DOI: 10.3969/j.issn.1000-6826.2022.03.1002 人工智能在钢铁能源管控 中的应用 Application of Artificial Intelligence Technology in Energy Management and Control of Iron and Steel Industry 供稿|赵耕 1，柳军 1，孙文权 2，张哲 1，刘向国 的挑战，本文介绍了钢铁工业能源管控的现 状，分析了驱动人工智能在钢铁工业能源管控领域应用的重要技术，结合钢铁工业人工智能应用实 例讨论了典型人工智能技术应用于钢铁能源管控的可行性和存在的问题，指出钢铁智慧能源的未来 发展趋势为：如何实现机理、数据、知识等多模型合理深度融合；运算结果的可解释性提升。钢铁 企业智能化、绿色化需求必将使人工智能深度融入钢铁能源综合管控。 随着能源管理系统 关产、消、存等环节的海量数据，并进行了集中管 理、分析预测和调度优化等研究应用工作，从系统 层面上取得了一些初步进展。然而，随着生产流程 日趋复杂、个性化产品需求日益强烈，传统的模型 方法与技术体系已遇到瓶颈，无法有效应对大数 据、物联网等新场景、新模式带来的挑战。而人工 智能热潮的到来，为上述问题的解决提供了新的 途径。 钢铁工业能源管控的现状与发展需求 钢铁生产是我国国民经济的重要支柱产业，也

智能化能源管控平台 整体解决方案 需求分析 01 解决方案 02 特点 & 效果 03 业绩 & 效益 04 PA RT O N E 1需求分析 钢铁行业能源管理三个层级 LEVEL 3 LEVEL 2 LEVEL 1 基于全流程优化与系统节能思想的能源管理，重点关 注全生产流程及工序间的优化与协调，期望实现公司 整体节能效益的最大化。 基于能源介质平衡的能源管理，重点关注一次能源及 平衡所 造成的能源浪费。 基于单体设备与工序级的能源管理，重点关注单体设 备的节能，尽量减少能源介质的“跑、冒、滴、漏”。 钢铁行业能源管理系统发展趋势 钢铁行业能源管控痛点问题 Ø 能源站所室分散，从生产效率、 管 理 效 益 和 人 员 优化上都存在很大提升空间； Ø 大多原能源管理系统只关注在生 产 监 视 、 报 表 数 据，能源生产平衡主要依靠人员调度指挥； Ø 缺少对用户在能效、能耗方面的数据分析； 缺少能源各专业系统间的深层次分析和协同。 PA RT T W O 2解决方案 远程集控 视频安防 基础管理 移动应用 智能专家 平台建设内容 一个系统平台 一个数据中心 五大支撑系统 平台功能架构 智能化能源管控系统平台 智能化管理 实现全流程管理信息化、数字化，利用大数据技术分 析能效能耗，预测能源产生和消耗，评价能源管理水 平，实现科学化的管理节能； 自动化运行 优化工艺流程，提高自动化运行水平，让生产操作简

燃 料 条 例 》 ， 国 际 海 事 组 织 （ IMO） 也 批 准 了 “ IMO净 零 框 架 ” 草 案 。 国 际 航 运 减 排 方 向 逐 渐 从 提 高 船 舶 能 效 转 向 管 控 船 舶 燃 料 的 全 生 命 周 期 排 放 ， 使 用 可 持 续 航 运 燃 料 已 成 为 国 际 航 运 业 实 现 净 零 排 放 目 标 的 根 本 路 径 。 但 当 前 航 运 料 的 制 备 成 本 明 显 高 于 传 统 化 石 燃 料 。 燃 料 的 大 规 模 运 输 主 要 依 靠 船 舶 和 管 道 ， 其 中 甲 醇 、 甲 烷 、 氨 、 生 物 燃 油 的 船 运 技 术 成 熟 ， 氢 的 船 运 技 术 仍 在 发 展 ； 管 道 运 输 则 呈 现 明 显 的 区 域 化 集 中 特 征 ， 整 体 规 模 有 限 。 港 口 加 注 方 面 ， 交 通 、 航 空 等 领 域 也 有 需 求 ， 未 来 航 运 获 取 可 持 续 航 运 燃 料 可 能 会 面 临 竞 争 。 从 中 国 来 看 ， 我 国 生 物 质 资 源 丰 富 、 可 再 生 资 源 发 电 量 全 球 第 一 ， 电 解 水 制 氢 技 术 逐 渐 成 熟 ， 生 物 质 和 电 合 成 燃 料 的 制 备 技 术 水 平 在 实 践 中 快 速 提 升 ；

碳远期 √ √ √ 碳掉期 √ 碳指数交易产品 √ 融资 工具 碳抵押 √ √ √ √ √ √ √ √ 碳回购/逆回购 √ √ √ √ √ √ √ 碳结构性存款 √ √ 碳信托 √ 碳 资 产 证券化 碳证券 √ √ 碳基金 √ √ 支持 工具 碳托管 √ √ √ √ 碳指数 √ √ √ 碳保险 √ 来源：《关于碳汇市场分析及保险研究》 我国地方碳市场的金融创新及其特色归纳如下表： 首发碳中和债券（2 亿 元）、碳配额质押融资 （ 单 笔 最 高 5000 万 元）；推动境外资本以 人 民 币 / 外 汇 参 与 交 易。 依 托 粤 港 澳 大 湾区政策，探索 跨 境 碳 资 产 交 易；境外投资者 参与机制灵活。 跨 境 数 据 互 认 与 外 汇 结 算 机 制 需 突 破；跨区域配 额 互 认 难 度 大。 碳市场与碳金融发展报告 7 湖 北 首创“涨跌幅限制+大宗交 全国唯一覆盖非电力天然 气开采；探索林业碳汇（如 三峡库区竹林碳汇）。 “ 碳 汇 收 益 权 质 押 贷 款”（2021 年首单 500 万元）；碳配额与用能 权捆绑交易。 碳汇扶贫机制， 生 态 资 源 转 化 为碳资产；带动 偏 远 地 区 农 户 增收。 碳 汇 项 目 计 量 与 核 证 成 本高；非电行 业 减 排 路 径 不清晰。 深 圳 全国首个引入个人投资者 （占比 15%）；试点配额

亿吨，全球碳达峰仍未到 2024 年，与能源相关的二氧化碳排放总量增长了 0.8%, 达到 378 亿吨。与能源相关的二氧化 碳排放量增长继续与全球经济增长脱钩： 2024 年全 球经济 增长超过 3% 。 资 料 来 源 ： 国 际 能 源 署 《 2 0 2 5 全 球 能 源 回 顾 》 GResearch 1 LOG2025 中 国 低 碳 供 应 链 & 物 流 告 / 从能源类型看：天然气和煤推动了排放量的增加，天然气成为增长的最大贡献者 2024 年，天然气排放量增加了约 2.5%(1.8 亿吨 COze), 成为全球碳排放量增长的最大贡献者。 屡管在全球航空客运需求创纪录 的背景下，航空排放飙升了 约 5.5% 。石油使用排放量的适度增长主要是由于石化原料 占 石油使用总量增长的 70% 。 · 7 这一增长主要是由于中国、印度和东南亚的煤炭消费不断增 60 亿欧 元 罚款 。 02. 欧 盟 委 员 会 主 席 冯 德 莱 恩 表 示 ， 修 订 案 旨 在 “ 为 行 业 提 供 缓 冲 空 间 ” , 确 保 车 企 能 持 续 投 资 清 洁 技 术 而 非 被 迫 支 付 罚 款 。 欧 洲 议 会 认 为 ， 严 格 的 年 度 审 核 制 度 在 当 前 的 行 业 困 境 下 “ 不 切 实 际 ” , 而 灵 活

、 中国、印度、加拿大、墨西哥、智利、哥斯达黎加、 欧盟等国家及地区开展工作，并在中国的北京、 美国的纽约、华盛顿、芝加哥、洛杉矶、旧金山 以及蒙大拿州的波兹曼等地有常设办公室。 自 然 资 源 保 护 协 会 N AT U R A L R E S O U R C E S D E F E N S E C O U N C I L 《推动中国竞争性电力市场建设的整体性研究》 中 分布式交易平台试点迟迟未定 ..........................................................50 7.8 投资主体综合能源服务技术储备和用户能源管控意识仍较弱 ................51 8. 促进基于园区增量配电网的综合能源服务业态发展建议 .............52 8.1 鼓励增量配电网项目开展综合能源服务 .. 未体现日内用电峰谷的价 格差异，综合能源服务运营模式受限；（6）起步阶段的辅助服务市场暂不能支撑相关综 合能源服务开发；（7）分布式交易平台试点迟迟未定；（8）综合能源服务技术储备和 用户能源管控意识仍较弱。 针对基于园区增量配电网的综合能源服务业态面临的挑战，本次研究提出以下建议： （1）各级政府摸清已开发的增量配电业务改革试点项目综合能源服务开发条件，依据实 际困难主动打破机制障碍

。我国应加强关键 技术研发，尤其在资源聚合、智能控制和交易决策⽀持等⽅⾯。357号⽂也提出要开展虚拟电⼚在智慧调控、稳 定评估等领域的技术攻关，推进先进量测通信技术应⽤。 ⻛险管控 国外经验也提醒我们注意⻛险管控。如虚拟电⼚对电⽹的影响、聚合资源履约的不确定性等，需要通过完善标准 和监管来防范，借鉴欧洲完善的偏差考核机制等。 综合来看，国外虚拟电⼚的运⾏有⼏个鲜明特征值得我国借鉴。总之 ⽹公司合资合作，打造"虚拟发电公司"新业态。 3. 政策激励持续加强：从政策⾛向看，政府对虚拟电⼚的⽀持在"⼗四五"乃⾄"⼗五五"期间将不断加码。在资⾦⽅⾯，357号⽂提出对符合条件的虚拟电⼚项⽬给予资⾦⽀持，⿎励⾦融机构提供低息贷 款、绿⾊债券等融资便利。预计各地也会出台专项资⾦或电费附加，⽤于补贴虚拟电⼚参与应急调峰的⽀出。在税收和投资⽅⾯，虚拟电⼚有望被纳⼊新能源和数字新基建范畴，享受相关优惠政 策。更 常规电源共同承担起平衡供需、⽀撑电⽹的重任。 技术演进 AI赋能调度与数字孪⽣应⽤ 市场机制创新 负荷⾦融化和灵活性资源交易 新型商业模式 源荷互动和共享能源⽹络 政策激励持续加强 资⾦⽀持与法规完善 结论 政策护航明确⽅向 国家层⾯已将虚拟电⼚纳⼊新型电⼒系统建设的重要内容，通过2025年指导意⻅等⽂件为⾏ 业定调并设定了阶段性⽬标。各省市积极响应，⼴东等地细则的出台证明政策正在加速落

临午间新能源消纳和用电高峰时段电力保供的多重压力，现有的传统电源侧灵活性调节资 源难以满足电力电量平衡需求，开发需求侧可调资源是解决以上难题的有效且经济的手段。 考虑到资源潜力、技术成熟度和已有开发实践，报告建议积极培育虚拟电厂、智能微电网、 负荷聚合商等新型经营主体，优先开发工业负荷、电动汽车、非工空调、用户侧储能等资 源，并逐步拓展至换电站、数据中心、5G 基站等资源，形成分类分级的需求侧资源库， 。 但目前需求侧资源规模化常态化开发利用方面还存在三大挑战。一是各类灵活性资 源差异大。灵活性资源在可开发潜力、建设条件、资源特性、成本效益等方面差异明显。 相较于电源侧，目前需求侧资源的可观、可测、可调、可控能力仍相对较弱。对于不同类 型灵活性资源的发展规划、建设进展、调度运行等缺乏统筹衔接，不利于各类型灵活性资 源的价值最大化。二是现有电力市场缺乏针对不同灵活性资源的有效价格机制。这种机制 于全国前列，资源的总量和多样性优 势明显，负荷规模大、规律性好、可控性强的工业用电量占全社会用电量的比重接近七成， 电动汽车、5G 基站、数据中心等新型具有调节潜力的灵活性资源规模日益增长；荷端资 源信息化管理程度高，负荷监测覆盖率高，实现了 50 千伏安以上容量客户负荷 100% 的 监测覆盖率，为需求侧资源的分析监控奠定了坚实基础；实践经验及创新试点示范丰富， 制造业发达、科技创新活

热电协同零碳能源系统 这种理念在太原机场如何实现 ? 10 执 协 会 北区 1# 零碳综合能源站 国 城 镇 供 热 协 会 太原机场的特点 。 光光伏资资源源：铺设约 106MW 光 伏 国 ■ 原能源方案 浅层地热能 + 深层地热能 + 空气源热 泵 ■ 供热 共 热 协 会 北区供热面积 77.6 万平米 中 执 协 会 山 北区 2# 零碳综合能源站 0 校 机场东屈 中 国 城 镇 中 国 * 资 料 来 源 ： 利 用 新 开 发 银 行 贷 款 太 原 武 宿 零 碳 机 场 工 程 设 计 初 步 设 计 中 国 城 镇 供 共 协 会 11 供能范围 南区零碳综合能源站 OJ: O= LO O= LO= LO= 0= 执 协 会 供热供冷管道 ( 接入 1 号能源站的分集水器 ) 与地热井取热管道 现 状 地 热 井 取 热 管 道 日调节蓄热水罐 380 立 ×3 座 大焓差热能充放 机 组 1 台 5 大物会 uu a 4 Am 19 二 项目 单位容量 数量 总容量 跨季节储热水体 1.4 万立方米

价格改革。加快推进供热计量改造，有序推行供热计量收费，公共建筑和新建居住建筑率 先实施。优化居民阶梯水价、电价、气价制度。推进非居民用水超定额累进加价、垃圾处 理计量收费，优化污水处理收费政策。因地制宜健全城市地下综合管廊收费政策，完善差 异化停车收费机制。优化铁路客运价格政策，健全统一的铁路货运价格体系，规范铁路路 网收费清算。 （七）完善促进均衡可及的公共服务价格政策。公办养老、托育、医疗机构基本服务 收 筹加强主要产销区之间、相邻区域 之间重要商品联保联供。优化应急物流保障体系，保障重点运输通道畅通、运输枢纽稳定 运行。及时有效开展价格异常波动应急调控，加大储备调节力度，加强预期管理、市场监 管，引导价格平稳运行。落实社会救助和保障标准与物价上涨挂钩联动机制，保障困难群 众基本生活。 五、优化透明可预期的市场价格监管机制 （十二）规范市场价格行为。强化事前引导预防和事中事后监管，维护市场价格秩序。 ，进 一步优化创业氛围，鼓励重点群体创办各类经营主体。 （七）稳定机关事业单位和国有企业招聘规模。盘活各地教育类、卫生类等事业单位 编制资源，加快招聘组织，强化示范引领作用。推动高校设立助学助管岗位或就业见习岗 位，支持国家高新区内各类创新主体及承担国家科技计划的单位加大科研助理岗位开发力 度。鼓励国有企业带头吸纳就业，稳定招聘规模。开展公益性岗位评估，更好适应新的需 政策法规汇编 4