轉型的難點,應以系統(tǒng)觀念、創(chuàng)新理念為指導來謀劃,以目標導向、問題導向為方法來實施,以企業(yè)改革、頂層設計為措施來保障,確定“科技引領,業(yè)務創(chuàng)新,流程再造,智慧集成”的基本思路,其中,科技引領是根本手段,業(yè)務創(chuàng)新是關鍵方法,流程再造是主要路徑,智慧集成是必達目標。

?發(fā)電集團數(shù)字化轉型的目標就是要實現(xiàn)集團各級全覆蓋、內外業(yè)務都貫通的數(shù)字型現(xiàn)代企業(yè)管理,提升科學管理、提質增效、節(jié)能減排、依法治企高質量發(fā)展水平,成為全鏈條全業(yè)務智慧集成的世界一流企業(yè)。

?三、發(fā)電集團數(shù)字化轉型的關鍵方法與主要路徑

?龐大復雜的發(fā)電集團數(shù)字化轉型要真正實施落地、實現(xiàn)目標,需要從集團層面“頂層設計、試點先行、統(tǒng)一標準、有序推進”,統(tǒng)籌謀劃設計基本架構與技術基礎、關鍵方法與主要路徑,有序推進研發(fā)建設、全面應用、持續(xù)提升等各個階段的工作,避免走彎曲路、走回頭路、走老舊路。

?(一)基本架構與技術基礎

?從實現(xiàn)智慧集成的目標導向出發(fā),數(shù)字化轉型的發(fā)電企業(yè)全業(yè)務全要素必須通過生產經(jīng)營數(shù)據(jù)、基礎理論、制度標準與智能方法四者的深度融合和利用,實現(xiàn)企業(yè)的智能狀態(tài)感知、智能運營控制、智能業(yè)務管理以及智能決策支持,成為“智慧電廠(集團)”。除工業(yè)化的設備前端技術體系外(如機組DCS),不一定要分別開發(fā)不同的業(yè)務信息系統(tǒng)(已有的可以進行整合、接口或棄用),業(yè)務創(chuàng)新、流程再造后全集團統(tǒng)一研發(fā)建設三級按責共享、垂直管控應用的綜合性數(shù)字化系統(tǒng)平臺(含網(wǎng)絡安全技術,下同),橫向覆蓋、縱向貫通,實現(xiàn)跨部門、跨專業(yè)、跨領域的業(yè)務流程整合與數(shù)據(jù)集成共享,形成數(shù)據(jù)和資源的協(xié)同聯(lián)動,在系統(tǒng)平臺按不同的多級菜單、功能模塊來實現(xiàn)各個層級的各項管理業(yè)務。

?數(shù)字化轉型的數(shù)據(jù)有以下特征:一是數(shù)據(jù)產生的規(guī)范性,包括涉及的硬件軟件合規(guī)、上崗人員合格、操作符合標準,這樣才能保證原始數(shù)據(jù)的真實、準確。二是數(shù)據(jù)采集的及時性,包括實時在線采集、按時修正異常,這樣才能保證日常管理、分析決策的及時、有效,而不是事后統(tǒng)計分析、補充材料,最大程度地摒棄繁瑣的填寫匯總、統(tǒng)計上報工作。三是數(shù)據(jù)應用的唯一性,包括各項業(yè)務使用的同一數(shù)據(jù)來源唯一、使用效力唯一,避免“數(shù)出多門”。

?因此,該系統(tǒng)平臺要能實現(xiàn)看得見、管得住、控得好的“顯微鏡”、“望遠鏡”作用(上級公司登錄系統(tǒng)平臺可以查看任一所屬單位各項業(yè)務流程實時細節(jié)數(shù)據(jù),發(fā)揮“顯微鏡”作用;通過實時分級推送在線業(yè)務異常報警閉鎖事項、遠程查看現(xiàn)場視頻,發(fā)揮“望遠鏡”作用),其基本架構和技術基礎應該滿足:1)既是生產作業(yè)系統(tǒng),集成先進的技術產品,使計量、采樣、制樣、化驗、皮帶機輸送、斗輪機堆取等作業(yè)設備智能化。將制度、標準規(guī)定嵌入系統(tǒng)平臺,對生產作業(yè)每一個過程環(huán)節(jié)中影響數(shù)據(jù)準確性的時間、重量、溫度、操作行為等要素進行實時在線物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)化控制,對異常情況進行報警提醒或閉鎖后續(xù)操作;2)又是信息管理系統(tǒng),對實時采集到的各個環(huán)節(jié)實時作業(yè)相關數(shù)據(jù)、門禁視頻等海量信息進行大數(shù)據(jù)分析,系統(tǒng)自動建立燃料、生產、財務、經(jīng)營、審計等實時業(yè)務應用、多維度查詢分析的統(tǒng)計報表、管理臺帳、責任考核閉環(huán)清單等,減少要求人工留痕、反復填報等形式主義做法。實現(xiàn)設備及系統(tǒng)在線狀態(tài)監(jiān)測、運行指導、移動監(jiān)視等,提高精細化管理水平;3)還是決策支持系統(tǒng),通過煤炭、電量外部市場分析預測,機組負荷與配煤摻燒價值判斷分析,鍋爐不同負荷下燃燒調整評價分析、競價上網(wǎng)方案尋優(yōu)、“三重一大”決策條件判斷等,能夠以實現(xiàn)企業(yè)效益最大化為目標,將靈活性調峰、配煤摻燒、環(huán)保節(jié)能、科學采購、合理庫存、控制付款、競價上網(wǎng)等事項有機結合起來實現(xiàn)生產經(jīng)營業(yè)務聯(lián)動、內部外部協(xié)同智慧決策。

?(二)關鍵方法與主要路徑

?發(fā)電集團數(shù)字化轉型技術研發(fā)需求和系統(tǒng)功能設置條件來源于業(yè)務的創(chuàng)新整合、流程再造,現(xiàn)代企業(yè)需要的是管理規(guī)范化、規(guī)范制度化、制度流程化、流程數(shù)據(jù)化、數(shù)據(jù)智慧化。業(yè)務整合與流程再造要以企業(yè)效益為中心、價值鏈為主線,從各項業(yè)務中梳理并集、找出交集,圍繞共同節(jié)點、串起關聯(lián)信息。

?業(yè)務創(chuàng)新是關鍵方法。數(shù)字化轉型既包含把單一具體業(yè)務行為數(shù)字化,還需要通過創(chuàng)新達到全業(yè)務全鏈條數(shù)字化,因此,要促進發(fā)電集團內部外部的信息共享與業(yè)務交融,把與政府、電網(wǎng)、廠商的溝通交流信息、協(xié)同管理要素轉化為內部管理的基礎數(shù)據(jù),實現(xiàn)能源的產銷協(xié)同、服務延伸和智能決策。把企業(yè)內部前期、基建、物資、生產、經(jīng)營、財務、人資、監(jiān)審、“三重一大”、廉政建設等業(yè)務管理要素創(chuàng)新歸并、梳理整合,規(guī)范出涵蓋發(fā)電集團的基本業(yè)務模式和特殊應用場景(簡稱全業(yè)務流程清單),要讓集團內的同類企業(yè)管理模式原則上做選擇題(在及時更新調整的全業(yè)務流程清單里選出本單位適用的模式),少做或不做填空題(往往強調所謂特殊性的例外事件就是管理的漏洞與敗筆),數(shù)字化在線管理流程的研發(fā)和應用才能全面、統(tǒng)一,簡明、清晰,透明、剛性。

?本案例對集團所屬全部不同運輸方式、煤場類型、煤源煤種、資產歸屬、職責分工、管理流程等情況的基層煤電企業(yè)和二級機構、集團公司管理需求,將年、季、月、日燃料需求計劃、采購調運、到廠計量、采制化驗、煤場儲存、皮帶輸送、入爐燃燒、適配調峰、指標計算、成本核算、煤款結算、資金支付、競價上網(wǎng)等供應鏈、業(yè)務鏈、資金鏈上的不同管理層級業(yè)務節(jié)點、分工、權限等等進行整合與流程再造,梳理規(guī)范為300多項系統(tǒng)平臺功能,供基層企業(yè)、二級機構、集團公司勾選配置功能菜單。如果實際情況發(fā)生變化,系統(tǒng)功能菜單按管理規(guī)定研發(fā)調整非常透明、更新及時,既保證了高度統(tǒng)一,又體現(xiàn)了個性特點,權責明確,靈活可控,變與不變都在系統(tǒng)平臺里。

?流程再造是主要路徑。數(shù)字化轉型的實質是要對發(fā)電企業(yè)的全業(yè)務全鏈條涉及的流程所產生的行為、過程、結果進行數(shù)字化應用,面向下屬企業(yè)眾多的發(fā)電集團數(shù)字化轉型是否符合管理實際、能否被接受應用的關鍵就在于提供研發(fā)需求的流程再造是否符合現(xiàn)代企業(yè)制度的管理要求和發(fā)電集團的實際情況,否則會被以各種理由破例更改甚至是棄之不用,失去數(shù)字化管理的作用。必須以“需求引導研發(fā),研發(fā)提升需求”的理念進行流程再造,打破業(yè)務壁壘、消除數(shù)據(jù)孤島、引導產品升級。以“過程保證結果,結果檢驗過程”的理念切實抓好全面應用。

?例如,基層企業(yè)按“三重一大”要求研究大額付款規(guī)則并固化在系統(tǒng)平臺(遇到資金暫時短缺需要按比例支付煤款時,如果該階段屬于供應緊缺需要促進多供煤量,那么供應量大的單位煤款支付比例就高;如果該階段屬于供應充足需要促進低價多供,那么標煤單價低的單位煤款支付比例就高),系統(tǒng)按時自動計算對應支付金額,直接撥付至系統(tǒng)代入的合同約定賬戶。這樣的流程再造就避免了人為在結算、付款環(huán)節(jié)層層經(jīng)手出現(xiàn)差錯或以人脈關系遠近親疏等刁難、怠慢甚至違法亂紀等不廉潔行為發(fā)生。

?數(shù)據(jù)資產已經(jīng)成為國家、行業(yè)和企業(yè)層面的重要戰(zhàn)略資源,行業(yè)之間、企業(yè)之間、企業(yè)和客戶之間正在形成以數(shù)據(jù)為表達的相互依賴與協(xié)作,且在堅持創(chuàng)新驅動、建設數(shù)字中國的“十四五”期間,各關聯(lián)方都日益迫切需要將數(shù)字化協(xié)作拓展到更廣的范圍。發(fā)電集團圍繞碳達峰、碳中和這一重大國家戰(zhàn)略推進數(shù)字化轉型的外部支持協(xié)作條件與內部需求動力都已具備,但要順利實施落地還得集團公司層面站位高遠、視野廣闊、大膽改革的頂層設計,統(tǒng)籌謀劃好方法與路徑,精心配備強復合型專班,以釘釘子精神持之以恒去推動落地,依靠、推動或協(xié)同設備廠家完成設備產品適應煤電低負荷調峰、調頻靈活性能的核心關鍵技術與數(shù)字化轉型,攻堅克難對內部外部全鏈條業(yè)務整合、流程再造創(chuàng)新改革?!帮L好揚帆正其時起航破浪勇向前”,數(shù)字化轉型一定會助力發(fā)電集團早日實現(xiàn)碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標和世界一流企業(yè)愿景。

?趙宇新,正高級工程師、高級經(jīng)濟師,2012年—2019年任中國大唐集團燃料管理部質量監(jiān)督處處長,全程主持研發(fā)、組織實施大唐集團“數(shù)字燃料”工作?,F(xiàn)任中國大唐集團甘肅規(guī)劃發(fā)展中心副主任、大唐甘肅發(fā)電有限公司黨委委員,負責大唐集團甘肅區(qū)域新能源規(guī)劃發(fā)展工作。

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