胡冠楠
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定
前言
推進工業能效提升，是產業提質升級、實現高質量發展的內在要求，是降低工業領域碳排放、實現碳達峰碳中和目標的重要途徑，是培育形成綠色低碳發展新動能、促進工業經濟增長的有效舉措。為深入貫徹落實黨、國務院重大決策部署，進一步提高工業領域能源利用效率，推動優化能源資源配置，2022年6月23日，工業和信息化部等六部門聯合印發了工業能效提升行動計劃的通知。制定了工業能效管理提升行動計劃。
關鍵詞：工業能效提升行動計劃、汽車制造、節能、能效、綠色低碳
一.工業能效提升行動計劃的主要目標
到2025年，工業行業能效提升，數據中心等領域能效明顯提升，綠色低碳能源利用比例顯著提高，節能提效工藝技術裝備廣泛應用，標準、服務和監管體系逐步完善，鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業產品能效達到國際水平，規模以上工業單位增加值能耗比2020年下降13.5%。能盡其用、效率至上成為市場主體和公眾的共同理念和普遍要求，節能提效進一步成為綠色低碳的降耗減碳的舉措。
二.大力提升行業領域能效
工業能效提升行動計劃中指出：聚焦用能行業和用能領域，分業施策，分類推進，加快技術推廣，強化對標達標，系統提升能效水平。
推進行業節能提效改造升級。深入挖掘鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等行業節能潛力，有序推進技術工藝升級，推動能效水平應提盡提，實現行業能效穩步提升。針對機械、造紙、紡織、電子等行業主要用能環節和設備，推廣一批關鍵共性節能提效技術裝備，加快提升行業能效。鼓勵企業加強能量系統優化、余熱余壓利用、可再生能源利用、公輔設施改造等。此類行業均為汽車制造業的上游產業，如鋼鐵、化工、機械、電子、紡織等，也為供應鏈中的一環，上游產業有效實施節能提效改造升級措施將有利于降低產業鏈整體成本。
三.持續提升用能設備系統能效
工業能效提升行動計劃中指出：圍繞電機、變壓器、鍋爐等通用用能設備，持續開展能效提升專項行動，加大用能設備應用力度，開展存量用能設備節能改造。汽車制造行業也配備有大量電機、變壓器和鍋爐等通用用能設備，主要集中在動力站房內。
實施電機能效提升行動。鼓勵電機生產企業開展性能優化、機殼輕量化等系統化創新設計，優化電機控制算法與控制性能，加快高性能電磁線、稀土永磁、高磁感低損耗冷軋硅鋼片等關鍵材料創新升級。推行電機節能認證，推進電機再制造。推動使用企業開展設備能效水平和運行維護情況評估，科學細分負載特性及不同工況，加快電機更新升級。2025年新增節能電機占比達到70%以上。
實施變壓器能效提升行動。引導變壓器關鍵材料生產、零部件供應、整機制造企業協同開展綠色設計，加強立體卷鐵芯等結構設計與加工工藝技術創新。針對可再生能源電站、軌道交通、數據中心、船用岸電、電動汽車充電等新興應用場景，推廣應用節能變壓器。鼓勵電網企業、工業企業開展在網運行變壓器普查，制定能效提升計劃并組織實施。2025年新增節能變壓器占比達到80%以上。
實施鍋爐能效提升行動。推動開展鍋爐系統能效在線監控、在線診斷、協同優化、主輔機匹配調控等技術改造。加快推進鍋爐產業集群高質量發展，促進節能鍋爐產業化。鼓勵生產企業提供節能鍋爐及配套降碳、環保等設施的設計、生產、安裝、運行等一體化服務。實施用能系統能效提升行動。開展用能設備系統匹配性節能改造和運行控制優化。加快應用離心式風機、低速大轉矩直驅、高速直驅、伺服驅動等技術，提高風機、泵、壓縮機等電機系統效率和質量。推動節能爐排、配套輔機、熱網泵閥、儲熱器、能量計量系統等鍋爐配套系統規模化應用。加強能效標識符合性審查，禁止企業生產、銷售不符合能效強制性國家標準要求的用能設備及其系統。
四.統籌提升企業園區綜合能效
工業能效提升行動計劃中指出：推動工業企業、工業園區加強全鏈條、全維度、全過程用能管理，協同推進大中小企業節能提效，系統提升產業鏈供應鏈綜合能效水平。
強化工業企業能效管理。推動用能企業制定實施節能計劃，建立節能目標責任制，開展能源管理體系認證，設立專職能源管理崗位等。落實能源消費統計和能源利用狀況報告制度，定期開展能源審計、節能診斷和能效對標達標，鼓勵企業按照自愿原則發布能源利用狀況年度報告。組織開展能源計量審查，督促企業完善能源計量體系，按要求配備能源計量器具，定期開展器具檢定校準等。
支持大型企業推行綠色制造，加快推進節能提效工藝革新和數字化、綠色化轉型。鼓勵通過項目合作、產業共建、搭建聯盟等市場化方式，加強產業鏈供應鏈能效管理，引導能效提升。鼓勵大型企業帶頭執行企業綠色采購指南，強化采購中的能效約束。鼓勵簽訂節能自愿協議，實施供應鏈能效提升倡議，開展節能自愿聲明和自我承諾等。
五.需積極推動數字能效提檔升級
工業能效提升行動計劃中指出：需充分發揮數字技術對工業能效提升的賦能作用，推動構建狀態感知、實時分析、科學決策、執行能源管控體系，加速生產方式數字化、綠色化轉型。
提高數字化節能提效技術水平。推動5G、云計算、邊緣計算、物聯網、大數據、人工智能等數字技術在節能提效領域的研發應用，積極構建面向能效管理的數字孿生系統。發揮5G 應用產業方陣、“綻放杯"5G 應用征集大賽等平臺作用，深入挖掘5G 賦能工業領域節能提效的典型案例和場景并加以推廣。推動企業深化能源管控系統建設，通過能量流、物質流等信息采集監控、智能分析和精細管理，實現以能效為約束的多目標運行決策優化等。鼓勵企業基于能源管控系統探索實施數字化碳管理，協同推進用能數據與碳排放數據的收集、分析和管理。
提高能效管理公共服務能力。結合行業、企業能效提升實際需求，加大數字化綠色化協同發展解決方案供給力度。鼓勵地方發揮好現有能效管理與服務平臺作用，面向工業企業和產業鏈上下游提供用能數據采集、跟蹤與核算等服務。發揮好現有能效數據認證平臺作用，提供數據認證、可信交互、能效標識認定及核驗服務，有效提升能效數據的應用價值。
提高“工業互聯網+能效管理"創新能力。面向行業領域探索“工業互聯網+能效管理"典型應用場景，加快新技術新產品的測試認證，逐步完善行業數字能效提升全景圖，打造解決方案資源庫。推動用能設備、工序等數字化改造和上云用云。推廣以工業互聯網為載體、以能效管理為對象的平臺化設計、智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理等融合創新模式。
六.安科瑞為汽車制造企業重要領域提供能效管理解決方案
AcrelEMS-EV汽車制造綜合能效管理系統，根據汽車制造企業能源流向、信息流向及電壓等級變化，可以將“源網荷儲運維"這幾個版塊納入系統進行集中采集、監測和控制，通過一個平臺、一個APP整體的對數據中心供配電環節進行集中監控、統一運維，保障數據中心的綠色低碳穩定可靠運行。
源
響應國家3060雙碳目標，針對建設新能源電站，利用“光伏發電"、“風力發電"等綠電資源的數據中心，平臺可以將綠色電站的供配電結構進行實時的在線監控，包含太陽能電池板、逆變器、匯流箱等設備。
網
供電網絡包含四個子功能：“變電站綜合自動化"、“電力監控"、“電能質量"和“電氣安全"。
“變電站綜合自動化"通過對變電站進出線的開關柜、變壓器、直流屏等設備進行監測，保證變壓器的溫度和運行正常。
“電力監控"圍繞10KV到400V，對整個變配電環節的進出線及相關的設備，包括柴油發電機，以及電能質量進行監測，實時掌控每個回路的用電情況、開關分合閘狀態，斷路器異常跳變時報警推送和提醒，對柴油發電機的狀態和柴油油位狀態進行監測，同時通過備自投邏輯控制，確保供電自主切換；
“電能質量"對供電局引入的市電側采用電能質量在線監測裝置監測電網引入的情況，確保輸入的電能質量可靠；0.4KV低壓配電網絡采用APM電力儀表以及APF和SVG治理裝置進行電能質量治理，治理開關電源、電泳設備、焊接設備、變頻器等帶來的電能質量問題，保障生產用電的可靠純凈，工作不受干擾。
“電氣安全"包括電氣火災監控，消防設備電源監控，防火門監控以及應急照明和疏散指示系統等消防系統，通過以上四個子功能，24小時可了解運營情況，保障汽車制造企業供配電網絡的可靠穩定安全。
荷
汽車制造企業的主要用能區域為動力站房，涂裝車間、焊接車間、沖壓車間和總裝車間。平臺 “能耗分析"功能，針對每個重要節點和設備進行能耗統計分析，作為能耗優化及調整的參考和數據支撐。通過分布在汽車制造企業供配電系統各重要節點的采集設備監測電量、電流和電壓等參數，對采集的參數進行分析和統計，以報表的形式展示數據中心各能效評估區域的能耗評估結果；
同時平臺可以實時監測制冷系統、空壓機系統和冷卻循環水系統的能效水平，指出可改進空間，降低能耗；并且通過智能照明控制，關閉長明燈，調整燈具發光亮度，策略控制燈具的點亮，實現人來燈亮、人走燈滅，達到降低照明能耗。
儲
汽車制造企業的用電負荷波動相對較大，如沖壓設備、焊接設備等。使用儲能技術可以改善電能質量、提高可靠性。借助于電力電子變流技術，儲能技術可以實現有功功率調節和無功控制，快速平衡系統中由于各種原因產生的不平衡功率，調整頻率，補償負荷波動，減少擾動對電網的沖擊，提高系統運行穩定性，改善用戶電能質量；可以削峰填谷。電力需求在白天和黑夜、不同季節間存在巨大的峰谷差。儲能可以有效地實現需求側管理，發揮削峰填谷的作用，消除晝夜峰谷差，改善電力系統的日負荷率，大大提高發電設備的利用率，從而提高電網整體的運行效率，降低供電成本；可以改善電網特性、滿足可再生能源需要。儲能裝置具有轉換效率高且動作快速的特點，能夠與系統獨立進行有功、無功的交換。將儲能設備與電能轉換和控制技術相結合，可以實現對電網的快速控制，改善電網的靜態和動態特性，滿足可再生能源系統的需要。平臺可以將儲能設備的相關信息采集并進行展示，了解儲能設備的運行狀態。
運維
運維管理里面包含四個子功能：“用戶報告"、“設備方案"、“故障告警"、“運維管理"本功能版塊通過給運維人員制定運維計劃，充分的把控數據中心各個環節的運營情況，通過有序的事故預防管理，實現防患于未來，可有效的降低基礎設施的故障率，通過流程化的事件管理，使發生的故障在盡可能短的時間內恢復。且具有故障告警功能，對需報警事件進行過濾，將重要的告警信息推送給運維人員，便于運維人員進行及時排查和檢修，實現運維管理。
結語
通過數字化能效管理，將汽車制造企業的供、配、用和產出全過程進行實時監控和管理，能夠有效的推進企業用能領域的能效提升、節能減排，實現汽車制造企業綠色低碳發展，實現碳達峰碳中和目標。
【參考文獻】
1.安科瑞企業微電網設計與應用手冊 2019.11版
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更新時間：2023-04-13 
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