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横河电机在碳管理及能源管理的最佳实践
来源: 横河电机( Yokogawa) 公司作者: 横河电机( Yokogawa) 公司时间:2022-12-29 13:33:40点击:1815

客户挑战

能源格局正在改变,能源成本波动很大,全球对碳 排放越来越关注,可再生能源的供应持续增长,此外 COVID-19影响了消费方式,导致石油和石油衍生产品价 格大幅波动,能源系统越发复杂,对企业来说面临的挑 战如下:

1.中国双碳3060战略、加快数字化发展、加快推动 绿色低碳发展等政策要求,国内CO2排放总量大,实现 碳中和的时间短、压力大。

2.能源转型正在加速,能源将从集中式的碳氢化合物 来源的能源的生产方式,将会更多地考虑可再生能源,朝 着分布式的低CO2排放的能源生产、输送、储存及使用 的低成本、温室气体净零排放的方向发展。

3.对于大型流程工厂,能源通常占运营费用的50%( 即不包括原料)。因此,减少10%的能源使用通常可以提 高5%的利润率。当企业寻求提高利润和减少温室气体排 放时,能源优化自然是首先要考虑的地方之一。

4.国内石化行业能源系统运行现状,缺少有效的监控 及优化工具,能源利用效率低,能量损失大,能耗高等, 同时愈发严格的排放标准及不断上涨的能源成本。


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解决方案

自1985年以来,我们便一直在与客户携手开发我们 的碳管理与能源管理解决方案,以此不断提升其功能和解 决能力,使得我们的解决方案具有强大的生命力,并不断发展以适应客户的需求。 


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在碳管理方面,包括碳排放精准测量、实时监控、全面优化、并结合碳排放咨询服务提出碳减排的实施路线。 


根据现行碳管理指南或政策要求,首先摸清企业实际 碳排放量,不仅包括范围1、2排放量,还包括范围3上下 游供应链的排放量。碳排放量可采取测量法及计算法,能够生成官方可审计、基于校核平衡的可靠的碳排放报告。 


其次,通过对各生产装置的工艺以及能源系统的模拟 计算,识别碳减排的机会,发掘企业节能减排最大潜力。 


最后,通过工艺及能源系统的优化,以及数字化的咨 询服务,组织生成适合企业的最优减排战略,加快实施脱 碳路线,实现企业最大效益同时,减少企业面对环境及双碳政策的压力。 


在能源供给方面,集成能源监控、实时优化、多周期调度优化技术,可对全厂能源系统,包括蒸汽系统、燃料 系统、电力系统、氢气系统、水系统、可再生能源等,建 立从单个设备-装置-车间-全厂的,基于严格机理模型的数 字孪生可集成平台,为客户提供单一事实来源,提供足够 的数据情报,帮助工程师/操作员在不同的时间范围内准 确有效地做出所有影响能源效率的各种决策。


横河电机碳管理与能源管理解决方案,是针对流程工 业过程,考虑能源供给侧、能源需求侧、热量回收利用及 碳管理等方面的完整解决方案。


在能源需求方面,使用炼化一体化与分子管理的数字 孪生技术,保证工艺侧的最优状态,同时利用我们的专有基准和差距分析,能更深入地分析与最佳操作的差距。 


在热量回收利用方面,对生产工艺、换热网络、热量 回收、能源系统进行能量咨询研究,对工艺及能源系统进 行能量回收再利用,提供能量咨询及软件服务,在全球超过1000个能量咨询项目。 

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横河电机碳管理及能源管理解决方案是基于碳排放系统及能源系统的实时数字孪生模型,以最低的经济成本和 最小的温室气体排放持续运行,允许用户在优化当前操作 的同时监测过去,并具有展望未来的优势。同时,结合咨 询服务,确保效益、成果成功交付。


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最佳实践

横河电机碳管理及能源管理的Visual MESA在全球能 源系统应用业绩120+,部分应用案例如下:

1.中国某炼化一体化工厂,实时在线优化

使用横河电机碳管理及能源管理解决方案,对炼油 厂、乙烯厂、化工厂、动力厂进行建模和优化,降低能源 总成本、生产操作建议帮助决策、计算并跟踪多个能源 KPI,最终减少能源消耗,每年产生1104万的经济效益。


2.中国某化工厂,实时在线优化

导入通过横河电机碳管理及能源管理系统后,实施系 统作业指导指示及目标设定要求,对部分操作参数进行运行变更,基于优化运行的运行变更效果 310万元/年,锅 炉高效运行效果73万元/年,此外,通过对本次开发的热 电厂仿真模型的案例研究,发现由设备改造引入的潜在成 本削减相当于每年200万元。


3.中东某炼油厂,实时在线优化

操作建议帮助工程师及工厂操作人员在决策过程中减 少总排放量和能源成本,同时进行能源相关KPls实时监控 和历史记录,最终节约了3200万元/年能源成本,每年减 少了2.76万吨二氧化碳排放。


4.欧洲某混合动力发电厂,多周期调度优化

欧洲某可再生能源发电厂,包括光电、风电、电池存 储等。多周期调度优化工具MPO基于太阳能和风能发电 量预测,以及电网价格和电力需求,生成最优的电池充放 电调度。


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