綠色制造，未來已來，企業工廠能耗能效現狀與轉型之路

傳統工廠作為工業生產的主要載體，其能耗水平直接影響著國家能源消耗和環境保護。然而，目前傳統工廠的能耗能效現狀不容樂觀，面臨著諸多問題......在“3060" 雙碳背景下，如何進行能源管控和提升能源利用效率是企業的管理者優先考慮的問題。

一. 傳統工廠能效能耗狀況

1.1 能耗高：傳統工廠設備老舊，生產工藝落后，能源利用效率低，導致能耗水平居高不下；

1.2 能效低： 許多工廠缺乏有效的能源管理措施，能源浪費現象嚴重，單位產品能耗遠高于國際的水平；

1.3 結構不合理： 傳統工廠能源消費結構以煤炭為主，清潔能源占比低，碳排放強度大。

1.4 設備老舊，效率低下： 許多工廠仍在使用高耗能、低效率的落后設備，缺乏更新換代。

1.5 工藝落后，能耗高： 生產工藝流程不合理，能源利用效率低，存在較大的節能空間。

1.6 自動化程度低： 生產過程中人工操作環節多，能源消耗難以精準控制。

二. 工廠用戶的需求

2.1 用能安全：完善用能安全監測，保障人身與電氣設備安全供電。完善電能質量監測，如三相不平衡、諧波等。

2.2 新能源的應用：

準確評估光伏發電等新能源裝機量，避免過度投資。為未來可能應用的充電樁、儲能系統提供數據支撐，平臺融合。

2.3 節能降耗：

了解企業生產能效水平，然后發現節能方向，再預估節能空間，最后準確核算節能效益。

2.4 能源管理：

生產全過程用能數據監測和分析。完善并落實能源管理制度，使之更有效的運行。量化能效考核kpi，用數據說明問題。

三. 安科瑞工業能耗解決方案

3.1 能源精細化管理落地規劃

3.2 組網結構圖

企業能源計量按照直接生產用能、輔助生產用能和附屬生產用能劃分；

直接生產用能——生產部負責

輔助生產用能——設備部/動力部負責

附屬生產用能——后勤部門/各內勤部門負責

3.3 三級能源計量

3.4 各級能效指標

根據企業管理架構建設三級計量，接入成品產量/中間產品產量數據核算各級單耗數據，即能源利用效率；

對于動力設備，核算制冷系統能效比、壓縮空氣比功率、氣電比，水泵效率等等能源轉換效率。

中央空調系統能效

壓縮空氣系統能效

泵類系統能效

3.5 能效數據的作用

企業節能工作不是一蹴而就的，需要按步驟實施。首先肯定是要先發現問題，再解決問題！

a. 形成能效數據: 建立企業、車間、產線、工序、設備級的能耗與能效基準;

b. 進行維護保養保持設備高能效運行: 根據各產線單耗、設備能效數據，優先安排高能效設備作為主要出力；

c. 對比新設備和老舊設備運行能效水平，從運行成本的角度綜合評估設備使用壽命，找出節能技改方向。

d. 提供持續性服務

四. 主要功能介紹

AI調優:  通過建立高精度的能效模型，在保證安全的前提下，采用全局主動優化算法確定該負荷條件下各子系統的運行策略。

4.1 負荷調峰_ 中央空調AI調優

中央空調系統有冷熱源系統和空氣調節系統（末端風系統）組成在相同的客觀環境下，末端設備的啟停數量和風溫、風速的設定決定了中央空調系統整體電耗水平。

負荷調峰-中央空調AI調優：結合人工智能算法，實時預測冷/熱負荷，及時調整主機運行參數，水泵調控參數、冷卻塔風機控制參數，使系統運行效率較優，結合剛性與柔性調控策略，降低電負荷，避免超需量。

4.2 空調控制

• 合理控制空調，達到節能、舒適、高效的目的。

• 運行監測，監控空調的運行模式、水閥開關、當前溫度、當前風速等工作狀態

• 遠程控制，平臺端執行運行模式設置、控制水閥開關、設定溫度、調節風速、開關機等操作

• 控制策略，根據季節限制溫度調節上下限；定時控制；自動開關

• 參與中央空調調峰調優，利于降低冷熱源電耗。

AI算法-關聯性分析

AI算法-設備調優

4.3 用能數據展示

用戶根據實際需求自己搭建駕駛艙，通過豐富的圖形化界面展示各類統計數據。

4.4 自定義報表

強大的web端報表設計器端，零編碼設計報表;類EXCEL式設計，拖拽式操作，上手簡單更易制作復雜報表;支持在線修改與查看報表.

4.5 自定義組態

解決問題：方便快捷繪制各類監控圖 ; 流程改變后用戶也可以自行根據實際情況修改，增加監視點位也可以實時綁點。

4.6 用能數據展示更多功能

• 用戶可根據夜間變壓器負荷及需量情況，使高能耗設備調整在谷時運行，實現節費；

• 用戶可根據典型日、夜變壓器負荷數據，評估合適的光伏、儲能、充電樁的裝機容量；

• 完善的電參量監測，保障變壓器安全運行

• 建立各級能源計量，管理人員均有各自重點關注區域，便于內部能耗管理的落實

4.7 能效分析

• 產品單耗： 手工錄入或對接ERP、MES等系統，從企業、車間、產線、班組、設備等維度的單位產品能耗/單位產值能耗進行統計分析

• 設備能效：實時計算設備運行能效，通過遠程控制指令發送解決浪費問題

• 班組能耗：通過細化至車間、產線、班組等能耗數據，落實能源管理制度，促使各用能負責人員在各自熟悉的領域尋找節能機會。

• 單耗對標分析：按國家、地方、行業和自身較優時標準指標對標，發現差距，發現問題，由此指引管理者找出優化方向

4.8 能效分析-其他部分功能

通過能耗預測，為企業內部能耗管控提供預警，可及時采取應對措施。

線損的增加往往預示著安全風險（如漏電、接頭松動等），可通過線損的變化情況，讓管理人員及時排查問題。

尖峰平谷各時段的用電費用可以為管理人員調整設備，安排人員提供數據基礎，可根據成本情況計算經濟性，判斷是否有必要調整

4.9 設備管控（電力監控、電力運維）

• MTBF看板 ：按月展示各用能設備一年內運行時間、設備故障維修時間、設備故障維修次數MTTR平均故障維修時間目標值。 通過統計設備各狀態的時間和能耗判定是否存在節省空間，各操作班組管控水平，尋出可行的標準操作規程。

• 空調面板控制 ： 運行監測，監控空調的運行模式、當前溫度、當前風速等工作狀態；遠程控制、設定溫度、開關機等操作；定時控制；自動開關。避免末端人為因素的浪費，不但可降低末端風機電耗，還可降低系統整體電耗

4.10 設備管控- 其他部分功能

可以提高維護人員工作效率，讓運維管理信息化； 及時提醒維護人員對相應設備進行維保工作，保障設備高效運行。

4.11 能耗分析（電力監控、電力運維）

可以解決問題：便于查找影響電能質量的源頭，為治理工作提供方向和數據依據；深入分析光伏發電利用情況，尋找合理用能措施減少余電上網，較大化增加光伏發電效益；發電量對比，確定光伏系統何時進行維護工作！

• 碳排放監控 : 把企業內不同種類的用能數據根據標準換算成碳排放量，并進行趨勢、同環比分析，為碳排放交易提供數據支持，響應雙碳目標。

• 用能排名 :  對企業內三級能耗各層級進行用能排名，通過排序時時促進能耗高者想辦法減少浪費，提高能效

• 電力監控 ：電力監控，監測35kV以下電壓等級配電系統中的電力參數，實現遙信、遙測、遙控；報警管理，APP、手機短信、郵件、釘釘、語音等多種方式提醒及異常閉環處理；運維巡檢管理，平臺制定計劃，移動端執行簽到、巡檢、消缺，負責人審核閉環。

• 光伏發電監控：電站運行監視：日、月、年發電量，發電量曲線圖，逆變器狀態；光伏電站配電圖 ； 逆變器曲線分析：電壓、電流、輻照度、溫度、有功功率。

• 電能質量：電能質量監測，包括三項不平衡度、諧波、功率因數等； 以矢量圖的形式展示三相不平衡度 ；三相不平衡或功率因數過低時產生報警。

4.12 能耗分析 - 其他部分功能

可以解決問題：通過用能對比分析，可以同類設備用能對比，發現問題； 對生產平穩的部分，可通過能耗變化情況發現浪費、漏電等問題。

五. 優勢羅列

多系統對接集成：打破數據孤島；發現更多的能源相關參數；解決問題的措施。

六. 案例講解

6.1案例一 特變電工集團案例

項目概況：搭建集團側能源管理系統和工廠側能源管理系統。

集團側系統包含特變電工股份、眾和股份、新特能源股份、天池能源等多家上市公司，涵蓋了能源數據采集、能源數據存儲、能源數據統計、能源數據分析、能源業務報表、能源成本、能源管理指標體系、能源績效、碳資產管理等數據需求。工廠側系統包含能源動力分公司、文化旅游服務公司、變壓器廠、線纜廠等等子公司，需實現廠級-車間級-設備級的三級能源管理功能，系統采集廠級結算表計以各分公司的廠級能源結算需求。能源管理系統與第三方系統進行集成，第三方系統包括大數據平臺、MES、EMS、工業互聯網平臺、電廠SIS系統、智慧電廠系統、OA、E+、標識解析等其他系統，實現數據共享和數據集成。

6.2 案例二 某鋁制品公司

項目概況: 監測區域涵蓋化一車間、化二車間、腐蝕車間、純水車間、預處理車間、高溫純水車間等主要車間及其他剩余各車間。監測的能源種類包括電和水，總計接入332塊電表、140塊水表、若干原有水表及若干原有的智能設備。

企業“痛點"：

• 無法實時掌握電、水的使用情況

• 無法實時了解配電系統及設備的運行狀態，異常處理不及時

• 缺乏精準量化的數據，無法量化能耗考核對象的績效，人工統計困難，工作量大

• 無法及時發現能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等問題，存在能源使用浪費的情況

• 無法計算產品的單位能耗，生產成本偏高

• 無法對核心數據進行有效的安全管控

解決問題羅列：

• 量化人員用能績效： 實現分車間的能源績效評定，為KPI考核提供數據支持。

• 精準掌握能源成本：提供電、水的消耗量及對應的費用數據了解整個企業能源費用成本的詳細分布情況。

• 數據安全管控，保證數據安全性：自動記錄平臺用戶登錄和操作記錄，對核心數據的權限進行管控，確保核心數據安全不泄露。

• 改善工藝，降低產品單耗：掌握產品單位成本，為改善工藝提供依據，結合節能改造的實施，實現單耗下降約8%。

6.3 案例三  大眾氫能港

項目背景: 本項目為新建項目，主要用能為電、水、氮氣、壓縮空氣等。大眾集團旗下運維公司負責動力設備的能耗及維保工作。

客戶需求: 全面監測分析企業內部用能情況，對于動力設備全面核算壓縮空氣系統工藝冷凍水系統、冷熱水系統、整車樓與零部件樓循環冷卻水系統的單耗情況。對中央空調系統進行AI調控，優化系統運行，降低能耗。改造方案:對接PLC采集系統;中央空調、壓縮空氣、循環水系統各主要用能設備加裝計量器具，能源轉換后的供能主管加裝流量計及積算儀;形成配電結構、一次能源和二次能源的能源計量拓撲。

中央空調能效首頁：展示主機COP、系統COP、冷凍輸配系數等重要能效指標

中央空調能效對標，標準值可參考國家標準也可自行輸入較優水平數值

中央空調能效祥頁：展示各個能效指標

AI調優建議參數及AI效果分析

6.4 其他案例梳理

七. 總 結

傳統工廠的能耗能效現狀不容樂觀，面臨著技術、管理、政策等多方面的問題。要實現傳統工廠的綠色轉型，需要政府、企業和社會各界的共同努力，通過技術創新、管理優化、政策引導等措施，推動傳統工廠節能降耗，提高能源利用效率，為實現“雙碳"目標做出貢獻。