我国GDP的支柱产业主要集中在电力、石油石化、煤炭、化工、钢铁、有色、建材、造纸、纺织等工业领域,这些行业在节能减排方面发挥着关键作用。
以传统五大高耗能、高污染行业之首的电力行业为例:发电侧排放的二氧化硫高达全国排放总量的50%以上,烟尘排放亦占全国排放量的20%以上。输电侧和配电侧由于线损率未能得到实质性改善,导致能源高消耗现象严重。据统计,2007年我国发电量达3万亿千瓦时,其中输电及配电侧线路及变电设备空载损耗所耗费的电量高达1800多亿千瓦时,相当于一座3600万千瓦火电站的年发电量。
而在我国工业生产领域,能源消耗问题同样不容忽视。例如,引擎和电机占据了总工业能源消耗的65%。中国的电机容量已超5亿千瓦,每年能耗高达800亿~1000亿千瓦时,占总能源消耗的60%以及工业能源消耗的75%。而驱动鼓风机和电泵的电机更是达到了2.5亿千瓦,其中70%应采用变速驱动,但实际使用中的比例却只有20%,由此导致了极大的电能浪费。据权威数据显示,中国的能源效率仅为美国的26.9%,日本的11.5%。
据官方统计数据,中国已成为世界第二大能源消费国,其能源消费总量占到全球的15%左右。值得注意的是,随着中国经济的高速增长,能源消耗仍呈持续上升态势,其增加速度尤为惊人,这给能源供应带来了严峻挑战。
在过去很长一段时间里,采用变频器等节能设备一度是企业最为熟知并广受欢迎的节能措施。然而,随着能源需求的日益扩大以及技术的日益发展,如今节能已不再仅仅局限于设备的简单更换。
传统自动化模式较少关注节能环保问题。在社会经济快速发展的背景下,绿色电厂、绿色楼宇以及绿色化工等与节能环保相关的理念被广泛提及,节能能源、减少原材料消耗以及环保等新的要求对自动化技术提出了更高的要求。
作为节能改造的核心技术手段,如变频调速技术能够有效节约电能,先进的控制系统有助于提高效率、降低能耗等。在工业领域,可通过生产流程能源效率评估方式采取节能行动。无论是单一的变频调速、软启动、能量回馈控制技术,还是全方位的过程自动化控制和能源管理解决方案,工业自动化技术都可以在多方面助力企业达到节能减排的目标,从而为企业展现出巨大的节能减排空间以及明显的效果。
在可再生能源方面,无论风能或太阳能均受到气候等多重因素的影响,表现出稳定性差、无法控制的特点;尤其是气候变化,目前尚无法长期准确预测,而如何应对,最普遍且已取得一定成果的方法便是储能技术。可以说,储能技术是大多数可再生能源研发过程中最为普遍的课题,必须给予高度重视。而对于如何提升可再生能源的生产效率、储能效率以及管理效益等问题,皆与控制技术、系统工程等密切相关。
尤其是在利用高科技革新传统产业方面,自动化科学在工业企业的运营及发展中起到了至关重要的角色。在现代企业中,先进的控制与优化技术对于公司的节能减排、高效运作具有绝对性的影响,展现出众多显著优势。
工业控制自动化技术是应用控制理论、仪器仪表、计算机及其他信息技术,对工业生产流程进行检测、控制、优化、调度、管理以及决策,以期实现增加产量、提高产品质量、降低能耗、保证生产安全等多元目标的综合型技术。
工业控制自动化技术作为20世纪现代制造业领域中的重要标志性技术之一,主要包括三个层次,顺次为基础自动化、过程自动化以及管理自动化,旨在解决生产效率与产品一致性问题,尽管自动化系统自身并非直接创造价值,但它对企业的生产过程产生了明显的优化效果。
信息化能够整合全程工业自动化生产流程,尤其是在网络系统高度发达的当今时代,在工业自动化领域中,存在着数以千计的感应器、检测器、计算机、PLC、读卡器等设备,需相互衔接构造一个控制网络,而工业控制网络将逐步趋向于有线与无线的融合模式。
例如石化及钢铁行业作为国家级的能源和原材料产业,其制造的正是能源和原材料,在如此庞大的领域之中,原材料的大量消耗及污染问题亦相对突出,同时还牵扯到相应的安全隐患,为了实现节能降耗,提升企业的市场竞争力,采用自动化技术是必不可少的。
专家观点认为:“如果说自动化系统是企业的核心骨架,那么信息化便是企业的神经中枢。因此,企业的节约能耗必需集自动化与信息化的优势于一身,彼此深入渗透,方能达成更理想的效果。”