制造业能耗管理范例

摘  要：结合我国制造业的发展状况，提出了大力发展低碳经济与低碳制造的新思路。针对实行机械产品制造过程低碳化转型的社会需求，全面系统地从低碳设计、低碳选材、低碳工艺技术、低碳管理、低碳后处理及再制造等五个方面说明了实行低碳化转型过程与方法，本文对制造业低碳化的进程具有一定的推动作用。

关键词：机械产品  低碳制造  低碳化转型

    引言

    进入21世纪以来，我国制造业以25%的年平均增长速度迅猛发展，使制造业增加值占GDP三分之一左右[1-2]。在取得卓越成就的同时，我国制造业仍存在诸多问题，其中产业结构处于高能耗期、能耗强度和能源效率不高、节能技术不够成熟尤为突出，这与我国当前的传统能源依存程度高、节能减排技术偏低、能源利用率低、生产过程管理漏洞较多等现象密不可分。据中科院调查显示，我国能源利用率仅为美国的26.9%、日本的11.5%。“十二五”规划提到，坚持把经济结构战略性调整作为加快转型经济发展方式的主攻方向。2009年11月26日，我国政府正式向外宣布控制温室气体的排放目标，决定到2020年单位生产总值二氧化碳排放相对2005年下降40%—50%[3]。这样，在国内外高度重视能耗问题的大环境下，伴随我国制造业节能减排、可持续发展等观念逐步加强。作为中国能源消耗大户的机械制造业，迫切需求一种降低机械产品制造过程中排放的新制造模式来贯穿整个生产制造过程——机械产品制造过程低碳化模式。它是机械制造业紧跟国际低碳制造浪潮，满足可持续发展要求必经之路。

    一、实行低碳化转型的体系结构

    机械产品生产过程从狭义理解是指从原材料投入到成品出产的全过程，通常包括工艺过程、检验过程、运输过程、等待停歇过程和自然过程。从广义理解是企业范围内全部生产活动协调配合的运行过程，除上述过程外还包括原材料投入之前的设计、购买、产品出厂后的售后服务等。要实行机械产品制造过程低碳化必须从其各个环节入手。

    二、低碳设计

摘要：本文立足于制造业领域，秉持绿色经济发展理念，将“绿色、低碳、环保”思想融入制造业低碳供应链管理中，分析制造业低碳供应链管理的现状、剖析其存在的问题。在此基础上，提出绿色经济下制造业低碳供应链管理的应对措施，以实现制造业的效益最大化。

关键词：绿色经济；制造业；低碳供应链管理

绿色经济是指在可持续发展观的指导下，通过开发新能源、产业转型、技术创新等手段尽可能地减少高碳能源的消耗，减少环境的污染，在促进经济增长和实现社会发展目标的同时保持低碳、环保生态的可持续发展。低碳供应链管理注重对环境的保护，在实现经济效益的同时，更强调要达到环境与经济的协调发展。在企业环境战略规划中适当考虑供应链中各环节的有效低碳控制，将供应链中各环节节点纳入到企业环境管理战略中，实施生产技术的改革与创新，减轻环境污染的破坏，提高资源的使用效率，最终得以节约产品制造成本，减少高碳资源的消耗，保障企业的经济利益，实现经济和环境的双重发展。绿色经济与低碳供应链管理存在互相补充、彼此融合、相辅相成的发展关系[1]。目前，我国制造业行业普遍存在环境污染，高碳能源消耗、资源利用率等方面迫切需要改进和提高。制造业的能耗占全国一次能耗的63%，单位产品的能耗高出国际水平20%~30%，单位能源生产的GDP低于日本、英国、德国、法国等西方发达国家。我国目前已提出“绿色、低碳、环保"的发展理念，并且对制造业解决日益严重的环境污染方面提出了更高的要求。制造业为实现低碳生产、低碳包装、低碳流通和低碳消费，务必通过实施低碳供应链管理来达到降低能源消耗、提高能源效率和经济效益的目的。目前，人们的低碳、环保意识已逐步提高，消费者也愿意为低碳产品多支付一定的价格。因此在绿色经济背景下制造业推行低碳供应链管理是大势所趋[2]。

1我国制造业企业低碳供应链管理现状

我国制造业在“低碳供应链管理”理论和实践两个方面都处于初级阶段。和发达国家相比，我国制造企业的低碳、环保措施尚有差距,供应链上的各物流活动对环境的污染依然很严重。以包装物的回收率为例，美国是47.8%，日本是37.1%，而我国仅为20.4%。在备受关注的塑料包装方面，欧洲国家平均回收利用率是15%，而我国塑料包装物的回收率仅仅为10%。联合国统计署公布的几组数字更清晰表明了我国目前的差距:(1)1999年全球低碳消费总量达300亿美元，荷兰人有80%、德国人有90%、美国人有89%进行低碳消费，而我国低碳产品和低碳消费额才刚刚开始，起步较晚。（2）我国单位GDP所消耗的能量是日本的7.02倍、美国的3.52倍、德国的5.62倍,单位GDP的金属消耗量是世界平均水平的2~4倍。与发达国家相比，我国每增加单位GDP,废水排放量要高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上[3]。供应链一直是国民经济中的一个重要组成部分。在欧洲、美国,即便有制造业空心化的趋势,整个物流成本也占到了GDP的7%-8%。中国制造业发达,单位GDP所需的运输量更多,供应链占到GDP比重虽已逐年下降,但2020年仍占14.6%，高于欧美的8%左右。因此，我国在制造业低碳供应链管理方面较西方发达国家依然任重道远。目前，我国制造行业在低碳供应链管理方面存在以下问题：

1.1宏观层面

1.1.1政策法规强制下的考评标准缺失

1低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展现状

扬州市从可持续发展角度出发，在工业、旅游业等方面大力发展“低碳经济”。“十二五”期间，扬州市全力加快传统机械产业的升级改造，向规模化、低碳化方向发展，已具备了加快发展低碳绿色制造业的有利条件。从机械行业的结构看，以低碳制造、绿色制造为特色的高新企业已经成为经济新的推动力。2013年，机械制造业为全市产值做出重要贡献。其中，电气机械和器材制造业实现产值1610.4亿元，居行业之首，占全市总量的18.9%。2013年全市规模以上工业累计综合能源消费量为952.4万吨标准煤，同比增长11.3%。从行业发展趋势看，劳动密集型传统制造业正逐步趋向技术密集型、资本密集型。扬州市业已形成汽车及零部件、机械装备、船舶及配套件三大产业集群。2013年，汽车产业实现产值939.2亿元，同比增长40.7%;机械装备产业发展稳健，实现产值2562.8亿元，同比增长18.5%;船舶产业实现产值547.9亿元。这三个产业集群为低碳经济的深入发展奠定了产业基础。从行业碳排放情况看，扬州市机械制造业已经积累了一定的节能减排经验。机械装备业运用新技术设计制造的节能型内燃机已经在汽车产业进行广泛的运用。从地区产业政策看，低碳发展理念得以体现。机械行业不断增加对创新技术的资金投入，2012年，扬州市政府为规模以上工业企业研发经费投入资金1.5498亿元，全市大中型企业研发机构覆盖率超过80%，规模以上企业研发投入占销售收入的比重达1.2%。此外，扬州实施企业“退城进园”政策，建设了汽车产业园等八大工业园区，为发展低碳机械制造业增加竞争实力。

2低碳经济视阈下扬州市机械制造业发展面临的挑战

“十二五”期间，扬州在经济快速发展的同时，机械行业的碳排放总量也在明显增加。扬州机械行业要实现绿色制造，低碳制造还面临诸多挑战。

2.1机械制造业结构重型化、高能耗特征明显

扬州制造业以机械装备、汽车及零部件、船舶及配套件等机械类传统优势产业为主体。劳动密集型的加工制造业企业及产值依旧占机械行业企业的大多数，对能源产品需求量巨大。扬州清洁能源及低碳能源资源缺乏，机械制造业能源产品消耗依然以煤炭为主，造成能耗居高不下，成为发展低碳经济的一大困难。如下图所示，近年来，机械制造业一直占据扬州制造业能源消费的主体地位。

2.2扬州地区资源稀缺，需加快利用低碳能源

摘要：本文立足于制造业领域，秉持绿色经济发展理念，将“绿色、低碳、环保”思想融入制造业低碳供应链管理中，分析制造业低碳供应链管理的现状、剖析其存在的问题。在此基础上，提出绿色经济下制造业低碳供应链管理的应对措施，以实现制造业的效益最大化。

关键词：绿色经济；制造业；低碳供应链管理

绿色经济是指在可持续发展观的指导下，通过开发新能源、产业转型、技术创新等手段尽可能地减少高碳能源的消耗，减少环境的污染，在促进经济增长和实现社会发展目标的同时保持低碳、环保生态的可持续发展。低碳供应链管理注重对环境的保护，在实现经济效益的同时，更强调要达到环境与经济的协调发展。在企业环境战略规划中适当考虑供应链中各环节的有效低碳控制，将供应链中各环节节点纳入到企业环境管理战略中，实施生产技术的改革与创新，减轻环境污染的破坏，提高资源的使用效率，最终得以节约产品制造成本，减少高碳资源的消耗，保障企业的经济利益，实现经济和环境的双重发展。绿色经济与低碳供应链管理存在互相补充、彼此融合、相辅相成的发展关系[1]。目前，我国制造业行业普遍存在环境污染，高碳能源消耗、资源利用率等方面迫切需要改进和提高。制造业的能耗占全国一次能耗的63%，单位产品的能耗高出国际水平20%~30%，单位能源生产的GDP低于日本、英国、德国、法国等西方发达国家。我国目前已提出“绿色、低碳、环保"的发展理念，并且对制造业解决日益严重的环境污染方面提出了更高的要求。制造业为实现低碳生产、低碳包装、低碳流通和低碳消费，务必通过实施低碳供应链管理来达到降低能源消耗、提高能源效率和经济效益的目的。目前，人们的低碳、环保意识已逐步提高，消费者也愿意为低碳产品多支付一定的价格。因此在绿色经济背景下制造业推行低碳供应链管理是大势所趋[2]。

1我国制造业企业低碳供应链管理现状

我国制造业在“低碳供应链管理”理论和实践两个方面都处于初级阶段。和发达国家相比，我国制造企业的低碳、环保措施尚有差距,供应链上的各物流活动对环境的污染依然很严重。以包装物的回收率为例，美国是47.8%，日本是37.1%，而我国仅为20.4%。在备受关注的塑料包装方面，欧洲国家平均回收利用率是15%，而我国塑料包装物的回收率仅仅为10%。联合国统计署公布的几组数字更清晰表明了我国目前的差距:(1)1999年全球低碳消费总量达300亿美元，荷兰人有80%、德国人有90%、美国人有89%进行低碳消费，而我国低碳产品和低碳消费额才刚刚开始，起步较晚。（2）我国单位GDP所消耗的能量是日本的7.02倍、美国的3.52倍、德国的5.62倍,单位GDP的金属消耗量是世界平均水平的2~4倍。与发达国家相比，我国每增加单位GDP,废水排放量要高出4倍，单位工业产值产生的固体废弃物要高出10倍以上[3]。供应链一直是国民经济中的一个重要组成部分。在欧洲、美国,即便有制造业空心化的趋势,整个物流成本也占到了GDP的7%-8%。中国制造业发达,单位GDP所需的运输量更多,供应链占到GDP比重虽已逐年下降,但2020年仍占14.6%，高于欧美的8%左右。因此，我国在制造业低碳供应链管理方面较西方发达国家依然任重道远。目前，我国制造行业在低碳供应链管理方面存在以下问题：

1.1宏观层面

1.1.1政策法规强制下的考评标准缺失

摘要：随着我国经济的迅速发展，我国对资源的需求量日益增加，我国所面临的资源不足和环境污染的问题越来越严重，因此，鼓励企业增加节能研发投入并实现技术创新就显得格外重要。另外，节能减排、优化环境是我国目前的主要发展方向，具有高能耗、高污染的机械制造企业必须采取相应改革措施或者转型升级，节能理念在农机制造和自动化中的重要性越发凸显。基于此，文章从节能理念在机械制造与自动化中的应用价值入手，对其在节能环保方面存在的不足进行了分析，并提出了具体改革策略，以期节能理念可以在农业机械制造与自动化中发挥更大的作用。

关键词：农业；机械制造；自动化；节能理念

机械制造与自动化，对促进我国经济的发展发挥着重要作用，但是在为国家带来经济效益的同时，企业的高污染、高能耗问题也对国家的发展产生了重大影响，这与我国节能环保的发展目标背道而驰。因此，企业必须对机械制造和自动化行业传统的应用技术进行创新改革，并以节能为理念进行生产运营，这不仅能得较高的经济效益，还能对周边环境起到保护作用，最大化地节能减排，为我国经济的可持续发展奠定基础[1]。

1节能理念在机械制造与自动化中的应用价值 

随着节能理念的不断深入，我国对节能环保型制造业的发展更加重视。随着时代的进步，节能理念不断得到了实践，为机械制造和自动化发展起到了积极的推动作用，并为其发展提供了理念指导，同时也为节约型现代化机械创造的发展指明了方向。因此，节能理念的实施势在必行。

1.1节能理念实践是机械制造与自动化发展的内在需求。在新时代的背景下，机器制造和自动化有了新的发展目标，要想与时代的发展相适应，创建新的发展目标，就需要机械制造与自动化发展以节能理念为基础不断进行创新。1）随着节能环保的持续进步，机械制造与自动化的发展更加注重建立节能环保的生产模式，节能理念的应用可以提升自动化生产环保效果。2）节能技术的创新与发展，为机械制造和自动化的发展提供了动力和可靠保障[2]。

1.2节能理念实践是机械制造与自动化提升发展动能的保障。机械制造和自动化的发展是新时代工业制造业进步的关键因素，对我国高质量发展发挥着重要作用。在实施节能理念时，可以对机械制造和自动化发展的环境起到优化作用，并且可以用新的观念为机械制造和自动化开发提供支持。首先，其要以节能观念为基础，这是实现发展最重要的条件。其次，中国的机械制造和自动化处于一个新的发展时期，要达到新的发展水平，需要构建节能发展动能，使其步入一个新的阶段。因此，节能理念是机械制造和自动化发展的有力保证，从新的发展角度出发，新发展动能的实现具有非常重要的意义。

一、制约哈尔滨市工业低碳转型升级的主要因素

（一）重工业偏大的结构导致能耗居高不下

现行主流的低碳经济理论认为，如果经济结构中有更多低碳排放的“清洁部门”，那么碳排放量一定会降低。以工业结构为例，轻工业与重工业对资源环境的影响也存在较大差异，在同样的工业发展规模中，重工业比轻工业对资源环境的影响要大。目前，哈尔滨市的工业结构仍以重工业为主体，虽然其规模以上企业数量和产值都有逐渐下降的趋势，但是，由于高耗能行业全部集中于重工业中，且其综合能源消费量占到重工业的80％～90％，所以，造成近五年重工业综合能耗占规模以上工业总综合能耗的比重居高难下，始终徘徊在86％左右。加之一批热电联产、水泥熟料生产、化工醇、生铁高炉等高耗能项目相继建成投产，进一步推高了重工业的能耗水平。

（二）主导产业结构向低碳化调整的方向不明确

装备、食品、医药和石化等四个主导产业在哈尔滨市占有绝对的主导地位，其低碳化调整的方向和步伐对哈尔滨市工业低碳化发展起到举足轻重的作用。从低碳角度分析，哈尔滨市四个主导产业中，石化产业属高耗能产业，综合能耗占比较高，其中的石油加工炼焦及核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业两大类行业属六大高耗能行业，两行业合计的企业数量、产值和综合能耗分别占主导产业的3．1％、12．7％和45．5％。哈尔滨市的食品工业和装备制造业其产值占比较大，能源消费弹性系数相对较低，尤其是装备制造业中的绝大多数行业，单位能耗均接近于全市最低水平。近年来装备制造业陷入发展困境，石化产业产值规模在不断扩大，不符合哈尔滨市主导产业应采取的“提食品、装备、保医药、限石化”低碳转型发展方向。

（三）产业层次和产品附加值偏低

目前，哈尔滨市工业的多个行业及其产品都位于产业链低端位置，处于原材料加工或产品初级加工的低产业层次、低附加值阶段，能耗高、产值低，企业竞争能力差，是工业转型升级的重点。从低碳经济角度分析，这些行业或产品的能耗强度均偏高，尤其是对于高耗能行业来讲，各链条能耗强度的差距更加明显。如水泥行业，吨熟料综合能耗比吨水泥能耗平均高出30－40千克标煤。而哈尔滨市的多数水泥企业都是只生产熟料和水泥，缺少高附加值、低能耗的下游产品。哈尔滨市钢铁产品以长材和普通建筑钢材为主，扁平材及高附加值的产品少，优质钢材目前主要依靠外购，钢铁生产企业的本地配套率较低。

摘要：随着国家能源战略的全面实施，通过能源管理及能耗预测技术实现企业节能逐渐成为一种必然趋势。本文回顾了企业能源管理的传统方法，分析其缺陷，进而介绍了新型能源管理系统与能耗预测的方法，并对企业能源管理系统未来的发展趋势进行分析。科学高效的能源管理更加注重数据的挖掘、分析与综合应用，能源管理系统应具备能耗分析、建模与预测、能源使用测量以及平衡优化等功能，提高企业能源管理水平，从而实现企业节能减耗的目标。

关键词：能源管理；能耗预测；能源管理系统

1引言

随着我国工业化的快速发展，企业正面临着能源成本上涨所带来的极端挑战。通过能源管理及能耗预测技术实现企业节能已逐渐成为企业经济生产的发展趋势。制造业作为我国能源消耗最大的产业之一，具有生产线长，介质种类繁多、范围广泛，能源消耗过程复杂，设备间紧密相连，能源网络交错等特点；同时，由于制造业类别繁多，每个行业的管理需求各不相同，管理流程烦琐，既具有一定的共性也具有各自的特性。针对不同行业的生产工艺及能耗特点，国内外学者对于科学化、智能化的企业能源管理做了大量研究。如冯为民、丛力群[1]研究了冶金企业能源管理系统，蔡翔云等人[2]以香烟制造厂为对象研究了能源实时在线监测计量管理系统等等。此外，企业能源消耗呈现出非线性、时变性、大延迟以及大惯性等特点为能耗预测造成了一定困难。张加云等人[3]对钢铁制造企业能源损耗预测方法进行了综述，刘焕彬[4]等人则建立了造纸企业能耗预测模型。由此可见，能源管理系统是制造业实现能源科学管理的有效手段，而能耗预测作为企业能源智能化管理的核心模块，是实现企业节能的重要研究方向。

2企业能源管理方法

能源管理系统是指运用科学原理和方法，采用自动化、智能化的信息技术，对企业日常运营所需能源的生产、存储、输配与消耗进行动态监控以及数字化管理，从而实现及能源分析、平衡、优化调度以及系统节能降耗于一体的综合性管控系统。

2.1传统能源管理方法

摘要：自绿色制造理念提出以来，如何找到合适的绿色制造技术应用模式，为废弃物排放污染、资源浪费等问题的有效解决提供支持，逐渐成为了很多机械制造企业所关注的重要问题。基于此，本文对绿色制造及当前机械制造行业中比较常见的几种绿色制造技术进行了简单介绍，同时从机械制造行业整体发展的角度出发，对绿色制造技术的有效应用模式展开探讨，希望能够为可持续发展理念下有关机械制造企业的转型发展与技术创新提供一定参考。

关键词：机械制造业；绿色制造技术；机械产品

0引言

绿色制造技术简单来说就是在绿色理念指导下进行产品设计、包装、生产等一系列制造活动的有关技术手段，其不仅能够在保证产品质量与功能性的基础上，有效降低产品生产制造所造成的环境污染问题，同时还能够减少产品生产过程中不必要的资源消耗，对节能环保与可持续发展目标的实现有着很大促进作用，而在当前节能环保理念逐渐贯彻到机械制造业的情况下，要想实现推动有关机械制造企业乃至整个机械制造业实现转型发展，对于绿色制造技术应用模式的探究自然也是十分必要的。

1绿色制造概述

1.1绿色制造的概念与内涵

绿色制造通常又被成为环境意识制造或面向环境的制造，是一种在全面考虑产品生产制造对环境影响及资源利用效率的前提下，对产品设计、制造、包装、运输、使用等全过程展开优化改进的现代制造模式，不仅能够为有关制造企业的经济效益、社会效益协调提供重要支持，同时还能够推动整个制造业实现持续、稳定发展，尤其是在能源消耗、环境污染问题均十分突出的机械制造业领域，绿色制造所能够发挥出的作用更是显得极为关键。另外，从内涵上来看，绿色制造通常会以减少污染物排放、保护环境、实现资源优化为目标，并面向产品的生命周期过程、物流转化过程来对有关技术工艺进行应用，与可持续发展理念间存在着十分密切的联系。