为研判工程科技前沿发展趋势，敏锐抓住科技革命新方向，中国工程院作为国家工程科技界最高荣誉 性、咨询性学术机构，自 2017 年起开展全球工程前沿研究项目，每年研判并发布全球近百项工程研究前 沿和工程开发前沿，以期发挥学术引领作用，积极引导工程科技和产业创新发展。 2024年度全球工程前沿研究项目依托中国工程院9个学部及中国工程院《工程》系列期刊开展研究工作。 研究以数据分析为基础，以专家 沿问题。以上结果经过专家研 判论证、提炼得到备选工程研究前沿，再经过问卷调查和多轮专家研讨，遴选得出 9 个领域 92 个工程研 究前沿。 1.1.1 论文数据获取与预处理 首先构建中国工程院 9 个学部领域技术体系与 Web of Science 学科的映射关系，获得每个领域对应的 学术期刊和学术会议列表。经领域专家审核与修订后，确定本年度重点分析的 9 个领域共计 12 758 本学术 ，是形象反映某一行业或技术领域整 体面貌的主题全景图。 技术覆盖宽度：指每个 DWPI 专利家族覆盖的 DWPI 分类的数量。该指标可以体现专利的领域交叉 广度。 中国工程院学部专业划分标准体系：按照《中国工程院院士增选学部专业划分标准（试行）》确定， 包含机械与运载工程，信息与电子工程，化工、冶金与材料工程，能源与矿业工程，土木、水利与建筑工程， 环境与轻纺工程，农业，医药卫生，工程管理共

工业互联网赋能 能源化工行业数字化转型 研究报告 （2025 年） 中石油（北京）数智研究院有限公司 工业互联网产业联盟（AII） 2025 年 5 月 引 言 党中央、国务院高度重视数字化转型。党的二十大报告指 出“坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业 化，加快建设制造强国、网络强国、数字中国”。《中共中央 关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确提 ...... 8 （二）我国能源化工行业向高端化、智能化、绿色化演进 ... 8 三、工业互联网赋能体系架构 ...........................10 （一）设备边缘层提供物联设备接入和边缘计算能力 ...... 10 （二）资源层提供底层基础设施支撑能力 .................12 （三）平台层提供基于数据模型贯通的技术服务能力 ...... 14 （四）应用层提供场景化解决方案服务能力 架构采用垂直耦合的模式，易导致数据碎片化、 信息孤岛化、技术异构化，负责不同业务环节或流程的子系统 间彼此孤立，无法满足新形势下企业统筹规划、决策优化、高 效管理及敏捷响应等新需求。在此背景下，以泛在互联、全面 感知、智能优化、安全稳固为特征的工业互联网应运而生。工 业互联网作为全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式， 通过新兴信息技术构建“人-机-物”的全面互联，基于规模化 数据、先

绿色之星 中国园区低碳之路的先行者 • 清华苏州环境创新研究院 • 碳中和技术与绿色金融协同创新实验室 • 清华大学环境学院中国工业园区绿色发展中心 • 中国循环经济协会工业园区绿色发展分会 • 西门子中国研究院 在全球应对气候危机的背景下，中国给出了自 己迈向碳中和的承诺。园区是中国产业和经济 发展的重要承载形式，在提供了大量基础设施 和公共服务的同时也是主要的碳排放源头之 50% 3% 园区层面的电气化、气 代煤等能源清洁替代工 作已取得一定成效，基 于多联供与可再生能源 的多能互补园区微网建 设正在深入 表现力洞察 I 绿色之星 — 中国园区低碳之路的先行者 9 基于多联供与可再生能源的多能互补园区微网建设 正在深入。被调研园区中有 63% 已建设多联供能 源系统，以热电联产为主要形式。截至 2020 年， 园区可再生能源利用都是以企业为行动主体的清 19 工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知，工信厅节函〔2016〕586 号。 20 工业和信息化部 / 国家发展改革委 / 生态环境部关于印发工业领域碳达峰实施方案的通知，工信部联节〔2022〕88 号。 21 右图中，1+2 部分为有企业获得绿色供应链认证， 2+3 部分为有企业获得绿色设计产品认证。 47% 53% 16% 22% 15% 0% 5% 25%

室到产业链的转化，并不断重塑国际技术标准与竞争格局。 我们相信，只有跨越技术壁垒、打破传统零和竞争思维，才能为人类 开启前所未有的认知边界和产业新纪元。 正如历史从不等待犹豫者，未来已在眼前...... 序言 光子盒研究院 院长 融合赋能 产业新程 1 声明 01 本报告体现的内容和阐明的观点力求独立、客观，本报告中的信 息或所表述的观点均不构成投资建议，请谨慎参考。 02 本报告旨在梳理和呈现2024年度内全球与量子细分技术和产业领 04 本报告版权归光子盒研究院所有，其他任何形式的使用或传播， 包括但不限于刊物、网站、公众号或个人使用本报告内容的，须 注明来源（2025年全球量子科技产业发展展望 [R]. 光子盒研究 院. 2025.02）。本报告最终解释权归光子盒研究院所有。 05 任何个人和机构，使用本报告内容时，不得对本报告进行任何有 悖原意的引用、删减和篡改。未经书面许可，任何机构和个人不 得以任何形式 Google在Willow上展示了码距为7的纠错码和与实时解码器集成的码距为5的纠错码。 • IBM提出了一种端到端量子纠错协议，该协议基于一系列低密度奇偶校验码实现容错内存。 • 清华大学、中国科大、北京量子院用玻色子量子模块实现了纠缠逻辑量子比特。 量子纠错 • NIST与科罗拉多大学在二维隧道耦合光学晶格中使用超冷原子实现了玻色子采样。 • 加州理工学院利用光镊阵列囚禁了6100多个中性原子，相干时间为12

的跨越发展，使工业经济各种要素资源能够高效 共享。 2018 年起，工信部连续印发“工业互联网平台建 设及推广指南”、“工业互联网平台评价方法”等文 件，“工业互联网”也成为“热词”并写入“2019 年国务 院政府工作报告”。考虑到能源产、消、存等环节与 生产制造存在的天然密切联系，工业互联网是目前 钢铁行业发展的一个主攻方向。2016 年，国家发改 委、能源局、工信部联合印发“关于推进互联网+智 所示。该结构分为边缘层、 基础设施层、平台层和应用层等四个部分。作为架 构基础，边缘层和基础层完成设备接入、数据处 理、云基础搭建等任务，是建立互联网环境的关键 步骤。随后的平台层主要对模型方法进行泛化和集 炼钢 炼铁 轧钢 ... ... ... 人机交互 软件管理、 系统集成 资源管理 工艺知识库 应用软件、 云服务 数据计算 应用层 新一代网络 抽象、仿真、 信息处理 业互联网，本文所提出的钢铁工业能源互联网将协 同能源侧与生产侧，考虑能效、环保、安全、经济 等多指标，在业务运行、增值服务等方面实现全流 程的能源优化利用。 此外，5G 网络的迅猛发展，也极大助力了工业 互 联 网 在 各 个 行 业 的 普 及 和 深 入 。 2019 年 7 月 22 日，宝武集团董事长陈德荣在距离生产线 3000 m 外操控，实现远程一键炼钢。传统的炼钢过程需 吹炼工、合金工、摇炉工、信号工等多方协作，且

2007年，国际碳市场交易量达2.83亿吨，交易额达640亿美元。据 世界银行预测，全球碳交易总额2020年有望达到3.5万亿美元，从而超 过石油市场成为世界第一大交易市场。 林业碳汇商机 国务院已经在“十二五”规划纲要中明确提出要综合运用包括增加 森林碳汇等多种手段控制温室气体排放，并“逐步建立碳排放交易市 场”，目前全国已经确定了7个试点。林业碳汇有一个重要的特点，就 是可以有条件地通过 在能源结构调整方面，奥巴马也具体提出，到2012年将目前占美 国电力8%的可再生能源比例提高到10%，到2025年提高到25%。 奥巴马以“绿色经济复兴计划”作为首要任务，在其推动下，众议 院2009年6月26日以219票对212票的微弱优势，通过了美国历史上首个 限制温室气体排放的法案——《美国清洁能源安全法案》（简称 ACES），奥巴马更呼吁参议院通过ACES，以创造就业、减少石油依 赖并为主导低碳游戏规则作战略部署。 战略性新兴产业的增加值，有望占到国内生产总值的15%，新能源、 新材料、新能源汽车产业将成为国民经济的先导产业。 这是一场深刻的经济转型和产业升级，蕴含着极大的投资空间和 投资机会。据清华大学国情研究院院长胡鞍钢估算，“十二五”期间， 中国绿色投资将达到8万亿元人民币。这可能是全世界规模最大的绿色 投资。 具体而言，绿色投资的领域主要包括生态建设，比如对林业、水 利、水土流失治理、荒漠化治理等方面的投入；环境保护，比如对

间 航 段 按 50%统 计 。 符 合 规 定 的 船 舶 获 欧 盟 燃 料 符 合 证 书 ， 否 则 将 受 处 罚 。 该 条 例 对 航 运 及 能 源 全 产 业 链 影 响 广 泛 深 远 ， 影 响 广 度 和 深 度 或 超 EU ETS。 1.3 中国 在 国 际 航 运 减 排 规 则 和 国 内 碳 达 峰 碳 中 和 目 标 的 双 层 驱 动 下 ， 我 态 运 输 ， 采 用 长 管 拖 车 ， 灵 活 性 强 ， 适 合 短 距 离 、 小 规 模 运 输 ， 单 次 运 输 量 有 限 ， 能 量 损 耗 较 大 ； 技 术 成 熟 ， 广 泛 用 于 氢 气 分 销 ， 但 运 输 成 本 高 ， 主 要 用 于 200公 里 以 内 的 短 距 离 应 用 场 景 。 （ 2） 低 温 液 氢 运 输 ， 适 合 长 距 离 、 大 料 替 代 解 决 方 案 。 瑞典SSAB和 安 赛乐米塔尔 等 公 司 正 在 测 试 基 于 氢 的 钢铁 生 产 ， 以 替 代 该 过 程 中 的 化 石 燃 料 。 氢 气 广 泛 应 用 于 炼 油 、 化 工 （ 合 成 氨 和 甲 醇 ） 、 水 泥等 领 域 ， 是 生 产 化 肥氨 的 关 键 成 分 。 能 源 领 域 ， 氢 可 以 作 为 储 能 载体 进

锂电储能站内设备柜 5 碳中和·零碳中国 6 零碳案例篇 申报单位 ◆ 国家电投集团科学技术研究院有限公司 国家电投集团科学技术研究院有限公司成立于 2015 年 9 月，位于北京未来科技城，是集团 的科技创新平台、战略决策支持机构和高层次科技人才聚集基地。该研究院主要从事核能、火电、 太阳能及新能源等领域的科技研发和成果转化，包括战略先导性技术、交叉前沿技术和共性关 键技术的 为构建海油发展绿色低碳产业体系 提供技术支撑。 项目概述 通过综合能源耦合、创新性技术、绿色化创建、智慧化管理，实现了洁净化运行，首次添加“光 储直柔”技术到综合能源领域，打造了一个 冷热电三联供的零碳厂区。 项目亮点： （1）创新性技术耦合：“多能互补”、“光 储直柔”。 （2）绿色化创建：“用能电气化 + 电力 清洁化”。 （3）智慧化管理：利用智慧化站控系统 软件实现综合能源的智慧化管理。 港华能源是香港中华煤气集团核心成员、港华智慧能源可再生能源业务品牌，定位领先的 能源互联网聚合服务商，以综能化、去碳化、数智化为战略核心，开展区域性的综合能源管理 和服务，包括分布式光伏、储能、充换电、多能联供等能源基础设施的投资、建设和运营，以 及能效管理、碳管理、绿电交易等智慧增值服务，并依托智慧能源生态平台，实现“源网荷储” 一体化和能源管理数智化升级，全面打造零碳智慧园区、低碳工厂，助力企业 ESG

发展工作委员会”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 参编单位（排名不分先后）：中国信息通信研究院、国家电网 有限公司、中国电信集团有限公司、许继集团有限公司、河钢数字 技术股份有限公司、北京盈碳科技发展有限公司、软通动力信息技 术（集团）股份有限公司、格创东智科技有限公司、罗克韦尔自动 化、中国科学院空天信息创新研究院、北京泰尔英福科技有限公 司、上海易碳数字科技有限公司、江苏擎天工业互联网有限公司、 、 陕西能碳宝科技有限公司、中化能科碳资产运营有限公司、湖州新 能源云碳中和研究院、上海智洋数能科技有限公司、北京建谊集 团、鲲鹏智慧健康科技（深圳）有限公司、徐工汉云技术股份有限 公司、中国联合网络通信集团有限公司、南京旗云中天科技有限公 司、罗克佳华科技集团股份有限公司、中海华壹科技、中电科普天 科技股份有限公司、普天通信有限责任公司 1 前 言 规则从“关税壁垒”向“碳 壁垒”的范式迁移，倒逼中国制造向“零碳竞争力”跃迁。 （二）我国双碳政策密集出台,行业和地方积极探索 双碳政策体系加速构建，全面助力经济社会绿色高质量发展。在国务院统筹 引领下，国家发展改革委、生态环境部、工信部、住建部等多部门协同发力，央 地联动形成政策矩阵，围绕双碳战略纵深推进，构建起多维立体的政策框架。立 足经济社会系统性绿色变革，通过健全碳排放双控制度、强化数字技术赋能绿色