被AI包裹的冬天，智慧供热打破城市供热的“不可能三角”

Posted 2022-12-16 脑极体

最近很多城市都迎来了今冬以来的最强寒潮，在拉尼娜事件的影响下，一个格外寒冷的冬天似乎不可避免。而每次降温，有暖气的北方城市就会引来网络上一片艳羡之声。前不久网络上就流传着一个段子“南方人的命也是命，请给南方装暖气 ”，引发了大量响应和点赞。

这时候，本北方人的心情就很微妙了。开心是自然的，拥有“暖气防御甲”的北方居民，可以舒展地在房间内活动，对比南方朋友正在遭遇冷空气的“魔法攻击”，幸福感格外强烈。

但是，供热管道爆裂的隐患，煤炭能源燃烧带来的空气污染等等，这些也都是北方城市供热季不可回避的问题。

所以，在供热这件事上，哪有什么岁月静好，城市管理者、供热部门、居民和物业等各个角色，其实都在负重前行。幸好，近年来AI在改变城市生活的同时，也改变了集中供热的许多麻烦事儿。

本篇文章就来整体回顾并梳理一下，供热行业的升级路径，是如何不断发展新技术，让科技来替人类“负重前行”的？

供热进化简史：

温暖如春的冬季，不是一蹴而就的

说起供热行业的发展历程，从小到大完整地经历了从蜂窝煤到智慧供热的变迁，我大概是有点发言权的。上个世纪出生的很多北方朋友，可能和我一样，童年都经历过用蜂窝煤、煤气炉取暖做饭的日子。小时候，家长会提醒我们，提防自家储藏的煤被偷走，使用时要担心一氧化碳中毒的风险，刚穿上身的新衣服一转眼就沾上了煤灰，坦白说，这一时期来到冬天的北方城市，可能并不是什么温馨的回忆。

后来，很多北方人家陆续搬进了有集中供热的住宅楼，这在当时是很了不起的设施，几乎不需要居民做任何事情，就能度过一个温暖的冬天。集中供热的范围，随着中国城市化的进程而加速增长，有数据显示，城市的集中供热面积，从21世纪初的11.0亿平方米提升至2019年的92.5亿平方米。

与此同时，集中供热的问题也开始显现，比如集中锅炉达不到规定温度，不同小区和住户的冷热不均衡，管道故障排查难度大等。此外，早期集中供热，煤炭是主要热源，空气污染在所难免，我居住的北方城市，有很多个冬天，和暖气一同到来的还有“伸手不见五指”的雾霾天。

面对燃煤带来的环境压力，北方城市开始利用清洁能源替代燃煤进行集中采暖供热，其中，以煤改电、煤改气为主。根据《北方地区冬季清洁取暖规划（2017-2021年）》目标，到2021年，北方地区清洁取暖率达到70%，替代散烧煤。

这一阶段，集中供热模式也面临新的挑战。主要存在的难点包括：硬件设施方面，部分老旧管网“跑冒滴漏”等问题严重，造成整个供热管网的输送效率下降；软件设施方面，传统管网调控技术水平落后，只是对设备的粗放型调节，无法根据用户需求精准调控，导致管网过量供热或供热不足现象时有发生，加上热、电、气的联合调度难度比较大，用电高峰时期城市热网也会随之变化，给管网运行安全带来风险。

幸好，近年来AI技术的大力发展和智慧城市的加速推进，也让一些北方城市开始尝试推动供热行业的智能化，哈尔滨、黑河等极北区域的城市就率先探索，落地绿色、智能、低碳的智慧热网。目前来看，智慧供热模式，一方面发挥集中供热效率更高的优势，让北方居民的冬日取暖更加舒适、经济；同时，基于端到端数字化联动和人工智能的精准调控，能够有效地帮助供热行业降本增效，发挥每一分热的价值。促进节能减排，显露出较强的社会价值和经济价值。

当然，智慧供热项目的落地应用，也由于不同城市供热系统基础设施不同、数字化程度不一，导致AI落地难度大的现实挑战。

供热需求的增长，在能源结构转型的大背景下，也使得很多城市的供热行业，面临一个“成本、效率、体验”的“不可能三角”：

降低能耗成本就意味着居民冬季的生活体验变差，提升供热体验就面临能源消耗的增加和碳排放总量的上升。与此同时，供热服务的扩大和居民对供热体验的需求，又进一步加大了管网调控、精细化管理的难度，倒逼供热行业提升效率。

因此，探明AI究竟如何与供热行业结合，对于打破供热“不可能三角”、提升更多城市的居住幸福感，有着格外重要的意义。

四步走方法论：

打破供热行业的“不可能三角”

业界首创的基于AI和数据的“源、网、站、户”全网调控的智慧供热解决方案，是华为云在供热行业的重要落地成果 ，截至目前，华为云供热智能体，已经沉淀了许多城市智慧供热项目的实战经验与思考。

华为云供热智能体的核心方法论，就隐藏着北方城市在冬日温暖如春的技术密码。

具体来说，华为云供热智能体，针对的是由三个难题组成的“不可能三角”：

用户体验：供热不均匀，导致供热效果远冷近热，影响取暖体验，产生居民投诉。

生产效率：供热企业无法精准判断需求，粗放生产导致能耗大、成本高，供热效率低。

社会成本：传统供热模式产生一系列安全隐患和环境污染问题，带来了公共生活的负面影响，最终由全社会承担，考验城市治理能力。

针对上述难题，华为云供热智能体综合多种AI技术，在供热行业的全流程中融入AI，首创了“源、网、站、户”全网调控的智慧供热解决方案，构建了一个能感知、会思考、可进化、有温度的“供热智能体”，通过四步走来发挥每一分热的价值。

第一步：全域感知。用AI技术来实现更高效的联调和调度，首先需要获得更细化和全面的环境数据。因此，华为智慧供热解决方案在热源端，通过部署传感器等IoT设备，进行统一设备管理，实现“源、网、站、户”的全流程信息化、数字化，让智能热电网络具备全域互联感知的能力，减少人力抄表巡检的情况。

第二步：数据治理。高质量的数据是智慧监管和精准调控的前提，而热源、管网、热换站、单元/用户在日常供热中产生大量数据，包括温度、热量、压力、流量等，这些批量采集的数据，可能因为操作重复、不完整等，影响最终的决策结果。需要通过数据治理将数据变得干净、精确之后，再结合气象数据、建筑数据、用户反馈等信息，为供热系统监管和调控的应用打基础。

第三步：策略推送。基于高质量的数据和AI分析决策能力，华为智慧供热解决方案能够产生相应的调控策略，对智慧热网进行端到端的一体化精控。热源端，可以依据AI需求预测及时调整产热量，按需定产，实现更合理、更高效的节能；基于AI的换热站智能调节，对二级供热管网进行精准调控，避免有的小区热、有的小区冷等供热不平衡的问题；更进一步，在单元新增远控设备，通过智能化调节实现二次网平衡。

第四步：质量监管。通过大数据底座和数据分析，全面实现自动化、智能化的供热监管， 7*24小时实时在线运维，可以支撑对城市热网系统进行智能分析诊断，一旦出现故障或风险，及时告警，从而保障供热安全，减少了运维人力成本，提高了供热质量和服务体验。通过这“四步走”，华为智慧供热解决方案，将供热全流程置入可控、可调、可精准分析的技术体系当中，让“成本、效率、体验”的平衡问题得到了解决，打破“不可能三角”的桎梏。

那么，这套方法论是否经得起实践检验呢？这个问题，哈尔滨用一个更宜居的冰城将答案告诉了全世界。

产业长坡与科技雪球，

哈尔滨开启智慧供热加速度

我曾在冬季去过哈尔滨，哈气成霜、滴水成冰的户外温度，与室内穿着短裤喝冰可乐的快乐，令人印象深刻。

作为极寒地区的工业城市，为了维持城市在冬季的正常生产生活（如供水管线防冻、设施设备防止严寒损坏等），哈尔滨是最早为居民安装集中供热系统的城市之一，在引入AI之前，已经将供热这件事做到了很高的成熟度。

尽管如此，哈尔滨依然在积极地探索智慧供热的新模式，走在了全国前列。这背后有着多元的考量：

一方面，哈尔滨的供热需求规模大，通过新技术来精益求精，能够产生明显的经济效益和社会价值。

此外，哈尔滨作为我国纬度最高的省会城市，智慧供热的改造升级难度大，如果能够形成可规模复制的标杆案例，对全国其他重点地市落地智慧供热能够起到很好的示范效应。

同时，黑龙江作为老工业基地，有着产业升级的现实需求，而供热行业作为工业领域数转智改的典型案例，也能为政府、企业、居民等多方积累转型经验。

总而言之，在多重需求的驱动下，哈尔滨太平供热与华为合作，联合打造智慧供热项目。目前，该项目已经运行三年多，并成为智慧供热标杆，在全国北方15省的十多个项目中复制拓展。

为什么这个项目具备较强的可复制性呢？我们可以从该项目的特点来看：

首先，一个高水准的技术“雪球”。

据了解，当时黑龙江为了验证智慧供热的实际能力，挑选了供热行业中效率较高的公司哈尔滨太平供热，率先开启试点。比如，极寒地区供热能耗一般是0.5GJ每平方米，而哈尔滨太平供热在项目开展之前，就已经做到了0.38 GJ每平方米的能耗，供热效率很高。

在这样的高水平之上，基于华为智慧供热解决方案，该项目在原有的基础上又进一步降低了10%的能耗，做到了低于0.35GJ每平方米。基于AI的全网精控，热需预测与热源实际生产匹配度高达 98.2%，哈尔滨的热网供热平衡目标达成了99%，户控用户室温分布集中在20-24℃范围内，居民不会为“远冷近热”而抱怨投诉了。

在2021年-2022采暖季，13万热用户享受到了智能供热成果，节省原煤10652吨 (标煤9453吨)，减少碳排放25145 吨。

可以说，经过哈尔滨考验的智慧供热解决方案，已经具备了成熟可落地的技术实力，在此基础上，华为云发布“供热智能体”，将该解决方案的多种能力与技术以综合服务的形式向产业释放。因此，再落地到其他城市，能够取得较为明显的效益。

其次，一条行之有效的产业升级路径。

前沿的技术能力，如何落地到真实的产业空间当中，是AI产业化和产业AI化进程中必须解决的挑战。

供热行业的智能化，涉及复杂的工艺流程、多种利益相关方、高可靠高安全的现实挑战、覆盖广泛的用户群体，要让AI真正发挥出效益，需要与IoT、大数据、云计算等技术进行融合，深入到供热行业全流程、多场景，同时做到成本可控、价值可感，这对方案有效性、落地能力，提出了比较大的考验。

我们可以看到，哈尔滨太平供热项目中，综合了供热行业的know-how知识，以及华为全面领先的技术与产业优势，促成了AI技术体系与供热行业需求的深度融合，积累了大量行之有效的产业升级经验，为供热行业探索出一条长期可持续的发展路线。

在2022年IDC亚太区智慧城市大奖（中国区）中，“哈尔滨（哈投）智慧供热创新项目”就荣获了可持续基础设施大奖。

沿着这条长长的产业升级坡道，供热智能体的“雪球“自然能够一路向前，将智慧供热的技术与经验，加速复制到全国。

巴菲特认为，人生就像滚雪球，最重要的是发现很湿的雪和很长的坡。对于产业AI来说， “很长的坡”的就是那些有强烈转型升级需求和成长空间的行业，“很湿的雪”就是足够强大的技术壁垒和竞争力，二者结合在一起，让产业AI的雪球越滚越大。

从供热行业的进化历程中，根据各地供热规划，我们可以看到，未来在供热规模扩大的同时，供热方式更加因地制宜，供热模式将走向绿色、多元、清洁，供热管理和供热技术更加智慧。近日，财政部就发布了《财政部关于提前下达2023年大气污染防治资金预算的通知》，提前下达44个城市（自治州、兵团）的清洁取暖资金预算，总计134.4亿元。

可以肯定，在清洁化供热推广的热潮下，智慧供热作为一套多方受益的新模式，将成为城市供热长期可持续的关键所在。

接下来，我们会看到“供热智能体”向更多城市驶去，从“智暖冰城”到“智暖中国”，让科技的融融暖意，拂过每一个带着寒意的角落。

而供热行业的智能化升级，也映射出，产业能效提升不是一蹴而就的，需要重点突破、有序推进，其中数字技术的使能不可或缺，科技已经成为产业升级的强劲引擎。

被AI改变的不只有难熬的冬天，随着AI一步步消除那些传统行业中令人感到不舒适、不安全的地方，终有一日，我们可以诗意地栖居在大地上，享受智能世界的无限美好。