《拿什么擦亮工业软件这颗“明珠”?》

  • 来源专题:智能制造
  • 编译者: icad
  • 发布时间:2023-05-12
  • “十四五”规划和 2035 年远景目标纲要指出,要加快推动数字产业化,培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业,提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。关键软件成为加快推动数字产业化的题中之义。“制造业数字化转型是推动制造业高质量发展的重要抓手。如果没有工业软件,制造的生产、管理、营销过程很难数字化,这让制造业如何实现数字化转型,又如何打造数字经济新优势?”中国工程院院士钱锋曾如是表示。

    在调研中,不少业内人士纷纷表示,工业软件是智能制造的关键核心技术,如何发展工业软件,实现由中国制造到“中国智造”的转变,已成为我国经济发展中的重要问题之一,值得长期深入关注。

    抓住时机

    “我们要从制造大国迈向制造强国,如果没有工业软件的支撑,传统产业的转型升级、进一步的发展都将会面临很大的问题。

    ”中国工程院院士倪光南曾公开表示。中国工业技术软件化产业联盟秘书长、北京索为系统技术股份有限公司董事长李义章认为,“工业软件的形态是软件,核心是工业技术,把工业技术软件化是工业数字化转型的关键核心。”传统工业软件大致可以分为三类:第一类设计仿真工具,如 CAD/ CAE/PDM 等;第二类制造过程和企业运营管控,如 MES/ERP/MOM 等;第三类产品集成研发平台,如 IPD。

    不少专家认为,目前我国工业软件发展水平参差不齐,第一类也就是工具类需要补齐较多关键核心技术,国内华天、中望、安世亚太、瑞丰协同、英特仿真等公司正在奋起直追,但需要时间验证来建立技术迭代能力。第二类与国际水平接近。第三类国内工业软件与国外差距并不太大,但意义重大。“最近国家大力投入工业软件,工业软件很重要,我们希望能够拿回主动权。”倪光南认为,我国当前具备资本、市场、人才等条件,软件理应是我们的优势领域,应该有所建树。中国不仅是世界第二大软件产业消费国,还拥有居世界第二的软件从业人员。倪光南认为,中国具备发展软件业的有利条件:体量大,软件产业规模发展快,软件人才资源丰富。

    2021 年 11 月,工信部印发了《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》,为推动软件产业做大做强提供政策支撑。在政策红利释放下, 2021 年我国工业软件产品实现收入 2414 亿元,同比增长 24.8%,高出全行业水平 7.1 个百分点。“2022 年,软件业与制造业融合发展依然是主攻方向,并将在融合中不断释放新动能。”赛迪研究院信软所信息技术研究室主任许亚倩表示,随着融合应用的日益深入,工业软件将进入快速发展期,有力支撑我国软件产业链升级和制造业转型升级。


    勇于探索

    条件已然具备,如何才能更好地发展?

    行业专家认为,传统工业软件的全球整合已经完成,并购标的已经被达索、西门子等巨头基本收购完毕,传统巨头目前正在打造全价值链的一体化数字化平台解决方案,如达索 3DE 数字体验平台和西门子的Xcelorator 集成协同平台,形成了封闭的自我产品生态圈。与此同时,整个行业也开始进入工业互联网、工业APP、低代码平台等新赛道。这意味着,我国需要特别支持国内产品全寿命集成研发平台的完善和应用,它的重要性不仅体现在能集成兼容传统的工业软件,提升工程师的使用效率;还能保障企业核心数据资产和信息安全,占据数字化转型的制高点;同时还是带动国内工业软件发展和建立生态的关键;此外也要加快工业 APP 等工业新型软件的发展。国内安世亚太、索为等一些公司在开发产品全寿命集成研发平台方面做了许多尝试。例如,索为公司历经十五年自主研发的基于 SYSWARE 工业操作系统开发的 IPD 平台和工业 APP 开发平台,已集成了数百种商用工具软件,能够满足复杂产品论证、设计、建模、仿真、试验等研制工作。同时,这些平台可以提供低代码、图形化、一站式的工业 APP 开发环境,帮助工业企业把存在于手册上、书本上,甚至工程师脑子里的知识转变成工业 APP ;可以实现企业自主研发体系的构建,提高企业研发与设计效能。

    目前已有 200 多家大中型企业、20000 多名工程师在使用;形成了 7000 多个工业 APP 解决方案。有业内人士认为,国外工业软件巨头在产品研发设计领域按系统工程的逻辑收购布局需求、仿真、建模、验证等软件,打造产品设计研发的完整平台,让用户在一个平台上完成所有任务,大幅提高了使用体验。从竞争策略上来看与单独推荐工具的方式相比有巨大的优势。我国需要利用现有的能力和基础,打造自己的平台产品,避免工业软件被国外高度垄断。目前以索为为代表的平台一方面能够解决企业研发任务数据模型的全寿命周期管控需求,另一方面,可以将需求和能够解决问题的工程师团队相链接,快捷地提供工业技术软件化的解决方案,把解决方案沉淀成为可以重复使用的工业 APP,未来更可以组合成为新的工业软件,实现企业产品研发创新的需求和数字化解决方案的供给匹配。此外,平台对于国产工具软件培育也至关重要。一直以来,不少制造业企业不敢用没有经过验证测试的国产工具软件,造成国产工具软件缺少验证环境。为此,索为平台提供了双线解决方案:在实际工程应用主线外,建立可以测试验证国产工具的辅线,来迭代验证工具软件,保障使用效果。在专家看来,国内工业软件的发展不能照搬照抄国外巨头的“从工具到平台”路径,更应考虑自己的国情,积极探索“从平台占领制高点同时大力发展工具,逐步整合形成我国自己的工业软件生态”的发展思路。


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    • 来源专题:智能制造
    • 编译者:icad
    • 发布时间:2023-09-11
    • 今天谈工业软件的自主研发,更多的是在一个国际关系激烈变化的大背景下而言的。其紧迫性和重要性体现在:假设我们不能够得到西方发达国家的工业软件的支持,我们的工业发展会面临什么情况? 这确实是一个不堪想象的问题,尤其是复杂制造业,如航空行业、汽车行业,离开国外的工业软件,设计工作基本是不可能的事情。这也意味着,在复杂的制造业领域,没有国外的工业软件的支持,整个产品开发工作都没有办法开展。严重到这种程度,确实可以称得上是“卡脖子”。 中国应该有自己的工业软件战略,作为一个制造业的大国,这是自然不过的事情。但中国自主工业软件的关键突破口在哪里?这是一个工业软件发展战略必须考虑的问题。本文就中国制造业发展工业软件的关键谈一些个人看法。 工业软件关键在CAD 当前国家对于工业软件非常重视,但对于什么是工业软件,各界却没有达成完全一致的意见。很多机构从各自的立场出发给出了什么是工业软件的看法,众说纷纭,莫衷一是。在此,笔者无意对什么是工业软件发表自己的看法。 但笔者觉得,无论以何种方式去划分工业软件,CAD作为工业软件的关键,其地位是不可动摇的。正是因为这样,笔者认为,我国自主工业软件的关键突破口在CAD技术。或者反过来说,只有突破了CAD技术,才是真正的工业软件的突破。 首先,从国际主流CAD厂家的数据来看,CAD工具软件在PLM领导厂商收入中占重要部分。 图一所示是CIMdata提供的2018年各PLM厂商的收入数据,可以看到管理型软件协同产品定义管理(collaborative Product Definition management,cPDm)占的比重在几家主流PLM厂商——如达索、西门子等——都非常低,而CAD工具类的软件收入都占了这些厂家的非常重要的部分。这说明从全球范围来看,CAD在整个制造业中占了非常重要的位置。 就我国国内情况而言,情势更为明显。根据e-works的报告,CAD工具在2018年占比达到34.2%,再加上与CAD密切相关的仿真分析工具占比25.9%,可见工具型软件在中国的应用是相当普遍的。 以上还只是就统计数据而言。实际情况我想在PLM圈里的应该都比较清楚:自从上世纪90年代中期PDM引入国内,经过二十多年的发展,实际应用效果、推广程度都不太理想。作为一个管理平台,无论称之为PDM、PLM抑或cPDm,在中国制造业迄今为止,其应用都差强人意,推广应用的范围都相当有限。 但CAD却不一样,今天的制造业离开了CAD,几乎无法开展工作。如汽车行业,每个整车厂动辄几百、几千甚至上万的设计工程师,每个人都需要用到CAD开展设计工作。由于各种原因,以上统计数据还没有真正把这一庞大的实际用户数尽数包含进去。 总之,这是一个数量十分庞大的离开CAD工具没法工作的群体。这还只是说到了直接影响到的工作岗位,实际上,设计工程师没法开展设计工作,下游的制造、采购、物流的工作也无从谈起,那么间接影响到的人员数量就更为巨大。 其次,从软件的特性来看,CAD工具也是当之无愧的关键的关键。 制造业应用到其业务中的软件有工具型软件和管理型软件。相对于管理型软件,工具型软件更容易产品化、商品化,成为标准的商业软件。而管理型软件则相对困难得多,因为各企业文化差异大、管理差异大,用一套模式去套往往很难。 正是基于这样的原因,工具型软件对制造企业的帮助往往立竿见影,而管理型商业套装软件则往往捉襟见肘,往往在牺牲掉很多需求的情况下迁就商业套装软件的模式,其效果自然大打折扣,并且可取代性也较高。 上面说到的PLM是如此,即使全球最成功的应用软件SAP,其实施虽然比PDM/PLM要好得多,但这方面的制约也是显而易见的。从开发的特性来看,这种管理性平台,无论业务多么复杂,我们是可以在较短时间内开发出企业能够使用的平台的。 其所需要的技能或者专业人才是两类,第一类是能够把管理需求迅速进行结构化整理、形成业务方案的顾问性人才,第二类是软件架构师。有了这两类人才,管理型软件的开发就不是瓶颈。 但工具型软件,尤其是CAD软件则不是这样的,如果没有足够的三维技术的积累,没有大量设计工程师浸入式参与、迭代,是不可能在短时间内开发出来的。 总之,管理型软件一般本来需要差异化实施,在较短时间内按照企业管理要求开发出来是可能的;而CAD这种工具型软件通用化较高,但所需要的技术积累较多,短时间开发出来并不容易。 第三,制造业中,虽然CAD、仿真软件、CAM等都是工具型软件,但CAD是源头。 仿真工具、CAM工具等往往严重依赖CAD技术。当没有CAD的时候,CAE、CAM等很难独立发挥作用。而有了CAD,则CAE、CAM等工具的开发则不会存在根本性的障碍。 如CAE软件,不同行业、甚至同一行业不同领域,其差异化都非常大,因此我们可以看到CAE的市场细分很厉害,有很多国内的公司在这些细分市场都有不俗的表现。这一事实也印证了上述观点。 第四,从智能制造的发展来看,智能制造涉及到的很多新概念、新方法等都与CAD有关。 如创成式设计与增材制造就是典型。这一新的设计与制造方法打破了传统的可制造性束缚,其意义不仅仅是体现在设计、制造本身,而且会给物流、售后带来根本性的改变,其带给制造业的革命性意义不言而喻。 但创成式设计核心还是在CAD以及基于CAD的仿真应用。可以说,没有三维技术的支持,就谈不上面向未来的制造业的创新与发展。 综上所述,无论从目前国内的应用现状,还是软件本身的特性以及未来智能制造的发展,CAD工具都有着十分基础性的作用。没有自主的CAD技术,就谈不上自主的工业化软件。 国际主流CAD厂商发展史回顾 国际上主流的PLM厂商,基本都是CAD起家、并且其主打产品一直是CAD。非CAD起家的很多厂商都已经消失了。这也从一个侧面说明了CAD旺盛的生命力。下面从两家最具有代表性的PLM厂商来看国际PLM市场CAD产品化、商业化过程。 第一家自然是法国的达索系统。 达索系统的CAD产品CATIA如今被广泛应用于航空行业、汽车行业等复杂制造业,其产品化、商业化的成功当然具有很好的示范作用。CATIA的创意和诞生并不在一家纯粹的IT公司,而是在达索航空。达索航空早在上世纪60年代就已经是世界航空航天工业的主要厂家之一,并且一直工作在飞机设计、制造的第一线。 CATIA正是在达索航空这样一个环境下,于上世纪70年代酝酿、创新而出。这个时候,3D还是处于非常早的阶段,萌芽期的技术推广,由于有着各种问题,无疑受到了设计工程师非常大的阻力。最终,CATIA从达索航空独立出来,于1981年成立达索系统公司,专门负责该产品的开发。 同时达索系统与IBM合作,由IBM负责产品市场、销售等相关工作。在上世纪80年代中期,IBM成为CATIA的用户,在其工程和制造工厂部署CATIA。上世纪90年代,CATIA被用到波音公司波音777项目,成为第一个大型飞行器完全数字化组装的案例。 达索系统在发展过程中伴随着一系列的并购和新的品牌形成。如在上世纪90年代末整并SolidWorks,整并IBM的PDM产品ProductManager形成ENOVIA品牌,在本世纪初创建新的DELMIA品牌,2005年左右整并Abaqus形成SIMULA品牌、整并Virtools,2006年左右整并MatrixOne,2010年左右整并并成立新的EXALEAD品牌。 这一系列的收购、整合使得达索系统形成了一整套以自身的3D技术为基础,扩展到数字化制造、数字化仿真、三维虚拟展示、三维搜索等领域从而形成全方位的以三维为核心的数字化解决方案。 另一家是西门子PLM。 西门子PLM的历史可谓非常曲折。西门子PLM的三维设计软件NX的前身是Unigraphics。Unigraphics是在上世纪七十年代,由一家位于美国加州的联合计算公司(United Computing,UC)开发了的一款CAD软件,简称UG。 1976年,UC被麦道公司收购,作为麦道公司自动化部门的全资子公司运营。1991年,美国的电子数据系统公司(Electronic Data Systems,EDS)从麦道收购UG。EDS是美国通用汽车(General Motor,GM)旗下的IT公司,后来发展成为一个全球信息技术服务公司。然后EDS又收购了intergragh,与UG合并,改名叫UGS。 这时的UGS已经成为行业的主流厂商之一,产品主要是三维CAD软件UG,以及PDM软件iMan。2001年,EDS收购了SDRC,并于2002年发布了Unigraphics NX。Unigraphics NX是Unigraphics的新“下一代”版本的第一个版本,它最终将Unigraphics和I-DEAS的功能和功能整合到一个统一的产品中。 2003年UGS从EDS拆分出来被卖给了三家投资公司,准备独立上市。此后,UGS收购了制造仿真软件Tecnomatix以及CAE软件NASTRAN的部分产权。2007年西门子收购UGS,成立了西门子PLM部门,并于2009年10月宣布推出其旗舰数字化产品开发解决方案NX 软件的最新版。 近年来西门子收购了十几家软件公司,软件功能覆盖的领域也逐步扩展。目前,西门子PLM的品牌主要包括用于三维设计的CAD工具NX、PDM产品Teamcenter、用于工艺规划和仿真及工艺流程管理的Tecnomatix、用于数据采集和分析的LMS等。 从以上两个目前最主流的CAD产品的发展史,笔者分享以下几点个人体会: (一)优秀、先进的CAD产品,必然首先植根于最领先的制造业中。 无论是CATIA还是NX,在其发展的初级阶段,都与航空行业或者更准确地说与飞机设计与制造有着千丝万缕的联系。这是为什么呢?因为飞机设计其复杂度最需要计算机辅助,最容易见到效益。因此,在这个行业,最容易产生真实的需求,促进CAD工具的迭代。 (二)强大的CAD产品需要工业巨头的长期扶持。 无论是CATIA还是NX,其成长过程经历了无数版本的升级迭代。CATIA在产品化阶段,先后有达索航空和IBM乃至后来的波音公司的支持。NX则先后有麦道飞机和通用汽车两大工业巨头的支持。 这种支持包括两个方面,一方面是投资上的支持。CAD产品从雏形到真正可用、到产品化,是一个漫长的过程。一家独立的IT公司往往难以承担这一漫长过程的成本。另一方面,CAD工具往往首先不是一个IT的事情,首先是设计思想、设计知识,其开发需要优秀的设计师浸入式的参与,这是一个纯粹的IT公司难以高效做到的。 (三)从两个优秀的CAD产品发展轨迹来看,CAD的产品化与商业化是可以适当分离的。 CAD产品的开发团队需要专心致志、长久地投入在技术上,确保技术本身的强大生命力,而不可急功近利。这个技术是广义的技术,并非只是IT技术,更包括前面所谈到的浸入式的设计思想与设计知识,甚至包括应用数学、力学等方面的科学内容。 而商业化则是可以借助在IT市场有更多话语权的公司合作、推动。如IBM对于达索系统在产品商业化方面的贡献、EDS对于UG在产品商业化方面的贡献,都是有目共睹的例子。 (四)整个数字化设计、制造涉及到很多工具,一家公司难以开发所有的工具,并使得这些工具都在业界领先。 在这个过程中,需要靠整合不断壮大。无论是达索系统还是西门子PLM,从其发展历程来看,中途都经历了多个整并、收购案例,从而使得其产品线从三维设计为主扩展至仿真分析、数字化制造等领域。在这一过程中,真正拥有自己的三维技术是核心,一切围绕着自己的三维技术进行整合,是这两家公司共同的道路。 如何发展我们自己的CAD CAD在工业软件中十分重要性,因此,我国如果要进行工业软件的自主研发,首先要突破CAD才有意义。这是难点所在,解决这个难点,千门万户都已打开;反之,则皆徒然。我们应该如何发展自己的CAD?笔者就这个问题谈一点粗浅看法。 首先是一个时机和技术路径的问题。 有一种观点认为,目前中国发展自己的CAD技术还不具备条件,因为国外是工业化之后才有CAD,言下之意,中国正处在工业化的过程中,还不具备研发CAD工具的条件。完全工业化是不是一款设计软件产生的必要条件呢? 我认为未必如此。况且今天的中国的工业化程度与西方70年代相比,究竟是一个怎样的对比关系都不容易说清楚。并且,在上世纪80年代,在决定采用国外CAD软件之前,国内在CAD方面其实有过不少自主研发的尝试和成果。只是大方向变了,都放弃了。 今天的中国制造业,比如在航空行业、汽车行业,其整体设计能力与国外相比,显然存在不少差距,这是有目共睹的事实,但作为提炼CAD需求而言,我认为是足够的。 所不足的是,我们可能缺少像达索系统创始人弗朗西斯·伯纳德(Francis Bernard)那样的既精通设计又能够将这些设计的需求系统化地转化成为对工具软件的要求的人。这个工作看似简单,实际非常复杂,对人才的要求很高。所以从时点上而言,如果我们现在要谈自主工业软件的突破,那么首先需要在此时此刻从CAD开始。 从技术路径而言,如果我们要发展这一块,就要从底层做起。即从IT的底层架构而言,都应该是自己的东西,并且对国外的CAD工具不能亦步亦趋,要有所创新和发展。这一点非常重要,因为只有做到这一点,才有可能在后面的迭代中有更多的灵活的做法。 基于国外的三维引擎进行封装,在此基础上的“自主研发”是没有意义的。甚至更有甚者,今后在自主CAD领域再闹出“汉芯”芯片或者“红芯”浏览器式的闹剧就没意思了。 其次,发展CAD从何处着手? 中国制造业中,最能够代表先进性的当推航空行业和汽车行业。但这两大行业特征并不相同,恰好可以形成一定对照。就管理水平而言,汽车行业远远高于其它行业。正是因为大规模制造在效率和成本方面的反逼,使得汽车行业的管理水平不断精益求精。 但就三维应用而言,航空行业在数字化设计、数字化制造等方面则远远走在其它行业的前面。因此,如果开发管理型平台,汽车行业的业务实践无疑最有价值;如果开发产品研发过程中的工具型软件,则航空行业的业务实践应该是标杆。因此中国自主CAD的发轫无疑应该在航空行业。 第三,CAD自主研发需要什么团队? 谈论这个问题之前,我们首先需要分析一下一个全新的CAD工具的发展策略。 在当前阶段开发CAD产品,其起点一定要高,否则很难坚持下去。这是为什么呢?因为当前的时代不比西方的上世纪70年代或者中国的上世纪90年代初,那个时候,制造行业普遍没有非常优秀的CAD工具可用。 西方各工业巨头在70年代的时候,各企业内部都是使用自己开发的一些工具辅助设计,大多以二维为主。中国90年代,即使航空行业,三维也没有得到普遍应用。此后几年,达索系统的CATIA V4推到航空某所的时候,设计人员是在行政命令下牺牲掉极大的设计效率推广基于CATIA V4的三维设计与数字化组装。 这一痛苦的过程相信很多人记忆犹新。之所以这么痛苦还要坚持,是因为没有别的选择。但今天的这个时代已经今非昔比,工程师们已经长期、普遍使用了非常优秀的CAD工具,不太可能退回到那个时代,以极大地牺牲掉设计效率为代价,极端痛苦地尝试新工具。 因此,自主研发的CAD如果长时间停留在低水平、难以实用的阶段,对其推广乃至如何坚持下去都会是一个严重的问题。因此,在当前时代,已经不存在一个长时间在低端徘徊、迭代的环境了,而应该是一开始就是高起点这样一个发展策略与路径。 这一发展策略对人才团队的要求非常高。在这个团队中,首先要有非常顶尖的设计、分析工程师的浸入式参与。CAD首先不是一个IT问题,而是一个设计思想、设计知识在工具上的体现。 管理型平台其实首先也不是一个IT问题,而是一个业务方案问题。但管理型平台与CAD工具还是有根本性区别的,开发管理型平台需要很好的业务分析师进行业务方案的设计,这个业务方案来自于业务,但并不需要这个业务链上的人员浸入式参与。 管理的逻辑可以由业务分析师总体把控、整体设计。但CAD工具,其中点滴细节,都必须贴合产品设计、分析的需要,离开优秀的设计、分析工程师们浸入式参与,靠业务分析师按照“逻辑”补充这些需求必然是低效的、在适应性上需要很长迭代过程的。 其次,这个团队还需要有数学、力学方面的科学工作者。三维建模以及基于这些模型的仿真分析,底层实际上已经是应用数学、空气动力学等方面的问题了,高水平的CAD工具必须在一开始就要将这些考虑进去,形成“科学”基因。达索系统公司把自己定位为科学公司也是这个道理。 最后才是IT架构师。IT架构师是需要根据CAD的应用需求、应用场景找到当前最前适合于解决这些问题的IT方案,这些IT方案是可以区别与目前主流CAD产品的。相比过去几十年前、十几年前,IT技术有了很大发展,当然需要充分利用新的技术发展优势取得CAD底层技术架构的优势。 还有一点浅见就是,发展CAD的主要精力应该放在攻克三维核心技术上,而不必花过多功夫在集成和数据标准上。 笔者在上世纪90年代曾经参与过一些国家计算机集成制造系统(Computer Integration Manufacturing System,CIMS)项目。那个时候,一个普遍的苦恼是集成问题,所谓3C(CAD/CAPP/CAM)集成一度被称为是CIMS的核心。 直到后来许多年,大家最感头痛的好像都是集成问题。由集成的问题,大家自然热衷谈数据标准。其实集成并不是那么难,也不应该成为主要问题。过去之所以这么难,主要是因为这些工具也罢、管理平台也罢,都是别人家的东西,我们无法触及其真正深层次的东西。 一旦触及核心,或者核心本身就是我们自己设计的,那集成为什么是一个问题呢?这里说这个问题,并不是说集成不重要、数据标准不重要,而是要认清楚问题的本质、问题的主次。 如果要发展自主CAD工具,当没有核心的三维技术被研发出来之前,空谈集成和数据标准就显得有些疏阔颟顸而缺乏实际意义。
  • 《这颗卫星可测量工厂碳排放》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-11-17
    • 太空时代的技术正越来越多地被应用在缓解气候变化的领域。 11月11日,加拿大公司GHGSat成功发射了第一颗能够精确定位特定工厂碳排放的卫星,它就是GHGSat C-10。 这颗卫星从美国加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空,自此人们也将首次能从太空直接探测煤炭厂和钢铁厂等个别设施的碳排放情况。 GHGSat C-10还有一个更有人情味的名字:“先锋”(Vanguard),据说是以市场总监米卡(Mieka)儿子的名字命名的。“先锋”也代表着GHGSat最先锋的卫星二氧化碳监测技术。 作为最新一代的轨道传感器,先锋号将在GHGSat公司处理甲烷排放的丰富经验基础上,提供来自各个场站准确、独立和高频率的二氧化碳数据。 图说:运行中的GHGSat C-10(示意图)来源:GHGSat GHGSat是一家总部位于蒙特利尔的全球排放监测公司。随着2016年示范卫星“克莱尔”的发射,GHGSat开创了从太空监测工业温室气体排放的先河。其获得专利的高分辨率技术能够拍摄到地面25米以下的图像,彻底改变了人们对人为甲烷排放量的认识。 目前,GHGSat利用九颗卫星组成的“星座”,每年在陆上和海上进行 200 多万次碳排放测量,而先锋号就是这个矩阵的第十颗卫星。该公司同时也向美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和联合国提供数据。 其实很多国家都在用卫星监测二氧化碳排放,比如去年四月我国就发射了全球第一颗“主动激光雷达”二氧化碳探测卫星,代表了我国超高水平的二氧化碳监测技术。 不过先锋号与之前升空的卫星的不同之处在于,它专注于把监测精度提高到了“next level”。 有行业观察者表示,通过精确定位排放热点并追踪各行业相对应的气候责任,这项卫星技术将在推动全球到21世纪中叶实现净零排放方面发挥至关重要的作用。 在国际层面,高分辨率所监测的二氧化碳数据将提高全球碳排放核算和建模的准确性。而对于全球碳密集型行业,包括化石燃料、化工、农业、快消、运输和建筑业,也将从这项卫星技术中获益匪浅。 这颗卫星不简单 二氧化碳是对全球影响最大的温室气体之一,占全球温室气体总排放量的76%。而大型工业场所,比如发电厂,则是其主要来源之一。 不过,利用现有卫星技术还很难将二氧化碳的排放归因于具体设施或场站。这是因为目前在运行的二氧化碳监测卫星并不关注设施、场站级排放。 美国国家航空航天局(NASA)和其他太空机构都有二氧化碳监测卫星任务,但它们大多不是为了提供工厂、设施级数据而设计的。 传统的单个场站二氧化碳测量方法则依赖于估算和地面测量,与真实的排放量可能会有出入。 而先锋号能以前所未有的精度和分辨率对工业设施的碳排放进行直接、全面的探测,正能填补这一监测空白。 GHGSat过去利用克莱尔号卫星来确定甲烷的排放源,并且从克莱尔号传回的数据中发现,甲烷的排放量大大超出了之前的估测值。   图说:位于意大利境内的甲烷排放热点 来源:GHGSat 随着 "先锋 "号卫星的发射,GHGSat团队预测,目前对二氧化碳的测算很可能也是同样的结果。 先锋号碳传感器可以精确定位和追踪各个目标,并对排放量进行归类。这项技术也将为钢铁厂、发电厂和石化企业提供独立、准确和标准化的排放监测和数据。 目前很多企业自身也安装了连续排放监测系统(CEMS),而通过先锋号获得的数据,企业也能够对已获得的这些数据进行验证。 这也将有助于这些行业更好地进行温室气体排放报告、做出全面的决策和制定有针对性的减排战略。 提高数据精度有什么用? 先锋号收集的高分辨率二氧化碳数据将大大提高各个层面排放数据的准确性,而这一点已变得越来越重要。 根据彭博社今年的预测,全球碳市场将在2037年达到1万亿以上的市场规模,而可信赖的排放数据来源正是万亿碳市场建立的坚实基础。 对于行业和企业来说,目前监管机构、投资者和公众对公司碳足迹的审查日益严格,强制报告温室气体排放的范围也在不断扩大,环境、社会和公司治理(ESG)报告也成为了各界最关注的问题之一——因为这是比较直接、看得见摸得着的成果。 但毕马威(KPMG)在最近的一项调查中发现,全球仅有25%的公司为ESG报告做好了准备。 今年6月,国际可持续发展标准委员会(ISSB)首次发布了与企业披露可持续发展信息相关的标准。ISSB准则将于2024年1月1日或之后开始的年度报告期间内生效。 这些标准很可能在全球范围内被采用,企业也需要快速调整,满足 ESG 报告要求。 此外,现在社会各界也越来越多地要求公司对其直接甚至间接的排放负责,追踪、核算范围三排放的数据一直都是一个难点。 此次先锋号的卫星技术能够对场站级别的碳排放进行追踪和归因,也为可靠和全面的范围三排放数据核算带来了更多希望与启发。 来源:GHGSat 因此业内人士总结道,独立、可信的数据对于激励各行业有效管理其排放、并为气候政策提供坚实基础具有重要作用。这正是先锋号卫星技术的意义所在。