節能可視化 綠能工廠再升級

節能可視化，可提升綠能工廠效率。DIGITIMES攝

近年來，由於暖化議題發酵，世界各國多開始正視能源需求所造成的影響，包括再生能源的開發或能源的管控，都成為產業發展的新興目標；加上將取代《京都議定書》的《哥本哈根協定》生效後，許多工業化國家更是對所謂的「碳當量」議題多所重視，尤其是該協議中，各國針對其現況排碳量所訂出的減碳目標，更是讓包括工業等「重量級排碳產業」面臨頗大壓力。

3大步驟  打造節能願景

因此，如何降低碳排放乃至於減少能源耗損，「節約並控管能源」即成為目前各科技廠商的新興課題。對這些廠商來說，節能不但是企業中的重要責任，開發節能設備亦是一個相當重要的新興商機。

廠房節能可分為3步驟，包括：1. 能源可視；2. 能源使用；3.能源管理等3階段。而能源可視化就是第一步驟，透過「可視化」，製造業者除可瞭解自己廠房的能源如何消耗，更可以透過如此分析訂定自己的節能目標及計畫，能源可視化的趨勢主要是由國家等級的大範圍應用，逐漸分流如製造、零售、醫療等各垂直產業。

此一趨勢的成長觸發點來自日本，在日本311地震之前，日本政府雖依京都議定書要求全國節能15%，但一般廠商甚至是家戶都不瞭解自己的用電狀況，當然無法從中訂定節電目標，所以日本設備廠商跟客戶溝通，節電的第一目標就是要瞭解現狀，從現狀分析才能修正用電狀況以達成目標，並由自動化廠商提供必要的協助，透過設備廠商的控制技術，包括輸入的感測系統、控制的PLC，以及輸出的伺服馬達或變頻器產品等，在流程中均提供相對應的產品及技術，以及完整的解決方案，支援客戶達成節能的主要目標。

至於第2步的能源使用，則取決於生產線上的設備如何以最必要的能耗達成最大的產能，第3階段，則是透過發電、蓄電及能源的整合，達成綜合能源管理的目標。

要完成這3個步驟，必須透過相當精準的能源管理系統，除在能源測定上要有相當高的精度外，還必須持續偵測工廠自動化設備，在其停機、待機及運轉的不同情況下用電量的詳細資訊，目前市面上的電表只能呈現設備的總用電量，而無法將設備的用電予以分類，使用者難以瞭解其設備用電狀況，更遑論分析何種場合或運作狀況的耗能情形，並以之訂定用電的規劃。

精準能源評估  行動事半功倍

因此業界人士建議，要達到能源控管，須選用可分類電量的能管控設備，這類設備可分析設備用電的分布情形，使用者可從中瞭解何者是可以「省」下來的電能，以進一步認知何種設備在哪些情況下是如何的用電，並延伸至下一步行動方案的執行層面，針對個別設備訂定專屬的執行計畫。

通常這類能源管理系統產品，也可針對使用變頻器所造成的干擾進行精度的調校，以及在自動偵測能源的狀況自動切換量測單位，讓能源的使用測量更精準，此外針對回生電流的逆電力，也會在圖表中顯示，讓使用者評估如何處理這些狀況的應用；而排碳量、電費等訊息，亦可在系統中將其公式內建即可直接計算，無須再設計程式。

在軟體方面，製造業者選用的能源管理監控軟體，最好具有分析能源使用效率的功能，如此一來將可從中瞭解環境或設定的相關問題，所造成的生產效率的變化，並比對出能源使用效率，讓設備產出最佳化，目前市場上此類分析模式多以SCADA系統進行管理，不過這種作法這不但會增加投入成本，更重要的問題是在於SCADA系統的變更問題，由於其僅能透過設計者進行變更，操作者無法因時因事彈性修改，可能會因此發生操作上的問題。

目前能源可視化的方法，主要是透過測量各設備、照明、空壓機、空調等的耗電量後，以掌握生產時所必需的「正耗電」與機器啟動或待機等無實際產出時的能耗、也就是「負耗電」兩者之間的比例，以成型生產線來說，正耗電約佔7成、負耗電約佔3成，利用這些數據作為用電改善的根據，並以提升「正耗電」使用效率、排除「負耗電」降至最低以至於零，作為為努力的終極目標。

節能管理系統產品的發展，主要是觀察使用者的潛在需要為出發點，從中設計適合使用者需求的相關產品，透過自動化設備在控制及感測面的核心技術，呈現各類能源的數據，業者再以漸進式的方式來規劃節能的工作。

業界人士指出，近10年來，在節能方面，台灣主要強調的多在「電蓄量」的控制，多為大範圍的規劃，但這並無法明確掌握設備使用能源的分配狀況，這也是目前此類系統發展的最大問題，近年台灣製造業在能源規劃的認知，直到近幾年才剛開始起步，主因似乎在政府近年來推動各產業的節能方案，也同時帶動產業的推動，雖然大企業似乎已有明確的認知，但真正開始推動節能方案，只能說現在才剛開始起步。

技術與應用落差  須以政策弭平

業界人士也多認為，由政府擔任火車頭，的確是促進產業對節能認知的實質擴充，可是企業雖然瞭解節能的重要性，但「何時開始」、「如何規劃執行」等基本面問題，仍在未定之天，缺乏方向的引導，因此目前的市場狀況，反而是業界帶著用戶走，讓製造業者可經由簡單的設備投入，以最少改變的方式，來瞭解用電的狀況。

其實政府的能源政策制定，可參照日本作法，在311地震前，日本的狀況與現在的台灣差別不大，除了大企業思考節能相關議題外，一般中小企業並不重視；在地震之後，由於日本企業被「震」出了節能的意識，許多企業已經開始詢問如何進行節能的規劃。

相對於日本的「被動」危機認知，台灣政府在政策上雖然訂定了節能與碳排放等環境政策綱領，卻因為缺乏危機意識，以及政府僅以「鼓勵」而沒有強制力的方式來推動相關規定，甚至不像日本有強制性的規定，以致在台灣「節能」的規劃缺乏具體落實到基層的行動方案，僅只於口號性的宣示，這對台灣節能的發展，並沒有助力。

尤其在台灣，工業用電價格相當低廉，對廠商而言「節能省錢」並不是最主要的需求，也造成推廣節能的一大瓶頸，除非客戶直接指定需要可視化商品，否則設備商並不會主動提供相關的規劃。

不過由於台灣製造業主要以外銷為導向，在國際上普遍檢視產品節能與碳足跡相關議題，如何減少耗能對台灣廠商而言，「國際接軌」成為重要的議題導向，尤其在歐美國家針對碳排放等議題將愈來愈重視，如果在設備上無法提供排碳節能等訊息，對台灣設備商來說，將會降低競爭力。

在此情況下，台灣的產業變得相當「詭異」，台灣硬體設備製造商幾乎都具有相當優異的節能設計能力，但台灣本地製造商的使用意願卻相當低落，這中間的落差如何弭平，確實值得政府單位多加思考。