科创中国

工业节能及碳减排、系统工程

面对工业节能减排目标的增多及环境约束力度的增强，新建企业如何选择最佳可行的工艺技术以达到先进的绿色工厂水平，已有企业如何确定经济适用的节能减排改造措施（技术）以满足日趋严格的温室气体减排、能源双控和环保要求，这都是当前工业企业绿色发展、转型升级和实现碳达峰碳中和目标所面临的重大挑战。 面向生产企业/环境服务公司节能减排改造的实际需求，本成果提供了基于“原料-产品-工艺-技术”全流程模拟的“虚拟生态建厂及绿色工厂综合评估系统”。该系统采用了数据智能归集及工业全过程工艺技术匹配建模方法，针对多行业构建了节能减排大数据系统及多数据源自动创建标准化行业模板，支持行业节能减排技术数据系统的实时更新和高效拓展。另外，实现了多行业标准化虚拟建厂及多目标优化系统，实现高效筛选多种生态绿色建厂目标下的最优技术组合；基于多维数据底层封装、算法云模块服务技术，构建绿色工厂评价及节能减排潜力评估服务平台。

本成果具有完全自主知识产权，聚焦温室气体减排、能源节约和污染物削减的综合管理需求，可实现低成本、高效率地评估工厂的绿色化水平，为绿色金融服务、绿色工厂创建等提供支撑。该系统实现了以下三个方面的创新。 （1）基于数据智能归集及匹配建模技术构建了多行业的大数据体系：克服传统工业内部工艺、技术、各类标杆数据离散分立、无法统一调配应用的困难，在智能化匹配算法下实现了数据源自动创建标准化模版，搭建了多行业完整技术类别的数据架构自动化体系，支持数据模板的实时更新，可以高效复制和拓展。 （2）实现了多行业标准化虚拟生态建厂及多目标优化系统：工业系统模拟引擎的创建，可以在拓展到其他行业/企业时将专业化软件的开发周期由数月降至2～4周水平，大幅度降低开发成本，更利于系统广泛推广。 （3）基于多维数据底层封装和算法云模块服务技术，构建了绿色工厂评价及节能减排潜力服务平台：克服了传统系统功能单一、技术数据库底层捆绑的技术问题，突破了快速匹配的底层算法和用户参数，现有灵活集成模式大幅度地降低了学习使用成本，方便相关绿色工厂评价体系快速推广应用。

项目团队依托清华大学环境学院循环经济产业研究中心，该中心重点开展节能减排领域规划、系统模拟及技术集成的科学研究，推动节能减排关键共性技术的联合攻关、推广应用和产业化，已完成国家科研专项等课题近百项，开展地方政府、工业园区、企业集团等科技咨询项目超100项，为国家、地方和企业推进节能减碳、污染治理提供科技支撑。成果获国家科技进步奖二等奖1项、教育部等省部级科技进步一等奖6项。已合作出版论著20本，在Nature Sustainability, Nature Communications等国际期刊发表SCI论文110多篇，国家计算机软件著作权40多项。

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