�N����65 ���� �0 ���� 基于 5G 和工业互联网的冶金尘泥循环 利用绿色智能工厂 赵国宾 赵俊杰 祁萌 杨慧 顾银琴 (永卓控股有限公司,张家港 215600) 摘要:永卓控股旗下的永钢集团冶金尘泥循环利用绿色智能工厂使用 5G、工业互联网、大数据等技术改 善了传统的大体量、粗放式、弱研发、轻环保的管理模式,实现了生产集控化、安环可视化、作业无人化、 点检智能化、协同高效化、管理智慧化 关键词:5G;工业互联网;大数据;绿色工厂 中图分类号:F426. 32;TF08 文献标志码:A 引用格式:赵国宾,赵俊杰,祁萌,等 . 基于 5G 和工业互联网的冶金尘泥循环利用绿色智能工厂[J]. 信 息通信技术与政策, 2023,49(11):55-64. DOI:10. 12267/ j. issn. 2096-5931. 2023. 11. 008 合四 要素协同创新,实现了生产管理、质量管理、设备运行、 能源管控、物流运输、环境监控等企业运营管控智慧化。 1 基于 5G 和工业互联网的绿色智能工厂的 设计意义 1. 1 建设冶金尘泥循环利用绿色智能工厂,是钢铁行 业企业落实政策、合规经营的必经之路 钢铁冶金工业的发展促进了经济的快速增长,为 经济建设提供了物质保障,但冶炼生产所产生的大量 废渣、废物等也成为了环境污染的主要来源。

。我国要推进碳 达峰碳中和战略，推动经济社会全面绿色转型，就必须牢牢牵住园 区建设这个“牛鼻子”，通过调动园区内资金、人才、技术、能源等 关键要素加快向低碳、零碳方向流动，推进可再生能源替代和循环 经济发展，通过凝聚园区建设者、生产者、使用者等各方主体力量， 构筑全新绿色低碳产业集群，打造绿色低碳高质量发展新高地。 零碳园区建设是一项复杂的系统性工程，本报告聚焦零碳园区 建设，系统梳 （一）美国：突出政府主导，推行分阶段建设路径 ...................10 （二）欧盟：完善支撑服务，强化技术引领和路径扩散 ...............12 （三）日本：激励约束并重，聚焦资源循环和低碳改造 ...............16 （四）韩国：加强投资驱动，推进园区减污降碳协同 .................18 （五）其他发展中国家：强调信贷支持，部署针对性零碳项目 . 够有效增强外向型产业的碳合规水平，为我国在全球气候治理和绿色 竞争中赢得主动。 （一）零碳园区的内涵特征与主要类型 1.零碳园区的科学内涵 过去，业界对园区绿色低碳转型的关注重点往往在于绿色制造、 循环发展等优化策略，随着我国“双碳”战略深入实施和全球对碳足迹 的关注日益加强，传统的渐进式减排路径已难以适应气候变化与产业 转型的双重压力，“零碳”被提升到影响新型工业化建设和可持续发展 的战略

园区向低碳化和数字化转型营造了良好的政策环境及发展指引。 零碳智慧园区的建设目标是在园区规划建设管理等方面系统性地结合“碳中和”理念，综合利用节能、减排、碳汇，碳捕集利用、碳交易等技术或方法，通过产业、 设施和资源的低碳化、循环化利用，在园区内部实现碳净排放量接近或达到零，生产、生态、生活深度融合。其中，低碳化的能源系统是零碳智慧园区建设的核心。同 时，数字化将成为园区智慧化管理和零碳转型的关键赋能手段。 零碳智慧园区的 化石能 源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上；森林覆盖率达到25%左右，森林蓄积量达到190亿立方米，二氧化碳排放量达到峰值并实现稳 中有降。到2060年，绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重达到80%以上，碳中 和目标顺利实现，生态文明建设取得丰硕成果，开创人与自然和谐共生新境界[2]。 自“双碳”目标提出以来，一系列顶层文件和关键政策的相继发布，指引并推动着园区零碳转型。国家发改委在《“十四五”循环经济发展规划》中提出推进循环经 济发展，构建绿色低碳循环的经济体系，鼓励园区推进绿色工厂建设[7]。2021年年底，国家发改委与工信部发布《关于做好“十四五”园区循环化改造工作有关事项的 通知》，明确建设循环化园区，加快推动产业园区绿色低碳循环发展，提高资源能源利用效率，助力实现碳达峰碳中和目标[8]。同期，住建部和工信部等部门分别在

200MW/400MWh 储能电站项目设计方案 储能系统 5 较高，在超导临界温度、超导线材、电极材料等方面仍有待突破。 1.2.1.3. 电化学储能 电化学储能具有设备机动性好、响应速度快、能量密度高和循环效率 高等技术优势，是目前各国储能产业研发创新的重点领域和主要增长点。 电化学储能技术主要包括铅蓄（铅炭）电池、锂离子电池、液流电池和钠 硫电池，其中铅炭电池、锂离子电池发展较快，有望率先带动电化学储能 电等因素限制了更大范 围应用。 以铅炭电池为代表的先进铅蓄电池技术改善了传统铅蓄电池的缺陷， 成为铅蓄电池技术发展的重要方向。铅炭电池相较传统铅蓄电池的生产成 本仅有小幅增加，但充放电功率、循环寿命、充电速度等关键指标实现了 明显提升。与锂电池等其它主流电化学储能技术相比，铅炭电池的成本较 低，短期性价比优势明显。但是铅炭电池放电深度一般在60%左右（锂离子 电池可达80%以上），同 （1）能量密度：中 （2）电池价格：优 （2）循环寿命：中 （3）回收方案：优 （3）充放电倍率：中 （4）自放电：良 （4）充放电深度：中 （5）维护量：良 （6）循环效率：良 2）胶体电池 胶体电池属于铅酸蓄电池的一种发展分类，最简单的做法，是在硫酸 中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态。电液呈胶态的电池通常称之为胶体 电池。 胶体电池的优点：循环寿命好、耐过放电、可以长期不充足电又进行

图 1-2 近年来中国政府发布的园区转型发展主要政策 .......................................... 4 图 1-3 中国政府多部门协同推进工业园区绿色低碳循环发展[4] ........................... 5 图 2-1 工业园区能源输入输出示意图 ......................................... 防治手段及环境管理能力落后 于经济发展步伐，使其成为了高污染区域的代名词，因园区环境问题引发的新闻 曝光和社会矛盾时有发生[11]。处理好经济发展与节约资源、保护环境的关系，推 进绿色、低碳、循环发展，是园区建设管理所面临的关键问题[12]。 3 图 1-1 全国国家级和省级工业园区分布 中国工业园区的绿色低碳转型发展迫在眉睫，研究园区低碳发展途径与潜力 也尤为重要。中 提供了更多的合规灵活性，意味着 工业界可以有更多的决策空间来最大限度降低碳政策目标下的执行成本。 1.2.2 十八大以来中央政府出台系列政策加快园区绿色转型和创新发展 工业园区绿色、低碳、循环发展是工业领域建设生态文明、打好污染防治攻 坚战的重要抓手[17, 18]，也是落实国家温室气体减排计划的重要途径[19]。2013 年 以来，中国政府出台了一系列园区转型升级和创新发展的政策文件（图

国务院发展研究中心资源与环境政策研究所 助理研究 高 硕 落基山研究所电力系统与可再生能源项目主管 郝一涵 落基山研究所甲烷及非二氧化碳控排项目乡村和农业公平转型项目部门主任 李抒苡 落基山研究所重工业与循环经济部门主任 刘雨菁 落基山研究所电力系统与可再生能源部门主任 王 喆 落基山研究所交通、氢能和清洁技术投融资部门主任 张沥月 落基山研究所电力系统与可再生能源项目高级咨询师 专家按姓名拼音顺序排列。 能源系统：面向零碳发展的能源综合解决方案.............................................................20 3.2.物质流碳管理：推动产业耦合、循环经济与低隐含碳建设.............................................23 3.3.投融资与商业模式：拓宽零碳园区建设的资金渠道............... 1/5~1/6，将对我国双碳目标产生巨大贡献。 建设零碳园区需要全面、系统的解决方案，不仅涉及绿色能源与电力供应、建筑、交通以及工业等多个系统之间 的协调联动，还需同步推进关键支撑机制的建设，例如绿色与转型金融、循环经济，以及有效的碳排放与碳资产 管理体系。最终目标是引导经济增长走上一条既能实现碳中和，又具备长期可持续性的高质量发展道路。 中国在零碳园区建设方面已打造出一批示范项目。这些园区成为大规模绿色电力消纳的核心平台，也是推动电力

管理部门 ↓ 四、能源管理解决方案 五、预期效果 三、能源管理现状与需求分析 一、国家能源政策解读 二、能源管理体系分析 目 录 序号 大类 细分 计量方式 备注 1 水 新鲜水、 循环水、 凝结水、脱盐水、脱氧水、 冷冻水 流量计 2 电 110KV 、 20KV 、 6KV 、 380V 、 220V 电表 二次能源 3 汽 低压、 中压、高压 流量计 二次能源 4 风 氮气、 储运、罐区 办公、生活 热电、水务 外部单位 能源装置 运输 电网 能源和耗能工质 数量和单位 折算为标准油系数 （单位 kg ） 电 1 kWh 0.26 新鲜水 1 t 0.17 循环水 1 t 0.1 软化水 1 t 0.25 除盐水 1 t 2.3 除氧水 1 t 9.2 凝汽式蒸汽轮机凝结水 1 t 3.65 加热设备凝结水 1 t 7.65 燃料油 1 t 1000 ） 380V 电网 6. 能源管理解决方案 - 能源平衡节 点 T1 循环冷却水泵 A/B/C （ 450kW ） 变电站 2 T1-1 冷却塔风机 A/B/C/D （ 160kW ） 能源计量网络图 - 电网 热媒循环泵 A~D （ 315kW ） 冷水泵 A~H （ 55kW ） 循环冷却水泵 A~E （ 280kW ） 空压机 （ 450kW ） 其他 380V

但领先企业的实践表明，优秀的ESG 表现能够转化为实实在在的商业价值。 在融资端，绿色债券、可持续发展挂钩 贷款等工具为ESG领先企业提供了更 优惠的资金支持；在成本端，能源效率 提升、循环经济模式等举措正在产生显 著的经济效益；在市场端，绿色产品日 益受到消费者青睐，成为差异化竞争的 重要抓手。 面对日益复杂的ESG挑战，企业需 要建立系统性的应对能力。首先是合规 能力，要建立覆盖全价值链的ESG数据 ...................... 11 3 环境维度：构建绿色制造与全生命周期低碳竞争力 3.2 能源与水资源管理深化：双资源能效提升与循环利用创新 .............................. 21 3.3 循环经济探索：电池回收、材料再利用与绿色物流的实践与瓶颈 ..................... 27 3.4 新兴议题：生物多样性保护的起步 ... 辑，地缘政治与碳中和则加速供应链重塑。三大变革既带来技术与模式创新机遇，也暗藏 技术瓶颈、治理风险等挑战，车企需以系统思维应对转型命题。 1 时代背景与行业变革 05 » 电动化转型：技术攻坚与电池循环并行 对于汽车企业而言，电动化转型仍受多重技术制约。电池材料的能量密度与安全性平 衡是核心难题——三元锂电池的能量密度已接近理论上限，而磷酸铁锂电池虽安全性更优 却存在低温性能短板。与此同时

；系统安全防护需加强 3.68 260 1,000-2,000 热稳定性好，循环性能差，寿命提升困难 3.9 130 1,500 电压平台低；集成较复杂；成本高 锂电池技术路线 宁德时代选用安全性最高，性能更好的磷酸铁锂电池 备注 能量密度（ Wh/kg 原材料供应波动 循环寿命 材料类型 电压 （ V ） 安全性 NCM LMO NCA LCO LTO LFP 17 NCM ： Oxygen released 6.6℃/s Max temperature 邦普循环，回收先锋 12 万吨 废电池处理能力 99.3% 镍钴锰金属回收率 51% 废旧电池回收国内占 比 6 大 全球基地，产业链合 作 182 项 标准制修订 371 件 专利发 明 * 数据来源：邦普循环 2020 年企业画 册 退役电池 状态不佳电池 27 储能解决方案 CATL 产品全面布局

下列术语和定义适用于本文件。 1) 冷板式液冷系统 cold plate liquid cooling system 由二次侧冷却系统、一次侧冷却系统、监控系统等组成。通过冷板将元器件 的热量间接传递给封闭在循环管道中的冷却工质，通过一个或者多个冷却回路热 交换传递，最终将设备热量排至室外的系统。 2) 分集液器 manifold 包含多路分支或接口，用于连接冷量分配单元与冷板的管道系统，为机柜内 管及配套组件，分别形成闭合回路，实现连接二次侧设备和冷却工质的均匀分配。 智算中心冷板式液冷云舱技术白皮书 7 4) 冷量分配单元 CDU coolant distribution unit 为冷却液提供循环动力，通过换热器将其热量传递至一次侧系统冷源，实现 冷却介质的降温，服务于多台机柜的冷量分配单元。 5) 水氟双冷源列间空调 Dual Cooling Row 一种结合水冷与压缩机制冷双 一次侧冷却系统是冷量分配单元（CDU）室外循环系统，其与外界环境之间进 行热交换的循环系统。与外部冷却塔等外部散热设备相连，冷却工质在管路中循 环将二次侧冷却系统内的热量传递至室外或余热回收装置的冷却系统。对于冷板 式液冷设备，主要包含管道，冷却工质过滤系统，阀门、传感器等。 8) 二次侧冷却系统 secondary side cooling system 二次侧冷却系统是机柜与冷量分配单元之间进行热交换的循环系统。与服务