最近很多城市都迎來了今冬以來的最強寒潮,在拉尼娜事件的影響下,一個格外寒冷的冬天似乎不可避免。而每次降溫,有暖氣的北方城市就會引來網絡上一片艷羨之聲。前不久網絡上就流傳著一個段子:“南方人的命也是命,請給南方裝暖氣 “,引發了大量響應和點贊。
這時候,本北方人的心情就很微妙了。開心是自然的,擁有“暖氣防御甲”的北方居民,可以舒展地在房間內活動,對比南方朋友正在遭遇冷空氣的“魔法攻擊”,幸福感格外強烈。
但是,供熱管道爆裂的隱患,煤炭能源燃燒帶來的空氣污染等等,這些也都是北方城市供熱季不可回避的問題。
所以,在供熱這件事上,哪有什么歲月靜好,城市管理者、供熱部門、居民和物業等各個角色,其實都在負重前行。幸好,近年來AI在改變城市生活的同時,也改變了集中供熱的許多麻煩事兒。
本篇文章就來整體回顧并梳理一下,供熱行業的升級路徑,是如何不斷發展新技術,讓科技來替人類“負重前行”的?
供熱進化簡史:溫暖如春的冬季,不是一蹴而就的
說起供熱行業的發展歷程,從小到大完整地經歷了從蜂窩煤到智慧供熱的變遷,我大概是有點發言權的。上個世紀出生的很多北方朋友,可能和我一樣,童年都經歷過用蜂窩煤、煤氣爐取暖做飯的日子。小時候,家長會提醒我們,提防自家儲藏的煤被偷走,使用時要擔心一氧化碳中毒的風險,剛穿上身的新衣服一轉眼就沾上了煤灰,坦白說,這一時期來到冬天的北方城市,可能并不是什么溫馨的回憶。
后來,很多北方人家陸續搬進了有集中供熱的住宅樓,這在當時是很了不起的設施,幾乎不需要居民做任何事情,就能度過一個溫暖的冬天。集中供熱的范圍,隨著中國城市化的進程而加速增長,有數據顯示,城市的集中供熱面積,從21世紀初的11.0億平方米提升至2019年的92.5億平方米。
與此同時,集中供熱的問題也開始顯現,比如集中鍋爐達不到規定溫度,不同小區和住戶的冷熱不均衡,管道故障排查難度大等。此外,早期集中供熱,煤炭是主要熱源,空氣污染在所難免,我居住的北方城市,有很多個冬天,和暖氣一同到來的還有“伸手不見五指”的霧霾天。
面對燃煤帶來的環境壓力,北方城市開始利用清潔能源替代燃煤進行集中采暖供熱,其中,以煤改電、煤改氣為主。根據《北方地區冬季清潔取暖規劃(2017-2021年)》目標,到2021年,北方地區清潔取暖率達到70%,替代散燒煤。
這一階段,集中供熱模式也面臨新的挑戰。主要存在的難點包括:硬件設施方面,部分老舊管網“跑冒滴漏”等問題嚴重,造成整個供熱管網的輸送效率下降;軟件設施方面,傳統管網調控技術水平落后,只是對設備的粗放型調節,無法根據用戶需求精準調控,導致管網過量供熱或供熱不足現象時有發生,加上熱、電、氣的聯合調度難度比較大,用電高峰時期城市熱網也會隨之變化,給管網運行安全帶來風險。
幸好,近年來AI技術的大力發展和智慧城市的加速推進,也讓一些北方城市開始嘗試推動供熱行業的智能化,哈爾濱、黑河等極北區域的城市就率先探索,落地綠色、智能、低碳的智慧熱網。目前來看,智慧供熱模式,一方面發揮集中供熱效率更高的優勢,讓北方居民的冬日取暖更加舒適、經濟;同時,基于端到端數字化聯動和人工智能的精準調控,能夠有效地幫助供熱行業降本增效,發揮每一分熱的價值。促進節能減排,顯露出較強的社會價值和經濟價值。
當然,智慧供熱項目的落地應用,也由于不同城市供熱系統基礎設施不同、數字化程度不一,導致AI落地難度大的現實挑戰。
供熱需求的增長,在能源結構轉型的大背景下,也使得很多城市的供熱行業,面臨一個“成本、效率、體驗”的“不可能三角”:
降低能耗成本就意味著居民冬季的生活體驗變差,提升供熱體驗就面臨能源消耗的增加和碳排放總量的上升。與此同時,供熱服務的擴大和居民對供熱體驗的需求,又進一步加大了管網調控、精細化管理的難度,倒逼供熱行業提升效率。
因此,探明AI究竟如何與供熱行業結合,對于打破供熱“不可能三角”、提升更多城市的居住幸福感,有著格外重要的意義。
四步走方法論:打破供熱行業的“不可能三角”
業界首創的基于AI和數據的“源、網、站、戶”全網調控的智慧供熱解決方案,是華為云在供熱行業的重要落地成果 ,截至目前,華為云供熱智能體,已經沉淀了許多城市智慧供熱項目的實戰經驗與思考。
華為云供熱智能體的核心方法論,就隱藏著北方城市在冬日溫暖如春的技術密碼。
具體來說,華為云供熱智能體,針對的是由三個難題組成的“不可能三角”:
用戶體驗:供熱不均勻,導致供熱效果遠冷近熱,影響取暖體驗,產生居民投訴;
生產效率:供熱企業無法精準判斷需求,粗放生產導致能耗大、成本高,供熱效率低;
社會成本:傳統供熱模式產生一系列安全隱患和環境污染問題,帶來了公共生活的負面影響,最終由全社會承擔,考驗城市治理能力。
針對上述難題,華為云供熱智能體綜合多種AI技術,在供熱行業的全流程中融入AI,首創了“源、網、站、戶”全網調控的智慧供熱解決方案,構建了一個能感知、會思考、可進化、有溫度的“供熱智能體”,通過四步走來發揮每一分熱的價值。
第一步:全域感知。用AI技術來實現更高效的聯調和調度,首先需要獲得更細化和全面的環境數據。因此,華為智慧供熱解決方案在熱源端,通過部署傳感器等IoT設備,進行統一設備管理,實現“源、網、站、戶”的全流程信息化、數字化,讓智能熱電網絡具備全域互聯感知的能力,減少人力抄表巡檢的情況。
第二步:數據治理。高質量的數據是智慧監管和精準調控的前提,而熱源、管網、熱換站、單元/用戶在日常供熱中產生大量數據,包括溫度、熱量、壓力、流量等,這些批量采集的數據,可能因為操作重復、不完整等,影響最終的決策結果。需要通過數據治理將數據變得干凈、精確之后,再結合氣象數據、建筑數據、用戶反饋等信息,為供熱系統監管和調控的應用打基礎。
第三步:策略推送。基于高質量的數據和AI分析決策能力,華為智慧供熱解決方案能夠產生相應的調控策略,對智慧熱網進行端到端的一體化精控。熱源端,可以依據AI需求預測及時調整產熱量,按需定產,實現更合理、更高效的節能;基于AI的換熱站智能調節,對二級供熱管網進行精準調控,避免有的小區熱、有的小區冷等供熱不平衡的問題;更進一步,在單元新增遠控設備,通過智能化調節實現二次網平衡。
第四步:質量監管。通過大數據底座和數據分析,全面實現自動化、智能化的供熱監管, 7*24小時實時在線運維,可以支撐對城市熱網系統進行智能分析診斷,一旦出現故障或風險,及時告警,從而保障供熱安全,減少了運維人力成本,提高了供熱質量和服務體驗。通過這“四步走”,華為智慧供熱解決方案,將供熱全流程置入可控、可調、可精準分析的技術體系當中,讓“成本、效率、體驗”的平衡問題得到了解決,打破“不可能三角”的桎梏。
那么,這套方法論是否經得起實踐檢驗呢?這個問題,哈爾濱用一個更宜居的冰城將答案告訴了全世界。
產業長坡與科技雪球,哈爾濱開啟智慧供熱加速度
我曾在冬季去過哈爾濱,哈氣成霜、滴水成冰的戶外溫度,與室內穿著短褲喝冰可樂的快樂,令人印象深刻。
作為極寒地區的工業城市,為了維持城市在冬季的正常生產生活(如供水管線防凍、設施設備防止嚴寒損壞等),哈爾濱是最早為居民安裝集中供熱系統的城市之一,在引入AI之前,已經將供熱這件事做到了很高的成熟度。
盡管如此,哈爾濱依然在積極地探索智慧供熱的新模式,走在了全國前列。這背后有著多元的考量:
一方面,哈爾濱的供熱需求規模大,通過新技術來精益求精,能夠產生明顯的經濟效益和社會價值。
此外,哈爾濱作為我國緯度最高的省會城市,智慧供熱的改造升級難度大,如果能夠形成可規模復制的標桿案例,對全國其他重點地市落地智慧供熱能夠起到很好的示范效應。
同時,黑龍江作為老工業基地,有著產業升級的現實需求,而供熱行業作為工業領域數轉智改的典型案例,也能為政府、企業、居民等多方積累轉型經驗。
總而言之,在多重需求的驅動下,哈爾濱太平供熱與華為合作,聯合打造智慧供熱項目。目前,該項目已經運行三年多,并成為智慧供熱標桿,在全國北方15省的十多個項目中復制拓展。
為什么這個項目具備較強的可復制性呢?我們可以從該項目的特點來看:
首先,一個高水準的技術“雪球”。
據了解,當時黑龍江為了驗證智慧供熱的實際能力,挑選了供熱行業中效率較高的公司哈爾濱太平供熱,率先開啟試點。比如,極寒地區供熱能耗一般是0.5GJ每平方米,而哈爾濱太平供熱在項目開展之前,就已經做到了0.38 GJ每平方米的能耗,供熱效率很高。
在這樣的高水平之上,基于華為智慧供熱解決方案,該項目在原有的基礎上又進一步降低了10%的能耗,做到了低于0.35GJ每平方米。基于AI的全網精控,熱需預測與熱源實際生產匹配度高達 98.2%,哈爾濱的熱網供熱平衡目標達成了99%,戶控用戶室溫分布集中在20-24℃范圍內,居民不會為“遠冷近熱”而抱怨投訴了。
在2021年-2022采暖季,13萬熱用戶享受到了智能供熱成果,節省原煤10652噸 (標煤9453噸),減少碳排放25145 噸。
可以說,經過哈爾濱考驗的智慧供熱解決方案,已經具備了成熟可落地的技術實力,在此基礎上,華為云發布“供熱智能體”,將該解決方案的多種能力與技術以綜合服務的形式向產業釋放。因此,再落地到其他城市,能夠取得較為明顯的效益。
其次,一條行之有效的產業升級路徑。
前沿的技術能力,如何落地到真實的產業空間當中,是AI產業化和產業AI化進程中必須解決的挑戰。
供熱行業的智能化,涉及復雜的工藝流程、多種利益相關方、高可靠高安全的現實挑戰、覆蓋廣泛的用戶群體,要讓AI真正發揮出效益,需要與IoT、大數據、云計算等技術進行融合,深入到供熱行業全流程、多場景,同時做到成本可控、價值可感,這對方案有效性、落地能力,提出了比較大的考驗。
我們可以看到,哈爾濱太平供熱項目中,綜合了供熱行業的know-how知識,以及華為全面領先的技術與產業優勢,促成了AI技術體系與供熱行業需求的深度融合,積累了大量行之有效的產業升級經驗,為供熱行業探索出一條長期可持續的發展路線。
在2022年IDC亞太區智慧城市大獎(中國區)中,“哈爾濱(哈投)智慧供熱創新項目”就榮獲了可持續基礎設施大獎。
沿著這條長長的產業升級坡道,供熱智能體的“雪球“自然能夠一路向前,將智慧供熱的技術與經驗,加速復制到全國。
巴菲特認為,人生就像滾雪球,最重要的是發現很濕的雪和很長的坡。對于產業AI來說, “很長的坡”的就是那些有強烈轉型升級需求和成長空間的行業,“很濕的雪”就是足夠強大的技術壁壘和競爭力,二者結合在一起,讓產業AI的雪球越滾越大。
從供熱行業的進化歷程中,根據各地供熱規劃,我們可以看到,未來在供熱規模擴大的同時,供熱方式更加因地制宜,供熱模式將走向綠色、多元、清潔,供熱管理和供熱技術更加智慧。近日,財政部就發布了《財政部關于提前下達2023年大氣污染防治資金預算的通知》,提前下達44個城市(自治州、兵團)的清潔取暖資金預算,總計134.4億元。
可以肯定,在清潔化供熱推廣的熱潮下,智慧供熱作為一套多方受益的新模式,將成為城市供熱長期可持續的關鍵所在。
接下來,我們會看到“供熱智能體”向更多城市駛去,從“智暖冰城”到“智暖中國”,讓科技的融融暖意,拂過每一個帶著寒意的角落。
而供熱行業的智能化升級,也映射出,產業能效提升不是一蹴而就的,需要重點突破、有序推進,其中數字技術的使能不可或缺,科技已經成為產業升級的強勁引擎。
被AI改變的不只有難熬的冬天,隨著AI一步步消除那些傳統行業中令人感到不舒適、不安全的地方,終有一日,我們可以詩意地棲居在大地上,享受智能世界的無限美好。
審核編輯黃昊宇
-
AI
+關注
關注
87文章
31429瀏覽量
269832 -
華為云
+關注
關注
3文章
2677瀏覽量
17539
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論