数据驱动可持续发展 区块链、数字孪生技术赋能企业碳中和管理

在碳中和行动中，利用数字化技术进行全生命周期碳排放追踪管理以及分析，一直是必不可少的技术手段。

西门子布局节能减碳领域十年，目前已经实现全球工业集团碳排放降低54%的目标。这一成果的实现，离不开数字技术对企业碳中和管理的赋能。在多年的实践过程中，西门子也积累了一系列以数字化技术赋能碳中和实现的经验，并形成碳足迹管理的解决方案，旨在帮助企业提高供应链透明度，更精确地计算碳排放，助力企业可持续发展。

减碳目标带来碳排放测算挑战

汽车行业是全球温室气体排放最重要、增长最快的领域之一。随着我国汽车保有量不断攀升，作为全球汽车的产销大国，如何有效控制汽车产业链碳排放总量，对于我国全面实现碳达峰、碳中和目标意义重大。

参照科学碳目标倡议（SBTi），企业碳排放范围可分为三类：范围一为企业拥有资产直接排出的碳；范围二为企业采购能源排出的碳；范围三为所有其他在价值链上排出的碳。

 图片来源：西门子艾闻达咨询

汽车行业的碳足迹追踪一般聚焦于范围一及范围二。企业的碳足迹考量范围包括原材料、运输、设计、生产、交付、使用、报废、回收等环节，车企往往需要考量原材料及包装、原材料运输、设计、生产、产品交付等五大环节的碳足迹。

在范围一及二内，西门子正不断提高节能减排的行动标准，并承诺在2030年实现碳中和。截至2020年西门子已完成54%的减碳目标。

图片来源：西门子艾闻达

作为污染程度最高的行业，工业制造业是全球温室气体排放的主要来源，而其中的能耗结构往往错综复杂。由于不同气体对碳排放的影响因子范围存在差异，同一款产品匹配不同气体时的燃烧消耗往往不同，难以用统一的标准进行计量。加之汽车制造中环节、原料众多，计算碳排放需要耗费巨大的时间成本。

因此，如何搭建起灵活的数字化体系成为汽车行业面临的一大课题，汽车产业链中的企业需要一款能够自动进行精确采集、计量、建模计算的动态工具，计算出与产品标签相对应的碳足迹。

基于区块链技术的碳足迹管理方案

如今，越来越多的企业面临提升碳足迹透明度的诉求。传统的解决方案缺乏扩展性、准确度和可信度，对供应商的信息保密性也缺乏有效保护。另外，在工业生产过程中，在产品的不同批次之间，设计、工艺可能会变化，中间耗能也会随着这些影响因子上下浮动。

因此西门子认为，需要动态地监控和管理产品的碳足迹。通过整个价值链中碳排放的测评与监控，动态的产品碳足迹更能有效部署与评估改进措施的有效性，成为低碳产品开发的闭环管理工具。因此，西门子推出一款名为SiGreen的碳足迹管理软件，并在其工厂中投入使用。动态准确的产品碳足迹数据可形成有效的减碳方案，并实现可量化的改进结果。

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在此过程中，西门子基于区块链技术，对产品碳足迹的可信精算和追溯支持多方协作，从而精准计算产品碳排放数据，助力构建供应链上下游的绿色低碳生态。

具体操作层面，西门子在范围一和范围二通过部署在生产网络的能源计量传感器，依托边缘计算技术，实现生产制造过程碳排放数据自动化采集和精准分解。该数据系统能够1：1还原工厂的工序、绿色仓储、产线运动，从而实现碳足迹的精准计算。

在碳排放中范围三的数据采集计算中，一方面需要将数据精确定位至上游供应商的部件产品，计算最终产品的碳足迹，但另一方面如何在此过程中保护好产品设计的数据也成了难题。西门子利用区块链的可信机制，确保产品数据、产品碳排放数据在生产企业及供应商之间进行安全可靠共享，并避免数据被篡改，构建可信的多方协作生态。

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当前，产品碳足迹可信精算与追溯已在西门子德国安贝格工厂以及成都数字化工厂（SEWC）落地，向着实现PLC产品碳中和迈出了重要一步。

数字孪生闭环赋能产线减排

在数字化系统中，搭建数字孪生是非常重要的一环。

西门子认为，数字孪生能够搭建起Transparency（透明度）和Optimization（优化）之间的桥梁，真正从数据中挖掘优化并验证减排路线图及抓手。

图片来源：西门子艾闻达

在搭建数字孪生的过程中，除了将工厂的实际数据上传到云端，形成可以展示的模型之外，还需考虑如果在云端对产品、物流、工艺等对象的孪生模型进行迭代优化，其碳足迹会发生怎样的变化。只有在后台进行充分的切片、仿真工作，才能将在数字模型中得到的洞察反馈到工厂车间的执行端，实现数字孪生的闭环效果。

因此对于数字化的工作者而言，前期的工作更多是搭建起数字化体系，将数据上传云端、进行建模，再让模型回到车间端，形成闭合的信息流。当数字体系搭建完成，数字化工作者则需要以观察者的身份去思考这一系统还有什么持续改进的空间。

图片来源：西门子官网

西门子强调，数字孪生是一个闭环的过程。许多公司止步于把数据上传云端、渲染的阶段，却并未对数据进行优化以及将效果反馈至工厂执行端，由此一来数字孪生体系便流于形式，难以带来实际效益。

当前，西门子的自动化数字孪生方案已经在化工行业内成功实施，贯穿工厂全生命周期，实现对数字化供应链的有效调度和管理，为工厂产线的全面数字化转型、产业的减排路线奠定基础。

踏上“双碳之旅” 西门子助力产业可持续发展

作为污染程度最高的行业，工业制造业是全球温室气体排放的主要来源。

制造型企业在产品生产过程中会产生大量碳排放，且工业制造业属于基础设施类行业，深刻影响着上下游产业。制造型企业对上游原材料的需求旺盛，同时其所生产、销售的下游产品——无论是钢铁等初级原料，还是汽车等终端用户产品——在人类日常生活中无处不在。因此，处于产业链内的企业必须认识到，为应对碳排放而采取的每个行动都至关重要。

西门子认为，企业必须在推动减碳方面发挥积极作用，并计划至2030年在其业务运营中实现碳中和。

图片来源：西门子官网

西门子（中国）有限公司执行副总裁、西门子大中华区智能基础设施集团总经理林斌曾公开表示，“西门子作为一家专注的科技公司，愿意以自身先进的数字化和低碳化技术，以及丰富的全球经验，和各方合作伙伴携手赋能当地产业的数字化与低碳转型，为中国高质量和可持续发展注入科技动能。”  

企业需要可持续发展，世界也需要可持续发展。在“双碳之旅”中，西门子艾闻达与西门子各业务单元将共同构建CaaS从蓝图规划到技术路线图，再到实施运营层面的全生命周期，为产业的绿色转型赋能提速。

（以上内容根据西门子艾闻达咨询副总裁、合伙人黎新懿于2022年7月23日由盖世汽车承办的中国（重庆）国际绿色低碳及循环发展高峰论坛暨碳中和驱动下汽车产业转型升级发表的《数字技术赋能企业碳中和管理》主题演讲进行理解和整理。）