中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 隨著氣候變化日益加劇，碳減排問題受到全球普遍關注。2015年通過的《巴黎協(xié)議》，旨在將全球平均溫度上升幅度控制在1.5℃以內。為實現(xiàn)這一目標，西方各國采取國家自主貢獻措施，定期審查和提高減排承諾。我國也積極響應，2020年9月，習近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

工業(yè)是碳排放的重要來源。2022年全球工業(yè)碳排放為9.2 Gt，占總排放量的25%。我國作為世界第一大工業(yè)國家，工業(yè)碳排放約2 888 Mt，占總排放量的28%以上。降低工業(yè)碳排放的主要途徑主要包括：使用清潔能源，碳捕集、利用和封存，節(jié)能。我國能源結構尚處于向清潔能源轉型的初期，碳捕集、利用和封存相關技術也尚不成熟。因此，節(jié)能是工業(yè)界降低碳排放的主要手段，而減少能源浪費（即高于最優(yōu)能耗的用能），是實現(xiàn)節(jié)能的創(chuàng)新思路。以保守估計，我國工業(yè)企業(yè)中存在10%—20%的能源浪費，對應約有300 Mt的碳減排空間。

我國政府密切關注工業(yè)界能源浪費問題。我國針對工業(yè)能源浪費問題陸續(xù)出臺了一系列文件，如2011年國家能源局發(fā)布的《重點用能單位節(jié)能管理辦法》、2016年國務院發(fā)布的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》、2017年國家發(fā)展和改革委、國家能源局印發(fā)的《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016—2030）》等文件，要求重點耗能行業(yè)實現(xiàn)能源在線監(jiān)測以持續(xù)降低能耗。2021年，國務院發(fā)布《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書，提出強化能源節(jié)約與能效提升，實現(xiàn)用電管理可視化、自動化、智能化。

相比于物料、人力資源等可見資源，能源具有不可見性。精益生產(chǎn)等解決思路已廣泛應用于解決可見資源的浪費，但能源浪費卻由于不可見性和過去能源價格較低經(jīng)常被忽視。通過數(shù)字化能源管理系統(tǒng)（Digital Energy Management System），企業(yè)可以實時監(jiān)測生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)，分析生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高能耗操作，進而減少能源浪費，為企業(yè)帶來可觀的節(jié)能效益。例如，河北金隅鼎鑫水泥公司于2015年建立數(shù)字能源管理系統(tǒng)，通過分析日常能耗，發(fā)現(xiàn)電耗量與機器轉速和變頻相關；通過調整機器的運行方案，一年節(jié)約用電48.8萬度。

本文針對我國工業(yè)界能源浪費和數(shù)字化能源管理系統(tǒng)具體應用不成熟等問題，分析數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在國外工業(yè)界的應用情況和我國所面臨的挑戰(zhàn)和機遇。提出“基于生產(chǎn)步驟的標準能耗標簽”概念和數(shù)字化能耗數(shù)據(jù)分析的方法論框架，并分析企業(yè)、政府等利益相關者的角色，提出政府通過數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)減排的對策建議。

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)及國內外的發(fā)展概況

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)簡介

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)主要采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等技術，通過實時監(jiān)測和分析用能數(shù)據(jù)，可視化能源使用，最終提高能效、降低能耗。一些案例也證明了數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的優(yōu)勢。例如，中國寶武鋼鐵集團利用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)優(yōu)化生產(chǎn)過程中的能源消耗，實現(xiàn)了降低碳排放和提高能源使用效率的目標；德國巴斯夫公司采用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)進行能源管理和控制，提升能源效率。

國際數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應用

在國際上，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應用已取得很大進展（表1）。

英國。2014年，英國能源與氣候部門與監(jiān)管機構Ofgem發(fā)布《智能電網(wǎng)遠景與路線圖》（Smart Grid Vision and Routemap），推動企業(yè)部署標準的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對企業(yè)用能的實時監(jiān)測與優(yōu)化。該智能電網(wǎng)可以實時收集和分析電力需求，幫助企業(yè)在能耗高峰期和低谷期之間進行調整；支持分布式能源（如太陽能、風能等）的并網(wǎng)接入，使企業(yè)能夠降低對傳統(tǒng)能源的依賴。該智能電網(wǎng)還可以實時傳遞電價信息，讓企業(yè)在價格低時消耗更多電力，價格高時減少電力消耗，在整體上降低了英國工業(yè)界的能源浪費。但智能電網(wǎng)也存在一些缺點：智能電網(wǎng)的建設和維護成本很高，可能導致企業(yè)在短期內面臨較大的財務壓力；智能電網(wǎng)收集和傳輸大量的用戶數(shù)據(jù)，可能引發(fā)數(shù)據(jù)安全和隱私擔憂。

美國。美國政府于1978年推出“聯(lián)邦能源管理計劃”（Federal Energy Management Program）；1992年美國環(huán)境保護署和能源部推出“能源之星自愿性能源效率項目”，同時推動企業(yè)廣泛采用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)能耗的實時監(jiān)測和分析。另外，美國能源部于2011年提出的“卓越能源績效計劃”（Superior Energy Performance Program, SEP），是一個基于ISO50001標準的認證計劃，它提供系統(tǒng)方法改進企業(yè)的能源性能，并通過認證程序來驗證這些改進。美國的大型企業(yè)，如福特公司、3M公司、寶潔公司等均有自己的能管系統(tǒng)和較為明確的減排目標；美國江森自控有限公司等專業(yè)能源管理公司則利用其在數(shù)字解決方案、硬件設備等軟硬件結合的技術，為眾多工業(yè)企業(yè)建立數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。

德國。德國政府于2011年通過《能源轉型和氣候保護法案》，推出“能源轉型”計劃；2023年發(fā)布《氣候保護法》和《能源效率法案》，要求一定能耗規(guī)模的企業(yè)建立能源管理或環(huán)境管理系統(tǒng)。德國能源供應商意昂集團在客戶設施中安裝傳感器和智能計量設備，實時收集包括用電量、用氣量、用水量的能源數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳到云端平臺，利用大數(shù)據(jù)分析，識別能源使用中的異常和浪費，幫助客戶發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機會，提供定制化的能源優(yōu)化建議，并協(xié)助實施這些節(jié)能措施。該公司的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的優(yōu)缺點與英國智能電網(wǎng)計劃類似。另外，德國眾多工業(yè)企業(yè)通過了ISO 50001能源管理體系認證，發(fā)布了明確的2030降碳目標；許多工業(yè)龍頭企業(yè)，如巴夫斯公司、寶馬公司、西門子公司等，已通過能管系統(tǒng)顯著減少能源浪費。

日本。日本政府于1979年制定并推行以《能源保護法案》（Energy Conservation Act）為基礎的能源管理制度，要求高耗能工廠建立能源管理系統(tǒng)，指定能源管理責任人，并進行定期能源審計。同時，日本工業(yè)技術研究院主導推動“工業(yè)能源管理系統(tǒng)”項目，研發(fā)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，并同時推廣其標準和認證機制。另外，日本工業(yè)界龍頭企業(yè)，如日立公司，開發(fā)了綜合的能管系統(tǒng)解決方案，不僅在日立公司使用這些能管系統(tǒng)，還向其他公司提供能源系統(tǒng)服務。

瑞典。瑞典政府對企業(yè)的能源管理有嚴格要求，在企業(yè)中推行能源審計計劃，并設立了清晰的能源效率標準。2003年推行“可持續(xù)生產(chǎn)力計劃”（SPI），旨在提高工業(yè)能源效率、減少能源浪費。瑞典法律規(guī)定，年銷售額超過5 000萬歐元的企業(yè)須每4年進行1次能源審計，公司擁有認證的能管系統(tǒng)可免于審計，但其能管系統(tǒng)需要提供具體的節(jié)能措施。軸承制造商斯凱孚、商用車制造商斯堪尼亞、通信設備制造商愛立信等企業(yè)均遵照該法規(guī)建立數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，顯著減少能耗。同時，瑞典企業(yè)也十分重視能管系統(tǒng)建設，例如：斯凱孚是全球首批完成ISO 50001認證的企業(yè)，不僅自身優(yōu)先部署能管系統(tǒng)，同時還將其能管系統(tǒng)推廣至供應鏈上的企業(yè)；與其他較小規(guī)模工業(yè)鋼鐵終端客戶合作，參與Steel Zero 2和 Responsible Steel 3倡議，推動鋼鐵行業(yè)凈零排放轉型。瑞典在推動能管系統(tǒng)部署的相關制度在國際領先，但是這也得益于瑞典總體上工業(yè)企業(yè)數(shù)量較少，利潤空間也相對較大。因此瑞典的相關經(jīng)驗推廣到世界其他國家的適用性相對有限。

綜合其他國家情況，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的建設需要政府、企業(yè)等多方協(xié)作，同時對相關技術的要求也較高。另外，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的部署需要龍頭企業(yè)或政府牽頭，形成統(tǒng)一化、標準化的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)集群，以降低全產(chǎn)業(yè)的能源浪費。

我國數(shù)字化能源管理系統(tǒng)應用情況

我國數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應用和發(fā)展也在不斷進步，但尚存一些困難和挑戰(zhàn)。

我國工業(yè)界數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應用比例在逐漸提升，且已有許多推進工業(yè)界應用數(shù)字化能源系統(tǒng)的優(yōu)秀案例。例如，廣東省自2012年發(fā)布《廣東省推進能源管理體系工作實施方案》推動能源管理體系至今，已有許多企業(yè)部署了數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，通過實現(xiàn)能源的智能化管理和控制，有效降低了能源消耗和碳排放。蘇州市2019年開展重點用能單位“百千萬”行動，要求按照GB/T—23331《能源管理體系要求》等相關標準的要求，建立健全能源管理體系，加強能源計量統(tǒng)計分析，建設完善能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，提升能源管理信息化水平。2022年12月，北京市發(fā)展和改革委發(fā)布的《北京市進一步強化節(jié)能實施方案（2023版）》明確指出，節(jié)能是“第一能源”，是降碳減污的源頭措施。通過在工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)采用節(jié)能措施，企業(yè)可以降低單位產(chǎn)值的碳排放量，從而從根源上控制碳排放以達到減碳之目的。例如，中國石化燕山石化公司積極推進化工余熱利用項目，通過聯(lián)合熱泵系統(tǒng)等高效清潔供暖技術，降低了蒸汽的消耗; 西子航空工廠基于工廠內的大數(shù)據(jù)分析及時調度儲能和用熱，用熱低峰時使用熔鹽罐儲熱，用熱高峰時使用全釩液流和氫燃料電池供熱，削峰填谷，實現(xiàn)最優(yōu)節(jié)能，估計每年可節(jié)約標準煤2 100噸。

相比國際先進水平，我國數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在普及和發(fā)展程度、綜合運營能力、政策支持、系統(tǒng)功能多樣性、能耗數(shù)據(jù)完整度和技術創(chuàng)新方面尚有較大提升空間。早在1960年，日本就開發(fā)了第1個能源管理系統(tǒng)。1973年“能源危機”后，耗能在西方工業(yè)化國家引起了極大的重視，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展和沉淀，已逐步發(fā)展出健全、智能化、運營效率高的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。而我國直到20世紀80年代中期，才開始推進能源管理，從采用“能量平衡測試”、“能源審計”促進用能單位裝設計量儀表；到淘汰高耗能設備，進行廠房節(jié)能改造等；再到如今數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的興起。由于缺乏相關政策支持和企業(yè)對于能源管理的了解、普及程度低，導致了各行業(yè)、各地區(qū)發(fā)展程度參差不齊。

目前國內大部分工廠現(xiàn)有的能管系統(tǒng)功能單一，僅能根據(jù)電表的數(shù)據(jù)進行簡單的能耗計量和分析。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)流實時分析、發(fā)現(xiàn)管理盲區(qū)、識別節(jié)能方法等方面仍有很大提升空間。同時，大部分企業(yè)能耗相關的數(shù)據(jù)分散在各個生產(chǎn)系統(tǒng)中，沒有實現(xiàn)關聯(lián)分析，很難進一步挖掘能管系統(tǒng)的價值。另外，國內企業(yè)能源浪費評估的標準各異，沒有建立統(tǒng)一行業(yè)標準。在運營管理方面，由于涉及的管理人員和技術部門眾多，需要大批的復合型人才和與之匹配的健全管理體制。總體來說，目前我國處于重視系統(tǒng)基礎建設而輕視運營的初始發(fā)展階段。

國內大部分中小企業(yè)自身缺少建設數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的經(jīng)驗與技術，也缺乏對于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的算法、分析和運營管理的知識。目前我國數(shù)字化能源管理系統(tǒng)主要由互聯(lián)網(wǎng)公司、科技公司，如阿里巴巴、華為、騰訊等搭建和推動，并由工業(yè)企業(yè)購買數(shù)字化能源管理系統(tǒng)方案服務后再在內部實施落地。然而，搭建數(shù)字化能源管理系統(tǒng)只是第一步，后期運行過程中的動態(tài)調整、數(shù)據(jù)分析、識別能源浪費點并采取相應節(jié)能措施才是重中之重，僅靠外部公司很難最大化生產(chǎn)企業(yè)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應用價值。

我國工業(yè)企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)作為工業(yè)4.0中智能物聯(lián)的重要產(chǎn)物，將會對我國工業(yè)界能源管理帶來各種機遇與挑戰(zhàn)。圖1總結了政府、技術、企業(yè)3個層面所面臨的挑戰(zhàn)。

政府層面

政府推動企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)所遇到的阻力。推動我國企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)受限于缺乏相應的法律法規(guī)，因此無法強制要求所有企業(yè)全部部署。目前我國政府整體上采用獎勵的方式鼓勵企業(yè)安裝數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。然而，政府方面在推動數(shù)字化能源管理系統(tǒng)面臨著一系列挑戰(zhàn)與難題，如：如何最有效地鼓勵企業(yè)部署能管系統(tǒng)？哪些企業(yè)該優(yōu)先部署能管系統(tǒng)？企業(yè)部署能管系統(tǒng)的標準是什么？

政府監(jiān)管數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的標準化問題。對于已部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的企業(yè)，政府面臨規(guī)范化、標準化能管系統(tǒng)建設的問題。政府應要求企業(yè)上報哪些能源信息？為確保企業(yè)數(shù)據(jù)隱私的安全性問題，政府應該建立怎樣的上報機制？如果不對企業(yè)進行適當?shù)臉藴驶鸵?guī)范化，未來各企業(yè)部署的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)可能會在各方面存在差異，導致企業(yè)間用能數(shù)據(jù)無法橫向對比，政府也難以收集相應數(shù)據(jù)對企業(yè)用能進行統(tǒng)籌規(guī)劃與管理。

政府公布的數(shù)據(jù)對用能企業(yè)缺乏參考性。針對高能耗的行業(yè)和產(chǎn)品，2021年我國政府已經(jīng)出臺了《2030年前碳達峰行動方案》《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》等文件，披露了能耗標準值及對標值。但是，目前政府所給出的能耗標準值往往是比較模糊的單位能耗總值，一般針對一個寬泛的產(chǎn)品品類或行業(yè)。各用能單位即使生產(chǎn)類似產(chǎn)品，也會有諸多差別，導致其用能情況大不相同。另外，政府對公布的能耗標準值缺乏解釋，企業(yè)無法了解政府獲取、整理及分析數(shù)據(jù)的方式。因此現(xiàn)有的能耗標準值很難實質性指導企業(yè)找到能源浪費。

技術層面

硬件設備限制。受限于能源傳感器硬件條件，部分能源數(shù)據(jù)無法獲取或無法保證其精準度及長期的穩(wěn)定性。尤其是對于燃氣、蒸汽等非電能能源，如果傳感器量程選擇錯誤，在瞬時能耗過高或過低的時段，能源數(shù)據(jù)測量很可能失真。另外，能管系統(tǒng)需要與各種設備進行交互，工廠生產(chǎn)設備往往來自不同廠商，使用不同的通信協(xié)議和接口，因此存在兼容性問題。

龐大的數(shù)據(jù)量所引發(fā)的問題。工廠生產(chǎn)系統(tǒng)十分復雜，同時產(chǎn)量龐大。實時監(jiān)控用能情況、收集用能數(shù)據(jù)，會產(chǎn)生巨大數(shù)據(jù)量，為企業(yè)帶來額外負擔。另外，龐大數(shù)據(jù)量對能管系統(tǒng)算力要求高，算力不足會導致能管系統(tǒng)運行緩慢、無法進行實時分析、出現(xiàn)各種漏洞、設備掉線、設備間數(shù)據(jù)無法匹配等諸多問題。若無法處理好此難題，會對能管系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實時性和準確性產(chǎn)生較大影響。

數(shù)據(jù)安全性問題。由于能源數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)息息相關，企業(yè)也十分關注能源數(shù)據(jù)的安全性，防止競爭對手及其他相關方根據(jù)能源數(shù)據(jù)反推企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對企業(yè)核心業(yè)務造成不良影響。但目前數(shù)字化能源管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)安全性的重視程度較低，存在泄露企業(yè)機密的風險。

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)缺乏對能源浪費問題的分析與識別能力。對于不可見的能源，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)具有巨大的實際價值，可以幫助企業(yè)了解其生產(chǎn)的用能情況。但目前絕大多數(shù)的能源管理系統(tǒng)自身發(fā)展尚處于初級階段，只能反饋企業(yè)用能情況，無法分析識別能源浪費點，仍需要專業(yè)人員根據(jù)能源信息進行分析得出真正的能源提升點，導致企業(yè)對數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實際價值存疑。

企業(yè)層面

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的出現(xiàn)也為工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)帶來諸多挑戰(zhàn)。

企業(yè)對數(shù)字化能源管理系統(tǒng)潛在的價值認識不足。在許多非高能耗企業(yè)中，能源支出占比較低。因此，許多企業(yè)對于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)可帶來的經(jīng)濟回報存疑。然而，根據(jù)近些年來的發(fā)展形勢，企業(yè)能源績效將對企業(yè)自身發(fā)展造成更多影響。 自俄烏沖突、石油危機等“黑天鵝”事件以來，能源價格不斷上漲，導致企業(yè)能源支出不斷上升。我國能源價格漲幅相比國際部分地區(qū)相對較低，但能源價格也呈現(xiàn)增長的趨勢。國內外持續(xù)增強對碳中和、碳達峰等目標的關注，相應的法律法規(guī)必然愈加嚴格。例如，碳交易和碳稅的推動會潛在增加用能成本，因此應提前布局企業(yè)的節(jié)能管理。能源管理，這類與碳排放直接相關的技能，未來將在前兩點背景下不斷演變成為企業(yè)的核心競爭力之一。目前已經(jīng)可以看到許多，尤其是西方企業(yè)，如蘋果、豐田、微軟等公司，將節(jié)能減排、碳中和等作為企業(yè)自身的核心競爭力之一進行宣傳，并對其供應鏈企業(yè)做出碳排放限制。我國企業(yè)也應在相關方面提前布局、謀取長遠發(fā)展。

中小企業(yè)財務限制。數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的安裝、運營及管理成本偏高，安裝該系統(tǒng)也可能需要對原有產(chǎn)線進行更新。盡管數(shù)字化能源管理系統(tǒng)得益于我國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展，總體成本在逐年下降，但對于中國企業(yè)尤其是眾多的中小型企業(yè)，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)所帶來的經(jīng)濟壓力依然偏大。另外，部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)意味著企業(yè)需要在常規(guī)生產(chǎn)活動外增加一個新關注點，需要具有相關專業(yè)知識的人員開展工作。這會進一步增加企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在人力方面的財政壓力。

對數(shù)據(jù)價值與內容缺乏認識。類似于上文提及對數(shù)字化能源管理系統(tǒng)價值的認識不足，許多已經(jīng)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的企業(yè)對其收集的能源數(shù)據(jù)價值亦缺乏認識，導致企業(yè)內部對該類數(shù)據(jù)的管理、分析、交流等并不重視。甚至會出現(xiàn)收集了許多數(shù)據(jù)，但企業(yè)內部無人關注的情況。這一點受制于企業(yè)對能源數(shù)據(jù)含義缺乏理解，同時也受制于政府方面缺乏相應的引導和規(guī)定。企業(yè)還可能缺乏對能源數(shù)據(jù)有深入專業(yè)知識的人員，所以無法針對企業(yè)的能耗問題進行分析，找出能耗績效提升點并實施相應優(yōu)化方案。另外，若企業(yè)的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)由第三方技術供應商搭建，供應商的通用性技術方案可能會與企業(yè)真實需求不匹配，導致企業(yè)無法對自身用能情況真正做到深入的分析和理解。

我國工業(yè)企業(yè)部署能管系統(tǒng)的建議

針對目前我國工業(yè)企業(yè)在部署能管系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)，本文提出：數(shù)字化能源管理系統(tǒng)應緊密結合用能狀況與生產(chǎn)活動，基于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實時地測算分析單位產(chǎn)品在各生產(chǎn)步驟的最優(yōu)能耗，得出產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗標簽，并推動建立能耗標簽的行業(yè)標準化、普及化，讓不同企業(yè)間建立統(tǒng)一的能耗信息“語言”，從而為企業(yè)生產(chǎn)人員提供具有價值的用能信息，輔助更快找到能源浪費。圖 2 展示了分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽的基本思想，以及數(shù)字化能源管理系統(tǒng)各利益相關者之間的關系。

能管系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)分析方法論

企業(yè)建設能管系統(tǒng)后，分析能源數(shù)據(jù)的方法論為：能源數(shù)據(jù)應分產(chǎn)品、分批次、分步驟進行分析，最終得出單位產(chǎn)品在各生產(chǎn)步驟的最低能耗值；基于該產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，組成該產(chǎn)品的分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽。

如前所述，現(xiàn)有數(shù)字化能源管理系統(tǒng)僅能做到對企業(yè)生產(chǎn)能耗的描述性分析。例如：報告廠房某日生產(chǎn)的總能耗，或是某生產(chǎn)設備某一小時的生產(chǎn)能耗曲線。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏對能源浪費點的識別以及分析能力。本文提出數(shù)字化能源管理系統(tǒng)應更加緊密地結合用能情況與生產(chǎn)活動，具有識別增值能源（value-adding energy）與非增值能源（non-value-adding energy）的能力。增值活動與非增值活動的概念來自精益生產(chǎn)理念，增值活動是可以直接為企業(yè)客戶創(chuàng)造價值的活動，而非增值活動則反之，被視為浪費。基于上述邏輯，生產(chǎn)中的增值能源即是為企業(yè)直接創(chuàng)造價值的用能。鑒于生產(chǎn)工廠最終輸出的主要具有價值的產(chǎn)物是生產(chǎn)的產(chǎn)品本身，增值能源就是直接有助于產(chǎn)品生產(chǎn)的能源。

然而，分辨出增值能源與非增值能源具有挑戰(zhàn)。各行業(yè)用能情況、用能設備、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)規(guī)范等皆不相同，很難得出一個通用的區(qū)分增值能源與非增值能源的方法。本文借助于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實時監(jiān)控能耗的能力，提出：應針對各生產(chǎn)步驟在生產(chǎn)單位產(chǎn)品的用能進行多批次的對比分析，了解每一生產(chǎn)步驟中生產(chǎn)單位產(chǎn)品的最優(yōu)用能情況，然后進行組合，得到該產(chǎn)品的分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽。這樣的能耗標簽描述了1個產(chǎn)品在各生產(chǎn)步驟的最優(yōu)用能，因此可以作為企業(yè)每1次生產(chǎn)用能的參考基準。該能耗標簽能體現(xiàn)1個產(chǎn)品在各生產(chǎn)步驟的最優(yōu)能耗值，因此可以方便企業(yè)在生產(chǎn)過程中快速定位能源浪費所處的生產(chǎn)步驟，識別能源浪費點。同時，對于生產(chǎn)步驟相同或相似的產(chǎn)品，該能耗標簽建立了不同企業(yè)間對比分析的基礎。能源效率偏低的企業(yè)可以對標優(yōu)秀企業(yè)的能耗標簽，找出自身能源浪費較多的步驟，從而發(fā)現(xiàn)能源浪費點并加以解決，最終實現(xiàn)降低全行業(yè)能源浪費。

分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽概念尤其適用于高同質化的工業(yè)大宗商品。其同類型產(chǎn)品的生產(chǎn)流程極其相近，而且大宗商品的能耗以及溫室氣體排放占比也較高，僅鋼鐵和水泥就占全國26%的溫室氣體排放。以水泥行業(yè)為例，采用新型干法水泥生產(chǎn)工藝的工廠生產(chǎn)流程均為：破碎及預均化；生料制備；生料均化；熟料燒制；快速冷卻熟料；水泥粉磨。如果可以基于此生產(chǎn)流程，識別各生產(chǎn)步驟中最優(yōu)企業(yè)的最低單位能耗，將其組合即可得出新型干法水泥生產(chǎn)的水泥分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽，這樣的標簽即可代表目前我國在此行業(yè)遵循此生產(chǎn)流程可達到的最優(yōu)水平。

對我國工業(yè)企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的總體性建議

持續(xù)推動數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中的建設。目前我國各級政府已經(jīng)開展相關工作鼓勵企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，但是這項任務仍道阻且長。各級政府應繼續(xù)持續(xù)完善獎勵機制，例如對采用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠、補貼或者優(yōu)先審批項目，以促使更多企業(yè)積極部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。根據(jù)企業(yè)的用能量，首先針對“百千萬”企業(yè)逐級推進數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的部署，建立一套完善的監(jiān)測與評估機制，并不斷完善相關法律法規(guī)。建立跨部門協(xié)同監(jiān)管機制，確保數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的有效推廣和應用。

持續(xù)支持各利益相關方合作發(fā)展。為加強數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在整個工業(yè)界中降低能源浪費的作用，應持續(xù)支持系統(tǒng)各利益相關方的合作發(fā)展（圖 2），尤其是用能企業(yè)與數(shù)字化能源管理系統(tǒng)技術提供商的合作。數(shù)字化能源管理系統(tǒng)技術提供商應多與其用戶進行深入溝通，使系統(tǒng)更加針對性地幫助用能企業(yè)。能管系統(tǒng)認證機構應加強與用能企業(yè)、數(shù)字化能源管理系統(tǒng)技術提供商交流，與政府協(xié)作努力，助力實現(xiàn)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在工業(yè)界中的標準化、統(tǒng)一化。同時也應支持其他利益相關方參與到工業(yè)界數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的發(fā)展之中，如：支持產(chǎn)學研協(xié)同發(fā)展，借助學術界的知識提升數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的技術和管理。另外，學術界應著力培養(yǎng)具備能源管理和數(shù)字技術背景的復合型人才，為數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的發(fā)展提供支持。

逐步確定分產(chǎn)品、分生產(chǎn)步驟的能耗基準。為貫徹3.1中介紹的方法論，企業(yè)需通過分析自身產(chǎn)品生產(chǎn)在各生產(chǎn)步驟的最低能耗，得到產(chǎn)品的分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽。這個能源可以為企業(yè)未來生產(chǎn)提供指導性建議，方便企業(yè)快速定位能源浪費所處的生產(chǎn)步驟。該方法論應進一步在全產(chǎn)業(yè)推廣，對于生產(chǎn)步驟相同或類似的產(chǎn)品，應分析多家企業(yè)在各生產(chǎn)步驟的單位最優(yōu)能耗，組合得出該產(chǎn)品品類的單位分步驟化標準生產(chǎn)能耗標簽，作為生產(chǎn)能耗基準推廣至全產(chǎn)業(yè)的所有企業(yè)中，進而輔助全產(chǎn)業(yè)發(fā)現(xiàn)能源浪費點。

積極引領企業(yè)對標行業(yè)最優(yōu)實踐。客觀上，企業(yè)在部署能管系統(tǒng)的知識與經(jīng)驗方面存在差異，為促進工業(yè)界在消除能源浪費方面取得進步，政府應識別篩選在能管系統(tǒng)部署方面最優(yōu)實踐的企業(yè)。樹立行業(yè)標桿，總結最優(yōu)實踐企業(yè)的經(jīng)驗，推出相應文件為其他企業(yè)詳細介紹最優(yōu)實踐的相關經(jīng)驗，從而引領其他企業(yè)對標行業(yè)標桿。另外，對于單位產(chǎn)品能耗，在確認某一產(chǎn)品（或某一產(chǎn)品類別）的單位生產(chǎn)能耗基準后，應將其推廣至全行業(yè)，在此過程中，需對生產(chǎn)能耗基準的數(shù)據(jù)來源進行解釋，幫助企業(yè)了解單位生產(chǎn)能耗最優(yōu)實踐的具體情況。

結語

“雙碳”目標既體現(xiàn)了我國作為國際大國對全球環(huán)境的責任擔當，同時也表明我國認識到碳排放問題是影響未來全球經(jīng)濟社會發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。因此，我國主動推進碳減排的理念、策略和技術發(fā)展，引領世界變得更加清潔環(huán)保。

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)可以幫助發(fā)現(xiàn)、識別能源浪費相關的問題，監(jiān)控和優(yōu)化能源使用，降低碳排放。在全球范圍內，許多領先企業(yè)已成功應用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，并顯著提高能源效率、降低碳排放。鑒于此，我國應大力推動其在工業(yè)界的應用，通過政策支持、行業(yè)合作、技術創(chuàng)新、定制化解決方案等措施，形成先進的低能源浪費的綠色產(chǎn)業(yè)集群。

全球碳排放問題關系到人類的生存和發(fā)展。推動數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在工業(yè)界中的部署，是建設碳中和綠色地球的有效手段。人類想要更好地在這片美好的大地上長久地安居樂業(yè)，就必須建設更加綠色清潔的工業(yè)系統(tǒng)。為了達成這一項與每個人息息相關的重大事業(yè)，需要各方不斷努力，早日實現(xiàn)全人類維護綠色地球的長遠夢想。

致謝英國劍橋大學工程系制造研究所可持續(xù)發(fā)展中心的Mr. Awwal Sanusi Abubakar對本文提出了富有建設性的建議。

（作者：耿端陽、Steve EVANS，英國劍橋大學工程系制造研究所；許通，英國劍橋大學土地經(jīng)濟系環(huán)境能源與自然資源管理中心；朱慶華，上海交通大學安泰經(jīng)濟與管理學院；編審：金婷；《中國科學院院刊》供稿）