随着原始设备制造商能量效率计划愈发成熟,寻找节约更多能源的方法成为了一种挑战

能源效率和可持续性发展已经不算是新鲜的话题了;汽车制造商在这条路上奋斗了数年,而且已经取得了显著的成果。但是在现有的成果之上,制造商们能否会越过日益高升的障碍,并继续推动节能事业呢?举例来说,通用汽车在二十一世纪初开始大力投入能源效率研究,但是随着利润空间不断缩水,公司不得不更加奋力,提前达成目标。公用汽车能源部经理Al Hildreth说,“我们使用能源中的50%与15年前使用的差不多,因此我们已经太过陈旧了。但是,每年节约更多的能源是很困难的事情;达到每年的目标,变得越来越困难。”

据Rockwell Automation公司汽车与轮胎市场开发部经理Todd Montpas称,那些努力将能源效率融进关键绩效指标的公司,需要一个能够报告能源数据更好的通道。他说,“他们越来越需要云环境中的历史及实时的数据”。Montpas说,除了完成目标带来的压力以外,工厂的地址也成为原始设备制造商的绊脚石。他说,“一般来讲,汽车制造商在选择生产地的时候,并不怎么考虑能源效率因素,而是基于车辆生产和运输成本,以及与客户的距离。”

Rockwell Autommation公司负责市场开发、可持续性生产、发电和能源管理的Mary Brugoon说,她认为汽车公司无法跟踪机械或生产线的运作,直接影响他们的能源效率。她说,“这很难发现能源漏洞究竟在哪里。但是,随着汽车制造公司利用物联网,通过工厂和企业之间的信息共享,他们就有机会更加主动监管和管理机械和生产线的能源消耗。”

外部因素也可以成为提高能源效率的主要推动力。Siemens Digital Factory Division公司能源管理部总监Engelbert Lang说,“电价上涨加上不断提高的能源要求,推动汽车制造商对工厂不断进行优化。”

人力治理

Paintshop, GM Orion

A worker performs a voltage check during electro-deposition of paint at GM Orion. Paintshops are traditionally energy-hungry

据纳米技术供应商Dais Analytic公司首席执行官Ti Tangredi称,这些挑战可以通过在整个企业内部不断考虑研究成本、产品、市场和实际环境效益来解决。Tangredi说,“所有这些都应该从上至下渗透到每个员工,从高管到新手,从公司供应链到零售商。实现可持续性的目标就是团队建设的机会。”

通用通过将能源效率纳入持续改进战略来得到这个机会。Hildreth说,“有了这个业务规划,我就找到了能吸引所有人 — 从CEO到工厂的每一个人 — 注意的方法,并且是在全球范围,因此囊括了每个工厂。”

汽车制造商可以尝试这样一个方法来节省更多的能源,就是采用新技术,即使其中伴随着的陷阱和挑战。Hildreth说,“我们用一个节能项目专项基金,每年有1,500-2,000万美元,而且我们也可以得到第三方的资助。资金来源不是问题,但是能源效率技术的发展速度却是一个大问题。比方说,如果我们要采购一个LED灯,有可能6个月之后就被淘汰,市场中出现了更加高效的替代品。”


“每年节约更多的能源是很困难的事情;完成每年的目标,变得越来越困难。” —通用汽车能源部经理,Al Hildreth


此外,制造商们不断开展创新技术研发,一种更高能源效率的方式。Mantpas说,“提高能源效率的一个方法就是综合模型预测控制技术(MPC)。MPC技术对目前和将来的能源使用数据进行对比,因此公司就可以设定新的目标,减少不一致性和浪费,提高质量。比如,有些汽车工厂在不间断地运行喷漆厂 — 即使是在倒班和周末 — 保证烤炉一致保持温度。MPC技术将喷漆计划与机械操作联系起来,因此,喷漆厂会有在机械运转时还会云状,减少能源消耗。”

实施智能监控
在这方面,Rockwell Autmoation公司提供了能源智能方案,包括历史及实时数据搜集、可视性软件和分析工具。Burgoon说,“这些可以使汽车公司从输入他们独特的生产环境的能源数据中获得价值。而且还可以预计未来情况,将能源使用数据与其他因素(比如价格,天气)相比较,并且把这些信息输入进去。这可以实现更佳的决策制定,并优化能源消耗。

“有了这些方案,汽车公司还可以联系电力、蒸汽和水的使用,反馈能源产生利润点 — 看哪些方面的效率最高,循环利用率最高。观察后的结果可能导致使用更少的能源,明白什么时候出售能源就会回到原点,甚至知道什么时候能以最大产生循环机会产生利润。”

有一个制造商在Rockwell Automation的帮助下,取得了不错的进步,那就是Goodyear公司。Montpas说,“公司布置了控制系统能源监控,搜集并显现实时能源数据。这个系统在北美实施,结果证明非常成功,能够帮助实现能源管理系统的全球标准化。”

Siemens公司也提供一系列软件,帮助优化能源使用,主要在3个方面。Lang说,“第一点就是通过产品生命周期优化能源效率,从生产规划 — 利用我们的Tecnomatic产品 — 到生产操作 — 利用我们的大数据方案 — 再到服务 — 这里使用我们的能源分析方案。我们还能将能源管理前进整个可持续性流程中。这涉及确定能源流动问题,以便提高利用可视性;通过估算整个生命周期成本来估计潜在的节约部分;实施措施,实现潜在的能源节省。第三,我们可以通过特别的能源供应,帮助公司提高能源效率,比如我们的全方位综合能源的供电方案。”

Seat公司就采用了Siemens公司的大数据(B.Data)能源-管理软件,对工厂的能源消耗进行了优化。该软件可以持续记录该品牌的能源消耗和物资流动现状 — 比如,水、点、压力和蒸汽 — 这些都是在生产中使用的能源。该软件利用特殊的绩效指标,能制定能源优化方案方面的决策,以及决定最佳的投资需求。它最主要的好处就是能让公司找到一个更简单的提高进步的方法,比如检测泄漏或更加平稳地分配负载。Seat还利用这个技术来提高Martorell工厂(在巴塞罗那附近)喷漆厂的能源效率。和其他原始设备制造商一样,在Seat工厂里,鹏汽车间的耗能是最高的,而大数据显示,在能源效率上提高了45%。

BMW Motoren也通过实施Siements的Teconomatix Plant Simulation方案来提高了能源效率。该方案已经帮助公司每年节省了300万KWH,减少生态足迹,相当于550吨二氧化碳,缩小汽车和SUV在声明周期里的能源消耗,并确定可以实现更多优化的区域。

通用汽车已经采用Energy OnStar系统,跟踪工厂内的能源效率。仪表盘显示出各种要素,比如空气条件与加热情况,如果某个特殊部分出现问题会立刻报告。Hildreth说,“系统帮助我们找到效率低下的部分,我们通常都无法找出这点。该系统还向工厂派送日常电邮,报告前天的情况。我们之前每月都发送记分卡,上面显示红色、绿色或黄色,表示工厂的情况。但是我们发现,每日ICI的报告对工厂更加有用,因为他们能够根据最近的数据进行改变,而且能够更加频繁的更新记录。”

纳米技术,重大结果

将耗能组件替换成纯熟的材料和工艺,可以帮助汽车制造商最大提高能源效率 — 这正是纳米技术的成就,比如Dais Analytic。公司首席执行官Tim Tangredi说,“由于纳米技术与材料特质管理很相似,因此这是极端的‘微-管理’工具,对任何制造业的长期禅意都是有好处的。这也可以更广泛地解决能源问题,比如分子水平的空气和水处理。”

随着水在汽车制造业的应用变得广泛,比如表面处理和涂层;喷漆间;清洗、冲洗和软管冲洗;空调系统;锅炉等,能够优化的范围非常广。Tangredi即是说,“通过在分子水平上的水处理,纳米技术可以对工业废水再利用和高水平清洁,并吸收纯净水。每吨肺水肿提取的水要比现在常用的净化技术更多。这些好处加上工厂的污水处理系统,就能够提高效率,减少能源成本。”

控制能源消耗
通用汽车所关注的领域有很多,其中一项就是控制系统。Hildreth说,“我们能够自动控制照明,可以在不需要时关闭。该技术应用于办公室和工厂车间。这项技术还应用于关闭其他主要耗能设备,比如锅炉和重型机械。这样我们就能在生产停止或设备关闭时降低耗能。然后再下一轮运转时再一次启动。”

另一个采用自动化提高能源效率的是印第安纳州本田Greensburg工厂。工厂通过一个实施能源监控项目一直跟踪非核心能源的使用情况,确保在两班生产之间关闭设备。

Nano technology, Dais Analytic

通用还提高喷漆厂的效率,喷漆厂的耗能大概占据50-70%的耗能。Hildreth说,“喷漆厂使用大量的室外空气,我们尽可能重新使用和循环使用。我们还采用众所周知的三浸式喷漆工艺,就是进行三层喷漆 — 底漆、色漆和清漆。我们的工艺取消了对初级烤炉的需求,过去是在第一阶段和第二阶段之间,耗能非常严重。”

公司范围内的项目和规划是通用汽车优化能源效率的另一个途径。其中一个教教Energy Treasure Hunt,涉及工厂内的所有人员。Hildreth解释说,“我们最近在墨西哥工厂管理实行了一个寻宝游戏,观看生产关闭和再次启动的过程。我们与所有基层的员工都进行谈话,从经理到维护操作员,倾听他们的想法,然后总结起来,制定优化能源与减少浪费的行动计划。”

这种合作使通用汽车获得美国环保局颁发的2015年度“能源之星合作商奖”,以及“能源之星气候通信奖”。Hildreth说,“尽管奖项只是颁给了美国驻地工厂,但是我们把这个系统当作我们全球工厂的基准。在中国、肯尼亚和韩国工厂的努力没有得到认证,因此这也是额外的奖励。但是将Energy Star能源管理系统融进我们的业务规划,不仅仅降低能耗和二氧化碳,而且还节省的金钱。只有在经济和环境两方面都取得成绩,我们才会认为是成功。”

 

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