提高能效比節(jié)能更重要

文/ Anke Geipel-Kern

提高能效比節(jié)能更重要

文/ Anke Geipel-Kern

卓越能源論壇指出了流程工業(yè)節(jié)能的途徑——當(dāng)然，最好的節(jié)能效果是您不消耗能源，但這是做不到的。對(duì)于流程工業(yè)來(lái)講，最重要的是盡可能多地從所使用的能源中獲取有價(jià)值的數(shù)據(jù)。

技術(shù)探討德國(guó)工業(yè)來(lái)講，能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)不再令人激動(dòng)。雖然能源生產(chǎn)和能源密集型企業(yè)都因核能的逐步淘汰和可再生能源的發(fā)展緩慢而咬緊牙關(guān)堅(jiān)持，但是越來(lái)越多的能源管理系統(tǒng)和ISO認(rèn)證告訴我們，能源政策的壓力結(jié)出了碩果，企業(yè)負(fù)責(zé)人關(guān)注著能源利用效率。但這并不意味著萬(wàn)事大吉，因?yàn)槟茉葱枨笊仙乃俣缺仍瓉?lái)更快。這正是2017年5月卓越能源論壇重點(diǎn)討論的問(wèn)題。

本次論壇討論了許多技術(shù)問(wèn)題，例如節(jié)約壓縮空氣和制冷技術(shù)領(lǐng)域的問(wèn)題，同時(shí)也討論了許多新的法律法規(guī)，例如近期被熱議的儀表操作法。Becker Büttner咨詢公司的高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理Markus Regler表示：“這項(xiàng)法律牽扯到的不僅僅是能源供應(yīng)企業(yè)而且也涉及到一些自發(fā)電的工業(yè)企業(yè)和化工企業(yè)，這將把所有大型化工生產(chǎn)基地一網(wǎng)打盡?！边@一法規(guī)背后隱藏著些什么呢？?jī)x表操作法MsbG是2016年生效的數(shù)字化能源轉(zhuǎn)型法DGEW中的核心。Regler先生介紹說(shuō)道：“數(shù)字化能源轉(zhuǎn)型法要求儀器儀表的生產(chǎn)企業(yè)推出智能化檢測(cè)系統(tǒng)和現(xiàn)代化的測(cè)量裝置?！逼淠康氖鞘鼓茉聪母油该?，為智能電網(wǎng)鋪平道路。對(duì)于工業(yè)企業(yè)和電力能源消費(fèi)者來(lái)講，無(wú)疑將要承擔(dān)電力供應(yīng)商設(shè)備擴(kuò)建帶來(lái)的成本費(fèi)用。對(duì)化工企業(yè)來(lái)講，數(shù)字化能源轉(zhuǎn)型法意味著什么呢？VCI化工協(xié)會(huì)化工園區(qū)專業(yè)委員會(huì)就這一法律草案發(fā)表了自己的意見(jiàn)：“利用智能電表和網(wǎng)關(guān)建立分散式數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)要求化學(xué)工業(yè)園區(qū)的IT系統(tǒng)作出重大和根本性的改變；也附帶要求更換受監(jiān)管的介質(zhì)現(xiàn)有的檢測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施，也是一件非常復(fù)雜的事情?！睂?duì)于協(xié)會(huì)成員來(lái)講，VCI協(xié)會(huì)估計(jì)建造復(fù)式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的成本大約在上千萬(wàn)歐元。

“需要從多重角度審視路德維希港能源管理系統(tǒng)的引進(jìn)。”——Gunther Windecker先生，巴斯夫公司

政府補(bǔ)貼

投資能源效率領(lǐng)域的企業(yè)可以從德國(guó)聯(lián)邦政府獲得一筆可觀的資金補(bǔ)貼。但許多企業(yè)并不知道這些補(bǔ)貼的存在，或擔(dān)心申請(qǐng)這些補(bǔ)貼時(shí)產(chǎn)生額外的費(fèi)用，因此很少有人用到這筆資金。Deneff（德國(guó)企業(yè)能源效率倡議）的專家Claire Range女士強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“即便是能源密集型企業(yè)也有明顯的節(jié)能潛力可以挖掘。”例如廢熱，在許多流程工業(yè)企業(yè)中廢熱都是一種沒(méi)有用的垃圾產(chǎn)品，常被直接排放到環(huán)境大氣中。而在廢熱利用中恰恰有許多集成化的解決方案，例如利用流程工藝余熱為辦公樓采暖，以及從鋼鐵廠的高爐中可以獲得更多的余熱，在基礎(chǔ)化工、造紙和水泥生產(chǎn)廠中也能獲得大量的余熱。Range女士認(rèn)為，總的節(jié)能潛力可以達(dá)到226T Wh ，目前實(shí)際節(jié)約的只是其中的很小一部分。

Range女士認(rèn)為，在能源效率項(xiàng)目中只想著節(jié)約能源是一種目光短淺的行為。能效項(xiàng)目帶來(lái)的附加值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了節(jié)約的電力。瑞士SCCER促進(jìn)項(xiàng)目框架內(nèi)的“工業(yè)過(guò)程效率”（SCCER-EIP）中，Luzern技術(shù)大學(xué)的項(xiàng)目就是一個(gè)最好的實(shí)例。瑞士食品生產(chǎn)廠通過(guò)更換熱水鍋爐，不僅降低了能源成本，而且獲得了更好的溫度控制能力，減少了停機(jī)時(shí)間，需要的員工也更少了。

Wago公司的Lukas D?kel先生在介紹面向未來(lái)的能源管理系統(tǒng)

縱觀全局

但此類孤立且單一的節(jié)能措施只有與能源管理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)才能發(fā)揮更大的效益。巴斯夫公司多年來(lái)成功的實(shí)踐已經(jīng)證明了這一點(diǎn)?！鞍退狗蚬疚挥诼返戮S希港的化工生產(chǎn)基地已經(jīng)于2014年通過(guò)了ISO 50001認(rèn)證?！卑退狗蚰茉垂芾斫?jīng)理Gunther Windecker博士介紹說(shuō)。這家化工巨頭計(jì)劃到2020年時(shí)使其位于全球的生產(chǎn)基地都通過(guò)ISO 50001認(rèn)證，以便實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身制定的非常嚴(yán)格的節(jié)能目標(biāo)。現(xiàn)在，這家集團(tuán)公司正在引進(jìn)能夠?qū)⑸a(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)基地等數(shù)據(jù)匯總到一起的能源管理系統(tǒng)平臺(tái)。Windecker先生以基礎(chǔ)設(shè)施為例解釋說(shuō)：“綜合性是路德維希港這一生產(chǎn)基地最大的強(qiáng)項(xiàng)，同時(shí)也是最大的挑戰(zhàn)。這里的綜合性不僅是指化工產(chǎn)品的綜合性而且也指能源利用的綜合性。當(dāng)大型用電設(shè)備進(jìn)入公共電網(wǎng)時(shí)，需要準(zhǔn)確的時(shí)間數(shù)據(jù)，例如公共電網(wǎng)饋電和用電的準(zhǔn)確時(shí)間。所有的用電情況都是相互關(guān)聯(lián)的，而且必須保證公共電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在路德維希港，巴斯夫公司利用天然氣-蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電站來(lái)保證公共電網(wǎng)的穩(wěn)定性。市場(chǎng)中沒(méi)有“即插即用”的解決方案，只能對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。”

從數(shù)據(jù)中獲得更高的附加值

Lukas D?kel先生也在從事提高企業(yè)能效的工作。Wago公司主張集中統(tǒng)一的能源管理。因此，它們開(kāi)發(fā)了一款能夠在眾多不同工業(yè)領(lǐng)域中使用的能源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，能夠讓工業(yè)企業(yè)通過(guò)幾個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能目標(biāo)。

第一步是采集能源數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)時(shí)，Wago公司的系統(tǒng)能夠自動(dòng)地區(qū)別不同的信號(hào)，識(shí)別所連接的輸入輸出模塊。采集匯總后的信號(hào)可以通過(guò)多個(gè)通道傳輸出去。Wago系統(tǒng)的信號(hào)處理功能可以提供更多的附加價(jià)值，它能夠?qū)⑿盘?hào)處理成可以供能源管理或者生產(chǎn)控制管理等不同領(lǐng)域所需的數(shù)據(jù)。

智能化的傳感器和數(shù)字化的檢測(cè)儀表能夠生成許多數(shù)據(jù)。Emerson過(guò)程管理公司負(fù)責(zé)能源管理的Marcus Müllenberg先生認(rèn)為真正的挑戰(zhàn)是如何利用這些檢測(cè)值和傳感器的數(shù)據(jù)。僅僅是簡(jiǎn)單地把得到的數(shù)據(jù)和信息發(fā)送給執(zhí)行器讓它們執(zhí)行？他強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“需要利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)觀察能源效率的變化情況，必要時(shí)立即采取相應(yīng)措施，即把能源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成流程工藝過(guò)程中的有用信息?！睘榇四繕?biāo)，Emerson公司開(kāi)發(fā)了一款基于Web網(wǎng)絡(luò)的分析平臺(tái)，在這一平臺(tái)上用戶可以通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用軟件和操作指令，分析儀器設(shè)備的能源利用效率、可靠性和可用性。

展望未來(lái)

流程設(shè)備運(yùn)營(yíng)商可以利用數(shù)字化技術(shù)開(kāi)始下一步的節(jié)能工作。“通過(guò)數(shù)字化技術(shù)可以把任意的流程工藝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行評(píng)判分析?！盨tefan Authier博士解釋說(shuō)。這些數(shù)據(jù)是可以任意組合的，流程工藝過(guò)程可以通過(guò)智能化（自主學(xué)習(xí)）的算法語(yǔ)言進(jìn)行控制，從而提供了利用其他數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的可能性，例如利用外部物流、合作伙伴、供應(yīng)商、天氣數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)和市場(chǎng)數(shù)據(jù)的可能性。

但在項(xiàng)目開(kāi)始之前還有許多說(shuō)服工作要做。而這也恰恰是Authier先生在他的報(bào)告中提出的要求。

Authier先生在Gendorf化學(xué)工業(yè)園中負(fù)責(zé)能源管理和過(guò)程管理的工作，他在工作期間完成了許多提高能源利用效率的項(xiàng)目。他解釋說(shuō)道：“傳統(tǒng)意義上的節(jié)能項(xiàng)目越來(lái)越少?！睘榱耸鼓茉蠢眯食蔀榱鞒坦I(yè)企業(yè)效率項(xiàng)目投資中的一個(gè)組成部分，專業(yè)技術(shù)咨詢公司和流程工業(yè)運(yùn)營(yíng)商就要跨越一定的界限，例如像排污、凈化、內(nèi)部物流、生產(chǎn)計(jì)劃、維護(hù)保養(yǎng)或者控制和管理等部門需要突破純生產(chǎn)性的工作部門的界限，從全局考慮問(wèn)題。

Authier先生還認(rèn)為能源管理4.0中還有許多重要的要素，例如像與流程工藝過(guò)程有著密切關(guān)系的微反應(yīng)技術(shù)或者在流程設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就納入的“前端效能設(shè)計(jì)”等新技術(shù)。

目前，市場(chǎng)上已經(jīng)有很多此類的設(shè)想，Authier先生也開(kāi)始了此類試驗(yàn)項(xiàng)目，以便開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。

流程工業(yè)企業(yè)的能源管理工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有走到盡頭，許多問(wèn)題都要在2018年的卓越能源管理論壇中再次討論。

智能化檢測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)法規(guī)

● ●智能測(cè)量系統(tǒng)必須確保測(cè)量、時(shí)間戳標(biāo)記、測(cè)量值的處理、傳輸、記錄、存儲(chǔ)和刪除的可靠性。

● ●應(yīng)能將最終消費(fèi)者的能源使用情況可視化，可靠地納入到通信網(wǎng)絡(luò)中。

● ●為保證遵守這一規(guī)定，各智能化檢測(cè)系統(tǒng)都要滿足BSI●TR●03109-1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

● ●核心問(wèn)題：互操作性（例如：儀表、設(shè)備和通信技術(shù)協(xié)議）。

● ●安全可靠（例如：借助于設(shè)定的密碼來(lái)傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)）。