綠色供應鏈、淨零碳排等全球趨勢,成為台灣製造業者未來 10 年必須重視的營運新課題!不只甫落幕的聯合國氣候變遷大會(COP26),要求各國在 2022 年底前重新發布氣候對策計畫,設下更高的 2030 減碳目標;許多國際大廠亦看中供應商的「供應鏈碳足跡」及「減碳績效」,以迎戰碳關稅的衝擊,台廠該如何即刻跟上?

洛克威爾自動化智慧製造應用開發顧問張庭彰提到,許多製造業者常認為工廠想做到節能,只要導入變頻器、需量控制,就能進行能源管理,但實際上的成效如何?製造業的能源、碳排減量計畫應該怎麼逐步制定?這些相關問題才是能源、減碳管理關鍵。

製造業節能減碳成效不佳?先幫工廠能源使用狀況進行「健康檢查」!


「節能減碳第一步,就是從能源、溫室氣體盤查開始,」張庭彰表示,他以健康檢查來比喻,人們透過健康檢查瞭解目前身體健康狀態,才知道接下來應該要接受哪些治療或改變哪些生活習慣。能源、溫室氣體盤查也是基於相同目的,透過盤查先釐清工廠能源使用狀況、溫室氣體排放量,才知道如何制定企業能耗減量計畫。

通常製造業的能耗主要來自兩個部份,一是工廠端的生產設備,例如:冰水主機、空壓機等,二是日常用電,例如:空調、日光燈等,由於前者耗電量大、能耗占比高,因此是製造業者在節能減碳時優先要改善的部份。

然而,過往製造業者在進行工廠的能源管理時,經常會陷入以下兩大盲點,第一缺乏全面規劃,只是單純導入節能方案,如:加裝變頻器、需量控制等,卻沒有找出造成高能耗的真正原因,導致節能成效有限;第二沒有持續性監控方案,難以評估節能方案成效,也無法持續優化降低能耗。

想打破上述兩大盲點,就必須從能源、溫室氣體盤查,到能耗減量計畫的制定,以及計畫的執行與成效評估有一個完整規劃,張庭彰提到,在這些過程中有一個彈性且容易擴充的管理平台,是幫助製造業者能否成功進行能耗減量計畫的重要關鍵。

EMS 平台四階段數據分析,揪出高能耗設備、排定節能優化策略

以洛克威爾自動化的「能源大數據分析管理系統(Energy Management Solutions,簡稱 EMS)」 為例,其將能源大數據應用分成四個階段,從「資料蒐集」開始,到「識別耗能模式與來源」,之後進一步「建立能源管理基準線」,最終透過持續不斷地蒐集與分析能源使用數據,搭配企業的預算及需求來「設定最佳能耗減量策略」。

第一階段、資料蒐集:想替工廠整體能源使用進行健康檢查,製造業者常遇到機器作業系統之間出現「資訊孤島」的情況,而無法整合大量數據作分析。 EMS 支援多種通訊協議,可整合智慧電表等 IoT 設備的數據,亦可架設感測器自動讀取和紀錄設備的能耗數據,如:冰水主機的耗電量、冰水溫度、冷卻水溫度、流量等。

洛克威爾自動化「能源大數據分析管理系統(Energy Management Solutions,簡稱 EMS)」能統一管理全廠機台能耗狀況,並以可視化數據圖表呈現分析成果,讓製造業者可以判斷機台節能優先目標。

第二階段、可視化識別能耗類型:在第一階段的資料蒐集後, EMS 系統將以 BI 統計圖表的呈現方式,協助企業識別能耗的類型、歷史趨勢,建立工廠完整的能耗數據庫。同時平台還具備能源數據異常偵測機制,當系統偵測到能耗異常的情況,如:設備耗電量大幅增加、深夜高負載等,就會即時通知工程師前往處理。

EMS 平台除了掌握機台能耗數據,還能進一步建立「設備能耗基準線」,透過兩者的搭配規劃出工廠碳排減量策略,並打造持續改善的閉環。

第三階段、以大數據建立能源基線指標:透過數據蒐集識別出工廠的能耗來源,下一步張庭彰建議必須從大數據分析,來建立「能源使用基準線、指標」,以便更客觀地驗證各項節能措施。從全廠能源消耗和強度資訊的儀表板,不只可以持續監控廠內能源狀態,搭配基線指標的設定,更可找出各區域、產線的能源使用效率與成本,從中找出成本最高、能源使用效率最低的設備及產線,作為節能的優先目標。

第四階段、設定能耗減量策略,最佳化能源使用:掌握工廠能耗狀態、鎖定節能目標後,接下來就是優化能源使用效率,由於生產設備參數的改變,有可能影響產品品質,因此在規劃節能策略時,必須考量生產模式、設備種類、及設備在生產流程中肩負的任務等多項因素。

而洛克威爾自動化不只有豐富的客戶經驗,也與冷凍空調技師合作,可以針對不同的生產製造型態,提供節能策略諮詢服務,在不影響品質的前提下,讓能源使用效率最佳化。

從機台數據發現意想不到的節能應用!EMS 平台還有哪些效益?

洛克威爾自動化智慧製造應用開發顧問張庭彰分享,許多製造業者常認為節能只要導入「變頻器」就能達成,但透過 EMS 管理系統不僅可從數據找到正確的傑能策略,還能橫向整合 MES、ERP 等系統,滿足企業未來的擴充需求。

張庭彰也以某餅乾公司為例,近年因應碳關稅機制而導入洛克威爾自動化的 EMS 能源管理系統,希望紀錄每一款餅乾生產的能耗狀態,意外發現不同類型的餅乾,在生產過程中的能源耗用量也不一樣,將比較耗能的餅乾挪到夜間生產,降低用電超出契約容量而被罰款的風險。

除了完整支援能源數據應用的不同階段, EMS 能源管理平台也具備足夠的擴充彈性,張庭彰指出, EMS 建立在 IoT 平台上,可向下整合底層控制器,進行自動化控制,也能橫向整合 MES、ERP、BMS(建築設備管理)等系統,滿足企業未來的擴充需求。

隨著能源價格不斷攀升,各國或各大品牌廠對於降低環境碳排放要求越來越高,洛克威爾自動化希望透過 EMS 能源管理平台,為企業帶來 SEEE 價值(Safety、Energy、Environment、Efficiency),以「持續不斷改善能源使用效率」為目標,啟動永續轉型計畫,從容因應未來的綠色永續新時代。