“双碳”形势下的能耗监测管理系统建设

贾继伟

（中国电信股份有限公司浙江分公司，浙江 杭州 310040 ）

0 引 言

在2010年前后，随着节能减排理念的逐步深入人心，在国家政策要求和企业内部降本增效需求的“双轮驱动”下，各运营商纷纷开始建设自己的能耗监测管理系统。中国电信也根据节能减排工作需要，编制了能耗监测管理系统建设指导意见和业务规范，指导各省市公司开展系统建设[1]。

十年来，能耗监测管理系统在中国电信各省市节能减排管理支撑方面发挥了显著作用。一方面将数量庞大的通信机楼、数据中心、无线基站及接入网点的能耗和能源费进行了有机的组织和整合，纳入有序管理；另一方面通过系统的高效化、自动化、批处理等一系列功能，解放了大量一线能耗管理及报账人员的手工工作量，极大地提升了劳动生产率；同时通过对海量能耗数据以及相关业务数据的统计和分析，为企业生产运营提供了十分有价值的决策依据。当然，各地的系统建设也存在各种各样的不足之处，如功能操作的灵活性、数据分析的智能化、节能管理实用化等方面还不尽如人意[2]。

2021年，中央经济工作会议提出要做好“碳达峰、碳中和”工作要求（以下简称“双碳”），中国电信也在第一时间作出“力争在2030年前实现碳排放达到峰值、助力国家力争2060年前实现碳中和”的目标承诺和行动部署。节能减排整体工作将随着“双碳”的深化而出现一些调整和转型。那么为节能减排作支撑服务的能耗监测管理系统是否还能适应“双碳”的需要？是否要进行必要的调整或改进？下面试作分析。

1 当前系统的主要成效与问题

对能耗监测管理系统当前的建设和运行使用状况进行梳理总结，有助于更清晰地找到未来的发展方向。由于各地系统的建设进度、管理模式、使用人员、功能要求及系统关联等方面都存在一定差异，为了论述方便，以下主要结合中国电信浙江公司的系统建设和运行使用情况，并适当兼顾兄弟公司的一些调研情况[3]。

1.1 系统建设目标

在中国电信2011年发布的《能耗监测管理系统建设指导意见》中，明确提出了系统建设的五大目标：

（1）实时掌握总体能耗数据，掌握能耗结构水平、变化趋势，为企业战略决策和业务发展提供参考。

（2）获取采用节能技术前后的能耗值，检验节能技术的有效性和实用性。

（3）为合同能源管理提供准确、权威的基础能耗数据。

（4）为节能减排工作深化开展、制定节能减排规划提供支撑。

（5）为能源预算管理提供参考。

用今天的眼光来看，这些目标虽不够全面，但都还不算过时。其中一些内容在实际系统中距此还有不小的差距。

1.2 核心功能要求

（1）监测计量。顾名思义，监测计量必然是能耗监测管理系统的核心功能之一。监测是通过电表等装置将能耗发生的行为过程予以记录，计量则是将监测所得数据转化为规定口径、规定格式的数值，直接反映特定范围及时段的能源消耗量。若说监测获得的是物理值，那么计量所得即是真正有意义的逻辑值，也可称为能耗对象。监测计量是获得能耗管理所需最基础数据的来源之一。

（2）能耗报账。对通信运营商来说，如何及时、准确地获取分布广泛的海量站点的能耗数据，是个不大不小的难题。理论上可以对所有站点加装智能电表，并通过有线或无线方式接入系统。但实际上这个方法耗费成本相当高，而且还带来与电力公司电表的稽核、与电力抄表周期的同步、与站点建设或拆除工程的同步、电表的维护与定期校准等一系列问题。因此在建设初期乃至很长一段时间内，直接通过能源费报账，获取电力公司电表计量数据以及费用数据，是个比较简便易行的方法，且又能做到站点的全覆盖。同时，通过将能耗报账的业务流程纳入能耗系统，可以使系统得到广泛应用，成为“活的”系统，有助于其不断完善[4]。

（3）统计分析。通过对监测计量和能耗报账所获得的数据按照一定规则进行梳理统计，形成能耗台账和月度、季度、年度报表，满足节能管理的需要，大大提高了管理效率和质量。进一步，可以根据预设的规则或场景，结合相关业务及管理数据，对这些能耗数据进行规则化或智能化分析（如PUE分析、单位话务量能耗分析等），可进一步挖掘数据的价值。

（4）评估应用。在上述功能的基础上，可以进一步根据管理需要开发出预算管理、规划管理、节能项目评估等各类专项应用功能，拓展系统应用的广度，真正体现数据驱动的管理价值。

1.3 基本性能要求

十年来能耗监测管理系统得到广泛、持久的应用，其三大基本性能是十分关键的。

（1）全面覆盖。通过完善能耗量稽核和能源费报账扎口管理功能，在系统建设初期即完成了全网所有站点的用电乃至用水、燃油、天然气等的核计，广义上将各站点的电力公司电表、自来水公司水表等均视作系统的组成部分，以较小的代价完成了各类能耗和能源费用的全量覆盖，同时还能保证较好的准确性和颗粒度，充分提升了系统在节能管理和财务成本管理方面的有效性和权威性。

（2）远程自动。能耗信息的远程自动获取、报账单据的自动导入和稽核、对延迟报账站点能耗的自动计提等功能，充分发挥了系统的自动化优势，体现了系统“以人为本”的管理思路和“解放生产力”的实际效果，同时又很好地提升了信息的准确性和及时性。

（3）实时准确。能耗数据是累计值，与时间点、时段、监测范围等都有很大关系。系统中所有能耗数据都应是动态、实时更新的（报账数据可视为准实时，延迟部分可通过智能计提进行弥补），确保其能够准确反映最新的能耗变化情况。这在上述两大性能特点中也得到了体现。

1.4 主要问题与不足

在实际使用中，当前各省市能耗监测管理系统多多少少还是存在一些问题与不足的这里归纳几条比较普遍的问题。

（1）在数据质量方面，还存在一些由于时效性（抄表、出账、结算、报账等）、规范性（统计分解口径等）乃至软硬件故障导致的数据精准性不足的问题。

（2）在性能方面，一些系统在运行速度、数据组织与检索效率、界面友好性及易用性、接口稳定性等方面还不够优化。

（3）在功能方面，较普遍的问题是，监测点位还远达不到大数据分析的颗粒度要求；统计分析基本停留在统计阶段，很难提供真正有价值的分析报告；对滚动规划、预算等管理能力不足；对建设项目的节能评估统计能力不足；与社会标准及需求接轨不足；自动化、智能化程度不足，有的系统人工操作还比较繁琐等。

（4）在管理方面，还存在有人为干预（如财务成本非业务计提冲销等）、系统维护管理职责未落实、系统功能设计缺乏长远规划等问题。

2 “双碳”新形势下的能耗与碳排放管理思考

2.1 “双碳”新形势分析

中国电信自2008年集中开展节能减排工作以来，至今已有13年。进入“双碳”阶段，必须看到，运营商的节能减排工作已经过“摸索期”，而进入“常态化”阶段，对节能降碳、能耗监测的理解和体会也更加深入。

从国家战略大背景来看，“绿色”仍然是“十四五”时期的关键词，“高质量发展”已成为全国各行各业追求的新目标，“碳达峰、碳中和”的承诺已写入政府工作报告，“碳交易”平台也在逐步扩大和纳入正轨。从运营商企业内部来看，“提质增效”已成为常态化的内需动力，“云改数转”、“数据驱动”也已成为深刻的运营理念，对能耗、碳排量的监测和数据管理将提出更高要求[5]。

2.2 碳排放的监测和管理

碳排放是对以二氧化碳为主的所有温室气体排放的统称。随着“双碳”工作日益深化，国家对能源的“双控”必然会逐步过渡到碳排放的“双控”。然而对碳排放的监测和管理，目前系统上还是空白。

我们通常说的“节能”“节费”“减排”“降碳”其实都还是有差异的。节能通常是节费的，但节费未必是节能的，也未必是降碳的，如转供电改直供电。有的措施看似不节能也不降碳，但把范围扩大来看，就能显现出较好的节能降碳效果，如利用峰谷电价差进行的“削峰填谷”应用。此外，节能和降碳也未必是成比例的，如同样1 kW·h电，用于节能型空调和用于新能源汽车，其所产生的降碳量是完全不同的。

因此，系统需为碳排放建立一套全新的数据体系，增加新的监测、计量、管理、评价及考核功能，以满足碳足迹研究、碳考核、碳交易等的需要。同时碳排放数据应能与能耗、费用等数据进行分类关联，实现科学合理的换算。例如同样消耗1 kW·h电，在购买了“绿电”情况下与直接从区域电网上获取，其所对应的排放因子是不同的，相应碳排放量也应区分计量。

在此基础上，才能够对局站、数据中心乃至一市、一省、全网的能耗与碳排放进行全面、精准、动态地分析和研判，并运用大数据和AI技术进行碳达峰、碳中和策略模拟，实现科学有效的碳目标管理。

2.3 监测内容和范围的拓展

“双碳”的最终目标是碳中和，各类措施不再仅仅局限于节能，而是要从低碳、零碳、负碳的角度进行重新评估和审视，优选开展。其中太阳能、风能、自然冷源、燃料电池等清洁能源的利用以及梯级能源站、削峰填谷、余热回收等能源综合利用是实现碳中和的重要手段。对它们的能源消耗（利用）、碳排放（碳吸收）的监测、管理和分析显得尤为关键，这大大拓展了系统的“视界”。

同时，在碳捕捉、碳封存、林业碳汇等方面，系统也要能建立起相应的监测计量手段和分析处理能力。未来的能耗及碳排放监测管理系统很可能会将数据中心绿化、雨水利用、绿色采购、设备资产更新周期、废旧物资回收等均纳入统计，实现全生命期的碳管理。

当然，在实现步骤上，还是逐步递进的。当前首先要考虑的就是将运营商直接排放（如使用燃油、煤炭、天然气等的排放）和间接排放（如通过消耗电力、热力、自来水等的排放）纳入监测和管理；下一步再延伸到企业价值链的上下游（如采购、物流、销售、废弃物处置等）的监测管理，实现绿色生态链管理。

2.4 更多深化管理需求

除了增加的碳排放数据外，随着精确化管理的深入，还有更多的深化管理需求被不断提出。例如：

如何充分发挥大数据优势，深入挖掘海量能耗与碳排放数据的价值？

如何更好地处理能耗监测、能耗报账和能耗统计分析之间的关系？

如何做好碳排放监测、碳-能换算、内部碳交易、外部碳交易等的数据支撑？

如何真正做到“所见即所耗”、“所见即所排”？与财务的“权责发生制”如何协同、平衡？

如何真正实现各局站及耗能单元的“能耗行为分析”、“碳排放行为分析”、“碳足迹描绘”？

如何更好地管理节能措施（技术节能/管理节能/结构节能），管理其投入、产出、受益面、持续效益（节能、减碳）等？

如何更好地发挥系统对规划、预算、资源配给、工程建设等的支撑？

3 “双碳”形势下的系统设计和建设思路

根据上述分析与思考，在“双碳”形势下，原来的能耗监测管理系统将升级为新的“智慧碳能监测管理系统”，其设计与建设也需要有全新的思路。这里从几个视角分别进行探讨。

3.1 牵好3条主线

对能耗量、碳排放量、能源费用的监测与管理是系统建设的3条主线。能耗量的监测可通过直接获取（如智能电表、智能水表等）或间接获取（如能耗报账）得到原始数据，围绕能耗指标管控与节能管理工作设计相关管理功能。碳排放量的监测大部分可通过能耗量依据一定的关系换算得到，还有一部分需要通过其他信息渠道获取（如绿化面积、雨水利用等），围绕碳排放指标管控、碳交易等工作进行功能设计。能源费用主要通过能耗报账获取，围绕企业经营成本及其他相关财务指标进行功能设计。

3条主线相互关联，全程可追溯，但又彼此松散耦合，避免因其中某项数据异常导致全面失真。

3.2 管好3类数据

这里的3类数据是从不同的管理角度来讲的，具体地可以表述为：

（1）用了多少。包括能耗量、碳排放量、能源费用等总量指标，是绝对数据，反映了能源使用消耗或排放量的总体规模。这类数据是实现“碳达峰”目标所必须关注的。

（2）省了多少。包括节能量、碳排放减量（减排量、交易量）、节费额等相对量指标，反映了节能减排工作的实际效果。这类数据也直接决定了碳中和目标能否顺利完成。

（3）赚了多少。包括各类强度指标，如单位收入能耗、单位信息流量碳排放、能源费占收比、PUE等，反映了能源、碳排放以及所耗费用的经济效益。这类数据也直接决定了企业开展节能减排工作的内动力大小。

3.3 围绕3层目标

3层目标如下文所述

（1）“修好内功”。系统首先是要夯实基础数据，提高其精准度、解析度，提高数据标准化程度，提高系统开放性和灵活性，为一切高级应用做好底层准备。

（2）“解放人工”。系统一定要着力提高自动化程度，提高劳动生产率，能够真正让管理者和一线操作人员感到得心应手，而不是反过来“为系统打工”。

（3）“练就神功”。系统的高级应用就是要能够很好地响应各类业务管理需求，运用大数据及AI等手段，提高智能分析水平，真正为运营决策提供有价值的帮助。

以上之所以称为“3层”目标，是因为这3层目标具有一定的先后顺序（并非绝对），前者往往是后者实现的基础。

3.4 优化四大功能

这里的四大功能主要还是围绕数据处理的实用性、友好性来说的。从数据监测、数据归集、数据展现，直到数据应用，必须一路畅通，环环相扣。

（1）在数据监测环节，采集、梳理、存储必须保证准确、精确、时效，还要保证接口通畅，字典统一，解释明确。

（2）在数据归集环节，特别要注意统计、检索的高效化和灵活性。

（3）在数据展现环节，要充分运用可视化操作界面，达到便捷、灵活、生动。

（4）在数据应用环节，要结合相应的业务功能，优化系统接口，运用大数据、智能分析等方法，提高推演、预测的准确度和丰富性。

3.5 搞好四化建设

这里的“四化”，主要针对的是系统的设计思路和性能。

（1）架构云化。主要是指系统架构在云上，底层架构要具有很强的规范性、灵活性和开放性；数据结构也要具有很好的灵活性、开放性；功能模块要具备可移植、可嵌入、可拓展、可协作等能力。

（2）数据有机化。包括：数据结构化，即数据组织与资源、人力、动环等系统的高度契合；数据全息化，即数据要赋予意义、属性，要与业务有关联，要有适度的黏性和敏感性；数据动态化，即每个能耗点都要有全生命期的动态分析和预测；数据字典化，即易于检索提取，一是能找到，二是能高效地找到。

（3）组织场景化。各种能耗数据与业务的关联关系是不一样的。根据不同的场景，应能形成不同的、适合的数据组织形态。同时，根据场景化的需要，对数据也有不同维度、不同深度的要求。

（4）分析智能化。智能化是系统高级功能中最不易做好的部分。简单地说，要求能够输入和整理经验，归纳总结，提出挖潜增效建议；能够融入AI思路，根据不同的数据形态，找到相应规律或问题，生成不同的分析报告。

4 结 论

“双碳”目标的提出，对节能减排工作来说，是一个全新的起点，也是一次战略和战术双层面的转型。作为节能降碳工作的主要支撑系统，能耗监测管理系统向“智慧碳能监测管理系统”的演进，不仅仅是一个IT系统的升级，更多的是要承担起支撑转型的重任。不论是系统开发者、建设者，还是运营使用者，都需要引起足够的关注，以期不断探索思路，改进方法，优化系统。