�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

。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

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

企业碳嵌入机制实践 制造业与供应链管理 快消零售行业 物流与航运业 内部碳定价 宜家 ● 实践方式：宜家通过供应链合 作与循环经济项目 实 现碳减排， 与航运公司赫伯罗特 (Hapag- Lloyd) 合作，使用生物燃料 替代传统船用燃油 (“ 船舶绿 色 100” 方案 ) 。 ● 绿色价值： 2025 · 延展国内长途干线电铁路运输 (70%) · 运输网络模型优化 (80%) · 重新设计集装箱内部结 · 无人驾驶电车的送货 √ 跨境公路卡车 · 普及电动重卡集装箱整柜运输 (15%) · 同城循环配送 (10%) 构，解决不可堆叠货物 (DC2C &Hub2C) √ 海运快船 · 规模化同城小货量电车和氢车运输 · 提高整车率 (10%) 的堆叠问题 · 无人机的服务供应链备件 √ 开拓欧洲中国的 网点覆盖，运输快捷 ● 标准化器具，提升车辆满载率 ● 器具共用，降低包装成本 以 租 代 购 模 式 ： 按 需 租 赁 包 装 ， 减 少 硬 件 投 资 。 国 爱 04 带包运输 整车、零担、循环取货 等 运 输 服 务 ； 运包 一体实践 节 约 物 流 工 时 2 5 % 器具开发 设 计 制 作 G Research /LOG2025 中 国 低 碳 供 应

...... 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

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

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