论物联网在能源行业低碳发展中的作用

李鸿鹏

[摘 要] 物联网是指通过射频识别技术、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，与互联网结合形成一个巨大的网络。物联网仍然是以互联网为核心，互联网为物联网的载体，物联网是互联网的延伸和扩展，其目的是实现物与人或物与网络的连接，方便识别、管理和控制。节能减排、资源循环利用、发展低碳经济是我国企业未来的发展方向。物联网与企业生产运行相结合是新一代信息技术研究的一个方向，本文主要论述物联网在能源行业低碳发展中的作用。

[关键词] 物联网；能源；低碳；安全

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 01. 032

[中图分类号] F270.7；TP393 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）01- 0059- 02

物联网是指对于任何物体，在任何地点、在任何时间都可以用互联网的方式互联。物联网的泛在化性质为低碳经济发展提供了强有力的支撑。通过物联网在智能交通、智能家居、智能环保等多个方面的应用，人类将能够以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而促进低碳经济的发展。

1 物联网未来的发展展望

我国物联网产业未来发展有四大趋势：细分市场递进发展，标准体系渐进成熟，通用性平台将会出现，以及技术与人的行为模式结合促进商业模式创新。

（1）尽管物联网的思路已经相当成熟，但使其变成现实的工具仍滞后，尤其是在网络协议和技术的统一方面。目前网络协议还没有开放，已经有很多公司建议开放通信协议，一旦协议开放，将使物联网向前迈进一大步，同时将会带动电子行业、软件行业和通信行业的发展。而这些产业链的任何环节都会形成相应的市场，加总在一起的市场规模就相当大，可以说，物联网产业链的细化将带来市场的进一步细分，造就一个庞大的物联网产业市场。

（2）物联网是跨行业、跨领域、具有明显交叉学科特征、面向应用的信息基础设施，其标准的建立需要各行业分工协作、密切配合。物联网标准需要以应用为主导和牵引，需要通信行业积极配合。从横向上考虑，需做好各行业和部门间的协调合作，保证各自标准相互衔接，满足跨行业、跨地区的应用需求；从纵向上考虑，需确保网络架构层面的互联互通，做好信息获取、传输、处理、服务等环节标准的配套。特别要加强各个物联网相关标准化组织之间的协调沟通，建立及时有效的联络机制，使其明确各自定位和范围，共同做好物联网标准体系建设。

（3）物联网应用的多样性、分散性和缺乏管理等问题制约着物联网的发展。物联网要连接和管理的对象包括静止的和移动的末端设备及各种资产，这些设备连接上传感器等感知设备成为网络中的节点。基于物联网的网络特点，利用通用网管的思想设计通用型物联网综合信息管理平台时，可以将各种异构的系统和分布式资源进行整合，以实现管、控、营一体化，从而构建物联网运维系统，为建设低碳、智能、节约型社会提供技术支撑。

2 石油行业中物联网的应用

石油企业在生产过程中会产生很多污染物质，通过物联网技术和环保设备的运用，可以实现实时监控企业生产过程中所产生的污染物。节能减排、资源循环利用、发展低碳经济是我国企业未来的发展方向。

2.1 发展低碳经济面临的形势

低碳（low-carbon）是指较低的温室气体（二氧化碳为主）排放。而低碳经济是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济的实质是实现低能耗、低污染、低排放的经济发展模式。要实现这一艰巨目标，必须借助于新的技术手段和创新管理方式。积极采取措施，一方面在本企业开展节能降耗；另一方面，利用通信网络的能力和信息技术的创新，与相关行业合作，不断探索，充分发挥信息技术特别是物联网在低碳经济中的作用。

2.2 物联网技术在低碳经济中发挥着重要作用

（1）物质世界的信息数字化。首先对信息和数据的采集获取，然后通过数模转换技术将物质世界丰富多彩的信息转变成为可以电子传输的“0”、“1”信号，最后通过有线/无线网络将数字信号进行传送与存储。通过传感器、RFID等物联网技术可以实现随时随地获取信息，极大地丰富了人们观察世界的手段和方式，节省了人力和设备投入，提高效率。物联网对物质世界的信息数字化过程不仅扩展了人类对自然界的认识和管理，同时也大大降低获取和传递信息的能耗。

（2）对物体控制的远程化。以往对物体的控制大多限于本地化、局域化。物联网技术借助互联网和现代通信网的泛在化，使对物体的控制可跨地域达到任何有需求的地方。远程控制类的应用更能体现节能减排的功效，更适用于点多面广、资产分布广泛的部门，特别是对于偏远地区设施的数据采集，如石油采油机、电力设施等。这类应用同样因为节省大量人员和资源投入而有效减少碳排放。

（3）安全生产物联网。企业在实际的生产过程中，可以将传感器装入各种生产设备中，从而实现对生产环境中各方面的安全状态信息的感知，构建系统、多元、开放的综合网络监管平台，实现实时控制，从而对安全生产水平的提高起到积极的促进作用。

2.3 低碳物联网应用主要困惑

（1）对低碳物联网建设的条件、作用及建设与运维模式等认识不足。由于环境问题本身的复杂性，信息种类繁多且数量巨大，需要通过低碳物联网提高环境管理、决策的水平和能力，才能推动各类环境问题的有效解决。目前，很多部门关于物联网建设和应用的认识还有很多误区，如对物联网对低碳事业的推动作用及其应用范围的认识不深入、不全面；对低碳物联网的建设模式、管理与实施方法、风险规避策略方面缺乏准确的认识；同时，对系统建设后的运维模式没有清晰的思路，难以保证建设完成后系统持续可用，发挥其应有的作用。需要在正确认识我国生态环境所面临问题的基础上，深入理解低碳物联网建设及应用对生态文明建设和探索低碳新路径的作用与意义，思考低碳物联网建设的要求和方法。

（2）低碳物联网建设缺乏有效的统筹规划。低碳物联网应用建设涉及要素多、范围广，业务复杂、投资规模较大，同时，环境污染治理和质量管理都需要跨地区、跨部门的多方协作，因而统筹规划尤为重要。目前，企业的应用系统大多是独立建设，在数据共享、业务协同方面缺乏统筹规划，导致重复建设、“信息孤岛”现象比较严重，数据利用程度低，决策支撑作用有限，使建设效果大打折扣，投资效益不高、资金浪费严重。需要高起点规划低碳物联网应用的业务关联关系，前瞻性地设计系统总体框架，体系化分析建设需求，以统一平台、统一标准等方式保障信息共享，降低信息化建设风险，控制建设经费，保证进度和质量。

（3）物联网应用范围尚远不能满足环境保护需要。在工作中，进行有效的污染防治既要控制污染源，还要控制污染面。通过污染源自动监控等系统主要实现了对污染点的控制，控制范围只是需要控制内容的一小部分，还比较有限。同时，通过低碳物联网可以监测污染程度、监控非法排放，但对目前一些不在指标监控范围内的环境要素，如重金属、土壤污染等，还无法实施有效监控。而目前环保工作考核要求面上达标，在低碳物联网监测数据的应用方面，需要不同物联网的信息共享与业务协同，结合环境监测、气象等数据分析原因、追溯源头，目前这些方面的应用较少。因此，低碳物联网应用从范围、要素到关联应用等各方面都还远不能实现对环境保护的全面支撑。

（4）管理机制与物联网应用需求不匹配。目前，环境污染常常是多地域共同造成的，但目前的管理方式是辖区负责制，同时，法规、法律对区域间环境问题处理的规定还不够健全，影响了污染治理效果。低碳物联网技术和应用的快速发展，对管理机制和方式方法提出了新要求，完备的监测监控体系建立后，需要构建一个信息共享的平台，通过准确的数据和有效信息共享，打破行业、行政区域的限制。实现通过技术创新不断推动管理创新。

（5）支撑低碳物联网应用的产业链建设不成熟。支撑低碳物联网建设和应用的产业链涉及芯片设计制造、传感器生产、智能分析仪表、软件开发、系统集成、网络运营等众多环节。目前我国在芯片设计制造等方面技术相对薄弱，相关技术研发水平和标准制定工作比较落后，难以有效支撑低碳物联网的高效发展。同时，支撑物联网的发展需要产业链各方的合作及不同行业间的合作，当前我国物联网产业还缺乏产业主导者来协调产业链各方的紧密合作，引导产业健康、有序发展。此外，感知设备的市场秩序尚需规范，数据准确性和有效性有待改善，亟需智能化工具来处理设备的动态故障。

（6）人才的质与量都与低碳物联网建设与应用需求存在较大差距。低碳物联网建设与应用是环境保护业务与信息通信技术融合发展的系统工程，需要大量既了解业务又懂信息技术的复合型人才，目前各级环保部门几乎都存在缺乏复合型信息化领军人物、技术人员数量不足的问题，这与低碳物联网大规模建设、大范围应用相矛盾。因此，各级环保部门需要在全面加强低碳物联网应用能力建设的同时，加强复合型高端人才的引进、培养与储备工作。

3 低碳物联网应用的对策建议

3.1 重视低碳物联网应用，将其作为低碳发展的基本支撑和关键环节

首先，提高各级领导、特别是一把手的认识，深入理解低碳物联网对生态文明建设和探索低碳发展新路径的作用和意义，将低碳物联网建设和应用纳入经济建设和城市发展的规划中；其次，制定各种法规政策，完善组织管理制度，制定资金保障和人才发展策略，制定行动纲要，保障低碳物联网建设效果，扩大应用范围；第三，创造良好的建设和应用氛围，通过宣传、培训等各种方式使环保部门、企业、公众都认识到低碳物联网对于环境保护的重要作用，关注并支持低碳物联网的建设和应用。

3.2 注重统筹规划与顶层设计，明确低碳物联网建设方向与路径

合理的统筹规划与科学的顶层设计是保障低碳物联网建设和应用得以顺利实施、有效运行的前提。首先，需要通过科学的统筹、有效的设计，明确建设方向，确定低碳物联网建设的总体框架和推进策略，准确划定低碳物联网应用建设的范围，并通过层层分解降低建设的复杂性；其次，通过规范引导、标准先行，把握建设重点，避免重复建设，详细规划建设任务与实施路径；最后，还需要把顶层设计上升到战略高度，保证顶层设计的落实，这是低碳物联网应用建设成功的必要保障。

3.3 建立资金保障机制，确保低碳物联网应用可持续发展

在低碳物联网应用建设过程中，要建立长效的资金保障机制，将低碳运维费用纳入财政预算，支持低碳物联网建设。特别重要的是需要保证后期运营有足够的资金投入，可采用政府财政支持和市场化运作相结合的方式，以保障低碳物联网能持久稳定地发挥作用。

3.4 立足低碳物联网应用，培育壮大相关产业，加强人才储备

在低碳物联网应用建设过程中，要通过适当的政策和财政倾斜，培育壮大相关产业，同时鼓励产学研各方积极参与，开发适合低碳物联网应用的低成本、高可靠性产品，尤其是传感设备。同时，加强人力资源建设，通过人才培养、引进和储备，保证有充足的高端人才、综合性人才投入低碳物联网的建设。

目前，人类环境、气候问题频发，自然灾害不断，影响国家的可持续发展。低碳经济需要靠高技术来支撑，从这种意义上来讲，物联网对发展低碳经济的作用十分重要。互联网已经改变了整个人类社会，我们应抓住机遇，重视物联网的发展，将物联网技术应用于环境保护与低碳经济发展、实现经济发展与生态环境保护的双赢。

主要参考文献

[1]项有建.冲出数字化：物联网引爆新一轮技术革命[M].北京：机械工业出版社，2010.

[2]王志良.物联网：现在与未来[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]燕庆明.物联网技术概论[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.