在生产过程中，我们需要实时、动态、精确获取能耗与碳排放信息，通过数据分析协助用户识别能耗异常及定位，为公共机构、建筑、企业、园区等提供综合服务，实现能源消费的可视化、可控化管理。“数字能碳一体机——绿色超脑”具备数据采集、数据存储、态势感知、能耗能效分析、能流跟踪以及节能控制等多种功能，可满足能源和碳排放的精细化管理需求，以及碳计量、碳核算、碳流图、碳盘查与核查等工作。

一、研究背景：

随着全球气候变化形势愈发严峻，减少碳排放、推动绿色可持续发展已经成为各国共同的追求。作为全球碳排放大国，中国积极响应并明确提出了“双碳”战略目标，即碳达峰与碳中和。为实现这一目标，党中央、国务院相继颁布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》及《2030年前碳达峰行动方案》等重要文件，从而确立了“双碳”目标的顶层设计和“1+N”政策框架，以加速整个社会向绿色、低碳、智能化的方向转变。在此背景下，如何对能源利用和碳排放进行有效监控与管理，成为了政府、园区和企业急需解决的关键问题。

二、研究内容

1.技术方案

该产品采用软硬件一体化框架设计，通过“绿色超脑”碳监测大模型、数智技术、深度神经网络学习、数字双碳引擎等先进技术，实现了全面的碳排放数据采集、核算和管理，助力各行业实现碳排放的精细管理。

2.结构组成

“数字能碳一体机——绿色超脑”集成了存算分离服务器、集中式存储服务器、分布式存储服务器、交换机、动环、配电、UPS电源、空调等硬件，形成了轻量化、高度集成的“数据机房”。

3.基本功能

“数字能碳一体机——绿色超脑”主要功能包括：对采集数据标注、数据核算、数据分析、数据模型搭建、达峰推演、中和路径规划、数据展示和数据认证等。

软件及算法具备涉及工业生产和公共机构运营的水、电、气、冷、热、油、料、煤等能源消耗的碳排放算法模型及监测数据的核查、核算、报告和排查等功能，可协助企业有效实现物质流、能源流、信息流“三流合一”，具备管理体系优化、降本增效的能力。

一体机超融合系统以用户业务为中心，将安全可控的云原生技术与自有品牌服务器相结合，打造“安全可信、强劲性能、极简高效”的分布式私有云平台，满足各类业务不同阶段的资源需求，助力客户数字化转型。

在国产化数据中心场景，通过广泛适配国产化芯片与服务器硬件，结合自研底层操作系统与云原生技术，打造安全可信的云平台底座。

同时，通过与国产化操作系统、中间件、数据库和应用厂商生态伙伴建立起广泛的生态合作，可为用户打造一应俱全的国产化数据中心解决方案，提升国产化场景使用体验，提升数据中心安全性。

4.基本原理

“数字能碳一体机——绿色超脑”是碳排放双控基础能力建设的核心要素。产品通过数千亿条能耗深度数据建立输入和输出之间的映射关系形成的深度神经网络，依托安全信息处理、信息交换、信息存储的超脑大数据中心的安全基石，通过中科院自动化所超脑实验室信息数据与深度学习的融合，衍生出万千行业的适用场景的涟漪效应，形成基于碳监测、碳分析、达峰推演、中和路径规划的“大模型”，提供了全面的碳排放数据采集、核算和管理功能。根据不同行业和场景进行标准化的碳核算，从而帮助政府、园区、企业实现碳排放强度和总量的精细管理。

5.技术优势

（1）碳监测大模型

研发工业碳监测大模型（测碳、算碳、评碳、易碳）碳管理方法论，将专家知识算法化、关键问题模型化、双碳管理方法化，辅助政企决策。

（2）深度神经网络

通过超脑实验室信息数据与深度学习的融合，实现了对能耗数据的精准解析与高效处理。借助深度学习的强大能力，自动捕捉数据中的潜在规律，进而优化能耗管理，为节能减排提供有力支持。

（3）数字双碳引擎技术

基于统一规约的采集中枢，数字底座，并结合内置的规则中枢、算法中枢、数据中枢及可视化中枢，形成集监测、计量、预测、考核一体化数字双碳引擎，提供“引擎+服务+应用”的双碳综合解决方案，支持不同客户精准 、灵活的开展丰富的、可定制的的碳管理应用。

（4）数据要素 * 绿色低碳

应用数据要素的放大、叠加、倍增作用，赋能绿色低碳，以量变引发质变，提升能源利用效率、碳足迹管理、废弃资源的利用。

（5）夹点分析法

利用夹点分析技术识别可能导致企业环境安全事故的风险源，并确定防控成本，根据防控成本和临界值将风险源进行排序和分类，通过绘制复合曲线来确定风险管理的优先级，有效地帮助企业找出问题并解决问题，实现节能减排和风险管理。

6.产品优势

（1）软件产品优势

高精度的场景还原能力，能够准确地监测各种类型的碳排放源，辅助企业做好碳排管理、交易履约、产品足迹、双碳规划、配额管理、考核评价、绩效披露、碳排放趋势推演等工作。

数据分析和报告生成功能，能够为企业提供详尽的碳排放数据和分析报告，帮助企业制定科学的减排策略。

“数据+引擎”驱动，构建以“双碳指挥大脑 ”看碳，以“双碳管理大脑”管碳的双碳大脑，让决策者看得清、让管理者管得住， 同时考虑不同用户的双碳管理诉求，支持定制化功能开发。

面向政府、园区及企业提供双碳管理定制化服务，通过一站式聚焦低碳数字化转型，探索碳计量、碳足迹、碳资产配置、碳普惠、双碳能力建设，推进客户科学降碳、有序降碳。

碳管理“绿色超脑”，结合了深度学习、大数据处理和安全信息技术，通过强大的数据处理能力，为政府、园区、企业提供全面的碳排放管理解决方案，是实现碳中和目标的重要技术支持。

推演预警，碳排可控，推演和反向预警，高能耗节点用能及时预警，客户能够更好地掌握能源使用和碳排放情况，及时发现问题并采取有效措施进行解决。

全周期数据保护，针对安全敏感性高的数据，加强数据安全治理，提升数据全生命周期的风险识别与防护水平，推动数据面向真实场景应用的汇聚融合，强化加密保护、数据脱敏和安全合规。

合规避险，绿碳稳健前行，确保企业在绿色低碳发展过程中符合相关政策法规要求，降低潜在风险。

（2）硬件产品优势

高度集成，部署简易，极简运维。通过“计算+存储+网络+安全+应用”的全融合，集能源监测、碳排放计算、数据分析等多项功能于一身，在增强业务上的可靠性和安全性的同时，全面实现了业务的平滑弹性，可视化运维与监控、业务部署简单易用，用更便捷和友好的体验，打破“双碳”数字化管理难落地的困境；

灵活定制，精准计算，辅助决策。“数据+引擎 ”驱动，构建以“双碳指挥大脑 ”看碳，以“双碳管理大脑 ”管碳，让决策者看得清 、让管理者管得住，同时考虑不同用户的双碳管理诉求，支持定制化功能开发；聚焦低碳转型数字化、智慧化，探索碳计量、产品碳足迹、碳资产配置、碳普惠、双碳能力建设，推进客户科学降碳、有序降碳，成就客户全生命周期碳管理。

国产无忧，数据安全有保障。数字化双碳管控一体机设备基于信创安全基座构建，确保数据的安全性和可靠性。采用先进的加密技术和安全防护措施，保护用户数据不被泄露和篡改。可全面完成企业数字底座搭建，能够为“双碳”业务所涉及的各方面应用进行承载，并能动态的按需上线各类新业务与新应用，通过统一的平台进行集中管理，实现一体化业务交付；增强型数字化超融合底座，采用分布式架构避免单点故障风险：通过多副本、备份、CDP 机制保障数据安全；通过HA、容灾双活机制，保障业务连续性。

节能降本，提高生产效率。实现节能减排和成本控制，通过优化资源配置和提高生产效率，降低运营成本，提高经济效益。

三、应用场景

1.政府侧

1）存在问题

碳计量体系不规范、碳排底数不清、基础数据不完整、组织间数据不互通、上传下达不通畅、管理目标未定量等诸多问题，使得政府在双碳工作上面临巨大的挑战。

2）应用功能

（1）规范碳计量体系，帮助政府摸清碳排放的底数；

（2）通过数据整合与互通，弥补基础数据的不完整性，实现组织间的数据共享；

（3）确保信息的上传下达更为通畅，使政府的管理目标得以明确定量；

（4）提供精准的数据支持和智能分析，有效降低监管的复杂性；

（5）灵活应对双碳规划、碳目标设定、碳市场运作、碳减排实施以及统筹管理等多种管理场景，满足不同层级部门的需求；

（6）实现精准测量、摸清家底、目标分解、考核预警、顶层设计、动态调整、试点示范等碳排放数据质量管理工作提供可靠依据，高效完成国家、省、市碳排放数据质量三级联审。

2.园区侧

1）存在问题

园区数字化参差不齐，顶层规划未考虑碳，碳资产管理能力弱，碳计量设备不完整，缺乏基础碳排数据和排放因子数据，碳排放数据质量差，业务协同难，进度落实跟踪难，综合调控难，以及缺乏管理体系、节能降碳方向模糊等一系列问题，是园区在推进双碳工作和数字化转型过程中面临的核心难题。

2）应用功能

（1）实时监控和管理园区的能源消耗和碳排放情况，提供精准的数据支持；

（2）通过智能化的分析和管理功能，帮助企业提升碳资产管理能力；

（3）实现业务的协同和综合调控，从而推动园区向更加绿色、低碳、高效的方向发展；

（4）实现数据本地化存储的同时，可有效归集各类监测数据，对数据统一标识、解析，避免“数据孤岛”现象，为企业数字化赋能，同时，超融合一体机属纯国产化信创产品，数据安全有保障；

（5）协助园区实现碳排监测、路径规划、业务协同、能碳流动、综合调控、零碳治理等管理工作。

3.企业侧

1）存在问题

企业业务归类无序、数据口径不一、监管平台数据未互联互通、信息不能共享、数字化程度低、数据孤岛和重复建设、应付差事无法发挥数据价值、数据分散和人才缺乏，以及经济发展与减碳之间的冲突和降碳投入与收益不匹配等问题。

2）应用功能

（1）统一的数据标准和管理口径，实现各类监管平台的数据互联互通和信息共享，打破数据孤岛，避免重复建设；

（2）拥有强大的数据整合和分析能力，能够帮助企业更好地归类业务，明确降碳目标，实现数据的最大化利用，避免应付差事和无法发挥数据价值的情况；

（3）优化资源配置，提高降碳投入的收益，从而协调经济发展与减碳之间的关系；

（4）适应不同的管理场景，为双碳规划、碳目标设定、碳市场交易、碳减排实施以及统筹管理提供有力支持。

与其他产品相比，“数字能碳一体机——绿色超脑”在功能集成度、数据精度、云服务支持和智能化程度等方面均表现优异。该产品不仅提供了基本的能源监测和碳排放计算功能，还加入了大数据分析和AI智能建议等高级功能，为用户提供了更加全面和专业的服务。

本产品可广泛应用于发电、钢铁、水泥、交通等重点排放行业，以及机关、医院、商业综合体、建筑、园区、景区等典型场景。可以帮助政府、园区、企业实现数字化碳管理，提高碳排放数据的准确性和可信度。通过使用“数字能碳一体机——绿色超脑”，可协助企业完成智能化用能体系建设和碳数字管理化管理体系建设，可以更好地了解自身的碳排放情况，制定减排计划，并实时监测减排效果、预测达峰时间、推演中和路径。实现能源绩效持续改进优化，最终达到节能降碳目的。这不仅有助于企业履行社会责任，还能够为保护环境、推动可持续发展做出贡献。