在政策驅(qū)動下，工業(yè)自動化通過技術(shù)創(chuàng)新與系統(tǒng)整合，正成為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的核心引擎。以下從政策框架、技術(shù)路徑、典型案例及未來趨勢四個維度展開分析：
一、政策框架：雙碳目標(biāo)下的制度設(shè)計
頂層戰(zhàn)略部署
中國《關(guān)于加快推動制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確提出，到 2030 年制造業(yè)碳排放總量達(dá)峰，電解鋁可再生能源使用比例超 30%，短流程煉鋼占比提升至 20%。全國碳排放權(quán)交易市場擴(kuò)圍至鋼鐵、水泥、鋁冶煉行業(yè)，新增 1500 家重點排放單位，年覆蓋排放量達(dá) 30 億噸。這些政策通過市場機制倒逼企業(yè)轉(zhuǎn)型，為工業(yè)自動化應(yīng)用創(chuàng)造制度空間。
地方配套措施
福建省對節(jié)能改造項目給予最高 1000 萬元獎勵，安徽省對 “數(shù)字領(lǐng)航” 企業(yè)提供 500 萬元獎補。廣東省通過首臺(套)重大技術(shù)裝備補貼、“上云上平臺” 支持等政策，降低企業(yè)自動化改造成本。地方政策與國家戰(zhàn)略形成協(xié)同，構(gòu)建起 “中央定方向、地方抓落實” 的雙輪驅(qū)動體系。
二、技術(shù)路徑：自動化賦能碳中和的四大核心方向
能源結(jié)構(gòu)低碳化
可再生能源整合：臺達(dá)吳江五廠自建 1.558 萬度太陽能光伏系統(tǒng)，購買綠電 8.133 萬度，綠電占比達(dá) 63%。施耐德西安工廠通過 800 千瓦光伏項目實現(xiàn)年減排二氧化碳 417 噸，廠區(qū)綠電占比 90%。
智能微電網(wǎng)：廣汽埃安打造 “源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲” 協(xié)同系統(tǒng)，光伏發(fā)電滿足 25% 生產(chǎn)用電，儲能系統(tǒng)每年削減最大用電需求 1000kW。
生產(chǎn)流程智能化
數(shù)字孿生優(yōu)化：海爾上合冰箱工廠通過數(shù)字孿生技術(shù)，在虛擬環(huán)境中驗證產(chǎn)線布局，建設(shè)成本降低 250 萬元，產(chǎn)能爬坡時間縮短 20%。法士特高智新工廠實現(xiàn) 6 小時無人 “黑燈生產(chǎn)”，能源消耗降低 14%。
AI 能效管理：極熵科技的微網(wǎng)綜合調(diào)控平臺，幫助紅豆工業(yè)城降低容量成本 35%、儲能收益增長 40%，能源運維成本下降 60%。華為、中控技術(shù)在能源系統(tǒng)中應(yīng)用 AI，通過動態(tài)調(diào)度與預(yù)測性維護(hù)提升能效。
資源循環(huán)高效化
固廢再生利用：新疆盛瑞祥橡膠公司年處理 1.5 萬噸廢舊輪胎，生產(chǎn) 1 萬噸再生膠及 1500 噸鋼絲，實現(xiàn) “黑色污染” 向 “黑色黃金” 轉(zhuǎn)化。
工業(yè)廢水處理：齊齊哈爾伊利通過自動化水處理系統(tǒng)，實現(xiàn)廢水 100% 循環(huán)利用，涂裝車間 VOC 排放低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
設(shè)備與工藝革新
低能耗機器人：德國薩爾大學(xué)研發(fā)的形狀記憶合金夾持系統(tǒng)，能耗降低 90%，噪音減少，適用于潔凈室等高要求場景。
短流程工藝：中冶長天的超低能耗燒結(jié)點火爐，每噸燒結(jié)礦能耗較國際先進(jìn)水平降低 31.3%，壽命延長至 10 年以上。
三、典型案例：從示范到規(guī)?；茝V
臺達(dá)吳江五廠
通過 3D 零碳數(shù)字管理平臺集成綠色智造與微電網(wǎng)，2022 年碳密集度較 2021 年下降 36%，獲得 “五星零碳工廠” 認(rèn)證。其經(jīng)驗已復(fù)制到重慶華西生產(chǎn)基地及全國多個園區(qū)。
施耐德西安工廠
采用 EPME 電能管理系統(tǒng)和 EMA 微網(wǎng)能源顧問，單位能耗降低 30%，能源成本下降 33.4%，成為施耐德全球綠色制造標(biāo)桿。
法士特高智新工廠
5G+AI 驅(qū)動的自動化產(chǎn)線，關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率達(dá) 98%，人均產(chǎn)值提升 5 倍，入選全國首批 “數(shù)字領(lǐng)航” 企業(yè)。
四、挑戰(zhàn)與未來趨勢
現(xiàn)存挑戰(zhàn)
技術(shù)成本高：AI 芯片、數(shù)字孿生系統(tǒng)等初期投入大，中小企業(yè)改造意愿不足。
數(shù)據(jù)孤島：設(shè)備協(xié)議不統(tǒng)一，跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合難度高，極熵科技支持 90% 設(shè)備協(xié)議的能力成為競爭壁壘。
人才短缺：既懂工業(yè)又懂 AI 的復(fù)合型人才稀缺，需加強職業(yè)教育與校企合作。
未來趨勢
技術(shù)融合：量子計算與 AI 結(jié)合，提升算法效率;神經(jīng)形態(tài)芯片降低算力能耗。
政策深化：碳市場擴(kuò)容至航空、化工等行業(yè)，綠電交易規(guī)模擴(kuò)大，倒逼企業(yè)加速自動化改造。
全球化協(xié)同：中歐碳關(guān)稅(CBAM)等國際機制推動產(chǎn)業(yè)鏈低碳標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，工業(yè)自動化技術(shù)輸出將成為新增長點。
工業(yè)自動化通過能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生產(chǎn)流程再造、資源循環(huán)利用等路徑，正在重塑制造業(yè)的碳排放格局。政策驅(qū)動下，企業(yè)需把握 “技術(shù) - 政策 - 市場” 三角關(guān)系，通過智能化改造提升碳效率，在碳中和賽道中構(gòu)建競爭優(yōu)勢。未來，隨著 AI、數(shù)字孿生等技術(shù)的成熟，工業(yè)自動化將從單一環(huán)節(jié)優(yōu)化轉(zhuǎn)向全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，成為全球碳中和的核心支撐。
