中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 隨著氣候變化日益加劇，碳減排問(wèn)題受到全球普遍關(guān)注。2015年通過(guò)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(nèi)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，西方各國(guó)采取國(guó)家自主貢獻(xiàn)措施，定期審查和提高減排承諾。我國(guó)也積極響應(yīng)，2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

工業(yè)是碳排放的重要來(lái)源。2022年全球工業(yè)碳排放為9.2 Gt，占總排放量的25%。我國(guó)作為世界第一大工業(yè)國(guó)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(guó)能源結(jié)構(gòu)尚處于向清潔能源轉(zhuǎn)型的初期，碳捕集、利用和封存相關(guān)技術(shù)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(fèi)（即高于最優(yōu)能耗的用能），是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的創(chuàng)新思路。以保守估計(jì)，我國(guó)工業(yè)企業(yè)中存在10%—20%的能源浪費(fèi)，對(duì)應(yīng)約有300 Mt的碳減排空間。

我國(guó)政府密切關(guān)注工業(yè)界能源浪費(fèi)問(wèn)題。我國(guó)針對(duì)工業(yè)能源浪費(fèi)問(wèn)題陸續(xù)出臺(tái)了一系列文件，如2011年國(guó)家能源局發(fā)布的《重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理辦法》、2016年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》、2017年國(guó)家發(fā)展和改革委、國(guó)家能源局印發(fā)的《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》等文件，要求重點(diǎn)耗能行業(yè)實(shí)現(xiàn)能源在線監(jiān)測(cè)以持續(xù)降低能耗。2021年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書，提出強(qiáng)化能源節(jié)約與能效提升，實(shí)現(xiàn)用電管理可視化、自動(dòng)化、智能化。

相比于物料、人力資源等可見(jiàn)資源，能源具有不可見(jiàn)性。精益生產(chǎn)等解決思路已廣泛應(yīng)用于解決可見(jiàn)資源的浪費(fèi)，但能源浪費(fèi)卻由于不可見(jiàn)性和過(guò)去能源價(jià)格較低經(jīng)常被忽視。通過(guò)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)（Digital Energy Management System），企業(yè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jìn)而減少能源浪費(fèi)，為企業(yè)帶來(lái)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(guò)分析日常能耗，發(fā)現(xiàn)電耗量與機(jī)器轉(zhuǎn)速和變頻相關(guān)；通過(guò)調(diào)整機(jī)器的運(yùn)行方案，一年節(jié)約用電48.8萬(wàn)度。

本文針對(duì)我國(guó)工業(yè)界能源浪費(fèi)和數(shù)字化能源管理系統(tǒng)具體應(yīng)用不成熟等問(wèn)題，分析數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在國(guó)外工業(yè)界的應(yīng)用情況和我國(guó)所面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。提出“基于生產(chǎn)步驟的標(biāo)準(zhǔn)能耗標(biāo)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(guān)者的角色，提出政府通過(guò)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)減排的對(duì)策建議。

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)主要采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shì)。例如，中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)利用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗，實(shí)現(xiàn)了降低碳排放和提高能源使用效率的目標(biāo)；德國(guó)巴斯夫公司采用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)進(jìn)行能源管理和控制，提升能源效率。

國(guó)際數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用

在國(guó)際上，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用已取得很大進(jìn)展（表1）。

英國(guó)。2014年，英國(guó)能源與氣候部門與監(jiān)管機(jī)構(gòu)Ofgem發(fā)布《智能電網(wǎng)遠(yuǎn)景與路線圖》（Smart Grid Vision and Routemap），推動(dòng)企業(yè)部署標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)用能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化。該智能電網(wǎng)可以實(shí)時(shí)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(jìn)行調(diào)整；支持分布式能源（如太陽(yáng)能、風(fēng)能等）的并網(wǎng)接入，使企業(yè)能夠降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。該智能電網(wǎng)還可以實(shí)時(shí)傳遞電價(jià)信息，讓企業(yè)在價(jià)格低時(shí)消耗更多電力，價(jià)格高時(shí)減少電力消耗，在整體上降低了英國(guó)工業(yè)界的能源浪費(fèi)。但智能電網(wǎng)也存在一些缺點(diǎn)：智能電網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)成本很高，可能導(dǎo)致企業(yè)在短期內(nèi)面臨較大的財(cái)務(wù)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(dān)憂。

美國(guó)。美國(guó)政府于1978年推出“聯(lián)邦能源管理計(jì)劃”（Federal Energy Management Program）；1992年美國(guó)環(huán)境保護(hù)署和能源部推出“能源之星自愿性能源效率項(xiàng)目”，同時(shí)推動(dòng)企業(yè)廣泛采用數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能耗的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。另外，美國(guó)能源部于2011年提出的“卓越能源績(jī)效計(jì)劃”（Superior Energy Performance Program, SEP），是一個(gè)基于ISO50001標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證計(jì)劃，它提供系統(tǒng)方法改進(jìn)企業(yè)的能源性能，并通過(guò)認(rèn)證程序來(lái)驗(yàn)證這些改進(jìn)。美國(guó)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(biāo)；美國(guó)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(shè)備等軟硬件結(jié)合的技術(shù)，為眾多工業(yè)企業(yè)建立數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。

德國(guó)。德國(guó)政府于2011年通過(guò)《能源轉(zhuǎn)型和氣候保護(hù)法案》，推出“能源轉(zhuǎn)型”計(jì)劃；2023年發(fā)布《氣候保護(hù)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(guó)能源供應(yīng)商意昂集團(tuán)在客戶設(shè)施中安裝傳感器和智能計(jì)量設(shè)備，實(shí)時(shí)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(tái)，利用大數(shù)據(jù)分析，識(shí)別能源使用中的異常和浪費(fèi)，幫助客戶發(fā)現(xiàn)潛在的節(jié)能機(jī)會(huì)，提供定制化的能源優(yōu)化建議，并協(xié)助實(shí)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(diǎn)與英國(guó)智能電網(wǎng)計(jì)劃類似。另外，德國(guó)眾多工業(yè)企業(yè)通過(guò)了ISO 50001能源管理體系認(rèn)證，發(fā)布了明確的2030降碳目標(biāo)；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(guò)能管系統(tǒng)顯著減少能源浪費(fèi)。

日本。日本政府于1979年制定并推行以《能源保護(hù)法案》（Energy Conservation Act）為基礎(chǔ)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(zé)任人，并進(jìn)行定期能源審計(jì)。同時(shí)，日本工業(yè)技術(shù)研究院主導(dǎo)推動(dòng)“工業(yè)能源管理系統(tǒng)”項(xiàng)目，研發(fā)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，并同時(shí)推廣其標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證機(jī)制。另外，日本工業(yè)界龍頭企業(yè)，如日立公司，開(kāi)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(wù)。

瑞典。瑞典政府對(duì)企業(yè)的能源管理有嚴(yán)格要求，在企業(yè)中推行能源審計(jì)計(jì)劃，并設(shè)立了清晰的能源效率標(biāo)準(zhǔn)。2003年推行“可持續(xù)生產(chǎn)力計(jì)劃”（SPI），旨在提高工業(yè)能源效率、減少能源浪費(fèi)。瑞典法律規(guī)定，年銷售額超過(guò)5 000萬(wàn)歐元的企業(yè)須每4年進(jìn)行1次能源審計(jì)，公司擁有認(rèn)證的能管系統(tǒng)可免于審計(jì)，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(shè)備制造商愛(ài)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(shí)，瑞典企業(yè)也十分重視能管系統(tǒng)建設(shè)，例如：斯凱孚是全球首批完成ISO 50001認(rèn)證的企業(yè)，不僅自身優(yōu)先部署能管系統(tǒng)，同時(shí)還將其能管系統(tǒng)推廣至供應(yīng)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(dòng)鋼鐵行業(yè)凈零排放轉(zhuǎn)型。瑞典在推動(dòng)能管系統(tǒng)部署的相關(guān)制度在國(guó)際領(lǐng)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(rùn)空間也相對(duì)較大。因此瑞典的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)推廣到世界其他國(guó)家的適用性相對(duì)有限。

綜合其他國(guó)家情況，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的建設(shè)需要政府、企業(yè)等多方協(xié)作，同時(shí)對(duì)相關(guān)技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(fèi)。

我國(guó)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)應(yīng)用情況

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

我國(guó)工業(yè)界數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用比例在逐漸提升，且已有許多推進(jìn)工業(yè)界應(yīng)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(jìn)能源管理體系工作實(shí)施方案》推動(dòng)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(guò)實(shí)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(kāi)展重點(diǎn)用能單位“百千萬(wàn)”行動(dòng)，要求按照GB/T—23331《能源管理體系要求》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，建立健全能源管理體系，加強(qiáng)能源計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析，建設(shè)完善能耗在線監(jiān)測(cè)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(jìn)一步強(qiáng)化節(jié)能實(shí)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(guò)在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)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(dá)到減碳之目的。例如，中國(guó)石化燕山石化公司積極推進(jìn)化工余熱利用項(xiàng)目，通過(guò)聯(lián)合熱泵系統(tǒng)等高效清潔供暖技術(shù)，降低了蒸汽的消耗; 西子航空工廠基于工廠內(nèi)的大數(shù)據(jù)分析及時(shí)調(diào)度儲(chǔ)能和用熱，用熱低峰時(shí)使用熔鹽罐儲(chǔ)熱，用熱高峰時(shí)使用全釩液流和氫燃料電池供熱，削峰填谷，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)節(jié)能，估計(jì)每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2 100噸。

相比國(guó)際先進(jìn)水平，我國(guó)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在普及和發(fā)展程度、綜合運(yùn)營(yíng)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(shù)創(chuàng)新方面尚有較大提升空間。早在1960年，日本就開(kāi)發(fā)了第1個(gè)能源管理系統(tǒng)。1973年“能源危機(jī)”后，耗能在西方工業(yè)化國(guó)家引起了極大的重視，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展和沉淀，已逐步發(fā)展出健全、智能化、運(yùn)營(yíng)效率高的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)。而我國(guó)直到20世紀(jì)80年代中期，才開(kāi)始推進(jìn)能源管理，從采用“能量平衡測(cè)試”、“能源審計(jì)”促進(jìn)用能單位裝設(shè)計(jì)量?jī)x表；到淘汰高耗能設(shè)備，進(jìn)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(guān)政策支持和企業(yè)對(duì)于能源管理的了解、普及程度低，導(dǎo)致了各行業(yè)、各地區(qū)發(fā)展程度參差不齊。

目前國(guó)內(nèi)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(jìn)行簡(jiǎn)單的能耗計(jì)量和分析。在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)分析、發(fā)現(xiàn)管理盲區(qū)、識(shí)別節(jié)能方法等方面仍有很大提升空間。同時(shí)，大部分企業(yè)能耗相關(guān)的數(shù)據(jù)分散在各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)分析，很難進(jìn)一步挖掘能管系統(tǒng)的價(jià)值。另外，國(guó)內(nèi)企業(yè)能源浪費(fèi)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)各異，沒(méi)有建立統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)營(yíng)管理方面，由于涉及的管理人員和技術(shù)部門眾多，需要大批的復(fù)合型人才和與之匹配的健全管理體制。總體來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)處于重視系統(tǒng)基礎(chǔ)建設(shè)而輕視運(yùn)營(yíng)的初始發(fā)展階段。

國(guó)內(nèi)大部分中小企業(yè)自身缺少建設(shè)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，也缺乏對(duì)于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的算法、分析和運(yùn)營(yíng)管理的知識(shí)。目前我國(guó)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(dòng)，并由工業(yè)企業(yè)購(gòu)買數(shù)字化能源管理系統(tǒng)方案服務(wù)后再在內(nèi)部實(shí)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(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)態(tài)調(diào)整、數(shù)據(jù)分析、識(shí)別能源浪費(fèi)點(diǎn)并采取相應(yīng)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(yīng)用價(jià)值。

我國(guó)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(huì)對(duì)我國(guó)工業(yè)界能源管理帶來(lái)各種機(jī)遇與挑戰(zhàn)。圖1總結(jié)了政府、技術(shù)、企業(yè)3個(gè)層面所面臨的挑戰(zhàn)。

政府層面

政府推動(dòng)企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)所遇到的阻力。推動(dòng)我國(guó)企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)受限于缺乏相應(yīng)的法律法規(guī)，因此無(wú)法強(qiáng)制要求所有企業(yè)全部部署。目前我國(guó)政府整體上采用獎(jiǎng)勵(lì)的方式鼓勵(lì)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(dòng)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(lì)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(biāo)準(zhǔn)是什么？

政府監(jiān)管數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。對(duì)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(biāo)準(zhǔn)化能管系統(tǒng)建設(shè)的問(wèn)題。政府應(yīng)要求企業(yè)上報(bào)哪些能源信息？為確保企業(yè)數(shù)據(jù)隱私的安全性問(wèn)題，政府應(yīng)該建立怎樣的上報(bào)機(jī)制？如果不對(duì)企業(yè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，未來(lái)各企業(yè)部署的數(shù)字化能源管理系統(tǒng)可能會(huì)在各方面存在差異，導(dǎo)致企業(yè)間用能數(shù)據(jù)無(wú)法橫向?qū)Ρ龋搽y以收集相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)用能進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與管理。

政府公布的數(shù)據(jù)對(duì)用能企業(yè)缺乏參考性。針對(duì)高能耗的行業(yè)和產(chǎn)品，2021年我國(guó)政府已經(jīng)出臺(tái)了《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)值及對(duì)標(biāo)值。但是，目前政府所給出的能耗標(biāo)準(zhǔn)值往往是比較模糊的單位能耗總值，一般針對(duì)一個(gè)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(huì)有諸多差別，導(dǎo)致其用能情況大不相同。另外，政府對(duì)公布的能耗標(biāo)準(zhǔn)值缺乏解釋，企業(yè)無(wú)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(biāo)準(zhǔn)值很難實(shí)質(zhì)性指導(dǎo)企業(yè)找到能源浪費(fèi)。

技術(shù)層面

硬件設(shè)備限制。受限于能源傳感器硬件條件，部分能源數(shù)據(jù)無(wú)法獲取或無(wú)法保證其精準(zhǔn)度及長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。尤其是對(duì)于燃?xì)狻⒄羝确请娔苣茉矗绻麄鞲衅髁砍踢x擇錯(cuò)誤，在瞬時(shí)能耗過(guò)高或過(guò)低的時(shí)段，能源數(shù)據(jù)測(cè)量很可能失真。另外，能管系統(tǒng)需要與各種設(shè)備進(jìn)行交互，工廠生產(chǎn)設(shè)備往往來(lái)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(wèn)題。

龐大的數(shù)據(jù)量所引發(fā)的問(wèn)題。工廠生產(chǎn)系統(tǒng)十分復(fù)雜，同時(shí)產(chǎn)量龐大。實(shí)時(shí)監(jiān)控用能情況、收集用能數(shù)據(jù)，會(huì)產(chǎn)生巨大數(shù)據(jù)量，為企業(yè)帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)。另外，龐大數(shù)據(jù)量對(duì)能管系統(tǒng)算力要求高，算力不足會(huì)導(dǎo)致能管系統(tǒng)運(yùn)行緩慢、無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、出現(xiàn)各種漏洞、設(shè)備掉線、設(shè)備間數(shù)據(jù)無(wú)法匹配等諸多問(wèn)題。若無(wú)法處理好此難題，會(huì)對(duì)能管系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大影響。

數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題。由于能源數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)息息相關(guān)，企業(yè)也十分關(guān)注能源數(shù)據(jù)的安全性，防止競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手及其他相關(guān)方根據(jù)能源數(shù)據(jù)反推企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)企業(yè)核心業(yè)務(wù)造成不良影響。但目前數(shù)字化能源管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)安全性的重視程度較低，存在泄露企業(yè)機(jī)密的風(fēng)險(xiǎn)。

數(shù)字化能源管理系統(tǒng)缺乏對(duì)能源浪費(fèi)問(wèn)題的分析與識(shí)別能力。對(duì)于不可見(jiàn)的能源，數(shù)字化能源管理系統(tǒng)具有巨大的實(shí)際價(jià)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(jí)階段，只能反饋企業(yè)用能情況，無(wú)法分析識(shí)別能源浪費(fèi)點(diǎn)，仍需要專業(yè)人員根據(jù)能源信息進(jìn)行分析得出真正的能源提升點(diǎn)，導(dǎo)致企業(yè)對(duì)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實(shí)際價(jià)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(lái)諸多挑戰(zhàn)。

企業(yè)對(duì)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)潛在的價(jià)值認(rèn)識(shí)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(duì)于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)可帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)存疑。然而，根據(jù)近些年來(lái)的發(fā)展形勢(shì)，企業(yè)能源績(jī)效將對(duì)企業(yè)自身發(fā)展造成更多影響。 自俄烏沖突、石油危機(jī)等“黑天鵝”事件以來(lái)，能源價(jià)格不斷上漲，導(dǎo)致企業(yè)能源支出不斷上升。我國(guó)能源價(jià)格漲幅相比國(guó)際部分地區(qū)相對(duì)較低，但能源價(jià)格也呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外持續(xù)增強(qiáng)對(duì)碳中和、碳達(dá)峰等目標(biāo)的關(guān)注，相應(yīng)的法律法規(guī)必然愈加嚴(yán)格。例如，碳交易和碳稅的推動(dòng)會(huì)潛在增加用能成本，因此應(yīng)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(guān)的技能，未來(lái)將在前兩點(diǎn)背景下不斷演變成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力之一進(jìn)行宣傳，并對(duì)其供應(yīng)鏈企業(yè)做出碳排放限制。我國(guó)企業(yè)也應(yīng)在相關(guān)方面提前布局、謀取長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

中小企業(yè)財(cái)務(wù)限制。數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的安裝、運(yùn)營(yíng)及管理成本偏高，安裝該系統(tǒng)也可能需要對(duì)原有產(chǎn)線進(jìn)行更新。盡管數(shù)字化能源管理系統(tǒng)得益于我國(guó)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(duì)于中國(guó)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(lái)的經(jīng)濟(jì)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(dòng)外增加一個(gè)新關(guān)注點(diǎn)，需要具有相關(guān)專業(yè)知識(shí)的人員開(kāi)展工作。這會(huì)進(jìn)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(cái)政壓力。

對(duì)數(shù)據(jù)價(jià)值與內(nèi)容缺乏認(rèn)識(shí)。類似于上文提及對(duì)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)價(jià)值的認(rèn)識(shí)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(duì)其收集的能源數(shù)據(jù)價(jià)值亦缺乏認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部對(duì)該類數(shù)據(jù)的管理、分析、交流等并不重視。甚至?xí)霈F(xiàn)收集了許多數(shù)據(jù)，但企業(yè)內(nèi)部無(wú)人關(guān)注的情況。這一點(diǎn)受制于企業(yè)對(duì)能源數(shù)據(jù)含義缺乏理解，同時(shí)也受制于政府方面缺乏相應(yīng)的引導(dǎo)和規(guī)定。企業(yè)還可能缺乏對(duì)能源數(shù)據(jù)有深入專業(yè)知識(shí)的人員，所以無(wú)法針對(duì)企業(yè)的能耗問(wèn)題進(jìn)行分析，找出能耗績(jī)效提升點(diǎn)并實(shí)施相應(yīng)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(shù)供應(yīng)商搭建，供應(yīng)商的通用性技術(shù)方案可能會(huì)與企業(yè)真實(shí)需求不匹配，導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法對(duì)自身用能情況真正做到深入的分析和理解。

我國(guó)工業(yè)企業(yè)部署能管系統(tǒng)的建議

針對(duì)目前我國(guó)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(yīng)緊密結(jié)合用能狀況與生產(chǎn)活動(dòng)，基于數(shù)字化能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)地測(cè)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(biāo)簽，并推動(dòng)建立能耗標(biāo)簽的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、普及化，讓不同企業(yè)間建立統(tǒng)一的能耗信息“語(yǔ)言”，從而為企業(yè)生產(chǎn)人員提供具有價(jià)值的用能信息，輔助更快找到能源浪費(fèi)。圖 2 展示了分步驟化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽的基本思想，以及數(shù)字化能源管理系統(tǒng)各利益相關(guān)者之間的關(guān)系。

能管系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)分析方法論

企業(yè)建設(shè)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(yīng)分產(chǎn)品、分批次、分步驟進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽。

如前所述，現(xiàn)有數(shù)字化能源管理系統(tǒng)僅能做到對(duì)企業(yè)生產(chǎn)能耗的描述性分析。例如：報(bào)告廠房某日生產(chǎn)的總能耗，或是某生產(chǎn)設(shè)備某一小時(shí)的生產(chǎn)能耗曲線。然而，現(xiàn)有系統(tǒng)缺乏對(duì)能源浪費(fèi)點(diǎn)的識(shí)別以及分析能力。本文提出數(shù)字化能源管理系統(tǒng)應(yīng)更加緊密地結(jié)合用能情況與生產(chǎn)活動(dòng)，具有識(shí)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(dòng)與非增值活動(dòng)的概念來(lái)自精益生產(chǎn)理念，增值活動(dòng)是可以直接為企業(yè)客戶創(chuàng)造價(jià)值的活動(dòng)，而非增值活動(dòng)則反之，被視為浪費(fèi)。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(jià)值的用能。鑒于生產(chǎn)工廠最終輸出的主要具有價(jià)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(shè)備、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)規(guī)范等皆不相同，很難得出一個(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)控能耗的能力，提出：應(yīng)針對(duì)各生產(chǎn)步驟在生產(chǎn)單位產(chǎn)品的用能進(jìn)行多批次的對(duì)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(jìn)行組合，得到該產(chǎn)品的分步驟化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽。這樣的能耗標(biāo)簽描述了1個(gè)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(zhǔn)。該能耗標(biāo)簽?zāi)荏w現(xiàn)1個(gè)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(guò)程中快速定位能源浪費(fèi)所處的生產(chǎn)步驟，識(shí)別能源浪費(fèi)點(diǎn)。同時(shí)，對(duì)于生產(chǎn)步驟相同或相似的產(chǎn)品，該能耗標(biāo)簽建立了不同企業(yè)間對(duì)比分析的基礎(chǔ)。能源效率偏低的企業(yè)可以對(duì)標(biāo)優(yōu)秀企業(yè)的能耗標(biāo)簽，找出自身能源浪費(fèi)較多的步驟，從而發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)點(diǎn)并加以解決，最終實(shí)現(xiàn)降低全行業(yè)能源浪費(fèi)。

分步驟化標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽概念尤其適用于高同質(zhì)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(guó)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(yù)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽，這樣的標(biāo)簽即可代表目前我國(guó)在此行業(yè)遵循此生產(chǎn)流程可達(dá)到的最優(yōu)水平。

對(duì)我國(guó)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(dòng)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在企業(yè)中的建設(shè)。目前我國(guó)各級(jí)政府已經(jīng)開(kāi)展相關(guān)工作鼓勵(lì)企業(yè)部署數(shù)字化能源管理系統(tǒng)，但是這項(xiàng)任務(wù)仍道阻且長(zhǎng)。各級(jí)政府應(yīng)繼續(xù)持續(xù)完善獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，例如對(duì)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(bǔ)貼或者優(yōu)先審批項(xiàng)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(duì)“百千萬(wàn)”企業(yè)逐級(jí)推進(jìn)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的部署，建立一套完善的監(jiān)測(cè)與評(píng)估機(jī)制，并不斷完善相關(guān)法律法規(guī)。建立跨部門協(xié)同監(jiān)管機(jī)制，確保數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的有效推廣和應(yīng)用。

持續(xù)支持各利益相關(guān)方合作發(fā)展。為加強(qiáng)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在整個(gè)工業(yè)界中降低能源浪費(fèi)的作用，應(yīng)持續(xù)支持系統(tǒng)各利益相關(guān)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(shù)提供商的合作。數(shù)字化能源管理系統(tǒng)技術(shù)提供商應(yīng)多與其用戶進(jìn)行深入溝通，使系統(tǒng)更加針對(duì)性地幫助用能企業(yè)。能管系統(tǒng)認(rèn)證機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)與用能企業(yè)、數(shù)字化能源管理系統(tǒng)技術(shù)提供商交流，與政府協(xié)作努力，助力實(shí)現(xiàn)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在工業(yè)界中的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化。同時(shí)也應(yīng)支持其他利益相關(guān)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(xué)研協(xié)同發(fā)展，借助學(xué)術(shù)界的知識(shí)提升數(shù)字化能源管理系統(tǒng)的技術(shù)和管理。另外，學(xué)術(shù)界應(yīng)著力培養(yǎng)具備能源管理和數(shù)字技術(shù)背景的復(fù)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(zhǔn)。為貫徹3.1中介紹的方法論，企業(yè)需通過(guò)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(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽。這個(gè)能源可以為企業(yè)未來(lái)生產(chǎn)提供指導(dǎo)性建議，方便企業(yè)快速定位能源浪費(fèi)所處的生產(chǎn)步驟。該方法論應(yīng)進(jìn)一步在全產(chǎn)業(yè)推廣，對(duì)于生產(chǎn)步驟相同或類似的產(chǎn)品，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)能耗標(biāo)簽，作為生產(chǎn)能耗基準(zhǔn)推廣至全產(chǎn)業(yè)的所有企業(yè)中，進(jìn)而輔助全產(chǎn)業(yè)發(fā)現(xiàn)能源浪費(fèi)點(diǎn)。

積極引領(lǐng)企業(yè)對(duì)標(biāo)行業(yè)最優(yōu)實(shí)踐。客觀上，企業(yè)在部署能管系統(tǒng)的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)方面存在差異，為促進(jìn)工業(yè)界在消除能源浪費(fèi)方面取得進(jìn)步，政府應(yīng)識(shí)別篩選在能管系統(tǒng)部署方面最優(yōu)實(shí)踐的企業(yè)。樹立行業(yè)標(biāo)桿，總結(jié)最優(yōu)實(shí)踐企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，推出相應(yīng)文件為其他企業(yè)詳細(xì)介紹最優(yōu)實(shí)踐的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，從而引領(lǐng)其他企業(yè)對(duì)標(biāo)行業(yè)標(biāo)桿。另外，對(duì)于單位產(chǎn)品能耗，在確認(rèn)某一產(chǎn)品（或某一產(chǎn)品類別）的單位生產(chǎn)能耗基準(zhǔn)后，應(yīng)將其推廣至全行業(yè)，在此過(guò)程中，需對(duì)生產(chǎn)能耗基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行解釋，幫助企業(yè)了解單位生產(chǎn)能耗最優(yōu)實(shí)踐的具體情況。

結(jié)語(yǔ)

“雙碳”目標(biāo)既體現(xiàn)了我國(guó)作為國(guó)際大國(guó)對(duì)全球環(huán)境的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，同時(shí)也表明我國(guó)認(rèn)識(shí)到碳排放問(wèn)題是影響未來(lái)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。因此，我國(guó)主動(dòng)推進(jìn)碳減排的理念、策略和技術(shù)發(fā)展，引領(lǐng)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(shí)別能源浪費(fèi)相關(guān)的問(wèn)題，監(jiān)控和優(yōu)化能源使用，降低碳排放。在全球范圍內(nèi)，許多領(lǐng)先企業(yè)已成功應(yīng)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(guó)應(yīng)大力推動(dòng)其在工業(yè)界的應(yīng)用，通過(guò)政策支持、行業(yè)合作、技術(shù)創(chuàng)新、定制化解決方案等措施，形成先進(jìn)的低能源浪費(fèi)的綠色產(chǎn)業(yè)集群。

全球碳排放問(wèn)題關(guān)系到人類的生存和發(fā)展。推動(dòng)數(shù)字化能源管理系統(tǒng)在工業(yè)界中的部署，是建設(shè)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(zhǎng)久地安居樂(lè)業(yè)，就必須建設(shè)更加綠色清潔的工業(yè)系統(tǒng)。為了達(dá)成這一項(xiàng)與每個(gè)人息息相關(guān)的重大事業(yè)，需要各方不斷努力，早日實(shí)現(xiàn)全人類維護(hù)綠色地球的長(zhǎng)遠(yuǎn)夢(mèng)想。

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

（作者：耿端陽(yáng)、Steve EVANS，英國(guó)劍橋大學(xué)工程系制造研究所；許通，英國(guó)劍橋大學(xué)土地經(jīng)濟(jì)系環(huán)境能源與自然資源管理中心；朱慶華，上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院。《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿）