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西门子中国碳中和白皮书22020年，中国首次明确了实现碳达峰、碳中和的决心，是迄今为止在国际范围内减排承诺力度最大、面临挑战最艰巨且时间窗口最紧迫的国家之一，彰显了其对全球可持续发展的责任和担当。能源消耗需求巨大、第二产业结构较传统、能源使用效率不高和清洁能源利用率较低皆为中国高碳排放总量的诱因。伴随着中国经济的韧性发展，未来碳排放压力仍将集中于能源及工业领域；交通与建筑领域碳排放在未来人口增长及持续城镇化的背景下占比也将持续保持增长，同样也是“双碳”路径上的重要环节。各行业中的企业则需要在发展壮大自身业务的同时，对深度脱碳进行合理的投资，实现其“双碳”目标；而如何运用好创新的减碳技术，是确保企业市场竞争力并实现碳中和极为重要的抓手。为实现“双碳”目标，政府与企业应以精准盘查碳排放基线为起点，设立对经济发展具有可持续性的零碳路线图及强落地性的实施抓手；同时须避免“运动式减排“，结合行业和企业内外部实际情况制定科学、系统的“双碳”顶层规划。最后，在“双碳”之旅中根据经济与业务发展情况、政策环境变化以及减碳技术更新，迭代并调整路线图。西门子认为在深度减碳和碳交易中的创新技术应用，是企业在未来碳中和赛道中的核心推动力。西门子作为全球率先做出碳中和承诺的大型科技企业之一，承诺将于2030年在业务运营中实现碳中和。同时，作为全球数字化创新技术的领军者，西门子致力于以科学的咨询规划为支点，先进的数字化解决方案为杠杆，助力各行业深度减碳。此白皮书陈述了西门子对各行业在碳中和方面的理解，同时也分享了与全球各类企业在碳中和领域的最佳实践，希望对读者在自身相关领域的零碳绿色发展之路有所启发。执行摘要23In 2020,China announced its national decarbonization target,aiming to reach carbon peaking by 2030 and carbon neutrality by 2060 the so-called“dual-carbon”target.This is one of the most ambitious and time-constrained emission reduction targets across all countries worldwide that demonstrates Chinas commitment towards global sustainable development.Siemens believes that Chinas high carbon emissions can be attributed to several triggering factors:high national-level energy demand,con-ventional industrial structure,relatively low energy utilization efficiency and limited utilization of renewable energy.In the near future,the main focus areas of emission reduction will lie within industry and energy sectors.In addition,transportation and construction sectors call for close attention in the“dual-carbon”pathway,as emissions from these two sectors could increase in the context of further population growth and rapid urbanization.Besides putting efforts in achieving organic growth,it is suggested that enterprises invest in developing sophisticated decarbonization technologies.The proper application of innovative technologies is a key lever for them to achieve carbon neutrality and remain competitive in the marketplace.To achieve the“dual-carbon”target,governments and enterprises should start with the precise baselining of the as-is carbon emission,followed by the design of economically sustainable“zero-carbon”roadmaps and implementable measures.A comprehensive emission reduction strategy should factor in both internal and external circumstances to be able to“walk the talk”.Last but not least,organizations should consider the iter-ation and adjustment of their“zero-carbon”roadmaps where necessary,according to business situations,policy developments and advancement of decarbonization tech-nologies.Siemens believes that the ability to apply innovative technologies constitutes the core competence for enterprises in their carbon neutrality journey.Siemens is one of the very first technology companies globally that announced a firm commitment to carbon neutrality.We promise to become carbon neutral within our business operations by 2030.As a global leader in digitalization and innovative tech-nology,we commit to assisting industries and corporate players in their decarbonizing journey using our consulting expertise as a pivot,and digital solutions as the lever.This white paper shares Siemens industry know-how in the“dual-carbon”realm and showcases how we have helped our partners and clients in achieving carbon-neutral best practices.We hope that this paper could act as a knowledge base and point of ref-erence for our readers and inspire them in their own“zero-carbon”pursuit.EXECUTIVE SUMMARY34执行摘要 21碳中和的目标与路径：从遥不可及到日渐清晰 62“双碳”路线图落地：以双碳数字孪生为翘板，避免“运动式”减排 9 第一步：精准明确基线 第二步：顶层规划 第三步：实施方案设计 第四步：路线图迭代 3碳交易：源头-排放-捕捉-交易全生命周期碳排放追踪 104翻越碳排放“重重大山”各领域“双碳”挑战、机遇及技术路径 11 能源领域既面临着巨大的减排任务，又具备显著的减排空间 11能源领域未来减排路径 能源领域技术赋能减排 工业领域排放情景复杂，需构建多维度、全产业链覆盖的工业低碳发展体系 13工业领域未来减排路径 工业领域技术赋能减排 交通领域重点关注纯/混动技术及交通数字化技术 14交通领域未来减排路径 交通领域技术赋能减排 建筑领域重点关注绿色建筑设计、低碳材料、智慧楼宇管理系统等节能降耗技术 16建筑领域未来减排路径 建筑领域技术赋能减排 目 录55西门子最佳实践分享 17“双碳”顶层规划 17 能源 17国家能源投资集团 高集成集装箱式加氢站 鲁能 海西州多能互补 50MW 塔式光热电站 三一重工 数字孪生与 Simcenter 上海浦东连民村 全方位多能互补解决方案 雄安新区 环保气体绝缘开关设备 工业 18可口可乐 漯河工厂能源管理系统 重庆某水厂 基于数字孪生与工业人工智能技术的数字化泵站 山东某大型炼油化工企业 预测性分析系统助力智能运维 河钢 数字化转型 荷兰皇家帝斯曼集团 DSM 化工园区数字化解决方案 济南某重卡厂区 智慧能源解决方案 交通 19上海申通地铁集团 轨道交通 18 号线全自动驾驶系统 德国联邦铁路公司 新能源动力列车平台 Mireo Plus 某地铁公司 数字化预测性维护服务平台 德国汉堡市巴士总站 电动汽车充电解决方案 博众精工 智能换电站解决方案 建筑 20芬兰赫尔辛基赛罗购物中心 分布式能源系统与智能楼宇解决方案 西门子中国北京园区 分布式能源系统与智能楼宇解决方案 青岛中德生态园 被动房与绿色建筑体验中心 宁德新能源科技有限公司 厂区能效数字化解决方案 法国巴黎 Thse 数据中心 数据中心空间冷却优化技术(WSCO)解决方案 6西门子严格按照科学碳目标倡议（SBTi）的标准制定了自身减碳路线图并保障实施与落地 21 范围一、二减排具体措施 范围三（供应链）减排具体措施 结语：西门子中国零碳先锋计划 目 录6碳中和的目标与路径：从遥不可及到日渐清晰全球经过 30 年的不断摸索，碳减排基线、目标与路径逐渐清晰全球气候变化是人类面临的最重大而紧迫的挑战之一。自 1990 年联合国发表联合国气候变化框架公约起，部分发达国家率先提出了自身节能减排的目标与路线图。随后的京都议定书、哥本哈根协议与巴黎协定等一系列国际层面框架协议将对温室气体减排的行动扩展到了更多国家中。规定了发达国家与发展中国家的温室气体排放水平 以及他们为应对气候变化所承担的义务 规定了发达国家在 2008-2012 年的具有法律约束力的温室气体减排义务 发展中国家则继续履行公约下的义务 需通过减少全球排放将全球温度的升幅限制在 2以下 哥本哈根协议并不具法律约束力，且并未给出发达国家 2020 年的具体减排目标 中国国家主席习近平在内的 150 多个国家领导人出席大会开幕活动 以“国家自主贡献（NDC）和每五年一次全球集体盘点”为核心的全球气候治理新机制1990199720092015联合国气候 变化框架 公约京都 议定书哥本哈根 协议巴黎协定图 1.国际气候变化框架协议发展过程中国自 2009 年加入哥本哈根协议后，关键指标逐步向国际贴近为应对气候变化，中国在过往十余年中分别提出 2020 碳减排，2030 碳达峰和 2060 碳中和三大愿景且随着时间的推移其具体目标愈发清晰，举措逐渐细化，力度逐步加大。2020 年，中国首次向全球明确了实现碳中和目标的时间节点，是迄今为止国际范围内在减排承诺中力度最大、时间最紧迫的国家之一。2009 年，中国在哥本哈根联合国气候变化峰会上宣布 2020 年前单位 GDP 二氧化碳排放计划较 2005 年下降 40%至 45%，并将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。这是中国首次提出温室气体减排清晰量化目标，且在 2017 年提前超额达成目标，取得了单位 GDP 二氧化碳排放较 2005 年下降了 46%1的傲人成绩。2015年 6 月，中国进而在巴黎向联合国气候变化框架公约秘书处提交了应对气候变化国家自主贡献文件，首次提出碳总量达峰概念：目标在 2030 年左右二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现碳中和。2020 年 9 月 22 日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上强调，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，力争于 2030 年前达到碳峰值，2060 年前实现碳中和。“双碳”目前最大的挑战为如何在保障经济可持续发展的情况下实现目标中国碳排放量占全球总量约 30%，年平均增速大于世界平均水平2。相比欧美国家四十到七十年的窗口，中国作为发展中国家需要在三十年内由达峰走向中和。在未来“双碳”规划中必须走出具有“中国特色”的减排路径，在保障经济可持续发展的基础上逐步实现碳达峰、碳中和。另一方面，中国人均碳排放虽高于欧盟但仍不到美国人均碳排放量的一半，在碳达峰目标的实现上仍有一定缓冲空间，供政策制定者寻找最优路径。1中国国家发展和改革委员会2国际能源署798.2649.6533.3024.8015.3311.23-5%0%5%10%15%0204060801001201.2%-1.1%3.6%-0.2%0.1%-2.1%2015-2019图 2.全球 2019 年前六大国家或组织的二氧化碳排放量及 2015-2019 年二氧化碳排放年平均增速从国际与国内行业标准及权威协会角度，计算碳排放主要方式以活动数据与排放因子相乘得出。如果单独聚焦某行业或某企业碳排放对环境的影响，通常需计算其直接排放与外购能源排放（外购电力、蒸汽等）之和得出；=X12*21图 3.各行业碳排放计算方法西门子艾闻达咨询通过以直接排放为基础，外购能源排放为验证手段的排放模型，分析了各行业碳排放量，并得出2020 年中国二氧化碳预估总排放量为 113 亿吨3。能源消耗需求巨大、经济结构较传统、能源效率较低、清洁能源使用率低都是驱动中国高碳排放总量的诱因。就碳排放结构而言，中国的碳排放主要集中于工业（41%）及能源（46%）。下游消费端的交通（7%）与建筑（6%）虽然目前占比较小，但在未来人口增长及深度城镇化的背景下其占比将逐步提高，因此同样也是“双碳”路径上的重要一环。3其中不包括林业碳汇抵扣的 5.8 亿吨排放8202011398%8%2%8%1%8%7.8651.7730%45%6.8746.483.0%3.1%4.7%5.4%45.8%41.1%7.0%6.1%图 4.2020 年中国碳排放总量分行业占比（除林业碳汇）从中国整体能耗角度看，预计在 2030 年与 2050 年节点将较 2020 年分别增长 14%与 2%，2050 年节点预计将较2020 年增长 2%4；如果中国按照巴黎协定下提出的一系列计划与政策为行动指导，最后十年（2050-2060）将面临巨大的减排压力。由此可见，在实现碳中和的各路径中，中国至少需要以 2C 情景为基础来制定相关路线图。目前中国目前超过 90%的碳排放来源于一次能源消耗5，如需减少此类碳排放，则一次能源结构需从以化石能源为主大幅转型至以非化石能源为主，对中国整体能源、经济结构的挑战尤为巨大。在执行层面，“双碳”目标也同样将面临来自多方的挑战，包括社会碳中和意识有限，参与度不高；地方政府对碳中和整体把控能力仍在起步阶段，行业耦合规划亟需加强；企业需要自主负担相对较高脱碳的成本，导致减排动力不足等。4清华大学气候变化与可持续发展研究院5国家统计局9“双碳”路线图落地：以双碳数字孪 生为翘板，避免“运动式”减排 第一步：精准明确基线对于政府与企业而言，减碳的首要工作是明确当下自身碳排放的情况，预测碳排放趋势并挖掘碳中和潜在提升领域。目前在各地方政府及企业的碳基线确定过程中依然存在大量挑战，例如，企业普遍存在三级能耗计量设备覆盖面不全、测量不准确的现象，继而无法得出现有设备、产线颗粒度的碳基线，导致最终无法对碳基线进行有效的解读。针对此痛点，设备数字孪生可以通过基于大数据与丰富行业经验形成的算法模型帮助企业迅速准确地计算碳基线，提升其有效性及即时性。第二步：顶层规划测定碳排放基线后，应制定“双碳”顶层规划，明确目标与路径。政府及企业需对未来外部行业趋势与自身业务及经济发展预期有充分认识与积累，结合内外部实际情况并参考专业减排技术库制定中长期“双碳”顶层规划。只有在基于自身禀赋及市场环境的规划形成后，地方政府、企业才能继续深挖，寻找出可落地、可持续且对业务、经济发展影响最小化的落地方案。第三步：实施方案设计政府为实现“双碳”目标，政府在实施方案设计及推广阶段应明确碳排放准则，框定启动资金以及建立可落地的补贴政策：建立区域/城市补贴政策及机制 制定绿色金融配套激励政策企业为实现“双碳”目标，企业在实施方案设计及推广阶段可以从四个层面寻找适合自身的减排路径：战略部署层面 运营管理层面 技术升级层面 组织变革层面以企业数字孪生为翘板，可以模拟仿真潜在技术库及减碳路线图的效果并基于结果灵活调整。第四步：路线图迭代企业实现并保持碳中和目标是一个长期持续的过程，随着企业的实施情况和政策环境的变化，需要引入具有实时跟踪与分析碳排放能力的数字化解决方案，并以此为输入迭代并调整路线图。为实现双碳目标，政府与企业应从确定碳排放现状为起点，设立可实现、可执行的零碳路线图及强有力的实施抓手。由于“双碳”仍在起步阶段，最大的挑战在于如何避免“口号式”、“运动式”减碳。在双碳路线图落地的过程中，政府与企业首先需做到精确碳排查，确定整体排放基线。基于此基线进而设立“双碳”时间线，并进一步识别实施路径，寻找可行的落地方案。最终，通过周期性的路线图迭代，寻找并执行最适合自身的实施方案。10碳交易：源头-排放-捕捉-交易全生命周期碳排放追踪作为“双碳”目标的重要抓手之一，碳交易旨在通过将环境“成本化”，促使企业从盈亏角度来提升能源使用效率、减少碳排放。经历十年试点，全国碳排放市场于 2021 年 7 月 16 日上线交易，成为全球覆盖温室气体排放量规模最大的碳市场。在排放增长的同时，碳交易的健康、稳步发展也面临着挑战：行业覆盖范围需进一步扩大，且配额分配方法需进一步优化数据质量保障体系需进一步提高，对数据质量控制环节建立完善制度，降低数据作假风险碳市场金融创新、碳金融衍生品对于市场的影响仍不明确目前碳定价机制的潜力仍未得到充分挖掘目前，由于中国碳排放交易市场是由政府主导的基于市场机制的特殊贸易，其主体交易架构仍旧基于传统的交易模式。西门子认为区块链技术由于其去中心化、可追溯、公开透明等特点，能有效聚合低碳产业链上下游碳配额交易信息。另一方面，通过结合工业边缘计算技术，跟踪记录从原材料到工业成品的累积碳足迹，可以为上下游玩家提供一个开放的、受保护的、可信任的碳足迹数据协作网络。未来，碳交易行业将迎来更多数字化变革的机遇。11能源领域既面临着巨大的减排任务，又具备显著的减排空间能源领域作为中国国民经济中最大的二氧化碳排放部门，2020 年碳排放占全社会排放总量的 45.8%。尽管过去十几年国家在推动清洁能源发展已经取得不少成就，但是在未来，中国在能源领域减碳进程上依然面对不同阻力：化石能源发电：煤电仍为电力结构中的主力军 富煤、贫油、少气的资源禀赋决定燃煤电厂为发电主力，煤炭消费量大，部分机组发电效率较低 可再生能源发电占比较低，成本仍然较高，其发电功率的不稳定性给电网调峰带来压力清洁能源：生产与消纳不匹配 风光水发电集中区域与高用电负荷地区不匹配，销纳能力不足，造成弃光、弃风现象输配电：输配电网中绿色产品普及率低 输配电设备使用的六氟化硫气体具有很强的温室气体效应，且存在气体泄漏和回收等问题 输配电设备元器件材料及加工过程中的碳排放亟需引起重视，当前绿色产品普及率有待提高，智能化应用尚待推广翻越碳排放“重重大山”各领域“双碳”挑战、机遇及技术路径能源领域未来减排路径从政策和市场两方面进一步推进能源电力体制改革 政策端：对电网企业消纳清洁能源出台激励政策，完善相关技术标准。市场端：提高能源规划配置能力，平衡清洁能源与灵活电源的比例，传导销纳成本，引导相应的市场机制、价格机制向市场化并轨，建立清洁能源电力超额消纳量市场化交易体系。从煤炭为主的高碳能源发电结构转向以清洁能源为主的低碳能源结构 调整合理的煤炭占比：需平衡煤电机组灵活性和保障可再生能源消纳的关系，逐渐使煤电从单纯保障电量供应，向提供辅助服务转变，并通过优化电力市场价格机制提升煤炭发电的经济效益。合理利用气电：天然气发电虽仍属于化石能源发电，但气电在灵活性、稳定性以及节能减排等维度优势凸显。在煤电排放高、清洁能源不稳定的背景下起到承上启下的作用。通过对部分机型改造，未来燃气轮机同样有燃烧100%氢能的潜力，进而实现零排放。1112短期内采取可以进一步减少温室气体排放量的产品与技术推进可掺氢燃气轮机的示范项目落地，进一步减少燃气轮机的二氧化碳和氮氧化物等温室气体排放，并着眼于 100%燃氢的终极目标，担起未来清洁能源体系中调峰的重任。有针对性地对配电产品进行全生命周期低碳设计，降低传统输配电设备生产和使用过程中的污染，提升设备退役后的回收利用比例。同时，需增加绿色技术和产品的市场渗透率，如针对输配电开关设备，特别是在配电领域中常见的六氟化硫气体泄漏和回收问题。其根本的解决方案只有通过绿色技术，使用完全环保无毒无污染的环境友好气体作为绝缘介质，替代现有传统输配电开关设备六氟化硫技术路线，实现碳中和目标。中长期应大力发展为大量新能源接入保驾护航的产品与数字化解决方案 推广多能互补的综合能源系统推广应用于各类园区、大型楼宇的综合能源解决方案。在项目规划设计阶段，基于当地资源条件对能源系统进行针对性设计，评估符合项目所在地资源禀赋的分布式能源技术路线，实现多能互补。在项目运行阶段，通过机器学习与数据/机理模型充分挖掘能源数据价值，在系统级别进行基于最优功率计划的优化调度，降低碳排放。发展分布式能源系统与微网系统建设分布式能源系统与微网，鼓励以屋顶光伏为代表的分布式能源系统发展，并且通过数字化手段对分布式能源资产进行高效管理，保证系统的高可靠性和高效率运行。同时，采用先进的微网控制技术，灵活控制微网内各类可控设备，并将分布式能源系统自身及与大电网的互联互动进行有效的管理，从而提升整体城市能源网络的可靠性和效率，缩短能源供给和需求侧距离，减少输电损耗。采用新型储能技术因地制宜发展抽水蓄能与电池储能系统，推广氢能等新型储能技术的大规模经济性使用；同时降低现有储能电池技术成本，为中长期大规模利用可再生能源作充分的技术准备。应用智能电网解决方案 通过应用智能化硬件设备、数字化产品，实现设备传感器化、数字化智能维护和数据采集，应用统一的数据管理平台和能耗分析系统，通过数学模型和数据分析，提供能源诊断报告和合理化建议，并且服务于资产和运维管理，为用电侧用户提供智慧能源服务，实现经济效益。同时为能源供给侧其他智慧能源方案的落地提供技术支撑。从而降低碳排放，助力电网高效、安全运行。能源领域技术赋能减排 推进碳捕集、利用与封存（CCUS）在电力行业的应用：CCUS 技术对控制其碳排放至关重要；中国 CCUS 应用尚处示范阶段，存在巨大发展空间；随着示范项目落地，需完善产业补贴政策，培育龙头企业，引导社会资本投入，形成合理收益模式以实现 CCUS 技术的广泛应用。长远规划清洁能源发电：中国电力行业能源结构从煤电向清洁能源转型过程中，核心是解决经济性问题。未来各类清洁能源技术投资成本仍有大幅下降空间，在破除成本因素的障碍后，具备更大规模的应用空间。13工业领域排放情景复杂，需构建多维度、全产业链覆盖的工业低碳发展体系工业生产中，钢铁、石化、水泥等传统能源密集型产业的碳排放较高，其过程复杂且减碳成本高，因此一直以来被广泛认为是减碳高难领域。工业领域的碳中和之路存在诸多挑战。首先，当前中国仍处于工业化发展阶段，能源消耗量仍在上升，针对能源的需求短期仍会持续增长。其次，中国工业结构以重工业为主，有大量使用煤炭与石油等化石能源的环节。另外，由于工业过程的复杂性，单一领域或单一工业过程的碳减排往往收效甚微。更紧迫的是，仅凭现有的可再生能源电气化手段，只能降低高耗能产业中少量低位热能部分的碳排放，无法解决因原料和高位热能而产生的绝大多数碳排放。钢铁：目前中国钢铁生产以长流程为主，烧结和高炉-转炉生产是碳排放核心环节；短流程电炉炼钢虽有明显碳排优势，但生产成本差距较大。石油化工：碳排放量比较集中且单个排放源排放量大且强度较高。水泥：主要碳排放来源于原料在煅烧过程中分解产生的大量二氧化碳排放以及生产能耗排放。政策规划端实现高排放行业产业升级一方面，须严格控制传统高耗能行业新增产能，调整产品和产业结构；另一方面，通过政策鼓励并支持现代高技术产业和先进制造业、数字工业等新兴产业发展。产品全生命周期能耗需求减量鼓励探索在工业部门价值链的不同节点减少能源需求的可行性，为重工业领域原料和生产过程的碳减排提供更大的潜力。同时，工业（尤其是制造业）拥有大量原始数据，行业整体应逐步转型，以数据驱动生产制造，通过人工智能、数字孪生等技术联通全局，找到非传统、高潜力的减碳环节。开发设计阶段：鼓励企业选择量大面广、与消费者紧密相关、条件成熟的产品进行绿色设计开发，针对需要高碳排放生产路径的产品寻求替代解决方案，从源头减少碳排放。引导并支持发展循环经济，通过提高钢铁、塑料等关键材料的利用率和回收率来减少用能需求。生产制造阶段：通过优化现有产能、升级通用设备、优化工艺流程以及应用数字化能效管理平台等节能改造手段，提高综合能源利用效率，释放工业节能潜力。工业领域未来减排路径全生命周期的低碳设计基于产品全生命周期低碳化的理念，借助相应设计平台和管理系统，从设计层面减少产品原材料消耗，实现产品轻量化，提高其生产运输效率，简化产品回收或报废流程，减少工业产品在全生命周期内的能源消耗和碳排放量。工业领域技术赋能减排14交通领域重点关注纯/混动技术及交通数字化技术交通领域碳排放约占总量的 7%，主要来源为化石能源直接燃烧产生的排放。随着中国城市化的持续推进，交通领域的能源需求和碳排放将呈现出显著的增长趋势。交通-汽车 中国人均汽车保有量与发达国家现状有明显差距，未来乘用车需求将会逐年上升 新能源乘用车占比仅 1.75%，新能源载货车占比仅 0.9%6，将成为未来发展重点 整体交通规划与调度层面仍有较大优化空间交通-其他（铁路、空运、水运）空运、水运仍以专用燃油为主要燃料，燃料替代技术尚未成熟 飞机优化复杂度较高，目前仍依靠运营手段优化路线 船只电气化技术环境受限，仅支持短途轻量运输，长途货运采用液化天然气是目前主流减碳举措，氨氢等替代燃料尚未成熟低碳替代材料和增材制造寻求合适的低碳材料进行替换，提高产品及原材料的回收利用率；发展增材制造技术，减少产品在生产制造过程中的原材料浪费；对高度定制化、非批量、不继续生产的产品部件采用增材制造，避免开模等流程的能耗浪费。生产流程仿真优化与管理利用基于数字孪生的生产流程建模与仿真技术，针对完整工艺流程建立精准的稳态及动态机理模型，实现虚拟世界和现实世界的互联互通，打破软件、服务和应用开发之间的壁垒，最终对现有生产工艺流程提供优化决策建议，减少产品在生产过程中的原材料和能源消耗。借助仿真优化，可以实现：在设备综合效率（Overall Equipment Effectiveness，OEE）层面能够帮助企业减少设备空置时间，提高良品率，间接达到减排目的 在流程行业中，通过预测性维护可以减少关键设备非计划性启停，降低维护成本且能够避免造成严重的资源浪费与碳排放 通过对能源数据进行采集、分析、处理，实现对能源绩效、能源计划、能源平衡、能源 KPI 考核等方面的管理和优化，提高能源使用效率高自动化的驱动链节能减排采用高度自动化的先进设备零部件，提高设备整体能源利用效率。如通过高性能变频及伺服驱动随时调节速度和扭矩，确保传动系统即使在部分负载运行时也能高效运行；通过伺服驱动系统在设备工艺生产中实现精准控制与高阶动态响应，提高整体生产效率的同时减少能源消耗；运用具有能量回馈功能的变频器将工艺生产中的部分能量做反向传输，例如将制动能量转换为传动系统需要的动能。另外，驱动链数字化可以利用虚拟仿真优化设计，识别错误的规划或过度设计；也可以通过云或边缘计算能力，高效采集并分析运行数据，实现故障预维护及能耗分析，最终达到有效减少整个传动系统碳排放的效果。6 国家统计局，中国汽车工业协会15政策引导并优化交通产业结构转型优化交通运输规划设计，引导交通服务需求，倡导共享公共交通，减少汽车保有量，降低交通拥堵，提高城市交通效率，通过数字化手段扩大交通管理系统范围，降低运输时间、成本和排放量。提高车辆效率，降低传统燃油车油耗 使用混合动力技术及车辆轻量化技术，降低整体油耗，提高汽车动能效果 提升轨道交通系统的能耗效率，减少轨道交通系统碳足迹使用清洁燃料交通用能长远来看应转向电气化、多元化、清洁化，摆脱对油品的依赖，实现与油品、碳排放脱钩。应继续提升燃料电池的稳定性并降低成本，并进一步加强对生物质燃料、氢能等相关技术的开发与商业化，加强清洁能源的行业耦合。交通领域未来减排路径改造升级现有轨道车辆及系统通过应用最新材料技术，对原有车体进行轻量化改造，降低能源消耗水平；同搭建预测性维护系统，提升列车运行可靠性、安全性以及交通机电设备全生命周期效能；运用先进的数字化技术，节约列车运维过程的资源消耗，促进低碳发展。引入氢能及列车电池技术，利用新能源动力替代传统内燃机车，促进轨道交通节能减排。建立供电系统数字仿真、监测应用，模拟、优化轨道交通供电系统设计，推动提升轨道交通能源效率，降低碳排放水平。引入数字化解决方案提高用户体验，吸引用户使用公共交通，降低整体交通碳排放应用智能化技术手段，优化轨道交通驾驶牵引与信号系统，提高城市轨道交通运营效率及准点率。通过打造智能应用程序，将行程规划、订票、支付等功能结合大数据分析整合至一个灵活可靠的平台，将公共交通和共享移动服务无缝结合，提升乘客体验与交通整体系统效率，减少相关碳排放。交通领域技术赋能减排16建筑领域重点关注绿色建筑设计、低碳材料、智慧楼宇管理系统等节能降耗技术中国建筑行业规模位居世界第一，现有城镇总建筑存量约 650 亿平方米，每年新增建筑面积约 20 亿平方米，相当于全球新增建筑总量（61.3亿平方米）的近三分之一7。现有建筑主要存在老旧建筑隔热性能差、能源管理系统能效低、建筑设计不合理、居民生活供暖对化石能源需求量大等问题。政策指引提升现有建筑利用率应逐渐完善绿色建筑相关标准体系，加强对新建建筑在节能减排方面的要求和监管，并为提高建筑利用率、降低空置率制定相关激励政策。在后疫情时代，随着越来越多的企业接受并习惯远程工作，未来的商业空间将更为分散，对建筑空间设计与基础设施规划提出了更高的要求，以实现灵活智能的管理运营模式。技术创新提高建筑能效以打造绿色建筑为目标，发展新型建筑工业化，以装配化作业取代手工砌筑作业，减少施工失误，解决系统性质量问题，延长建筑使用寿命。另外，应大规模应用新兴建筑数字化技术，有效提高未来新建筑能效。新建建筑在设计阶段要增加对于低碳维度的考量，将被动式节能技术与主动式节能相结合，通过引入绿色技术降低建筑碳排放，并通过可再生能源，进一步降低化石能源消耗及碳排放。同时，利用数字化技术优化建筑施工到运行阶段能效，通过建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）将建筑从设计施工到运行退役的全生命周期信息整合。利用建筑信息模型，管理设计建设中的相关环节，并进行协同工作提升建设效率，助力节能减排。建筑信息模型不仅可以改善建设过程，同时也为建筑运行阶段的智慧运维和数据挖掘打下基础，进一步优化能效。技术推动楼宇在运营与维护环节提效减排。智能楼宇管理系统智能楼宇管理系统能促进建筑内部的互联互通，提升楼宇能源和设施的使用效率。管理系统作为上层平台，应当拥有较高的灵活性和对于不同底层控制设备的兼容性，从而集成其他减碳技术（被动房、分布式能源、电网边缘侧配电设备等），打造一体化的绿色建筑数字化解决方案。通过楼宇能源管理平台对能耗进行监控及能源分项管理，进一步挖掘数据价值，提升能效优化潜力。结合 BIM、AI 等技术，实现数据驱动的智慧运维。楼宇能效提升解决方案优化楼宇机组运行效率，按需制冷供热，有效提升楼宇能效。同时，通过控制供暖、通风、空调、照明等系统之间的功能联动和相互作用，对房间的微观环境进行精准调控，确保舒适的同时，主动降耗，减少碳排。高耗能领域数字化节能减碳技术对于新兴高能耗行业领域的楼宇，需要研发针对性的能耗优化技术，例如在数据中心行业中，应用人工智能算法及动态气流平衡技术对数据中心空调设备进行精准控制，通过传感器监测各区域温度，按需制冷，保证服务器散热需求的同时，降低数据中心整体能耗。建筑领域未来减排路径建筑领域技术赋能减排7 联合国环境规划署17西门子最佳实践分享“双碳”顶层规划西门子艾闻达咨询正在为西门子全球及西门子中国制定整体“双碳”顶层规划并创造最佳实践针对外部企业及地方政府对“双碳”路线图制定的需求，艾闻达咨询为某制造业企业提供了由基线确立到顶层规划，路线图制定直到具体减排技术库的分析及排序的咨询服务；并帮助其实现绿色工厂、产品碳足迹等认证工作。结合西门子在各垂直领域的行业洞见，从资产部署、运营管理、技术升级及组织变革四个层面，艾闻达咨询可为客户制定可落地执行、非“口号式”的一系列“双碳”战略规划及实施方案。能源国家能源投资集团 高集成集装箱式加氢站针对北京对绿色、低碳能源的重大需求，国家能源投资集团展开风光互补制氢系统关键技术的研究和示范，打造具有国际领先水平的高效率、高安全性和高可靠性的大规模风光耦合制、储、输、用氢系统综合示范工程。项目应用国内首座高集成集装箱式加氢站：将压缩机、冷却机、泄压机、加氢机、控制系统、仪表、电机、储氢和火气系统全集成在集装箱中。该移动式加氢站，能有效满足多功能整站控制和实现远传功能。该加氢站项目选用西门子分布式控制系统 SIMATIC PCS 7，为其控制系统的安全性和稳定性提供了保障。鲁能 海西州多能互补 50MW 塔式光热电站鲁能海西州多能互补光热电站是一个包含 400MW 风电、200MW 光伏、50MW 光热和 50MW 储能的 700MW 风光热储多能互补示范项目。该项目中，西门子提供了精准追日控制功能的解决方案改善了风电和光伏不稳定、不可调的缺陷，提高电能稳定性，提升电网对新能源的接纳能力。项目建成后，年发电量约12.625亿千瓦时，能够有效减少煤炭消耗，降低大气污染，每年可节约标准煤约40.15万吨，减少烟尘排放量约 5,431.96 吨。该项目将风电、光伏、光热、储能深度融合，达到“1+1 2”的效果。三一重能 数字孪生与 Simcenter数字孪生智能技术是三一重能在巨头林立的市场中取得成功的关键，能够提升企业的研发效率和产品可靠性。对全行业来说，平准化发电成本（LCOE）是全行业公认的能源经济性衡量指标，为了降低该成本，三一重能利用西门子Simcenter 导入真实的风场载荷，优化了风机结构和控制系统的设计最终将风机和风场效率提升了 50%，并将 LCOE 降低了超过 10%。上海浦东连民村 全方位多能互补解决方案连民村地处上海浦东，西门子携手国家电网将上海连民村打造为“智慧能源第一村”，并提供从规划咨询到核