可持续工程:能源总体规划降低成本

不久前，对于大多数设施管理人员来说，能源管理和可持续发展决策并不那么复杂，比如切换到荧光灯照明、安装更高效的暖通空调系统，或者升级到更集成的过程控制体系结构以简化生产。这些举措和其他举措可能已经采取，使公司更节能，生产力和可持续发展。如今，对于分布在大型园区或多个设施(通常具有不同的生产系统和地理位置)的工业和制造公司来说，管理这样的任务可能成为一项重大挑战。能源使用量高、处理有害物质或有大量废物处理问题的设施面临额外的复杂性。

对于大型企业、校园设施或拥有多个地点的公司来说，单独的能源审计可能不足以涵盖所有缓解因素。清晰的路线图有助于确定和实现能源和可持续发展目标。

综合能源规划

全面整合的能源总体规划解决了大型工业、制造业和机构设施中能源和可持续性项目和资产的整合问题。这样一个长期的、范围广泛的计划使公司的战略得以实施，以优化能源效率和可持续性的各个方面。这从能源和其他公用事业的购买开始，涵盖了它们的使用、分配、测量和最小化浪费的各个方面。该计划就如何最好地利用能源资产以及如何以及何时有效地增加和替换能源资产提出了建议。

能源总体规划还提供了详细的步骤来规划每个建筑物或多个地点的能源和可持续系统。建筑，以及安装在其中的能源和可持续举措，被整合到一个统一的整体系统中。

能源总体规划的组成部分并不是全新的，尽管将它们整合成一个整体的必要性是一种新方法，因为许多大公司都在寻求做出更明智的能源决策。这种方法使能源管理者能够认识到节能、可持续设计和可再生能源的机会，而更狭隘的能源审计可能无法做到这一点。

综合自动化

综合能源总体规划，由于其全面的协议，将解决设施操作和过程功能。例如，在水泥厂中，将离散控制自动化系统和过程功能集成到集中控制体系结构中可以显著减少过程周期时间和每工时的产量，以及提高吞吐量、能源使用和设备投资回报率(ROI)。综合能源总体规划将解决这一问题。

如果一个食品加工者每小时烫烫和冷却1万磅的意大利面，他会发现连续的烹饪和冷却方法可以在同样的时间内处理同样体积的意大利面，同时降低加热烹饪水的成本。综合能源总体规划将发现连续处理方法比批量处理方法的好处，并看到使用用过的、加热过的冷水作为炊具补充水的节能。维持200°F的烹饪温度所消耗的能量比分批处理过程的循环要少。

整合了设施和过程功能的能源总体规划为工业、制造业或机构设施创造了价值。

纳入业务目标

此外，这样的计划考虑了公司更高层次的长期业务目标。它可能是公司希望描绘的形象，例如反映环境意识，节约能源，或者通过促进使用可持续材料的工作环境为员工提供健康的工作条件。在这方面，能源总体规划超出了负责能源管理的人员的范围，进入了公司决策的上层，包括营销、人力资源、设施运营和投资者关系。

通过对这些相互依赖关系和优化的能源效益进行系统分析，可以实现一个更有效和更具成本效益的能源计划，从而实现公司的长期业务目标。

可持续发展计划

随着能源成本不断增加、电力质量问题和更严格的污染法规，对简化能源使用和提供可持续性问题的需求不断增长。设备管理人员正受到来自供应商的大量能源效率和可持续性信息的冲击。地方、州和美国政府机构的指令要求公司经理在许多没有经验处理的问题上做出决定。此外，促进能源效率以及可再生能源和替代能源生产的奖励措施的涌入也能带来效益。

公司可能没有考虑到能源资产组合的细节，以及下一步的最佳增量投资将是什么，以提高可持续性。今年，一家工业公司应该将其机队转换为天然气吗?还是说，市场趋势表明，两年后这样的转变成本将降低一半，或者提供更好的税收抵免，因此应该再等等?

来自美国环境保护署和当地建筑规范的法律、法规和报告要求不断增加。许多公司不知道这些规定，如果需要实施这些规定，许多公司也不知道从哪里开始。

相互冲突的目标

一家制造商每年可能有300万美元的预算，专门用于改善能源资产。它可能在许多州拥有六个工厂，这些工厂存在不同的电力消耗和电力质量问题、不同的空气质量、不同的废水排放和处理过程，以及十几个其他影响因素。资本投资的最佳地点在哪里?

制造业、工业和机构设施与第三方供应商签订合同来实施能源和可持续发展项目已经成为一种普遍做法。个别项目的零敲碎打方法缺乏充分的整合和远见，可能导致能源使用不优化，无法充分实现更广泛的目标。

例如，为了更具可持续性，制药加工商可能希望安装热电联产(CHP)功能，通过从废水处理厂捕获沼气来抵消电力和热水成本。但在10年前，该工厂将其废水处理升级为好氧反应器，无法产生足够的沼气供热电联产。如果能更早地制定一个综合能源总体规划，制药加工商就会预见到在其工厂内热电联产的机会，并建造一个厌氧反应器，以产生可用的沼气。

能源计划整合:4个阶段

每个公司的综合能源总体规划都是个性化的，但包括以下四个阶段的参数:

1.调查-综合综合能源总体规划的第一阶段是调查。公司的目标是什么?在计划的范围内，什么是需要考虑的，什么是不需要考虑的?

这包括采访与能源、生产和维护问题相关的已知和未知问题的关键人员。它还包括识别限制因素，如财政、物质、文化、分区和任何其他可能是能源战略干预因素的限制。

调查还包括对历史公用事业账单的审查;回顾公司的碳足迹和排放;并收集相关设施、电气、机械图纸、规格表、自动化能源管理系统记录。

2.展望-这一阶段聚集了关键决策者，如首席执行官、能源主管或设施主管，以了解和统一愿景和目标。目标是在一段时间内减少能源消耗，管理风险，增加可再生能源，还是两者兼而有之?这些目标是如何与公司的整体业务目标联系起来的，包括产品线的变化和扩展，以及设施的扩建或收购等影响因素?从现在起10年之后，公司想要达到什么样的目标，这样才能形成一个10年或5年的计划?

可视化展示了对调查阶段结果的深入审查，包括量化和可视化系统消耗和输出;以基准和最佳做法系统为基准;总结目标和关键问题;识别机会去追求;并考虑可能的路径。

这一步骤还审查了能源和可持续性技术趋势。

此外，它还根据实现既定目标的需要，阐明和修改能源计划的远景，并确定应包括什么和不包括什么，以及确定如何管理约束。

3.分析-与明确的愿景和计划相比，公司现在会考虑所有可用的机会。它更密切地调查那些可以使用的技术，并汇集基本成本和分阶段时间表，以错开被认为最有效的技术的引入。然后起草一个多方法的总体规划。

这部分评估能源和水的效率、设施和设备的改进、热和水的回收、控制系统、可持续系统、公用事业计费费率结构、调峰和转移以及现场发电，包括可再生能源。

4.可交付成果-最后阶段包括完成能源总体规划。该综合计划包括投资计划、能源目标、建筑可持续性目标、排放和碳足迹目标、运营目标、信息目标以及维护和保养目标。该计划还确定了最终预算和资源承付额。

这一节分阶段介绍技术，并决定如何管理资金。它汇集了所需的内部沟通工具，例如在设施所在地实施文化转变，谈论减少用水量或关灯。它包括理解这个计划是什么、如何沟通这个计划、如何向管理层展示这个计划以及如何实施这个计划所需要的一切。

全面能源管理

将所有公司能源资产整合为一个包具有更高的价值。为了优化可行性，将设备和工艺系统与公司的整体可持续性目标集成是一种完整和集成的方法。

能源总体规划是所有高能耗工业和制造业运营的宝贵基础，可减少能源使用和公用事业成本，促进可持续性。能源总体规划为公司的能源资产提供高效、长期的管理。

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Jerry Carter是高级合伙人，LEED AP, SSOE集团可持续和可再生解决方案的业务负责人;Zach Platsis, LEED AP O+M, SSOE集团可持续和可再生解决方案的能源专家。www.ssoe.com

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——马克·霍斯克编辑，控制工程，www.globalelove.com和www.cfemedia.com．

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SSOE集团的可持续和可再生解决方案组

SSOE的可持续和可再生解决方案(SRS)团队提供综合服务，在单个或多个地点规划和执行全面的可持续发展计划，以及实施广泛的个人服务和项目，从而提高效率，降低成本并提高投资回报率。该集团通过提供独特的可再生能源、保护和可持续设计的整体方法，帮助其制造业、工业和机构客户评估、规划和执行广泛的能源管理和可持续举措。

SSOE集团是一家国际化的EPCM公司，在全球拥有21个办事处，通过为能源、医疗保健、汽车、科技、替代能源、生物燃料、化工、食品饮料、玻璃和消费品行业提供建筑、工程、采购和施工管理服务，提供可持续和可再生解决方案。SSOE已经在30多个国家完成了项目。

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