數字化能源管理系統促進工業界節能減碳的分析與建議

耿端陽 許通 朱慶華 Steve EVANS

1 英國劍橋大學 工程系制造研究所 劍橋 CB3 0FS

2 英國劍橋大學 土地經濟系 環境能源與自然資源管理中心 劍橋 CB3 3QZ

3 上海交通大學 安泰經濟與管理學院 上海 200030

隨著氣候變化日益加劇，碳減排問題受到全球普遍關注。2015 年通過的《巴黎協議》，旨在將全球平均溫度上升幅度控制在1.5℃以內[1]。為實現這一目標，西方各國采取國家自主貢獻措施，定期審查和提高減排承諾①United Nations. Nationally Determined Contributions Registry (2023). [2023-04-12]. http://unfccc.int/NDCREG.[2]。我國也積極響應，2020年9月，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布：中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和。

工業是碳排放的重要來源。2022 年全球工業碳排放為9.2 Gt，占總排放量的25%[2]。我國作為世界第一大工業國家，工業碳排放約2 888 Mt，占總排放量的28%以上②International Energy Agency. China Data Explorer (2023). [2023-04-14]. https://www.iea.org/countries/china.。降低工業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，節能。我國能源結構尚處于向清潔能源轉型的初期，碳捕集、利用和封存相關技術也尚不成熟。因此，節能是工業界降低碳排放的主要手段，而減少能源浪費（即高于最優能耗的用能）[3]，是實現節能的創新思路。以保守估計，我國工業企業中存在10%—20%的能源浪費[4]，對應約有300 Mt 的碳減排空間。

我國政府密切關注工業界能源浪費問題。我國針對工業能源浪費問題陸續出臺了一系列文件，如2011 年國家能源局發布的《重點用能單位節能管理辦法》③國家能源局. 重點用能單位管理辦法. (2011-08-18)[2023-04-15]. https://www.nea.gov.cn/2011-08/18/c_131057691.htm.、2016 年國務院發布的《“十三五”節能減排綜合工作方案》④國務院關于印發“十三五”節能減排綜合工作方案的通知. (2016-12-20)[2023-04-16]. https://www.gov.cn/gongbao/content/2017/content_5163448.htm.、2017 年國家發展和改革委、國家能源局印發的《能源生產和消費革命戰略（2016—2030）》⑤國家發展改革委， 國家能源局. 兩部門印發《能源生產和消費革命戰略（2016—2030）》. (2017-04-15)[2023-04-16]. https://www.gov.cn/xinwen/2017-04/25/content_5230568.htm.等文件，要求重點耗能行業實現能源在線監測以持續降低能耗。2021 年，國務院發布《中國應對氣候變化的政策與行動》白皮書，提出強化能源節約與能效提升，實現用電管理可視化、自動化、智能化⑥新華社. 中國應對氣候變化的政策與行動. (2021-10-27)[2023-04-16]. http://www.gov.cn/zhengce/2021-10/27/content_5646697.htm.。

相比于物料、人力資源等可見資源，能源具有不可見性。精益生產等解決思路已廣泛應用于解決可見資源的浪費，但能源浪費卻由于不可見性和過去能源價格較低經常被忽視。通過數字化能源管理系統（Digital Energy Management System），企業可以實時監測生產能耗數據，分析生產環節的高能耗操作，進而減少能源浪費，為企業帶來可觀的節能效益。例如，河北金隅鼎鑫水泥公司于2015 年建立數字能源管理系統，通過分析日常能耗，發現電耗量與機器轉速和變頻相關；通過調整機器的運行方案，一年節約用電48.8 萬度[5]。

本文針對我國工業界能源浪費和數字化能源管理系統具體應用不成熟等問題，分析數字化能源管理系統在國外工業界的應用情況和我國所面臨的挑戰和機遇。提出“基于生產步驟的標準能耗標簽”概念和數字化能耗數據分析的方法論框架，并分析企業、政府等利益相關者的角色，提出政府通過數字化能源管理系統實現工業減排的對策建議。

1 數字化能源管理系統及國內外的發展概況

1.1 數字化能源管理系統簡介

數字化能源管理系統主要采用物聯網、云計算、大數據分析等技術，通過實時監測和分析用能數據，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字化能源管理系統的優勢。例如，中國寶武鋼鐵集團利用數字化能源管理系統優化生產過程中的能源消耗，實現了降低碳排放和提高能源使用效率的目標⑦郝榮亮, 劉剛. 寶武集團信息化數字化標桿研究. (2022-05-03)[2023-04-20]. https://www.amt.com.cn/news/970.html.；德國巴斯夫公司采用數字化能源管理系統進行能源管理和控制，提升能源效率⑧BASF. Reducing emissions along the value chain (2023). [2023-04-20]. http://www.basf.com/energymanagementsystem.。

1.2 國際數字化能源管理系統的應用

在國際上，數字化能源管理系統的應用已取得很大進展（表1）。

表1 國際典型國家能源管理系統的特點及應用條件Table 1 Characteristics and application conditions of energy management system in typical international countries

英國。2014年，英國能源與氣候部門與監管機構Ofgem 發布《智能電網遠景與路線圖》（Smart Grid Vision and Routemap），推動企業部署標準的數字化能源管理系統，實現對企業用能的實時監測與優化[6]。該智能電網可以實時收集和分析電力需求，幫助企業在能耗高峰期和低谷期之間進行調整；支持分布式能源（如太陽能、風能等）的并網接入，使企業能夠降低對傳統能源的依賴。該智能電網還可以實時傳遞電價信息，讓企業在價格低時消耗更多電力，價格高時減少電力消耗，在整體上降低了英國工業界的能源浪費。但智能電網也存在一些缺點：智能電網的建設和維護成本很高，可能導致企業在短期內面臨較大的財務壓力；智能電網收集和傳輸大量的用戶數據，可能引發數據安全和隱私擔憂。

美國。美國政府于1978年推出“聯邦能源管理計劃”（Federal Energy Management Program）；1992年美國環境保護署和能源部推出“能源之星自愿性能源效率項目”，同時推動企業廣泛采用數字化能源管理系統，實現能耗的實時監測和分析⑨US Department of Energy. Federal energy management program (2023). [2023-04-20]. https://www.energy.gov/femp/federalenergy-management-program.。另外，美國能源部于2011 年提出的“卓越能源績效計劃”（Superior Energy Performance Program, SEP）， 是一個基于ISO50001標準的認證計劃，它提供系統方法改進企業的能源性能，并通過認證程序來驗證這些改進⑩US Department of Energy. Superior energy performance (2023). [2023-04-21]. https://www.energy.gov/eere/iedo/superior-energyperformance。美國的大型企業，如福特公司、3M 公司、寶潔公司等均有自己的能管系統和較為明確的減排目標；美國江森自控有限公司等專業能源管理公司則利用其在數字解決方案、硬件設備等軟硬件結合的技術，為眾多工業企業建立數字化能源管理系統?John Controls. Energy and Efficiency Solutions (2023). [2023-04-21]. https://www.johnsoncontrols.com/services-and-support/energy-and-efficiency-solutions.。

德國。德國政府于2011年通過《能源轉型和氣候保護法案》，推出“能源轉型”計劃；2023 年發布《氣候保護法》和《能源效率法案》，要求一定能耗規模的企業建立能源管理或環境管理系統?Referentenentwurf des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz. Entwurf eines Zweiten Gesetzes zur ?nderung des BundesKlimaschutzgesetzes. (2023-06-13) [2023-11-22]. https://www. bmwk. de/Redaktion/DE/Downloads/klimaschutz/entwurfeines-zweiten-gesetzes-zur-aenderung-des-bundes-klimaschutzgesetzes.pdf?__blob=publicationFile&v=8.Bundesministerium der Justiz. Energy Efficiency Act. (2023-11-13)[2023-11-22]. https://www.gesetze-im-internet.de/enefg/index.html.。德國能源供應商意昂集團在客戶設施中安裝傳感器和智能計量設備，實時收集包括用電量、用氣量、用水量的能源數據，并將數據上傳到云端平臺，利用大數據分析，識別能源使用中的異常和浪費，幫助客戶發現潛在的節能機會，提供定制化的能源優化建議，并協助實施這些節能措施[7]。該公司的數字化能源管理系統的優缺點與英國智能電網計劃類似。另外，德國眾多工業企業通過了ISO 50001 能源管理體系認證，發布了明確的2030降碳目標；許多工業龍頭企業，如巴夫斯公司、寶馬公司、西門子公司等，已通過能管系統顯著減少能源浪費。

日本。日本政府于1979年制定并推行以《能源保護法案》（Energy Conservation Act）為基礎的能源管理制度，要求高耗能工廠建立能源管理系統，指定能源管理責任人，并進行定期能源審計?International Energy Agency. Act on the rational use of energy (Energy Efficiency Act). (2017-11-05)[2023-04-22]. https://www.iea.org/policies/573-act-on-the-rational-use-of-energy-energy-efficiency-act.。同時，日本工業技術研究院主導推動“工業能源管理系統”項目，研發數字化能源管理系統，并同時推廣其標準和認證機制。另外，日本工業界龍頭企業，如日立公司，開發了綜合的能管系統解決方案，不僅在日立公司使用這些能管系統，還向其他公司提供能源系統服務?Hitachi. Distributed Energy Resource Management Systems (DERMS) (2023). [2023-04-23]. https://www.hitachienergy.com/uk-ie/en/products-and-solutions/scada/network-management/network-manager-adms/distributed-energy-resource-management-system-.。

瑞典。瑞典政府對企業的能源管理有嚴格要求，在企業中推行能源審計計劃，并設立了清晰的能源效率標準。2003 年推行“可持續生產力計劃”（SPI），旨在提高工業能源效率、減少能源浪費。瑞典法律規定，年銷售額超過5 000 萬歐元的企業須每4 年進行1次能源審計，公司擁有認證的能管系統可免于審計，但其能管系統需要提供具體的節能措施[8]。軸承制造商斯凱孚、商用車制造商斯堪尼亞、通信設備制造商愛立信等企業均遵照該法規建立數字化能源管理系統，顯著減少能耗。同時，瑞典企業也十分重視能管系統建設，例如：斯凱孚是全球首批完成ISO 50001認證的企業，不僅自身優先部署能管系統，同時還將其能管系統推廣至供應鏈上的企業；與其他較小規模工業鋼鐵終端客戶合作，參與Steel Zero 2 和Responsible Steel 3 倡議，推動鋼鐵行業凈零排放轉型。瑞典在推動能管系統部署的相關制度在國際領先，但是這也得益于瑞典總體上工業企業數量較少，利潤空間也相對較大。因此瑞典的相關經驗推廣到世界其他國家的適用性相對有限。

綜合其他國家情況，數字化能源管理系統的建設需要政府、企業等多方協作，同時對相關技術的要求也較高。另外，數字化能源管理系統的部署需要龍頭企業或政府牽頭，形成統一化、標準化的數字化能源管理系統的產業集群，以降低全產業的能源浪費。

1.3 我國數字化能源管理系統應用情況

我國數字化能源管理系統的應用和發展也在不斷進步，但尚存一些困難和挑戰。

我國工業界數字化能源管理系統的應用比例在逐漸提升，且已有許多推進工業界應用數字化能源系統的優秀案例。例如，廣東省自2012年發布《廣東省推進能源管理體系工作實施方案》?廣東省工業和信息化廳. 廣東省經濟和信息化委等4部門關于印發廣東省推進能源管理體系工作實施方案的通知. (2012-09-28)[2023-04-23]. http://gdii.gd.gov.cn/2012n3127/content/post_925950.html.推動能源管理體系至今，已有許多企業部署了數字化能源管理系統，通過實現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年開展重點用能單位“百千萬”行動，要求按照GB/T—23331《能源管理體系要求》等相關標準的要求，建立健全能源管理體系，加強能源計量統計分析，建設完善能耗在線監測系統，提升能源管理信息化水平?蘇州市人民政府. 關于做好我市重點用能單位“百千萬”行動工作的通知. (2019-07-12)[2023-04-25]. https://www.suzhou.gov.cn/szsrmzf/bdwglywwjib/201907/WEYNDU1448O9JKKXTGLXZOBNW3S6IEEM.shtml.。2022年12月，北京市發展和改革委發布的《北京市進一步強化節能實施方案（2023版）》明確指出，節能是“第一能源”，是降碳減污的源頭措施?北京市發展和改革委員會. 北京市發展和改革委員會等11 部門關于印發北京市進一步強化節能實施方案（2023 年版）的通知. (2022-12-16)[2023-04-25]. https://fgw.beijing.gov.cn/fgwzwgk/zcgk/bwqtwj/202212/t20221216_2880090.htm.。通過在工業生產的各個環節采用節能措施，企業可以降低單位產值的碳排放量，從而從根源上控制碳排放以達到減碳之目的。例如，中國石化燕山石化公司積極推進化工余熱利用項目，通過聯合熱泵系統等高效清潔供暖技術，降低了蒸汽的消耗?中國工業報. 燕山石化：打造安全綠色高質量發展典范. (2022-11-24)[2023-04-25]. https://new.qq.com/rain/a/20221124A070HB00.; 西子航空工廠基于工廠內的大數據分析及時調度儲能和用熱，用熱低峰時使用熔鹽罐儲熱，用熱高峰時使用全釩液流和氫燃料電池供熱，削峰填谷，實現最優節能，估計每年可節約標準煤2 100噸?杭州日報. 全國首家航空零部件“零碳工廠”在杭啟用. (2021-11-23)[2023-04-26]. https://www.hangzhou.gov.cn/art/2021/11/23/art_812266_59044808.html.。

相比國際先進水平，我國數字化能源管理系統在普及和發展程度、綜合運營能力、政策支持、系統功能多樣性、能耗數據完整度和技術創新方面尚有較大提升空間。早在1960年，日本就開發了第1個能源管理系統。1973年“能源危機”后，耗能在西方工業化國家引起了極大的重視，經過數十年的發展和沉淀，已逐步發展出健全、智能化、運營效率高的數字化能源管理系統。而我國直到20 世紀80 年代中期，才開始推進能源管理，從采用“能量平衡測試”、“能源審計”促進用能單位裝設計量儀表；到淘汰高耗能設備，進行廠房節能改造等；再到如今數字化能源管理系統的興起。由于缺乏相關政策支持和企業對于能源管理的了解、普及程度低，導致了各行業、各地區發展程度參差不齊[9]。

目前國內大部分工廠現有的能管系統功能單一，僅能根據電表的數據進行簡單的能耗計量和分析。在實現數據流實時分析、發現管理盲區、識別節能方法等方面仍有很大提升空間。同時，大部分企業能耗相關的數據分散在各個生產系統中，沒有實現關聯分析，很難進一步挖掘能管系統的價值。另外，國內企業能源浪費評估的標準各異，沒有建立統一行業標準。在運營管理方面，由于涉及的管理人員和技術部門眾多，需要大批的復合型人才和與之匹配的健全管理體制?？傮w來說，目前我國處于重視系統基礎建設而輕視運營的初始發展階段。

國內大部分中小企業自身缺少建設數字化能源管理系統的經驗與技術，也缺乏對于數字化能源管理系統的算法、分析和運營管理的知識。目前我國數字化能源管理系統主要由互聯網公司、科技公司，如阿里巴巴、華為、騰訊等搭建和推動，并由工業企業購買數字化能源管理系統方案服務后再在內部實施落地。然而，搭建數字化能源管理系統只是第一步，后期運行過程中的動態調整、數據分析、識別能源浪費點并采取相應節能措施才是重中之重，僅靠外部公司很難最大化生產企業數字化能源管理系統的應用價值。

2 我國工業企業部署數字化能源管理系統所面臨的挑戰

數字化能源管理系統作為工業4.0 中智能物聯的重要產物，將會對我國工業界能源管理帶來各種機遇與挑戰。圖1 總結了政府、技術、企業3 個層面所面臨的挑戰。

圖1 我國工業企業部署能管系統所面臨的挑戰Figure 1 Challenges faced by Chinese industrial enterprises in deploying energy management systems

2.1 政府層面

（1）政府推動企業部署數字化能源管理系統所遇到的阻力。推動我國企業部署數字化能源管理系統受限于缺乏相應的法律法規，因此無法強制要求所有企業全部部署。目前我國政府整體上采用獎勵的方式鼓勵企業安裝數字化能源管理系統。然而，政府方面在推動數字化能源管理系統面臨著一系列挑戰與難題，如：如何最有效地鼓勵企業部署能管系統？哪些企業該優先部署能管系統？企業部署能管系統的標準是什么？

（2）政府監管數字化能源管理系統的標準化問題。對于已部署數字化能源管理系統的企業，政府面臨規范化、標準化能管系統建設的問題。政府應要求企業上報哪些能源信息？為確保企業數據隱私的安全性問題，政府應該建立怎樣的上報機制？如果不對企業進行適當的標準化和規范化，未來各企業部署的數字化能源管理系統可能會在各方面存在差異，導致企業間用能數據無法橫向對比，政府也難以收集相應數據對企業用能進行統籌規劃與管理。

（3）政府公布的數據對用能企業缺乏參考性。針對高能耗的行業和產品，2021年我國政府已經出臺了《2030年前碳達峰行動方案》《“十四五”節能減排綜合工作方案》等文件，披露了能耗標準值及對標值。但是，目前政府所給出的能耗標準值往往是比較模糊的單位能耗總值，一般針對一個寬泛的產品品類或行業。各用能單位即使生產類似產品，也會有諸多差別，導致其用能情況大不相同。另外，政府對公布的能耗標準值缺乏解釋，企業無法了解政府獲取、整理及分析數據的方式。因此現有的能耗標準值很難實質性指導企業找到能源浪費。

2.2 技術層面

（1）硬件設備限制。受限于能源傳感器硬件條件，部分能源數據無法獲取或無法保證其精準度及長期的穩定性。尤其是對于燃氣、蒸汽等非電能能源，如果傳感器量程選擇錯誤，在瞬時能耗過高或過低的時段，能源數據測量很可能失真。另外，能管系統需要與各種設備進行交互，工廠生產設備往往來自不同廠商，使用不同的通信協議和接口，因此存在兼容性問題。

（2）龐大的數據量所引發的問題。工廠生產系統十分復雜，同時產量龐大。實時監控用能情況、收集用能數據，會產生巨大數據量，為企業帶來額外負擔。另外，龐大數據量對能管系統算力要求高，算力不足會導致能管系統運行緩慢、無法進行實時分析、出現各種漏洞、設備掉線、設備間數據無法匹配等諸多問題。若無法處理好此難題，會對能管系統的穩定性、實時性和準確性產生較大影響。

（3）數據安全性問題。由于能源數據與生產數據息息相關，企業也十分關注能源數據的安全性，防止競爭對手及其他相關方根據能源數據反推企業生產數據，對企業核心業務造成不良影響。但目前數字化能源管理系統對數據安全性的重視程度較低，存在泄露企業機密的風險。

（4）數字化能源管理系統缺乏對能源浪費問題的分析與識別能力。對于不可見的能源，數字化能源管理系統具有巨大的實際價值，可以幫助企業了解其生產的用能情況。但目前絕大多數的能源管理系統自身發展尚處于初級階段，只能反饋企業用能情況，無法分析識別能源浪費點，仍需要專業人員根據能源信息進行分析得出真正的能源提升點，導致企業對數字化能源管理系統實際價值存疑。

2.3 企業層面

數字化能源管理系統的出現也為工業生產企業帶來諸多挑戰。

（1）企業對數字化能源管理系統潛在的價值認識不足。在許多非高能耗企業中，能源支出占比較低。因此，許多企業對于數字化能源管理系統可帶來的經濟回報存疑。然而，根據近些年來的發展形勢，企業能源績效將對企業自身發展造成更多影響。① 自俄烏沖突、石油危機等“黑天鵝”事件以來，能源價格不斷上漲，導致企業能源支出不斷上升。我國能源價格漲幅相比國際部分地區相對較低，但能源價格也呈現增長的趨勢。② 國內外持續增強對碳中和、碳達峰等目標的關注，相應的法律法規必然愈加嚴格。例如，碳交易和碳稅的推動會潛在增加用能成本，因此應提前布局企業的節能管理。③ 能源管理，這類與碳排放直接相關的技能，未來將在前兩點背景下不斷演變成為企業的核心競爭力之一。目前已經可以看到許多，尤其是西方企業，如蘋果、豐田、微軟等公司，將節能減排、碳中和等作為企業自身的核心競爭力之一進行宣傳，并對其供應鏈企業做出碳排放限制。我國企業也應在相關方面提前布局、謀取長遠發展。

（2）中小企業財務限制。數字化能源管理系統的安裝、運營及管理成本偏高，安裝該系統也可能需要對原有產線進行更新。盡管數字化能源管理系統得益于我國物聯網行業的飛速發展，總體成本在逐年下降，但對于中國企業尤其是眾多的中小型企業，數字化能源管理系統所帶來的經濟壓力依然偏大。另外，部署數字化能源管理系統意味著企業需要在常規生產活動外增加一個新關注點，需要具有相關專業知識的人員開展工作。這會進一步增加企業部署數字化能源管理系統在人力方面的財政壓力。

（3）對數據價值與內容缺乏認識。類似于上文提及對數字化能源管理系統價值的認識不足，許多已經部署數字化能源管理系統的企業對其收集的能源數據價值亦缺乏認識，導致企業內部對該類數據的管理、分析、交流等并不重視。甚至會出現收集了許多數據，但企業內部無人關注的情況。這一點受制于企業對能源數據含義缺乏理解，同時也受制于政府方面缺乏相應的引導和規定。企業還可能缺乏對能源數據有深入專業知識的人員，所以無法針對企業的能耗問題進行分析，找出能耗績效提升點并實施相應優化方案。另外，若企業的數字化能源管理系統由第三方技術供應商搭建，供應商的通用性技術方案可能會與企業真實需求不匹配，導致企業無法對自身用能情況真正做到深入的分析和理解。

3 我國工業企業部署能管系統的建議

針對目前我國工業企業在部署能管系統所面臨的挑戰，本文提出：數字化能源管理系統應緊密結合用能狀況與生產活動，基于數字化能源管理系統實時地測算分析單位產品在各生產步驟的最優能耗，得出產品的生產能耗標簽，并推動建立能耗標簽的行業標準化、普及化，讓不同企業間建立統一的能耗信息“語言”，從而為企業生產人員提供具有價值的用能信息，輔助更快找到能源浪費。圖 2 展示了分步驟化標準生產能耗標簽的基本思想，以及數字化能源管理系統各利益相關者之間的關系。

3.1 能管系統能耗數據分析方法論

企業建設能管系統后，分析能源數據的方法論為：能源數據應分產品、分批次、分步驟進行分析，最終得出單位產品在各生產步驟的最低能耗值；基于該產品的生產流程，組成該產品的分步驟化標準生產能耗標簽。

如前所述，現有數字化能源管理系統僅能做到對企業生產能耗的描述性分析。例如：報告廠房某日生產的總能耗，或是某生產設備某一小時的生產能耗曲線。然而，現有系統缺乏對能源浪費點的識別以及分析能力。本文提出數字化能源管理系統應更加緊密地結合用能情況與生產活動，具有識別增值能源（value-adding energy） 與非增值能源（non-valueadding energy）的能力。增值活動與非增值活動的概念來自精益生產理念，增值活動是可以直接為企業客戶創造價值的活動，而非增值活動則反之，被視為浪費?；谏鲜鲞壿?，生產中的增值能源即是為企業直接創造價值的用能。鑒于生產工廠最終輸出的主要具有價值的產物是生產的產品本身，增值能源就是直接有助于產品生產的能源。

然而，分辨出增值能源與非增值能源具有挑戰。各行業用能情況、用能設備、生產流程、生產規范等皆不相同，很難得出一個通用的區分增值能源與非增值能源的方法。本文借助于數字化能源管理系統實時監控能耗的能力，提出：應針對各生產步驟在生產單位產品的用能進行多批次的對比分析，了解每一生產步驟中生產單位產品的最優用能情況，然后進行組合，得到該產品的分步驟化標準生產能耗標簽。這樣的能耗標簽描述了1個產品在各生產步驟的最優用能，因此可以作為企業每1 次生產用能的參考基準。該能耗標簽能體現1 個產品在各生產步驟的最優能耗值，因此可以方便企業在生產過程中快速定位能源浪費所處的生產步驟，識別能源浪費點。同時，對于生產步驟相同或相似的產品，該能耗標簽建立了不同企業間對比分析的基礎。能源效率偏低的企業可以對標優秀企業的能耗標簽，找出自身能源浪費較多的步驟，從而發現能源浪費點并加以解決，最終實現降低全行業能源浪費。

分步驟化標準生產能耗標簽概念尤其適用于高同質化的工業大宗商品。其同類型產品的生產流程極其相近，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26%的溫室氣體排放[10]。以水泥行業為例，采用新型干法水泥生產工藝的工廠生產流程均為：① 破碎及預均化；② 生料制備；③生料均化；④ 熟料燒制；⑤ 快速冷卻熟料；⑥ 水泥粉磨[11]。如果可以基于此生產流程，識別各生產步驟中最優企業的最低單位能耗，將其組合即可得出新型干法水泥生產的水泥分步驟化標準生產能耗標簽，這樣的標簽即可代表目前我國在此行業遵循此生產流程可達到的最優水平。

3.2 對我國工業企業部署數字化能源管理系統的總體性建議

（1）持續推動數字化能源管理系統在企業中的建設。目前我國各級政府已經開展相關工作鼓勵企業部署數字化能源管理系統，但是這項任務仍道阻且長。各級政府應繼續持續完善獎勵機制，例如對采用數字化能源管理系統的企業給予稅收優惠、補貼或者優先審批項目，以促使更多企業積極部署數字化能源管理系統。根據企業的用能量，首先針對“百千萬”企業逐級推進數字化能源管理系統的部署，建立一套完善的監測與評估機制，并不斷完善相關法律法規。建立跨部門協同監管機制，確保數字化能源管理系統的有效推廣和應用。

（2）持續支持各利益相關方合作發展。為加強數字化能源管理系統在整個工業界中降低能源浪費的作用，應持續支持系統各利益相關方的合作發展（圖2），尤其是用能企業與數字化能源管理系統技術提供商的合作。數字化能源管理系統技術提供商應多與其用戶進行深入溝通，使系統更加針對性地幫助用能企業。能管系統認證機構應加強與用能企業、數字化能源管理系統技術提供商交流，與政府協作努力，助力實現數字化能源管理系統在工業界中的標準化、統一化。同時也應支持其他利益相關方參與到工業界數字化能源管理系統的發展之中，如：支持產學研協同發展，借助學術界的知識提升數字化能源管理系統的技術和管理。另外，學術界應著力培養具備能源管理和數字技術背景的復合型人才，為數字化能源管理系統的發展提供支持。

圖2 分步驟化標準能耗方法論及各方利益相關者的角色Figure 2 Step-based standardized energy consumption methodology and roles of stakeholders

（3）逐步確定分產品、分生產步驟的能耗基準。為貫徹3.1 中介紹的方法論，企業需通過分析自身產品生產在各生產步驟的最低能耗，得到產品的分步驟化標準生產能耗標簽。這個能源可以為企業未來生產提供指導性建議，方便企業快速定位能源浪費所處的生產步驟。該方法論應進一步在全產業推廣，對于生產步驟相同或類似的產品，應分析多家企業在各生產步驟的單位最優能耗，組合得出該產品品類的單位分步驟化標準生產能耗標簽，作為生產能耗基準推廣至全產業的所有企業中，進而輔助全產業發現能源浪費點。

（4）積極引領企業對標行業最優實踐?？陀^上，企業在部署能管系統的知識與經驗方面存在差異，為促進工業界在消除能源浪費方面取得進步，政府應識別篩選在能管系統部署方面最優實踐的企業。樹立行業標桿，總結最優實踐企業的經驗，推出相應文件為其他企業詳細介紹最優實踐的相關經驗，從而引領其他企業對標行業標桿。另外，對于單位產品能耗，在確認某一產品（或某一產品類別）的單位生產能耗基準后，應將其推廣至全行業，在此過程中，需對生產能耗基準的數據來源進行解釋，幫助企業了解單位生產能耗最優實踐的具體情況。

4 結語

“雙碳”目標既體現了我國作為國際大國對全球環境的責任擔當，同時也表明我國認識到碳排放問題是影響未來全球經濟社會發展的重要挑戰。因此，我國主動推進碳減排的理念、策略和技術發展，引領世界變得更加清潔環保。

數字化能源管理系統可以幫助發現、識別能源浪費相關的問題，監控和優化能源使用，降低碳排放。在全球范圍內，許多領先企業已成功應用數字化能源管理系統，并顯著提高能源效率、降低碳排放。鑒于此，我國應大力推動其在工業界的應用，通過政策支持、行業合作、技術創新、定制化解決方案等措施，形成先進的低能源浪費的綠色產業集群。

全球碳排放問題關系到人類的生存和發展。推動數字化能源管理系統在工業界中的部署，是建設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久地安居樂業，就必須建設更加綠色清潔的工業系統。為了達成這一項與每個人息息相關的重大事業，需要各方不斷努力，早日實現全人類維護綠色地球的長遠夢想。

致謝英國劍橋大學工程系制造研究所可持續發展中心的Mr. Awwal Sanusi Abubakar 對本文提出了富有建設性的建議。