根据国家“双碳”目标的推进，构建新型电力系统成为实现能源变革园区作为产业集聚发展的核心单元，是我国经济高质量发展最重要、最广泛的空间载体，在双碳愿景下，数字化碳中和成为园区双碳目标落地的重要抓手。

根据国家统计局能源统计数据和环境统计数据测算，2020年石化和化工行业碳排放总量为13.78亿吨二氧化碳，占全国碳排放总量的13%左右，在工业领域碳排放量中仅次于冶金行业。截至2020年，诸多城市的化工企业入园率已达到80%，行业规模以上企业51%在化工园区，化工园区已成为我国石油化工行业规模化发展的主战场。

化工园区能耗特点：

高排放，高能耗，高水耗

以化工园区为代表的高耗能控排行业，是资源消耗大户，其特点可以概括为“三高”，即高排放，高能耗，高水耗。在生产过程中大多数工艺的原料、热源均以传统石化能源为主，尤其是各种煤炭资源。另外，园区对电力的消耗也高，大部分园区均有自备燃煤电厂，进一步提升了园区的化石能源消耗。最后，化工行业生产过程中的热量及冷量的消耗量巨大，冷却、蒸汽等重要工艺环节对水资源的消耗也很多。

数字化赋能：

梯级利用与耦合优化

化工园区由于化工企业聚集，在产业链、供应链结构，以及基础设施共享方面具有得天独厚的优势。园区的集中式冷热电联产、热力电厂、集中污水处理，实现园区能源基础设施和环境基础设施的共享，是提升园区能源利用效率的第一步。

煤化工园区和石油化工园区的龙头企业一般规模较大、能耗较高，在满足自己的大型能耗设施能源消耗的同时，和化工园区公用的能源基础设施打通，利用余热获取不同等级的蒸汽，构建起自己的公用工程系统。通过共用工程优化和能源管理系统，为园区供给电能、多级别热能与冷却用能，实现能量的梯级利用并提高能量效率。

最后，通过数字化应用，例如使用流程模拟工具、数据平台和监控平台可以协助完成梯次管理等，对园区进行数字化能力升级，对能源系统及水系统进行全面数据获取和可视化，提升园区的能-水系统管理能力和监控能力，实现化工园区的“感知一张网、管理一张图”。对用能网络及水网络进行离线或在线优化研究，并经过分析得到能源系统的能源平衡图及水系统的水平衡图，进行图形化的监控、分析、追溯及报警。

基于数理模型，在保证安全要求、碳排放要求、生产弹性要求和综合调度需求的情况下，对用能/水网络进行经济最优化实时计算，并将最优化目标下放到园区的能源系统及水系统中执行，从而实现能源网络和水网络的分别优化乃至于耦合优化，取得经济效益和碳排放的平衡。

因此，化工园区可使用用于能源网络优化、水网络优化及两者耦合优化的解决方案，实现两者的梯级利用和优化，实现减少能源消耗、减少水消耗、降低碳排放的目标。

一个典型案例：

扬子石化巴斯夫有限公司

扬巴公司已在中国南京建立一个世界一流规模的石化公司。整个工厂成功和经济地运行的关键之一是要有一套成本低且运行可靠的能源系统。施耐德电气为扬巴电厂建立能量管理与优化系统，在尊重操作约束的基础上最小化装置操作总成本。采用AVEVA ROMeo实时优化平台，以严格机理建模的方式，建立全厂能量管理与优化模型。与电厂PI实时数据库无缝集成，实时获取当前操作数据，保证系统可根据当前工况自动生成最优化方案。

最终帮助客户实现自备电厂主要设备运行状况的在线实时优化操作，如燃气轮机、蒸汽轮机、锅炉等。利用能源管理与优化系统，实现离线工况研究，计划分配优化功能。实现电厂操作总成本下降了1.4%。