數(shù)字化使能雙碳治理

2015年誕生的《巴黎協(xié)定》將人類連接成命運共同體，對環(huán)境改善做出承諾，也讓我們國家走上了“碳達峰”、“碳中和”（雙碳）的治理之路，并且提出了3060的目標 —— 2030年碳達峰、2060年碳中和。

在各家企業(yè)紛紛將雙碳治理提上戰(zhàn)略發(fā)展日程之時，其落地執(zhí)行的挑戰(zhàn)也是巨大的：一方面大量企業(yè)在過去的生產(chǎn)制造過程中極少有碳排放意識，無法進行有效的碳足跡跟蹤；另一方面在產(chǎn)品生產(chǎn)和制造流程的眾多環(huán)節(jié)中，如何有效進行減排規(guī)劃也讓很多管理者感到迷茫。

面對挑戰(zhàn)，雙碳治理中數(shù)字化的重要性和必要性也逐步成為共識 ——只有通過數(shù)字化的手段才有可能實現(xiàn)針對復雜業(yè)務環(huán)境下的全面碳管理，也才有可能逐步建立雙碳的治理體系。在這樣的共識下，我們已經(jīng)看到一些頭部企業(yè)在碳管理的關鍵領域邁出了重要一步，如能耗管理，構建數(shù)字化平臺，將碳排放的實時跟蹤逐步納入整個生產(chǎn)制造過程，甚至于上下游經(jīng)營活動的能耗數(shù)據(jù)也逐步涵蓋。這樣的數(shù)字化平臺正在幫助這些企業(yè)建立清晰直觀的碳排放定量認知。

然而，我們也看到絕大多數(shù)的企業(yè)，特別是在制造業(yè)，還沒有能夠真正理解如何建立數(shù)字化使能的雙碳治理機制，還寄希望于能夠通過一兩次大改造就全面碳達標。數(shù)字化時代帶來了流變性已經(jīng)是不爭的事實，對于雙碳這項長期工作，我們也必須構建持續(xù)的治理機制，讓雙碳治理成為企業(yè)追求高質量、可持續(xù)發(fā)展的有機組成部分，甚至于通過雙碳領域的創(chuàng)新，強化自身市場的競爭力。

由此，我們提出CarbonOps理念和治理框架（如圖一所示），幫助企業(yè)踐行基于協(xié)作的雙碳治理體系化實踐，通過專注于改進組織內雙碳管理者和碳排放者之間數(shù)據(jù)流的可視化、集成化和自動化，從而推動企業(yè)在雙碳領域建立持續(xù)改進機制，最終讓碳排放成為企業(yè)經(jīng)營的關鍵要素。

（圖一：CarbonOps示意圖，將碳排放治理構建到整個研、產(chǎn)、供、銷、服的過程中去。）

雙碳治理的雙流協(xié)同

借鑒精益強調端到端價值流協(xié)同和持續(xù)改進的治理思想，CarbonOps關注雙碳管理者和碳排放者之間Carbon流和Ops流的雙流協(xié)同。

Ops流：碳足跡數(shù)據(jù)可視流

碳足跡流現(xiàn)狀 AS IS：以客戶為中心，梳理面向客戶的端到端業(yè)務價值流，再從價值鏈的起點到終點梳理每個業(yè)務活動上的碳排放，現(xiàn)狀碳足跡流隨之產(chǎn)生。梳理時可以采用類似服務藍圖的工具，將碳排放相關的現(xiàn)有數(shù)據(jù)可視化出來，并且識別出缺失的關鍵業(yè)務活動碳排數(shù)據(jù)。

借助已有的定性經(jīng)驗和現(xiàn)有數(shù)據(jù)，形成碳足跡曲線，識別碳排放量的高峰點，進而幫助大家共識高優(yōu)先級的減碳機會點。

（圖二：某制造企業(yè)碳足跡流示意）

從企業(yè)碳治理的可控程度出發(fā)，上述制造企業(yè)碳足跡流（如圖二所示）也存在不同的范圍劃分：

• 范圍1，是指產(chǎn)生自企業(yè)擁有或者控制的燃料直接產(chǎn)生的溫室氣體排放；
• 范圍2，是指企業(yè)外購的二次能源所產(chǎn)生的間接排放；
• 范圍3，是指企業(yè)所處價值鏈上產(chǎn)生的其他溫室氣體間接排放。

這樣的三個范圍劃分（如圖三所示）是國際共識的企業(yè)碳足跡統(tǒng)計需要考慮的。處在降碳處理初期的企業(yè)通常會將重點放在范圍1和范圍2上，從而能夠快速制定企業(yè)切實可落地的減碳舉措。隨著越來越多企業(yè)對雙碳意識的加強，大家的關注點開始聚焦在上、中、下游價值鏈上的合作伙伴，提倡共同減少范圍3的碳排放，而范圍1、2則作為最基本的要求。

（圖三：碳治理的三個范圍）

碳足跡流的數(shù)據(jù)可視化：借助數(shù)字化技術的手段，對碳足跡流進行全面的數(shù)據(jù)采集、儲存、清洗、加工等，特別是要彌補缺失的關鍵業(yè)務活動碳排數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^碳流數(shù)字化圖表可視化展示，從而使企業(yè)對碳排數(shù)據(jù)、變化趨勢精準掌握，進而用建模的方式精準識別重點減排路徑，為企業(yè)建立科學減碳計劃和碳排放基線。

在價值流基礎上，首先應關注內部生產(chǎn)和服務環(huán)節(jié)在碳治理范圍1和2的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于企業(yè)來說更容易采集和獲取。通過對范圍1和范圍2的碳足跡的跟蹤，逐步構建相關的數(shù)字化平臺，完善相關的數(shù)據(jù)基礎設施。范圍3的碳排放數(shù)據(jù)，則需要通過數(shù)字化平臺的持續(xù)完善，去對接價值鏈上的合作伙伴，從而獲取更多的相關數(shù)據(jù)。

Thoughtworks技術團隊幫助一家紡織行業(yè)進行供應鏈減排，該企業(yè)在2020年制定了2025可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并承諾在2035年實現(xiàn)碳中和目標。Thoughtworks對該企業(yè)4大業(yè)務線的43個關鍵業(yè)務環(huán)節(jié)進行梳理，建立了基于該企業(yè)價值網(wǎng)絡的全局建模，并構建了碳排放數(shù)據(jù)管理和智能決策平臺，可以對相關參數(shù)進行調整和模擬。通過數(shù)學建模、機器學習等技術擬合排放、利潤、成本之間的動態(tài)平衡關系，構建了一個可視化的支持最大投資回報率的智能減碳路徑?jīng)Q策體系，幫助客戶高層將碳排放納入到業(yè)務戰(zhàn)略中。

真正的碳足跡技術在全球也正在形成相關的生態(tài)，甚至于在一些過去被認為是低碳的領域，比如軟件開發(fā)，也在推動更為系統(tǒng)性的碳足跡認知，從IT系統(tǒng)規(guī)劃、軟件架構設計、軟件研發(fā)、運維、數(shù)據(jù)中心運營等全路徑來打造綠色軟件運營體系。Thoughtworks開源的云碳足跡工具CCF和AWS的計算優(yōu)化服務，密切監(jiān)測云上碳足跡，進而采取適當?shù)男袆觼斫档湍茉聪?，將云基礎設施的成本降低。

Carbon流：碳減排持續(xù)改進流

持續(xù)減碳規(guī)劃：通過碳足跡流的現(xiàn)狀分析，借助Thoughtworks的精益價值樹工具，對雙碳治理的愿景、目標、投資和舉措進行滾動規(guī)劃。

• 最頂端是愿景，描述企業(yè)在3～5年希望在雙碳治理上想要達成的理想狀態(tài)，是總體指導方向，所有雙碳投資都應為其做出貢獻。
• 第二層是目標，描述組織達成雙碳治理愿景所要達成的經(jīng)營目標，體現(xiàn)組織的雙碳競爭策略和發(fā)展策略。
• 第三層是投注，描述為達成某個目標，當前能想到的最好的點子或創(chuàng)意，是一個假設，有待驗證和調整。
• 第四層是舉措，定義為落實一個投注所要進行的具體行動，比如：能耗和碳足跡流數(shù)據(jù)可視化、外購可再生能源等。

其中目標、投注、舉措上都需要有關鍵成功度量MoS，即業(yè)務相關的成效結果指標。下圖（如圖四所示）是一個雙碳治理規(guī)劃的精益價值樹案例，虛線框標注項是優(yōu)先級較高的，主要是從高價值和緊迫性的排序維度來考慮。

（圖四：雙碳治理規(guī)劃的精益價值樹示意）

減碳建模設計：對雙碳治理精益價值樹中的高優(yōu)先級舉措，進行專題的拆分并進行建模設計。比如：“能耗和碳足跡流數(shù)據(jù)可視化“舉措，可以按場景拆分成設備數(shù)據(jù)采集、蒸汽線路數(shù)據(jù)采集、循環(huán)水系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、物流運輸倉儲數(shù)據(jù)采集等專題；”降耗和雙碳智慧診斷和分析“舉措，可以按數(shù)據(jù)采集場景進一步拆分成設備、能源工藝處理、供應鏈減碳等專題。

對于通過設備預測性維護降碳的專題，Thoughtworks 幫助一家全球知名的潤滑油供應商構建了一套基于物聯(lián)網(wǎng)和機器學習技術的實時潤滑油狀態(tài)監(jiān)測模型系統(tǒng)。它可以通過早期定位異常的根因，指導一線工作人員及時排除故障，更換潤滑油，以避免摩擦磨損故障的發(fā)生，實現(xiàn)設備預測性維修，同時達到了減碳的目的。

成效度量體系：雙碳治理精益價值樹中對目標、投注和舉措設計了關鍵成功度量指標MoS。對舉措拆分出來的專題，也要設定成功的衡量標準，以幫助不斷重檢建模設計和后續(xù)的敏捷試驗。

MoS可以從企業(yè)價值、客戶價值和社會價值三個價值成效維度進行度量指標設計，比如：數(shù)據(jù)安全率100%、依據(jù)碳排放因子計算出來的碳排放量準確率100%、計劃內停機預測準確率達到90%以上、總成本節(jié)省30%、碳排放降低30%等。

減碳敏捷試驗：碳減排不是一蹴而就的，存在很多不確定性，特別是對于中小型企業(yè)，很難一次性拿出一大筆錢做雙碳治理，所以減排的落地執(zhí)行可采用敏捷的方式，建立一個個小的減排迭代試驗。

特別是涉及到巨大的設備投資，建議采用PoC試驗和最小可行產(chǎn)品MVP的敏捷減碳方式。例如，在前述的案例中，Thoughtworks 通過三至五個月時間，幫助潤滑油供應商孵化出工廠設備監(jiān)測服務，快速驗證技術與業(yè)務模式的可行性。

在該IoT PoC方案提出并獲得客戶認可后，快速進入實驗室驗證階段，首先將脈沖網(wǎng)關連接到某云IoT PaaS平臺完成IoT通路驗證，接下來驗證了網(wǎng)關能正確讀取供應商傳感器的數(shù)值。在實驗室驗證取得成功后，團隊開始在測試工廠部署傳感器，再基于傳感器與產(chǎn)線的關聯(lián)關系構建數(shù)據(jù)結構。

PoC試驗雖然暴露了一些應用局限性，但產(chǎn)生的認知獲得了客戶的認可，這正是對敏捷的以客戶為中心、以價值為驅動、快速反饋響應理念的踐行。隨后的MVP方案部署在多個工廠運行，采集了數(shù)百萬條來自真實客戶的指標數(shù)據(jù)，更重要的是獲得了很多來自一線的反饋和建議，做定期的價值成效分析，小步快跑朝著正確的方向不斷迭代演進、持續(xù)學習和不斷創(chuàng)新。

這種敏捷試驗方式同樣適用于較為重型的制造業(yè)，先從投資回報率最高的、最簡單的減排舉措做起。比如，第一個迭代，先做簡單的設備改造，通過增加電機變頻器調節(jié)電機運行頻率，進行節(jié)能降碳；后期迭代通過數(shù)據(jù)應用進一步優(yōu)化，加裝震動及溫度傳感器將信號上傳到IoT平臺，通過機器學習的AI技術與MES[^1]訂單排產(chǎn)與工藝參數(shù)相關聯(lián)，優(yōu)化工藝參數(shù)，深挖潛在能耗；再往后的迭代，監(jiān)測電機運行狀況，接入IoT設備預防性維護模塊，提前預測電機故障降低損失，結合MES平臺同步優(yōu)化運行能耗。

面向可預期的未來，企業(yè)擁有了可視化碳足跡流數(shù)據(jù)平臺，并且具備了數(shù)字孿生技術的廣泛應用能力，可以在虛擬世界中對減碳模型進行虛擬仿真驗證，根據(jù)返回來的碳排數(shù)據(jù)不斷敏捷迭代調優(yōu)減排路徑，節(jié)省下真實世界中物理測試的成本，以更快速度實現(xiàn)減碳技術的創(chuàng)新，讓設計減碳、工藝減碳、智能排產(chǎn)減碳等成為生產(chǎn)制造的日常工序。

雙流協(xié)同、雙流合一

Carbon流和Ops流相互影響、相互促進。通過Carbon流的不斷迭代優(yōu)化，Ops流的運作效率、運作環(huán)境和運行流程得以極大改善，促進雙碳目標的達成，并且催生出新的商業(yè)模式和產(chǎn)品的創(chuàng)新，為客戶設計生產(chǎn)出更加綠色環(huán)保屬性的低碳產(chǎn)品，甚至于開拓出新興市場。Ops流依據(jù)雙碳階段性目標給Carbon流不斷提出新的改進挑戰(zhàn)，從而形成了持續(xù)的雙碳治理協(xié)同機制。

雙碳治理的協(xié)同關鍵

一、通過碳數(shù)據(jù)可視化促進量化認知

在企業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營活動中進行全價值鏈的碳數(shù)據(jù)可視化，將碳排數(shù)據(jù)融入企業(yè)數(shù)字化管理中，通過運用數(shù)字技術與重點碳排放領域深度融合，減少能源和資源消耗，促進傳統(tǒng)企業(yè)經(jīng)營活動中的能源優(yōu)化、成本優(yōu)化、風險預知與輔助決策等，在整體上實現(xiàn)節(jié)能增效提質。

二、通過碳足跡流定位場景化減排

通過實時可追溯的碳數(shù)據(jù)流，精準定位企業(yè)價值鏈的降碳重點，然后制定針對性減碳措施。特別是對重點碳排放環(huán)節(jié)并進行詳盡監(jiān)控，充分使用新設備、新技術對企業(yè)內部環(huán)境進行節(jié)能降碳改造，建立有針對性的場景化減碳措施。同時為后續(xù)建設提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)，從源頭上降低碳排放。

下圖案例（如圖五所示），是Thoughtworks為一個制造業(yè)客戶識別出來的全生命周期減排場景，從綠色產(chǎn)品設計、綠色供應鏈、綠色生產(chǎn)管理到綠色產(chǎn)品交付。

（圖五：全生命周期減排場景示意）

三、通過運營數(shù)據(jù)閉環(huán)推動持續(xù)改進

根據(jù)減碳規(guī)劃和模型設計，識別關鍵指標；設計減碳成效度量體系，確保每一個度量的數(shù)據(jù)能夠盡可能準確和自動采集，形成日、周、月不同周期維度的展示報表和報告；結合基線指標對降碳數(shù)據(jù)持續(xù)綜合分析，并結合定性反饋洞察指標變化的原因，評估減碳收益；指導下一步的減碳策略。通過這樣四步循環(huán)，形成PDCA持續(xù)改進。

雙碳治理的未來展望

雙碳治理是企業(yè)必然的長遠戰(zhàn)略之一，通過CarbonOps理念和治理框架，我們希望傳遞符合于數(shù)字化時代的雙碳治理思想：

• 雙碳治理不是一蹴而就的物理投入，而是一個伴隨著新技術應用的、持續(xù)改進的碳生態(tài)建設。
• 雙碳治理不是某個管理部門的責任，而是企業(yè)高質量可持續(xù)發(fā)展的關鍵。
• 雙碳治理并不止步于監(jiān)管合規(guī)，更是企業(yè)數(shù)字化發(fā)展的創(chuàng)新賽道。

CarbonOps理念和治理框架在落地執(zhí)行時，需構建雙流協(xié)同、雙流合一的持續(xù)治理機制，除此之外，還需要建立雙碳組織保障機制，建議由企業(yè)高層直接掛帥，由專職、專人或團隊負責，打破部門墻從組織級進行系統(tǒng)規(guī)劃，將碳排舉措嵌入企業(yè)商業(yè)模式與戰(zhàn)略中，上下形成合力齊心加速降碳，3060未來可期！

總編：

肖然：Thoughtworks創(chuàng)新技術總經(jīng)理、全球數(shù)字化轉型專家、中國企業(yè)敏捷教練聯(lián)盟秘書長

作者：

• 白玉：Thoughtworks首席咨詢顧問、高級碳資產(chǎn)和能源管理師
• 李圣恩：Thoughtworks高級咨詢顧問、高級碳排放、碳資產(chǎn)和能源管理師、一級建造師、制造行業(yè)專家
• 朵寶林：Thoughtworks資深咨詢顧問、高級碳資產(chǎn)和能源管理師、制造行業(yè)專家
• 屈小翔：Thoughtworks資深咨詢顧問、高級碳排放、碳資產(chǎn)和能源管理師、制造行業(yè)專家