计算机行业专题研究

计算机行业专题研究1.中国提出碳中和目标，高耗能行业碳排放占比最高1.1.

中国提出

2030

年实现碳达峰，2060

年实现碳中和目标温室效应日趋严重。自工业革命以来，人类的生产活动对煤炭、石油等能源的需求日益提

升，向大气中排放的二氧化碳等温室气体逐年增加，温室效应也随之增强，打破了地球系

统原有的热量平衡，可能对地球生态系统造成难以挽回的损害。因此，控制温室气体排放，

成为了全人类的共同目标。世界各国逐步达成共识，多国提出碳中和目标。1997

年通过的京都协议书首次以法规

形式限制了温室气体排放。2016

年

4

月，全球

178

个缔约方共同签署了巴黎协定，并

提出将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在

2

摄氏度以内，努力将温度上升控制

在

1.5

摄氏度以内的长期目标。截止

2021

年

4

月，已有超过

130

个国家和地区提出碳中

和目标，部分国家已进入立法阶段。中国力争于

2030

年前达到碳排放峰值，努力争取

2060

年前实现碳中和。2020

年

9

月，

中国宣布将采取更加有力的政策和措施，力争于

2030

年前达到碳排放峰值，努力争取

2060

年前实现碳中和。碳达峰是指中国二氧化碳的排放在

2030

年前不再增长，达到峰值后逐

步降低。碳中和是指中国在

2060

年前，通过二氧化碳去除技术，抵消自身的二氧化碳排

放，实现净零排放。此后，各级党委和相关单位也陆续推出碳中和相关政策。1.2.

中国是最大的碳排放国，高耗能行业碳排放占比最高中国已是全球最大的二氧化碳排放国。历史上中国并非碳排放大国，从人均碳排放的角度

看，2010

年后中国的人均碳排放才接近发达国家水平。但由于中国目前的社会发展阶段、

人口数量和资源禀赋，从

2004

年起成为了全球最大的二氧化碳排放国。2020

年中国占全球总碳排放的

30.7%，达到

98.99

亿吨，美国作为全球第二大碳排

放国家，2020

年占全球总碳排放的

13.8%。中国工业发展相对较晚，目前经济发展仍需要

大量煤炭等能源消耗，而美国等发达国家已进入能源结构调整阶段，碳排放量逐年下降。工业是中国能源消耗和二氧化碳排放的最主要领域，其中高耗能行业占比最高。

根据

IEA国际能源署数据，中国近

90%的温室气体排放源自能源体系和工业生产过程，其中电力行

业占比

48%、工业占比

36%、交通占比

8%、建筑占比

5%。从能源消耗角度看，2019

年我

国能源消费总量

48.6

亿吨的标准煤，其中工业占比超过

60%。所以钢铁、水泥、化工等高

碳排放行业的低碳化改造和落后产能淘汰，是工业能否率先碳达峰是

2030

年达峰目标实

现的关键。钢铁行业占中国碳排放总量的

15%，是碳排放量最高的制造行业。钢铁行业是工业的基础，

约占中国

GDP的

5%。中国也是全球最大的钢铁生产和使用国，每年的钢铁生产和使用量

约占全球的一半。但中国钢铁行业仍以高碳排放的长流程和粗钢产量为主，在碳中和承诺

以及去产能的双重压力下，行业的低碳零碳转型势在必行。根据麦肯锡测算，要实现全球

平均气温上升不超过

1.5℃的情景，到

2050

年中国钢铁行业须减排近

100％，需要钢铁消

费、生产、技术、供应等多个关联领域共同推进零碳转型。石化与化工行业占中国碳排放总量的

13%。石化行业从开采、运输、储存到终端应用都会

产生大量碳排放，而化工行业因中国特殊的能源结构，多以高碳排放的煤炭作为生产原料。

根据石油和化学工业规划院数据显示，石化与化工行业生产过程排放的二氧化碳占全国碳

排放的比重约

13%，占工业领域碳排放比重约

17%，要达成碳中和的目标，石化和化工行

业的减排和转型不可或缺。国家能源研究所与麦肯锡分析均指出，在实现

1.5

摄氏度控温

目标的情景下，到

2050

年，中国的石油需求下降幅度需达到

70%-85%，化工行业碳排放

量需要降低

90%以上。水泥行业占全国碳排放总量

9%。中国生产全球近六成水泥，水泥行业碳排放量也逾全球水

泥产业碳排放总量的一半。在水泥生产流程中，煅烧产生生石灰过程约占全生产过程碳排

放的

55-70%，如何通过技术手段减少燃料消耗是未来水泥行业零碳转型的重心。根据麦肯

锡测算，要实现全球升温不超过

1.5℃的情境，到

2050

年中国水泥行业碳减排需达

70％

以上。2.高耗能行业以“能效提升”供给侧改革已开始，数字化转型提速2.1.

高耗能行业以“能效提升”的供给侧改革已开始，工业软件至关重要国家节能减排力度之强，高耗能行业数字化转型刻不容缓。近几个月

PMI数值持续下落，

10

月数值为

49.2%，其中高耗能行业低于制造业总体

2.0

个百分点。10

月份受电力供应仍

然紧张、高耗能行业新订单指数回落较大等因素影响等，造成

10

月份制造业

PMI数字持

续下降。我们认为国家在考虑到可能牺牲工业

PMI的基础上，依然通过限电以及持续抑制

高耗能行业的扩张，表明当前国家节能减排力度之强，以及高耗能行业通过自身数字化转

型提升效率刻不容缓。高耗能行业供给侧改革已开始，效能作为核心衡量依据。11

月

15

日为落实关于强化能

效约束推动重点领域节能降碳的若干意见，国家发展改革委等部门发布高耗能行业重

点领域能效标杆水平和基准水平（2021

年版），指导各地科学有序做好高耗能行业节能降

碳技术改造。其中特别强调各地要明确改造升级和淘汰时限（一般不超过

3

年）以及年度

改造淘汰计划，对于不能按期改造完毕的项目进行淘汰，坚决遏制高耗能项目不合理用能。

我们认为相关政策关于基准水平以及时限的要求，都表明高耗能行业已经进入了以效能为

衡量依据的供给侧改革的时刻，能效的高低会影响企业自身的存亡。工业软件对提升能效以及节约能耗至关重要。部分高能耗企业能源管理的分散和能源统计

的不完善，难以支持能源的管控与分析。利用相关的生产管控类工业软件，如能源管理系

统（EMS），可通过采集生产设备和配套设施的能源数据，对企业能耗状态进行监测、分析

和预测，深挖节能潜力，合理利用能源，实现精细化的能源管控。我们认为工业软件企业

推出的产线减碳解决方案，通过控制模型预测、前馈控制等技术，在保证产量、质量的前

提下，可最大程度降低工序能耗。2.2.

高耗能行业主要隶属流程性行业，数字化方案依赖行业

Know-how本文我们特定讨论的高耗能行业主要是以钢铁、水泥、化工三个行业为主。从工业的属性

上看，三个行业主要隶属于流程性行业，流程性行业往往具有连续进行的，不能中断，对

稳定性要求较高等特点。我们认为由于流程性行业对稳定性要求高，进入厂商制造流程中，

相关各类设备不容易轻易替换。流程制造行业的数字化制造主要体现在生产管控、

HSE管理、能源管理和设备管理等方

面。其中能源管理主要是实现产能与用能的在线优化、建设能源管理的评价与分析体系，

支撑精细优化的能源管理。我们认为能源管理是管控中最直接影响能耗多少的部分，对碳

排放减少的推动尤为重要。对于流程性行业数字化制造的应用方案，主要涉及制造执行系统（

MES）、操作员培训仿

真系统（

OTS）、在线优化控制系统（

RTO）、先进控制系统（

APC）、调度优化系统

（

ORION）、无线移动巡检系统等。应用方案依赖大量行业

Know-how，产品力对于公司竞争力影响较大。流程行业较早运用

信息技术进行产业改造，自动化、数字化程度较高，同时面对新一轮产业变革和科技革命，

流程行业加强系统间的综合集成应用。我们认为由于流程性行业对设备稳定性要求高的特

点，相关数字化制造的应用方案需要具有大量行业

Know-how，应用方案行业壁垒较高，

同时智能制造发展水平相比离散型渗透率较高，意味着这个领域强者恒强产品力对于竞争

力影响尤为突出。2.3.

高耗能行业数字化转型程度以及进程都有望提速无论从国家层面制定相关的政策以及制造业头部公司加强数字化转型的投入，工业软件

（工业互联网）对于数字化转型的作用以及作为转型的主要方式已经在当前市场拥有一定

的共识。因为工业软件作为优化提升生产效率，涉及到行业

Know-how，对于制造业厂商

推进自身数字化转型来说，必然会平衡数字化带来的好处与风险，进而决定自身数字化的

进程。本文与市场观点不同的地方在于：

市场认为在当前

PMI持续下行，工业需求端疲弱，特别是高耗能行业订单减少，影响数字

化转型开支。我们认为在双碳政策背景下，即使在当前

PMI持续下行的时候，对于高耗能行业的数字化

转型无论是程度还是在进程方面都有望提速。因为在政府高度重视双碳的背景下，能效基

准将作为高耗能行业供给侧改革的依据，而工业软件（工业互联网）作为提升生产管理以

及能源管理的主要数字化方式将会被高耗能行业高度看中，在自身供给侧发生变化的时候，

对于数字化转型的程度以及进程都有望超预期。由于高耗能行业多数为流程性行业，该行业具有“工艺过程是连续进行的，不能中断”等

特点进而对产品（性能）稳定性要求较高，对厂商要求更高的行业

Know-how，所以进入

流程性行业的工业软件产商例如宝信软件、中控技术等往往都会先深耕在一个行业，例如

宝信是钢铁，中控是化工（石化）。我们认为由于流程性行业这种自身特点，服务其工业软件的厂商，在产品方面，会从单一的产品种类逐步发展成以核心客户全面数字化转型的

（国产替代）多产品需求，通过解决方案的形式进一步增强自身与客户之间的粘性，提升

自己的护城河。3.高耗能行业降碳势在必行，各类解决方案加速数字化提升3.1.

钢铁行业降碳行动方案已定，宝信受益于宝武集团领头羊示范效应3.1.1.

工业软件助力降碳行动，宝武集团作为领头羊具有示范效应25

年钢铁行业实现碳达峰，降碳行动方案已定。3

月

20

日，钢铁行业碳达峰及降碳行动

方案已完成初稿，初步将行业碳达峰目标设定为：2025

年前，钢铁行业实现碳排放达峰；

到

2030

年，钢铁行业碳排放量较峰值降低

30%，预计将实现碳减排量

4.2

亿吨。方案同时

提出了实现行业节能减排的路径，分别是推动绿色布局、节能及提升能效、优化用能及流

程结构、构建循环经济产业链和应用突破性低碳技术。其中，节能及提升能效的路径是应

用数字化、智能化技术，推广先进节能减碳技术。我们认为工业软件是实现钢铁行业智能

化、数字化的抓手，也是达成能效提升和减排的重要环节。中国宝武钢铁集团作为全球最大钢铁企业，也公布了“力争

2023

年实现二氧化碳排放达

到峰值，2025

年具备减碳

30%工艺技术能力，2035

年力争减碳

30%，2050

年实现‘碳中

和’”的目标。在实现路径中，宝武重点提到：以智慧化实现极致的碳利用效率，以数智

化系统打破管理边界，实现资源和能源的高效利用。宝钢集团在钢铁企业能源管控系统展望中提到，实现提效减排的智能制造范式包括工业过

程智能优化控制和云边端的整体协同。我们认为宝钢作为国内钢铁领域的领头羊，对于能

源管控系统方案的执行具有示范作用，双碳背景下将加速带动全行业工业过程智能优化控

制和云边端的整体协同相关信息化的提升。宝信作为宝钢旗下钢铁信息化的实施企业，相

关业务涉及参与到了钢铁能源管控的方方面面，有望直接受益。工业过程优化控制的关键是生产工艺智能优化和生产全流程整体智能优化。在生产工艺过

程中，智能系统能够自动设定系统的工作方式，不需要人为干预。譬如，蒸汽管网的压力

由燃气锅炉控制，当转炉开始回收蒸汽时，锅炉如何调整蒸并网压力，就需要能源生产智

能优化控制实现。

对于生产全流程整体，以吨材能耗最小为目标函数的物质流、能量流

耦合模型，是优化企业能源结构和生产结构的重要方法。比如在转炉炼钢生产中，判定燃

气和蒸汽的整体效率，就需要实现以综合指标优化为目标的能源全流程协同优化控制。云边端的整体协同。

在工业互联背景下，钢铁智能化系统在网络互联、数据智能等方面

将进行迭代演进，云和大数据技术将逐步引入，在体系架构方面打通层级、内外融合，传

统多层架构将逐渐演变为云、边、端

3

层，大致对应企业级、产线级和工序级

HCPS。扁

平化的软硬件部署架构将成为重要发展趋势。能量流的信息接入与大数据相结合，可提升

数据应用构建能力，创造人工智能的生态环境。数据应用包括在云上的平台化运营、

边

缘的计算节点、端部的数据感知和执行，对智能制造业务架构下能源管控活动进行集成、

协同和优化。3.1.2.

宝信参与到宝武集团智能化方方面面，产品齐全助力钢铁行业碳减排全流程智能化生产管理，助力钢铁企业提升产能，降低排放。产能宝钢股份冷轧厂

C008

热镀锌智能车间，是工信部钢铁企业智能化应用的重点黑灯工厂项目，通过后端的智能控

制台和大量数字化技术的应用，实现了全流程一贯制智慧管理，每小时产量提升近

20%。

通过远程运维、大数据、人工智能等技术对产线的升级，也大幅提升能效，助力碳减排，

实现吨钢能耗下降

15%，综合污染物吨钢下降

30%，提高

30%的劳动效率，加工成本下降

10%。我们认为智能化的生产管理将大幅提升能源使用效率，特别是宝信软件（与宝武集

团）自主研发工业互联网平台

xIn3Plat对智能管理的助力，更好实现行车无人化、物流作

业无人化、3D岗位无人化。自主研发工业互联网平台

xIn3Plat，应用服务方面成果显著。宝信软件（宝武集团）自主

研发工业互联网平台

xIn3Plat，依托于大数据、人工智能、智能装备、集控、工业网络安

全、移动物联、虚拟制造等七大核心技术，xIn³Plat一生二，由

ePlat和

iPlat两大平台组成，。

该平台具有强大的资源管理能力、应用服务能力，在资源管理能力方面，实现连接工业设

备数

352+万台、工业模型

1600+个，平台微服务

2100+个，云化软件及工业

APP3800+

个，注册企业用户

14+万家，应用服务方面解决方案覆盖

9

大领域（安全生产、节能减排、

质量管控、供应链管理、研发设计、生产制造、运营管理、仓储物流、运维服务）。宝信轧制节奏优化软件助推行业节能增效。轧制节奏是指相邻两块带钢的抽出时间间隔，

轧制节奏越短，轧机空耗的时间越少，轧机小时产量越高。宝信软件将部分节奏控制软件

化，通过计算抽钢时间、监视节奏控制、计算装钢节奏、轧制节奏自适应等方式，更加合

理化地优化轧制节奏，有效控制轧机能源消耗，同时直接提高轧机产量。轧制节奏模型于

今年

2

月在马钢

2250

产线投运以来，投入率稳定在

95%左右，明显降低轧制的时间间隔，

并降低单位产值能耗，提升效能。宝信优化燃烧控制系统实现减碳，降低生产成本。燃烧控制系统包括加热炉燃烧控制优化

系统和高炉热风炉自动燃烧系统软件，其中加热炉燃烧控制优化系统通过专家知识和模糊

控制相结合的智能控制技术，确保加热炉的加热效果，提高燃烧效率，降低生产成本。目

前，应用该系统可节约煤气吨钢燃耗

2%以上，氧化烧损率降低

5%以上。高炉热风炉自动

燃烧系统软件可获取燃烧过程的数据。通过对燃烧优化所需过程数据的分析、计算，将控

制策略传回组态软件并控制现场设备，实现节能降耗。目前，该系统可节省煤气用量

5%

以上。3.2.

石油化工全产业链将低碳优化，中控“5T”

方案成为行业标杆3.2.1.

石油化工降碳方案已定，全产业链将进行优化1

月

15

日，中国石油和化学工业联合会等

17

家行业参与者联合签署并共同发布中国石

油和化学工业碳达峰与碳中和宣言，并提出实现碳中和的三方面措施：一是能源的低碳

绿色化，为社会提供更多的低碳能源、可再生能源;二是提高能效，提供低碳和可循环利用

的石化产品，引领上下游行业全生命周期共同减排;三是开发二氧化碳为原料生产化工产品

的技术路线，或利用碳捕集和碳封存。此外，宣言也围绕实现碳中和的措施，提出了三方

面建议。石化作为中国减碳目标的重点领域，中石油、中石化和中海油等大型石化企业也分别发布

绿色发展行动计划

2.0、碳资产管理办法等低碳发展战略，并突出具体目标。中石

油提出

2025

年甲烷排放强度再降低

50%的目标，力争达到世界一流甲烷排放管控水平，中

石化先后开展“蓝天碧水”“能效倍增”等专项行动，提出到

2025

年将能效提高

100%的目

标。石油化工全产业链流程主要分为产品链、资产链和价值链这三条链。产品链是石化工业价

值创造的核心，把低价值原料转化为高价值的产品。资产链是指从工厂设计、工程建设、

数字化交付到运营与维护的工厂全生命周期资产管理。价值链是指供应链及生产控制优化

等价值创造活动，包含原油采购、计划优化、调度优化、物流优化、过程控制与优化、仓

储、销售服务等。我们认为碳排放要求将以效能优先实现对石油化工全产业链进行优化。智能制造解决方案助力石化企业碳减排。从石化企业角度看，减碳首先是检测和感知层面，

比如说碳消耗的统计工具。通过工业互联网层面进行统计分析，通过建模方式统计和采集

相关数据，再将数据信息与标准的碳排放模型进行比对，可发现企业在碳消耗方面存在的

问题。在管理层面，智能制造解决方案可促进企业整体碳资产的优化管理，并进一步涉及

到对企业的生产运营进行建模。中国工业互联网研究院提到，针对上游成本不可控问题，

工业互联网可以帮助减少物耗成本

4%，减少人员成本

20%；针对中游装置效率不高问题，

工业互联网可

以实现降低安全事件率

14.5%，减少排产时间

30%；

针对下游产业结构布

局问题，工业互联网可以达到

需求预测准确率大于

75%，提升事件响应率

10%。我们认

为现阶段的：工业互联网技术已在石化产业已经产生积极效果，在双碳背景下渗透率将持

续提升。3.2.2.

中控提出“5T”

低碳经营解决方案，树立行业标杆依靠提升工艺、更新设备等方式，是石化行业提效减碳，实现低碳绿色发展的路径之一。

中控技术积极推进新一代信息技术与制造技术的融合发展，打造了

PT（工艺技术）、ET（设

备技术）、AT（自动化技术）、IT（信息技术）、OT（运营技术）相结合的“5T”低碳经营

解决方案，助力石化行业全面实现高效、低碳经营。我们认为通过

5T结合，中控技术能

够从控制层、信息化层到决策层为石化企业提供重要的碳管控技术和软硬件系统，协助企

业及时核算碳排放量，监测碳排放量，优化生产活动，从而实现低碳经营。中控技术凭借多年行业积累的自动化解决方案，助力实现高能耗设备的优化高效运行。通

过

AT（控制技术），中控技术可实现动态优化控制碳排放，并推出多种解决方案，已在国

内数百家石化企业进行了应用，节能减排效果显著。其中蒸汽平衡与优化行业解决方案能

够降低蒸汽在管网输送过程中的能量损失，构建蒸汽动力系统优化模型，实现锅炉、汽机

负荷优化分配，实现基于模型的优化操作、优化调度，全面降低企业产汽、发电成本。瓦斯平衡与优化解决方案通过模式识别方法构建低压瓦斯异常排放智能识别系统，基于管

网模拟、大数据分析与调度优化技术，实现瓦斯管网在线模拟与评估诊断、加热炉热效率

软测量与操作参数优化、气柜负荷预测与压缩机操作优化、燃料气资源分配优化、外界燃

料补充策略优化、瓦斯系统调度优化等，提升炼厂瓦斯系统的调度与管理水平、减少低压

瓦斯放散、优化燃料气管网运行、提升燃料气的利用率。实时优化技术和平台是基于

RTO帮助石化企业实现计划、调度、操作、控制一体化优化的

关键环节，石化企业可以将生产计划、调度排产、操作优化及操作控制等生产各环节整体

贯通，真正做到优化目标从上到下、从全局到局部的层层分解与闭环控制。实时优化系统

通过获取石化企业装置生产过程的原料、产品性质、价格、生产操作条件和环境条件等信

息，实时计算出当前操作可行域内的最优操作条件，并通过

APC系统控制生产装置进行调

节，提高装置生产经济效益、降低生产能耗，在中控技术目前实施的案例中能达到平均单

耗降低

1.9%的效果。煤化工行业当下的压缩机控制方案普遍存在精度有偏差，会导致能耗增加，碳排放量增大。

中控技术自主开发的压缩机优化控制解决方案，能够帮助用户优化工艺操作流程，保障机

组稳定运行，从而实现节能降耗。在阳煤集团寿阳化工

40

万吨煤制乙二醇项目

CCS改造中，通过应用该解决方案，实现全自动无人化控制，生产稳定性大幅提高，节能效益显著。3.3.

水泥行业提出降碳路径，数字化助力能效提升3.3.1.

水泥协会提出六路径实现降碳，数字化持续助力能效提升实现水泥行业的碳达峰和碳中和，中国水泥协会提出了六条可行路径：使用替代燃料，提

高燃料替代率，有效减少化石能源；提高能效水平，通过节能减排技术进步和应用推广实

现减排目标；提升水泥产品利用效率、减少水泥用量；开发低碳水泥，推广应用低碳水泥；

优化调整水泥产品原材料结构，实现熟料替代，减少熟料用量；CCS、CCUS(碳捕集、封

存)技术推广应用及发展。麦肯锡指出，水泥行业的能效变革主要在两个方面，分别是节电

减排和节省燃料的减排。我们认为这两方面的减排都需要与“低碳+数字化”的运营转型

结合，通过信息化、智能化管控，利用人工智能和机器学习等手段，在生产过程中减少减

少波动、提高能效，在持续改善经营效率的同时降低企业的能耗和碳排放。在入选工信部

2020

年水泥行业能效领跑者的

28

家企业中，水泥可比熟料综合能耗均低于

100

千克标煤/吨，优于标准先进值

9—16%。行业领先企业的节能做法包括：应用先进节

能工艺技术装备、大力实施节能装备改造、积极推进水泥窑协同处置固体废弃物、强化能

源信息化管控和智能化生产。其中，能源信息化管控和智能化生产是指，依托能源管理中

心和以

MES系统为核心的智能信息化管控平台，实现工厂运行自动化、管理可视化、故

障预控化。以洛阳中联水泥为例，通过智能信息化管控，实现年节电约

235

万千万时，节

约原煤

2800

余吨。各大水泥集团也不断提升企业的自动化水平，智能化水平，以海螺、中联、南方等为代