原文出處:就享知/作者:楊于嫺
前言:提升能源效率可以利用數據模型,並符合ISO 50001的PDCA循環流程做到。能源管理的數位軟體系統,如何利用整合各種數據,協助企業避免整廠無預警跳電,或重要設備停機和耗損等重大問題,提高企業營運韌性,並同時完成碳盤查呢?
用電會造成溫室氣體排放,屬於組織碳盤查中範疇二的範圍,也是產品製造過程中,碳足跡的數據來源之一。各國陸續發布的減碳相關法規,像是台灣的「氣候變遷因應法」已明訂「2050淨零碳排」為國家長期的減碳目標,和歐盟2023年將開始申報的「碳邊境調整機制」(CBAM),都將有相對應的碳關稅機制。
減碳也打亂供應鏈戰場,國際品牌也陸續對供應鏈有減碳要求,若無法達到減碳水準,將喪失好不容易取得的供應商門票。
製造業的能源使用主要來自電力,上述情況都讓用電不只是單一電費成本,能源使用造成的碳排放,讓能源轉型是企業一個不可承受之痛。
在〈為什麼台積電的主要對手不是三星?〉中提到,利用提高能源效率來進行減碳,是美國能源效率經濟委員會(ACEEE)認為企業短期內應該選擇,成本較低且較易達成的減碳方式。
掌握數據是提升能源效率的開始
要執行能源管理前,必須要先掌握能源使用相關的各種情境和數據資訊,才能協助企業選擇正確的策略,擬定能源管理計畫,利用能源數據模型,進行能源最佳化配置以及策略改善,提升能源效率。
像是工廠想要添購一台空調設備,採購會如何選擇?選擇最便宜的機種?但使用後卻發現因為沒有變頻功能,所以電費飆高,且未來將開始徵收碳費,整體的使用成本又會往上提高。
因為已經買了沒有變頻的冷氣,工務為了達成節能省電的任務,只好外加變頻器。卻因為冷氣噸數不符合使用空間的大小,所以冷氣要持續不斷運轉,才能符合需求溫度。最後不只無法做到省電的目的,又因為加裝變頻器,造成電流因為轉換產生能源損耗,導致電費不降反升。
這些都是因為在一開始,沒有先做好全面性的資訊數據盤點,就開始節能的手段,反而事倍功半。
企業應該依據國際能源管理標準(ISO 50001)做好能源管理和能源轉型。能源管理控制的過程,是一個PDCA的系統化管理循環,應該依據盤點現況綜觀全局、選擇策略目標、即時監測和辨識成效等各流程持續不斷循環改善。
盤點現況綜觀全局
盤點工廠用電整體現況,找出重大能源消耗的設備和標的,並利用各種要素排序,選擇優先進行能源管理的目標。
▋選擇因素:可以從容易施工、產品線和客戶的價值度、能源用量大、改善空間大、投資小,及回收期間短等,各種因素和數據進行考量篩選。
選擇策略目標
當選擇了要進行能源管理和節能減碳的策略和目標後,就要收集各項數據,定義該目標下的能源基線和能源績效指標(註)數據模型,當作後續改善方案成效確認的主要依據。
即時監測、辨識成效
能源管理的數位系統軟體工具利用數位技術架構,整合各項用電數據來源,建立能源基線和能源績效指標的數據模型當作基準參考值,並以IoT智慧電錶收集即時數據,就能隨時掌握能源使用的即時狀況,並紀錄完整的能源使用狀況和數據。搭配碳盤查功能,更能讓企業在範疇二和碳足跡的數據掌握,更省時省力。
▋即時用電遠端監控數據,可以避免因為單一項目(如:設備、區域等類型)的能源負載異常或過大,提前進行預警,降低造成全廠跳電停工和重要設備損毀的重大損失之發生機會,進而延長設備使用壽命。
▋利用用電統計和數據分析,找到用電高峰,同時進行用電的需量管制,避免超過台電的契約容量,造成罰款產生。
▋整合台電的時間電價,依據不同時間和季節的電費數據,找出目前因設備運作時段所造成的高電費,進一步探討該高運作時段是否為合理比例,從數據中找出應該進行的對策。
▋利用不同維度的能源數據統計分析(例如:區域、設備、製程、工單、生產排程等),找出重點耗能目標。
利用數據驅動提升能源效率
做好電力的能源管理,可以提高製造業的能源使用效率,降低溫室氣體排放量和生產成本,避免整廠無預警跳電,或重要設備停機和耗損的重大問題,提高企業營運韌性。政府為鼓勵企業提升能源效率和能源監控,已編列1280億元的預算補助企業在節能的相關措施。
企業利用能源管理的數位系統軟體工具和IoT智慧電錶收集紀錄用電的即時數據,就能隨時掌握能源使用的即時狀況,紀錄完整的能源使用狀況和數據,並遵循PDCA的循環流程,讓製造業的能源管理更容易符合ISO 50001的國際能源管理標準的規定。
能源管理的數位系統軟體工具,利用數據基礎,擬定能源管理計畫,整合數據建構用電模型,協助企業利用削峰填谷等各種等方式,做到能源使用和消耗的最佳化。同步搭配碳盤查功能,更能讓企業碳中和之路更省時省力。
註:
▋能源基線(Energy Baseline,EnB)
針對某特定目標在特定時間區間內,能源使用的原始基礎數值。主要目的是經過能源效率改善後,可以作為能源績效比較的基準值,當作後續改善方案成效確認的主要依據。包含下面兩種主要數據。
▋能源使用數據收集:
能源基線的建立,是要先確認合適的統計期間,並進行收集能源使用的相關數據。
▋變數項目收集:
同時收集各種影響能源耗用電量的可能變數項目,如:不同的產品設計、材料、製程設計和參數、生產設備、訂單需求產量、生管現場排班、天氣狀況(如:溫度、濕度)等,和台電在不同時段和季節的電費計算方式等。
▋能源績效指標(Energy Performance Indicators,EnPI)
主要目的是讓能源使用狀況可以被量化和量測,進而確認能源使用狀況,和能源效率改善後的成果。能源績效指標和能源基線進行比較後,即可了解能源改善後,是否符合能源基線的標準。
參考資料:
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