從華為云與哈爾濱的三年探路，詳解智慧供熱的前因后果

最近很多城市都迎來了今冬以來的最強(qiáng)寒潮，在拉尼娜事件的影響下，一個(gè)格外寒冷的冬天似乎不可避免。而每次降溫，有暖氣的北方城市就會(huì)引來網(wǎng)絡(luò)上一片艷羨之聲。前不久網(wǎng)絡(luò)上就流傳著一個(gè)段子：“南方人的命也是命，請(qǐng)給南方裝暖氣 “，引發(fā)了大量響應(yīng)和點(diǎn)贊。

這時(shí)候，本北方人的心情就很微妙了。開心是自然的，擁有“暖氣防御甲”的北方居民，可以舒展地在房間內(nèi)活動(dòng)，對(duì)比南方朋友正在遭遇冷空氣的“魔法攻擊”，幸福感格外強(qiáng)烈。

但是，供熱管道爆裂的隱患，煤炭能源燃燒帶來的空氣污染等等，這些也都是北方城市供熱季不可回避的問題。

所以，在供熱這件事上，哪有什么歲月靜好，城市管理者、供熱部門、居民和物業(yè)等各個(gè)角色，其實(shí)都在負(fù)重前行。幸好，近年來AI在改變城市生活的同時(shí)，也改變了集中供熱的許多麻煩事兒。

本篇文章就來整體回顧并梳理一下，供熱行業(yè)的升級(jí)路徑，是如何不斷發(fā)展新技術(shù)，讓科技來替人類“負(fù)重前行”的？

供熱進(jìn)化簡(jiǎn)史：溫暖如春的冬季，不是一蹴而就的

說起供熱行業(yè)的發(fā)展歷程，從小到大完整地經(jīng)歷了從蜂窩煤到智慧供熱的變遷，我大概是有點(diǎn)發(fā)言權(quán)的。上個(gè)世紀(jì)出生的很多北方朋友，可能和我一樣，童年都經(jīng)歷過用蜂窩煤、煤氣爐取暖做飯的日子。小時(shí)候，家長(zhǎng)會(huì)提醒我們，提防自家儲(chǔ)藏的煤被偷走，使用時(shí)要擔(dān)心一氧化碳中毒的風(fēng)險(xiǎn)，剛穿上身的新衣服一轉(zhuǎn)眼就沾上了煤灰，坦白說，這一時(shí)期來到冬天的北方城市，可能并不是什么溫馨的回憶。

后來，很多北方人家陸續(xù)搬進(jìn)了有集中供熱的住宅樓，這在當(dāng)時(shí)是很了不起的設(shè)施，幾乎不需要居民做任何事情，就能度過一個(gè)溫暖的冬天。集中供熱的范圍，隨著中國(guó)城市化的進(jìn)程而加速增長(zhǎng)，有數(shù)據(jù)顯示，城市的集中供熱面積，從21世紀(jì)初的11.0億平方米提升至2019年的92.5億平方米。

與此同時(shí)，集中供熱的問題也開始顯現(xiàn)，比如集中鍋爐達(dá)不到規(guī)定溫度，不同小區(qū)和住戶的冷熱不均衡，管道故障排查難度大等。此外，早期集中供熱，煤炭是主要熱源，空氣污染在所難免，我居住的北方城市，有很多個(gè)冬天，和暖氣一同到來的還有“伸手不見五指”的霧霾天。

面對(duì)燃煤帶來的環(huán)境壓力，北方城市開始利用清潔能源替代燃煤進(jìn)行集中采暖供熱，其中，以煤改電、煤改氣為主。根據(jù)《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017-2021年）》目標(biāo)，到2021年，北方地區(qū)清潔取暖率達(dá)到70%，替代散燒煤。

這一階段，集中供熱模式也面臨新的挑戰(zhàn)。主要存在的難點(diǎn)包括：硬件設(shè)施方面，部分老舊管網(wǎng)“跑冒滴漏”等問題嚴(yán)重，造成整個(gè)供熱管網(wǎng)的輸送效率下降；軟件設(shè)施方面，傳統(tǒng)管網(wǎng)調(diào)控技術(shù)水平落后，只是對(duì)設(shè)備的粗放型調(diào)節(jié)，無法根據(jù)用戶需求精準(zhǔn)調(diào)控，導(dǎo)致管網(wǎng)過量供熱或供熱不足現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，加上熱、電、氣的聯(lián)合調(diào)度難度比較大，用電高峰時(shí)期城市熱網(wǎng)也會(huì)隨之變化，給管網(wǎng)運(yùn)行安全帶來風(fēng)險(xiǎn)。

幸好，近年來AI技術(shù)的大力發(fā)展和智慧城市的加速推進(jìn)，也讓一些北方城市開始嘗試推動(dòng)供熱行業(yè)的智能化，哈爾濱、黑河等極北區(qū)域的城市就率先探索，落地綠色、智能、低碳的智慧熱網(wǎng)。目前來看，智慧供熱模式，一方面發(fā)揮集中供熱效率更高的優(yōu)勢(shì)，讓北方居民的冬日取暖更加舒適、經(jīng)濟(jì)；同時(shí)，基于端到端數(shù)字化聯(lián)動(dòng)和人工智能的精準(zhǔn)調(diào)控，能夠有效地幫助供熱行業(yè)降本增效，發(fā)揮每一分熱的價(jià)值。促進(jìn)節(jié)能減排，顯露出較強(qiáng)的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

當(dāng)然，智慧供熱項(xiàng)目的落地應(yīng)用，也由于不同城市供熱系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施不同、數(shù)字化程度不一，導(dǎo)致AI落地難度大的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。

供熱需求的增長(zhǎng)，在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大背景下，也使得很多城市的供熱行業(yè)，面臨一個(gè)“成本、效率、體驗(yàn)”的“不可能三角”：

降低能耗成本就意味著居民冬季的生活體驗(yàn)變差，提升供熱體驗(yàn)就面臨能源消耗的增加和碳排放總量的上升。與此同時(shí)，供熱服務(wù)的擴(kuò)大和居民對(duì)供熱體驗(yàn)的需求，又進(jìn)一步加大了管網(wǎng)調(diào)控、精細(xì)化管理的難度，倒逼供熱行業(yè)提升效率。

因此，探明AI究竟如何與供熱行業(yè)結(jié)合，對(duì)于打破供熱“不可能三角”、提升更多城市的居住幸福感，有著格外重要的意義。

四步走方法論：打破供熱行業(yè)的“不可能三角”

業(yè)界首創(chuàng)的基于AI和數(shù)據(jù)的“源、網(wǎng)、站、戶”全網(wǎng)調(diào)控的智慧供熱解決方案，是華為云在供熱行業(yè)的重要落地成果 ，截至目前，華為云供熱智能體，已經(jīng)沉淀了許多城市智慧供熱項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)與思考。

華為云供熱智能體的核心方法論，就隱藏著北方城市在冬日溫暖如春的技術(shù)密碼。

具體來說，華為云供熱智能體，針對(duì)的是由三個(gè)難題組成的“不可能三角”：

用戶體驗(yàn)：供熱不均勻，導(dǎo)致供熱效果遠(yuǎn)冷近熱，影響取暖體驗(yàn)，產(chǎn)生居民投訴；

生產(chǎn)效率：供熱企業(yè)無法精準(zhǔn)判斷需求，粗放生產(chǎn)導(dǎo)致能耗大、成本高，供熱效率低；

社會(huì)成本：傳統(tǒng)供熱模式產(chǎn)生一系列安全隱患和環(huán)境污染問題，帶來了公共生活的負(fù)面影響，最終由全社會(huì)承擔(dān)，考驗(yàn)城市治理能力。

針對(duì)上述難題，華為云供熱智能體綜合多種AI技術(shù)，在供熱行業(yè)的全流程中融入AI，首創(chuàng)了“源、網(wǎng)、站、戶”全網(wǎng)調(diào)控的智慧供熱解決方案，構(gòu)建了一個(gè)能感知、會(huì)思考、可進(jìn)化、有溫度的“供熱智能體”，通過四步走來發(fā)揮每一分熱的價(jià)值。

第一步：全域感知。用AI技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更高效的聯(lián)調(diào)和調(diào)度，首先需要獲得更細(xì)化和全面的環(huán)境數(shù)據(jù)。因此，華為智慧供熱解決方案在熱源端，通過部署傳感器等IoT設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)“源、網(wǎng)、站、戶”的全流程信息化、數(shù)字化，讓智能熱電網(wǎng)絡(luò)具備全域互聯(lián)感知的能力，減少人力抄表巡檢的情況。

第二步：數(shù)據(jù)治理。高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是智慧監(jiān)管和精準(zhǔn)調(diào)控的前提，而熱源、管網(wǎng)、熱換站、單元/用戶在日常供熱中產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，包括溫度、熱量、壓力、流量等，這些批量采集的數(shù)據(jù)，可能因?yàn)椴僮髦貜?fù)、不完整等，影響最終的決策結(jié)果。需要通過數(shù)據(jù)治理將數(shù)據(jù)變得干凈、精確之后，再結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、建筑數(shù)據(jù)、用戶反饋等信息，為供熱系統(tǒng)監(jiān)管和調(diào)控的應(yīng)用打基礎(chǔ)。

第三步：策略推送?；诟哔|(zhì)量的數(shù)據(jù)和AI分析決策能力，華為智慧供熱解決方案能夠產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)控策略，對(duì)智慧熱網(wǎng)進(jìn)行端到端的一體化精控。熱源端，可以依據(jù)AI需求預(yù)測(cè)及時(shí)調(diào)整產(chǎn)熱量，按需定產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)更合理、更高效的節(jié)能；基于AI的換熱站智能調(diào)節(jié)，對(duì)二級(jí)供熱管網(wǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，避免有的小區(qū)熱、有的小區(qū)冷等供熱不平衡的問題；更進(jìn)一步，在單元新增遠(yuǎn)控設(shè)備，通過智能化調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)平衡。

第四步：質(zhì)量監(jiān)管。通過大數(shù)據(jù)底座和數(shù)據(jù)分析，全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的供熱監(jiān)管， 7*24小時(shí)實(shí)時(shí)在線運(yùn)維，可以支撐對(duì)城市熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行智能分析診斷，一旦出現(xiàn)故障或風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)告警，從而保障供熱安全，減少了運(yùn)維人力成本，提高了供熱質(zhì)量和服務(wù)體驗(yàn)。通過這“四步走”，華為智慧供熱解決方案，將供熱全流程置入可控、可調(diào)、可精準(zhǔn)分析的技術(shù)體系當(dāng)中，讓“成本、效率、體驗(yàn)”的平衡問題得到了解決，打破“不可能三角”的桎梏。

那么，這套方法論是否經(jīng)得起實(shí)踐檢驗(yàn)?zāi)?？這個(gè)問題，哈爾濱用一個(gè)更宜居的冰城將答案告訴了全世界。

產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)坡與科技雪球，哈爾濱開啟智慧供熱加速度

我曾在冬季去過哈爾濱，哈氣成霜、滴水成冰的戶外溫度，與室內(nèi)穿著短褲喝冰可樂的快樂，令人印象深刻。

作為極寒地區(qū)的工業(yè)城市，為了維持城市在冬季的正常生產(chǎn)生活（如供水管線防凍、設(shè)施設(shè)備防止嚴(yán)寒損壞等），哈爾濱是最早為居民安裝集中供熱系統(tǒng)的城市之一，在引入AI之前，已經(jīng)將供熱這件事做到了很高的成熟度。

盡管如此，哈爾濱依然在積極地探索智慧供熱的新模式，走在了全國(guó)前列。這背后有著多元的考量：

一方面，哈爾濱的供熱需求規(guī)模大，通過新技術(shù)來精益求精，能夠產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

此外，哈爾濱作為我國(guó)緯度最高的省會(huì)城市，智慧供熱的改造升級(jí)難度大，如果能夠形成可規(guī)模復(fù)制的標(biāo)桿案例，對(duì)全國(guó)其他重點(diǎn)地市落地智慧供熱能夠起到很好的示范效應(yīng)。

同時(shí)，黑龍江作為老工業(yè)基地，有著產(chǎn)業(yè)升級(jí)的現(xiàn)實(shí)需求，而供熱行業(yè)作為工業(yè)領(lǐng)域數(shù)轉(zhuǎn)智改的典型案例，也能為政府、企業(yè)、居民等多方積累轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)。

總而言之，在多重需求的驅(qū)動(dòng)下，哈爾濱太平供熱與華為合作，聯(lián)合打造智慧供熱項(xiàng)目。目前，該項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行三年多，并成為智慧供熱標(biāo)桿，在全國(guó)北方15省的十多個(gè)項(xiàng)目中復(fù)制拓展。

為什么這個(gè)項(xiàng)目具備較強(qiáng)的可復(fù)制性呢？我們可以從該項(xiàng)目的特點(diǎn)來看：

首先，一個(gè)高水準(zhǔn)的技術(shù)“雪球”。

據(jù)了解，當(dāng)時(shí)黑龍江為了驗(yàn)證智慧供熱的實(shí)際能力，挑選了供熱行業(yè)中效率較高的公司哈爾濱太平供熱，率先開啟試點(diǎn)。比如，極寒地區(qū)供熱能耗一般是0.5GJ每平方米，而哈爾濱太平供熱在項(xiàng)目開展之前，就已經(jīng)做到了0.38 GJ每平方米的能耗，供熱效率很高。

在這樣的高水平之上，基于華為智慧供熱解決方案，該項(xiàng)目在原有的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步降低了10%的能耗，做到了低于0.35GJ每平方米?；贏I的全網(wǎng)精控，熱需預(yù)測(cè)與熱源實(shí)際生產(chǎn)匹配度高達(dá) 98.2%，哈爾濱的熱網(wǎng)供熱平衡目標(biāo)達(dá)成了99%，戶控用戶室溫分布集中在20-24℃范圍內(nèi)，居民不會(huì)為“遠(yuǎn)冷近熱”而抱怨投訴了。

在2021年-2022采暖季，13萬熱用戶享受到了智能供熱成果，節(jié)省原煤10652噸 (標(biāo)煤9453噸)，減少碳排放25145 噸。

可以說，經(jīng)過哈爾濱考驗(yàn)的智慧供熱解決方案，已經(jīng)具備了成熟可落地的技術(shù)實(shí)力，在此基礎(chǔ)上，華為云發(fā)布“供熱智能體”，將該解決方案的多種能力與技術(shù)以綜合服務(wù)的形式向產(chǎn)業(yè)釋放。因此，再落地到其他城市，能夠取得較為明顯的效益。

其次，一條行之有效的產(chǎn)業(yè)升級(jí)路徑。

前沿的技術(shù)能力，如何落地到真實(shí)的產(chǎn)業(yè)空間當(dāng)中，是AI產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)AI化進(jìn)程中必須解決的挑戰(zhàn)。

供熱行業(yè)的智能化，涉及復(fù)雜的工藝流程、多種利益相關(guān)方、高可靠高安全的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)、覆蓋廣泛的用戶群體，要讓AI真正發(fā)揮出效益，需要與IoT、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行融合，深入到供熱行業(yè)全流程、多場(chǎng)景，同時(shí)做到成本可控、價(jià)值可感，這對(duì)方案有效性、落地能力，提出了比較大的考驗(yàn)。

我們可以看到，哈爾濱太平供熱項(xiàng)目中，綜合了供熱行業(yè)的know-how知識(shí)，以及華為全面領(lǐng)先的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，促成了AI技術(shù)體系與供熱行業(yè)需求的深度融合，積累了大量行之有效的產(chǎn)業(yè)升級(jí)經(jīng)驗(yàn)，為供熱行業(yè)探索出一條長(zhǎng)期可持續(xù)的發(fā)展路線。

在2022年IDC亞太區(qū)智慧城市大獎(jiǎng)（中國(guó)區(qū)）中，“哈爾濱（哈投）智慧供熱創(chuàng)新項(xiàng)目”就榮獲了可持續(xù)基礎(chǔ)設(shè)施大獎(jiǎng)。

沿著這條長(zhǎng)長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)坡道，供熱智能體的“雪球“自然能夠一路向前，將智慧供熱的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，加速?gòu)?fù)制到全國(guó)。

巴菲特認(rèn)為，人生就像滾雪球，最重要的是發(fā)現(xiàn)很濕的雪和很長(zhǎng)的坡。對(duì)于產(chǎn)業(yè)AI來說， “很長(zhǎng)的坡”的就是那些有強(qiáng)烈轉(zhuǎn)型升級(jí)需求和成長(zhǎng)空間的行業(yè)，“很濕的雪”就是足夠強(qiáng)大的技術(shù)壁壘和競(jìng)爭(zhēng)力，二者結(jié)合在一起，讓產(chǎn)業(yè)AI的雪球越滾越大。

從供熱行業(yè)的進(jìn)化歷程中，根據(jù)各地供熱規(guī)劃，我們可以看到，未來在供熱規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，供熱方式更加因地制宜，供熱模式將走向綠色、多元、清潔，供熱管理和供熱技術(shù)更加智慧。近日，財(cái)政部就發(fā)布了《財(cái)政部關(guān)于提前下達(dá)2023年大氣污染防治資金預(yù)算的通知》，提前下達(dá)44個(gè)城市（自治州、兵團(tuán)）的清潔取暖資金預(yù)算，總計(jì)134.4億元。

可以肯定，在清潔化供熱推廣的熱潮下，智慧供熱作為一套多方受益的新模式，將成為城市供熱長(zhǎng)期可持續(xù)的關(guān)鍵所在。

接下來，我們會(huì)看到“供熱智能體”向更多城市駛?cè)?，從“智暖冰城”到“智暖中?guó)”，讓科技的融融暖意，拂過每一個(gè)帶著寒意的角落。

而供熱行業(yè)的智能化升級(jí)，也映射出，產(chǎn)業(yè)能效提升不是一蹴而就的，需要重點(diǎn)突破、有序推進(jìn)，其中數(shù)字技術(shù)的使能不可或缺，科技已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的強(qiáng)勁引擎。

被AI改變的不只有難熬的冬天，隨著AI一步步消除那些傳統(tǒng)行業(yè)中令人感到不舒適、不安全的地方，終有一日，我們可以詩意地棲居在大地上，享受智能世界的無限美好。

審核編輯黃昊宇