一、能源管理系統在工業領域的重要性

（一）應對能源供需矛盾

在當今工業蓬勃發展的時代背景下，能源供給與需求之間的矛盾日益凸顯，已然成為制約工業進一步高質量發展的關鍵因素。從我國的情況來看，隨著經濟的持續增長，能源供求形勢愈發嚴峻。據相關統計數據顯示，我國已成為全球最大的原油進口國，2018 年石油凈進口量 4.4 億噸，對外依存度接近 70%，同時天然氣進口超過日本，成為全球最大的天然氣進口國，能源安全問題亟待解決。

工業領域作為能源最大的需求側用戶，其能源消費量和用電量均已占全社會比重約 70%，這意味著工業領域對于能源的使用情況，對整個能源供需平衡有著舉足輕重的影響。而能源管理系統在緩解這一矛盾方面，發揮著至關重要的作用。

它能夠通過對能源使用情況的實時監測、精準分析等功能，合理調配能源。例如，依據不同生產環節、不同時段的實際需求，將能源精準分配，避免出現某些環節能源過剩浪費，而有些環節能源又供應不足的情況，從而提高能源的整體利用率。通過這樣的精細化管理，工業企業可以更好地應對能源供需不平衡的現狀，保障自身生產運營的穩定有序，也為整個工業領域乃至全社會的能源穩定供應貢獻力量。

（二）助力節能減排國策

節能減排作為我國的一項基本國策，在工業領域的落實有著極大的緊迫性。如今，我國面臨著能源結構尚處于向清潔能源轉型初期，碳捕集、利用和封存相關技術也尚不成熟等狀況，而工業又是碳排放的重要來源，2022 年我國工業碳排放約 2888Mt，占總排放量的 28% 以上。所以，節能就成為了工業界降低碳排放的主要手段。

能源管理系統恰恰能通過精細化管理，助力工業企業達成節能減排的目標。首先，它可以進行全面的能源審計與監測，就像給企業做一場細致的 “體檢”，清晰地呈現出每一個環節、每一臺設備以及每一道工藝流程的能源消費情況，精準揪出能源消耗的 “大戶” 以及存在潛在浪費的設備，為后續的節能降耗提供堅實依據。

在設備與工藝優化方面，能源管理系統能幫助企業識別老舊、高耗能的設備，促使企業及時進行更新換代，選用能效更高的設備，并對工藝流程加以改進，減少不必要的能源消耗。比如引導企業采用新型的節能型鍋爐、電機等設備，優化生產流程，提升設備運行效率。

能源的回收與再利用也是重要一環，能源管理系統能提醒企業重視此項工作。例如支持企業利用余熱回收技術，把生產過程中產生的余熱進行回收，并應用到其他工藝流程中，提高能源的利用率；還可以輔助企業通過雨水收集、中水回用等技術，減少新鮮水的使用量，進而降低能耗。

同時，借助物聯網和大數據技術蓬勃發展的東風，智能化能源管理系統正逐漸成為工廠轉型升級的關鍵力量。它能夠實時捕捉設備運行數據，深度分析并精準預測，實現能源調度的智能化和精細化，還可以預測設備維護周期，及時開展維護和保養工作，有效避免因設備故障導致的能源浪費情況出現。

而且，通過能源管理系統，企業可以密切關注國家和地方節能政策的動態，積極響應政府號召，充分利用節能補貼、稅收優惠等利好政策，降低節能改造的經濟負擔，也可以借助碳排放權交易、綠色金融等市場機制，將節能減排轉化為實實在在的經濟效益，達成雙贏局面，推動節能減排國策在工業領域更好地落地實施。

二、工業能源管理系統的主要功能

（一）數據采集功能

工業能源管理系統的數據采集功能至關重要，它主要依托各類傳感器、智能儀表等現場監控設備來實現。例如，在電力數據采集方面，通過安裝在配電室、配電箱等位置的電力儀表，能夠實時監測電壓、電流、功率、功率因數等關鍵參數；水表則可精準獲取用水的流量數據，掌握企業各環節的用水情況；天然氣表負責收集天然氣的消耗數據，為能源使用分析提供依據。

這些現場監控設備如同一個個 “觸角”，可以對電力、水、天然氣等不同能源數據進行準確、及時的采集。它們能夠按照設定好的時間間隔，自動實時或定時收集相關數據，并經過濾波、檢出等處理，將有效數據傳輸出來，實時地更新數據庫，為后續的監控以及進一步的分析提供最基礎的支撐，確保整個能源管理系統可以依據可靠的數據來開展工作，助力企業更好地了解能源使用動態。

（二）數據存儲功能

數據存儲功能是工業能源管理系統穩定運行以及數據有效利用的關鍵環節。在設計數據存儲時，要充分考慮擴容性，畢竟隨著企業的發展以及時間的推移，能源數據量會不斷增加，預留足夠的擴容空間才能保證系統后續能持續正常存儲數據。

分層設計也是要點之一，例如可以按照不同能源類型、不同部門、不同生產環節等維度來進行分層，對不同單位、不同類型的數據存儲進行合理分配，像將電力數據、用水數據、用氣數據等分別存放于對應的邏輯層次中，方便后續的分類調用與管理。

同時，數據安全性不容忽視。要通過多種技術手段，例如設置訪問權限、數據加密等方式，保障存儲的數據不會被非法獲取、篡改或丟失。而且，像有的系統會采用先將從終端獲取到的數據存到對應數據類型的堆表，再按一定規則轉換為索引組織表存儲于數據庫中，并進行備份操作等方法，來確保數據能被妥善保存和隨時調用，為企業長期的能源管理工作筑牢數據根基。

（三）數據應用功能

工業能源管理系統具備多樣化的數據應用功能，以此滿足不同層級管理者對于數據應用的多樣化需求。

能源監視功能可讓管理者實時查看各能源使用環節的具體情況，比如通過可視化界面直觀了解不同車間、不同設備當下的能源消耗數值及狀態；能源分析功能則借助大數據技術，對收集來的海量能源數據進行深度剖析，找出能源消耗的規律、異常點以及潛在的節能空間等；能源看板以圖表等直觀形式展示關鍵能源指標，便于管理者快速掌握整體能源態勢。

統計分析功能能夠按照日、月、年等時間維度，或者不同區域、不同設備等分類維度，對能源數據進行統計，生成相應的報表，像能耗明細報表、設備能耗綜合報表等，輔助了解能源消耗趨勢；監控預警功能通過設置合理的閾值，當能源數據超出正常范圍時，及時發出預警信息，提醒相關人員關注并采取應對措施，避免能源浪費或者因能源問題影響生產等情況發生，從而為管理者在能源管理決策過程中提供有力的數據支撐，幫助企業科學合理地調配能源，實現降本增效等目標。

三、工業能源管理系統帶來的效益

（一）成本節約效益

在當下的工業生產中，能源成本占據了企業運營成本的較大比重，而工業能源管理系統在幫助企業節約成本方面發揮著顯著作用。

一方面，通過對能源消耗的細致監控和精準分析，它能夠敏銳地發現并削減那些不必要的能源開支。比如，在一家大型制造工廠里，能源管理系統實時監測各個車間、每條生產線以及每臺設備的能源消耗情況，通過對長時間積累的數據進行分析，發現某些設備在非生產時間段仍存在待機耗電的現象，還有部分生產環節由于工藝參數設置不夠合理，導致能源消耗超出正常水平。借助系統提供的詳細數據，企業管理者能夠針對性地制定改進措施，如設置定時關機、調整工藝參數等，從而減少了這部分不必要的能源浪費，實現成本的降低。并且，在能源價格不斷上漲的今天，每一筆能源成本的節約都能直接轉化為企業利潤的增加，積少成多后，對企業的經濟效益提升有著不可忽視的作用。

另一方面，工業能源管理系統具備的定時控制和自動化功能更是進一步消減成本的有力 “武器”。以工廠的照明系統為例，通過系統的定時控制，能夠依據不同車間的生產排班情況，精準地在上班時間開啟照明，下班時間自動關閉，避免了長時間的無效照明造成的能源浪費。再比如一些設備的自動啟停功能，根據生產任務的安排和實時進度，系統自動控制設備在需要工作時啟動，任務完成后及時關閉，確保僅在必要時使用能源，大大提高了能源的利用效率，讓企業在能源支出方面更加精打細算，進而增強了企業在市場中的成本競爭力。

（二）生產效率提升效益

工業能源管理系統所提供的數據和深入分析，對于優化生產流程、提升生產效率有著至關重要的作用。

例如，在一家汽車零部件制造工廠中，生產線上有著眾多的機器設備協同工作。以往，由于缺乏精準的能源數據指導，設備的啟停時間和負載分配往往不夠合理，經常出現部分設備空轉等待加工物料，或者某些設備在高負載下過度使用，不僅浪費了大量能源，還容易造成設備的過早損耗，影響整體生產效率。而引入能源管理系統后，情況得到了極大改善。系統通過實時采集各設備的能源消耗數據，并結合生產任務量、工序銜接時間等多維度信息進行綜合分析，得出了最優的設備啟停時間方案，使每臺設備都能在恰當的時間啟動和停止，減少了不必要的空轉等待時間。

同時，在負載分配方面，系統依據設備的性能參數和實際能耗情況，對生產任務進行合理分配，確保各設備的負載處于最佳狀態，避免了過度使用造成的能源浪費和設備故障風險。通過這樣的優化措施，整個生產流程更加順暢高效，單位時間內的產品產量得到顯著提升，而且產品質量也因為設備的穩定運行而更有保障，使得企業在市場中能夠以更高的生產效率贏得更多的訂單和客戶認可，實現了經濟效益和市場競爭力的雙重提升。

（三）環境責任履行效益

隨著環境保護意識的日益增強，工業企業肩負著越來越重要的環境責任，而工業能源管理系統在這方面成為了企業的得力助手。

它通過對能源使用的精細化管理，有效減少了能源消耗。比如在鋼鐵生產企業中，以往粗放式的能源管理模式下，煉鐵、煉鋼等環節能源浪費現象較為嚴重，大量的煤炭、電力等能源沒有得到充分利用就被消耗掉了。而應用能源管理系統后，企業可以實時監控各環節的能源消耗情況，精準找到能源浪費點，通過優化工藝流程、改進設備運行參數等措施，降低了能源消耗。

在減少能源消耗的同時，溫室氣體排放和其他環境污染物的排放也隨之降低。以火力發電廠為例，能源管理系統幫助電廠優化發電機組的運行，提高發電效率，使得單位發電量所需的煤炭量減少，進而減少了二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放。這對于企業遵守日益嚴格的環境法規意義重大，避免了因超標排放面臨的巨額罰款風險，同時也有助于塑造企業綠色、環保的良好形象，增強企業在社會公眾中的認可度和美譽度，符合當下可持續發展的大趨勢，更有利于企業在長遠的市場競爭中立足。

（四）決策支持效益

工業能源管理系統所生成的詳細報告和趨勢分析，為企業的決策者們提供了關鍵且可靠的信息，助力他們做出諸多明智決策。

例如，在設備更新換代方面，系統通過長期對設備能耗數據的監測和分析，能夠準確判斷出哪些設備存在能耗過高、性能老化等問題，為決策者提供具體的設備清單以及相應的能耗對比數據。基于這些信息，企業管理者可以科學地決定是否對老舊設備進行更新，選擇何種能效更高的新設備來替換，從而在提升生產效率的同時降低能源成本。

在能源購買策略調整上，系統提供的能源消耗趨勢分析，能讓決策者清楚了解企業不同時間段、不同生產階段的能源需求情況。如果預測到未來某段時間生產任務增加，能源需求將大幅上升，管理者便可提前與能源供應商協商，爭取更有利的采購價格和供應合同；或者在能源價格低谷時期，適當增加能源儲備量，以應對后續可能的價格上漲，實現成本的有效控制。

對于新項目的能源需求預測，能源管理系統同樣發揮著重要作用。在規劃新的生產項目時，通過參考以往類似項目的能源消耗數據以及結合新項目的設計產能、工藝特點等因素，系統可以精準預測出該項目所需的各類能源量，幫助決策者提前做好能源供應規劃，確保新項目在啟動后能源供應穩定可靠，避免因能源供應不足影響項目進度，為企業的可持續發展和擴張提供有力的決策支撐。

四、工業能源管理系統的發展趨勢

展望未來，工業能源管理系統有著諸多令人期待的發展趨勢，將在工業領域持續發揮更為重要的作用。

智能化程度不斷加深

隨著人工智能和大數據分析技術的不斷發展，工業能源管理系統將更廣泛地運用這些先進手段。通過對海量能源數據的深度挖掘與分析，系統能夠精準識別能源使用中的各類模式和趨勢，提前進行能源消耗的預測，進而實現更優化的能源調配。例如，依據過往生產數據以及實時采集的信息，預測到某一生產環節即將進入高能耗階段，系統可自動調整能源分配策略，確保能源供應的合理性與高效性，減少不必要的浪費，同時也極大地提高了系統的自動化程度，為企業節能降耗提供有力支撐。

集成化水平持續提升

未來的工業能源管理系統有望成為覆蓋能源應用全流程，即供應、輸配、消耗，以及全要素，包含設備、工藝、工況管理的綜合能源管理系統。它會采用數據中臺機制，將現有的獨立運行的能源管理系統、變配電監測系統、環境監測系統和運維管理系統等進行集成整合，實現一個界面、一個數據庫、一個 APP、一個賬號的統一管理模式。如此一來，不僅能提高交互體驗、簡化操作難度，更能大大提升企業整體的能源管理效率，讓管理者可以通過一個端口全面掌控能源相關的所有關鍵信息，實現一站式管理。

與更多新技術融合

一方面，隨著工業互聯網標識解析體系的不斷完善，其在工業能源管理系統中的應用將更加深入。通過為每一個實體或虛擬對象賦予唯一的身份編碼，并承載相關數據信息，實現實體和虛擬對象的精準定位、有效連接和實時對話，這有助于進一步優化能源管理系統中各環節的數據交互與協同，提升管理的精準性與實時性。

另一方面，邊緣計算技術的融入也值得期待。邊端的設備感知系統能夠快速采集周圍環境中的能源數據，并傳輸到邊緣計算層進行初步處理，借助其具備的數據處理能力，篩選出關鍵信息后再傳至云端和管理端做進一步分析，有效減輕了云端壓力，提高數據處理效率，保障系統可以更迅速地響應能源管理中的各種需求，比如實時故障預警、快速調整能源分配策略等。

數字孿生技術也將在工業能源管理系統中大放異彩。通過在虛擬空間構建與實體工業場景一一對應的數字模型，實現對能源系統全方位、全周期的監控。管理者可以借助該數字模型模擬不同生產場景下的能源配置方案，提前評估各方案的優劣，為實際生產中的能源管理決策提供可靠依據，真正做到防患于未然，保障能源系統始終安全可靠且高效運行。

助力企業可持續發展

在應對全球氣候變化以及能源轉型的大背景下，工業能源管理系統將成為工業企業履行環境責任、達成可持續發展目標的核心助力。它不僅能幫助企業更精細地管理能源使用，降低能源消耗，減少溫室氣體排放以及其他環境污染物的排放，助力企業遵守日益嚴格的環保法規，避免因超標排放面臨巨額罰款風險，還能通過優化能源結構，推動企業更多地采用清潔能源，提高可再生能源在能源消費中的占比，從根本上提升企業的綠色發展水平，塑造良好的企業形象，增強企業在社會公眾中的認可度和美譽度，為企業在長遠的市場競爭中贏得優勢，保障企業可持續發展。

工業能源管理系統未來的發展趨勢將聚焦于利用新技術不斷優化自身功能與性能，為工業企業提供更強大的能源優化管理能力。