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——當然，最好的節(jié)能效果是您不消耗能源，但這是做不到的。對于流程工業(yè)來講，最重要的是盡可能多地從所使用的能源中獲取有價值的數(shù)據(jù)。

技術探討德國工業(yè)來講，能源轉(zhuǎn)型已經(jīng)不再令人激動。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)展緩慢而咬緊牙關堅持，但是越來越多的能源管理系統(tǒng)和ISO認證告訴我們，能源政策的壓力結出了碩果，企業(yè)負責人關注著能源利用效率。但這并不意味著萬事大吉，因為能源需求上升的速度比原來更快。這正是2017年5月卓越能源論壇重點討論的問題。

本次論壇討論了許多技術問題，例如節(jié)約壓縮空氣和制冷技術領域的問題，同時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咨詢公司的高級項目經(jīng)理Markus Regler表示：“這項法律牽扯到的不僅僅是能源供應企業(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。”這一法規(guī)背后隱藏著些什么呢？儀表操作法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)推出智能化檢測系統(tǒng)和現(xiàn)代化的測量裝置。”其目的是使能源消耗更加透明，為智能電網(wǎng)鋪平道路。對于工業(yè)企業(yè)和電力能源消費者來講，無疑將要承擔電力供應商設備擴建帶來的成本費用。對化工企業(yè)來講，數(shù)字化能源轉(zhuǎn)型法意味著什么呢？VCI化工協(xié)會化工園區(qū)專業(yè)委員會就這一法律草案發(fā)表了自己的意見：“利用智能電表和網(wǎng)關建立分散式數(shù)據(jù)通信業(yè)務要求化學工業(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)有的檢測基礎設施，也是一件非常復雜的事情。”對于協(xié)會成員來講，VCI協(xié)會估計建造復式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的成本大約在上千萬歐元。

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

政府補貼

投資能源效率領域的企業(yè)可以從德國聯(lián)邦政府獲得一筆可觀的資金補貼。但許多企業(yè)并不知道這些補貼的存在，或擔心申請這些補貼時產(chǎn)生額外的費用，因此很少有人用到這筆資金。Deneff（德國企業(yè)能源效率倡議）的專家Claire Range女士強調(diào)說：“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女士認為，總的節(jié)能潛力可以達到226T Wh ，目前實際節(jié)約的只是其中的很小一部分。

Range女士認為，在能源效率項目中只想著節(jié)約能源是一種目光短淺的行為。能效項目帶來的附加值遠遠超出了節(jié)約的電力。瑞士SCCER促進項目框架內(nèi)的“工業(yè)過程效率”（SCCER-EIP）中，Luzern技術大學的項目就是一個最好的實例。瑞士食品生產(chǎn)廠通過更換熱水鍋爐，不僅降低了能源成本，而且獲得了更好的溫度控制能力，減少了停機時間，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)結合起來才能發(fā)揮更大的效益。巴斯夫公司多年來成功的實踐已經(jīng)證明了這一點。“巴斯夫公司位于路德維希港的化工生產(chǎn)基地已經(jīng)于2014年通過了ISO 50001認證。”巴斯夫能源管理經(jīng)理Gunther Windecker博士介紹說。這家化工巨頭計劃到2020年時使其位于全球的生產(chǎn)基地都通過ISO 50001認證，以便實現(xiàn)企業(yè)自身制定的非常嚴格的節(jié)能目標。現(xiàn)在，這家集團公司正在引進能夠?qū)⑸a(chǎn)、基礎設施和生產(chǎn)基地等數(shù)據(jù)匯總到一起的能源管理系統(tǒng)平臺。Windecker先生以基礎設施為例解釋說：“綜合性是路德維希港這一生產(chǎn)基地最大的強項，同時也是最大的挑戰(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。當大型用電設備進入公共電網(wǎng)時，需要準確的時間數(shù)據(jù)，例如公共電網(wǎng)饋電和用電的準確時間。所有的用電情況都是相互關聯(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-蒸汽渦輪機發(fā)電站來保證公共電網(wǎng)的穩(wěn)定性。市場中沒有“即插即用”的解決方案，只能對現(xiàn)有的系統(tǒng)進行優(yōu)化改進。”

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，它們開發(fā)了一款能夠在眾多不同工業(yè)領域中使用的能源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，能夠讓工業(yè)企業(yè)通過幾個步驟實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的節(jié)能目標。

第一步是采集能源數(shù)據(jù)。采集數(shù)據(jù)時，Wago公司的系統(tǒng)能夠自動地區(qū)別不同的信號，識別所連接的輸入輸出模塊。采集匯總后的信號可以通過多個通道傳輸出去。Wago系統(tǒng)的信號處理功能可以提供更多的附加價值，它能夠?qū)⑿盘柼幚沓煽梢怨┠茉垂芾砘蛘呱a(chǎn)控制管理等不同領域所需的數(shù)據(jù)。

智能化的傳感器和數(shù)字化的檢測儀表能夠生成許多數(shù)據(jù)。Emerson過程管理公司負責能源管理的Marcus Müllenberg先生認為真正的挑戰(zhàn)是如何利用這些檢測值和傳感器的數(shù)據(jù)。僅僅是簡單地把得到的數(shù)據(jù)和信息發(fā)送給執(zhí)行器讓它們執(zhí)行？他強調(diào)說：“需要利用數(shù)據(jù)實時觀察能源效率的變化情況，必要時立即采取相應措施，即把能源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成流程工藝過程中的有用信息。”為此目標，Emerson公司開發(fā)了一款基于Web網(wǎng)絡的分析平臺，在這一平臺上用戶可以通過智能手機應用軟件和操作指令，分析儀器設備的能源利用效率、可靠性和可用性。

展望未來

流程設備運營商可以利用數(shù)字化技術開始下一步的節(jié)能工作。“通過數(shù)字化技術可以把任意的流程工藝數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準數(shù)據(jù)并進行評判分析。”Stefan Authier博士解釋說。這些數(shù)據(jù)是可以任意組合的，流程工藝過程可以通過智能化（自主學習）的算法語言進行控制，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、供應商、天氣數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)和市場數(shù)據(jù)的可能性。

但在項目開始之前還有許多說服工作要做。而這也恰恰是Authier先生在他的報告中提出的要求。

Authier先生在Gendorf化學工業(yè)園中負責能源管理和過程管理的工作，他在工作期間完成了許多提高能源利用效率的項目。他解釋說道：“傳統(tǒng)意義上的節(jié)能項目越來越少。”為了使能源利用效率成為流程工業(yè)企業(yè)效率項目投資中的一個組成部分，專業(yè)技術咨詢公司和流程工業(yè)運營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)計劃、維護保養(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，從全局考慮問題。

Authier先生還認為能源管理4.0中還有許多重要的要素，例如像與流程工藝過程有著密切關系的微反應技術或者在流程設備規(guī)劃設計時就納入的“前端效能設計”等新技術。

目前，市場上已經(jīng)有很多此類的設想，Authier先生也開始了此類試驗項目，以便開拓新的應用領域。

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

智能化檢測系統(tǒng)的技術法規(guī)

● ●智能測量系統(tǒng)必須確保測量、時間戳標記、測量值的處理、傳輸、記錄、存儲和刪除的可靠性。

● ●應能將最終消費者的能源使用情況可視化，可靠地納入到通信網(wǎng)絡中。

● ●為保證遵守這一規(guī)定，各智能化檢測系統(tǒng)都要滿足BSI●TR●03109-1技術標準的要求。

● ●核心問題：互操作性（例如：儀表、設備和通信技術協(xié)議）。

● ●安全可靠（例如：借助于設定的密碼來傳輸和存儲數(shù)據(jù)）。