�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。

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 个园区的调研，我们发现园区在低 碳发展上普遍面临的三方面挑战： • 驱动力不足：当前，园区对自身碳排放的掌 握情况差异较大，碳盘查动力多源自政策压 力或政府激励。园区的低碳发展主要由产业 结构升级、能源结构优化、循环经济三方面 进行驱动。 • 缺乏整体政策和创新抓手：大部分园区现有 的减排策略仍侧重于能源体系优化和生产过 程干涉等方面，而对园区低碳发展的整体规 划、行业转型指导、绿色技术创新等方面鲜 低碳成为发展的核心议题之一 3) 从低碳转型中获取赋能和增信。这些趋势 将引导园区未来的低碳发展 本白皮书提出了园区低碳发展战略框架，旨 在为园区搭建以政策规划为引导，管理机制 为统筹，产业、能源、循环经济为支撑，科 技创新、绿色供应链、绿色金融为贯通的低 碳发展全景图。 本次白皮书搭建了园区低碳发展的评估框架， 初步了解了园区在低碳发展上的状态。未来的 白皮书将继续完善评估框架，识别并鼓励在低

01 克标准煤/千瓦时，年节能约 1.35 万吨标准煤。2022-2023 年，结 合实际运行工况合理采用变频调速、液力耦合调速、永磁调速等技术，对常减压 常顶油泵、重整混合二甲苯泵、催化分馏塔顶循环回流泵等 7 台机泵实施了永磁 耦合调速改造，对双脱液化气原料泵、汽油首站转输泵等 3 台机泵实施了叶轮改 造，对制氢装置原料气压缩机实施了无级调量改造，对动力中心 CFB 锅炉一次 风机实施 计和采购环节的 节能关，从过程抓好单装置与装置间工艺优化、产品质量裕度合理控制、节能设 备长周期运行、能源计量器具准确完整等专业节能管理，从末端做好污水回用、 雨水回用、废气回收等能源、资源的循环利用。 2.3.2 实践“渐进追赶”能源管理模式 5 创建并持续实施“渐进追赶”能源管理模式，动态对标行业内先进装置的能 效指标，制定有针对性的达标措施并稳步实施。在能效指标提升空间逐年缩窄、 及加氢裂化装置吸收稳定系统进行测算分析，将原本进延迟焦化装置加工的柴油 加氢轻烃和重整装置轻烃，通过流程优化改进常减压装置和加氢裂化装置加工， 从而打开了全厂轻烃系统的加工后路，解决了 25t/h 轻烃在装置间循环加工带来 的能耗增量；测算实施“以柴油加氢装置为支点，借助延迟焦化装置余热反向传 递给常减压装置产汽外供”的全局优化方案，在柴油加氢装置原料混合温度按上 限控制的前提下，将常减压装置常三线热量重新分配，多产蒸汽

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

...... 11 （八） 多举措应对 AI 和大模型需求快速增长对能源的压力 ......................................... 13 （九） 我国循环经济仍需加强，废弃物循环利用体系亟待建立 ................................... 14 二、 场景：政府、行业、企业、公众积极拥抱碳中和 .................. 业法 案》明确 2040 年减排 90%目标，并计划在 2025 年审议是否提升至 95%，同步要 求航运业 2030 年使用可持续燃料占比达 6%；日本修订《绿色转型推进战略》， 计划通过碳循环冶金技术实现钢铁业 2050 年碳中和，并发行 20 万亿日元转型债 券支持传统产业升级；加拿大《碳管理战略》计划 2035 年通过 CCUS 技术实现年 封存 1500 万吨 CO2，并设立 50 风电等超级工程为牵引，2024 年新增可再生能源装机超 350GW（占全球新增 60%）， 1 风光发电量占比突破 17.5%，全产业链就业规模逾 500 万人。这一轮以“绿电替 代-负碳技术-循环经济”为内核的产业爆发，正重塑全球能源地缘格局并为碳中 和进程注入确定性动能。 地缘政治博弈与经济复苏压力引发全球碳中和进程震荡。2024 年多国政策 呈现战略回摆：美国特朗普政府重启后签署《美国能源独立行政令》，正式启动

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

网络》报告，总结了全球 189 家标杆工厂的转型成效。报告分析了跨行业 协作及 AI 技术对生产效率的驱动作用，确定其“价值回馈”的关键性策 略，包括预防流程债务、开发模块化资产、赋能一线员工及循环经济实践， 助力企业三年内实现 2-3 倍投资回报。同时报告预测了技术与人文融合将 成为制造业低碳、敏捷转型的核心路径，为可持续产业生态提供可复制方 案。赛迪智库信息化与软件产业研究所对该报告进行了编译，期望对我国 全球灯塔网络成立六年来，通过表彰制造业中推动数字化转 型的领军企业，构建了覆盖 33 个国家、35 个行业的 189 家“灯 塔工厂”，数量较 2018 年增长四倍。这些工厂分为三类：单一 工厂（聚焦生产优化）、可持续工厂（减排与循环经济）、端到 端价值链工厂（全链条协同）。其成功源于跨行业协作——65% 的新晋工厂借鉴至少 3 家不同行业灯塔经验，形成可复用的转型 方案，帮助企业突破“试点困境”，实现三年 2-3 倍、五年 50%，疫情期间营收冲击仅为同行 1/8，并减少 范围 1 和 2 排放 30%-50%，范围 3 排放通过循环合作初步优化。 灯塔工厂延续了工业物联网（IIoT）等早期技术所验证的经 验，始终高度专注于“价值回馈”方法，预防“流程债务”。其 核心策略包括：智能产品导入工具套件、一体化的韧性枢纽和借 助技术和合作实现循环经济解决方案。 二、新晋灯塔工厂的经验 全球灯塔网络由世界经济论坛与麦肯锡于 2018

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

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

方式，促进 中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC 在北京市公安 局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。 请访问网站了解更多详情 http://www.nrdc.cn/ 清华大学环境学院清洁生产与生态工业研究中心是清华大学环 境学院从事生态文明重大战略咨询、区域与城市生态文明建设， 循环经济、生态工业园区和绿色园区规划建设、园区循环化改 造实施方案编制，企业清洁生产研究，环境风险管理与控制研 创新的先行 区，同时也是全省能源结构、产业结构调整的主战场和实现“双碳”目标的关键要素， 在全省经济社会发展全局中具有重要地位。全省工业园区能否实现绿色低碳转型，对江 苏省加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系，实现“双碳”目标影响巨大。 近年来，全省上下按照“生态优先，绿色发展”要求，大力推动工业园区绿色低碳 发展，在取得了显著成效的同时，依然存在一些问题，诸如总体绿色低碳水平和国内先 其中获批省级以上生态工业示范园区共计 82 家，占全省开发区的 70.9%。“十三五” 期间，江苏省大力推动绿色制造体系建设工作，累计建设国家级绿色工厂 174 家、园区 14 家。同时园区循环化改造成效显著，全省启动实施循环化改造省级以上园区 150 家， 涵盖所有有改造任务的国家级园区 47 家、省级园区 103 家 4。 3.2 样本园区分析 3.2.1 样本园区构成 从园区数据可得性、地