能源管理在ISO 14001体系中的应用
作者:SGS华南区产品经理/国家认可能源管理体系审核员朱华胜
ISO 14001:2004是一个以PDCA为基本模式的组织环境管理标准,其以“污染预防、遵守法律法规、持续改进环境绩效”为三个重要支柱,已使标准成为各组织在实施环境管理时广泛采用的模式。尽管该标准不是环境绩效标准,但组织在对环境污染进行管理时,更多的考虑法律法规方面的要求,包括污染物排放的识别、污染因子排放浓度与排放量的检测、污染防治设施的设计、施工、验收和投产使用、以及设施的运行维护与更新等方面的要求。而正是因为国家或各个地区在污染防治方面规定有详细全面的法规要求,所以目前很多组织在实施ISO 14001管理体系时,为确保能实现符合法律法规要求方面的承诺,往往将关注度和各类资源投在污染防治这一方面,但是,作为环境管理的另外一个重要方面——能源消耗,却因为没有太多明确的法规强制要求而被淡化或被忽略。组织通常只是通过设立一些与能源相关的环境管理目标,并根据自身的能源管理经验,制定一些控制措施,希望实现对组织能源消耗的管控。正是因为没能识别到真正需要改善的用能点,也缺乏科学合理的能源管理思路,所以,最终这样的能源管理往往流于形式,不能达到节能减排的效果,这也使得ISO 14001管理体系失去了帮助组织控制能源成本的魅力。
在组织寻求进行节能管理的过程中,有一种倾向认为“只有采用先进的设备、工艺和先进的节能技术才可以实现节能的目标”,但事实并非如此。
EEMC(乔治亚能源环境管理中心)的调查显示,当工程师给企业的建议能产生显著的能源节约如15-30%时,产生节约结果的运作上的和行为上的变化开始消失。大多数公司在5年之后又面临同样的能源问题。
所以组织如果只是依赖于采用节能新技术、新设备和新工艺,往往会迷失节能的方向,使投入严重超越产出,丧失前进的动力;同时也不能将节能的效果最大化并持续地保持。在节能过程中,管理节能尤为重要,它能帮助组织合理地识别需要节能改善的对象,帮助组织在采用技术节能中实施科学系统的管理,提高节能新技术的使用效率和节能效果,帮助组织将节能管理走向规范化,并最终帮助组织形成低能耗、环境友好型的企业文化,从而达到节能效果最大化,并持续实现节能减排。
对能源实施管理的方法和思路有很多,但ISO 14001以其系统化的管理模式,为组织节能管理提供了一个很好的框架。
ISO 14001管理体系以环境因素(尤其重大环境因素)为核心,围绕它展开策划、实施、检查和改善的相关工作。但相对于污染物排放管理,能源管理有着其自身的特点。在依托ISO 14001的基本框架的前提下,我们结合能源管理的自身特点,同样可以系统化地实施能源管理,以取得节能减排的优异成果。
如何依托ISO 14001基本框架来实施能源管理呢?现针对标准的几个核心要素,进行阐述如下:
4.3.1 环境因素
在实施能源管理时,首先需要清楚组织的能源管理对象,我们可以称之为“能源因素”,即影响能源消耗和能源使用效率的因素。在对能源因素进行识别和评估时,先要对组织的能源概貌有个清楚的认识。这时我们可以基于初始能源评估,绘制组织的能流图(能流图可以直观地反应组织的能源系统在购入储存、加工转换以及输送分配直至最终使用等四个环节的基本平衡、输入/输出与损耗、用能的种类以及对应的各环节、各用能设备/单元的能源消耗结构和能源效率)。通过能流图可以掌握组织的总体用能系统,评估出能源使用的效率,识别能源节约的潜力和方向。而且,初始能流图还可以帮助确定组织的能耗基准,以便为后续的能效跟踪和节能目标的评估提供依据。
企业能流图数据表
能源种类
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购入存储
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加工转换
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输
配损失
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生产用能过程
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其他用能过程
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外销
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备注
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实物量
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当量热值
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储存损耗
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锅炉
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液化气站
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其他过程
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坑纸
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印刷
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裱糊
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收
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收
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收
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收
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收
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一次能源
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二次能源
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耗能工质
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化学
反应热
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回收利用能
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其他能源支出
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编制: 审批:
备注:本图来自《企业能源审计》第二版孟昭利
有了一份清晰的组织能流图,可以很全面地对组织的能源因素进行识别,并在综合考虑节能量的大小以及技术可行性和经济可行性、能源政策法规要求、对安全/环境/质量的影响,等等基础上,确定出优先控制的能源因素。当然,随着能源管理活动的开展,组织的能流图也会发生改变,能源因素的控制优先顺序也会动态地变化,这也为持续实施节能减排提供了方向指引。
4.3.3 目标/指标与管理方案
组织一旦确定了优先控制的能源因素后,就需要对这些优先的能源因素实施有效的管理和控制,设定能源目标和制定能源管理方案是实现能源方针的重要途径。综合能耗、单位能耗,是常见的能源目标形式。在实施过程中,有两个问题需要考虑:目标如何分解到具体的重大用能点?目标设立的基准和标杆如何设定?只有目标分解到重大用能点,并与优先控制的能源因素相关,才可能对目标的实现过程进行动态地监控和评估,并确保目标的实现;目标设立的基准和标杆的确立,则需要考虑到能流图中组织的能源系统的综合能效、相应的重大用能点、行业的能效标杆和当前可利用的技术、以及投资回收期等因素。能源管理目标应与组织的方针政策保持一致,并得到全体员工的理解和认同,只有这样,才可以真正推动管理节能,形成组织的节能文化氛围。
4.4.6 运行控制
在运行控制的内容中,既包括管理节能的控制要求,也包括对节能项目的管理控制要求。在实施节能项目管理时,需要考虑到项目的风险、项目的时间、项目的进度、项目的成本以及项目的质量等因素。
首先,组织在进行新产品或新过程的设计时,需要识别因为新产品或新过程而产生的新增能源因素,并在适当时更新能流图。在设计过程中,从用能种类适宜性评估、工艺/设备/设施的匹配和优化、新的节能技术和最佳节能实践、行业标杆与经验、以及人员能力和组织文化等方面综合考虑,以达到能源的合理使用,能源使用效率的提高,以及能源管理绩效目标的改进。
在进行用能种类适宜性评估时,不仅需要考虑用能的经济性、能源的梯级利用、能源使用时的次生环境影响,还需要考虑能源政策法规要求、能源供应商的能力和供能稳定性、以及能源在输配和储存过程的损耗控制等因素。
根据组织更新的能流图,识别重大的用能设备。在对用能设备进行管理时,需要考虑以下几个方面:
1.在设计或设备设施更新阶段,除了考虑设备设施的运行和维护成本外,还应考虑潜在的能源效率、再生性、耐用性、可再用性、设备的可拆解性与可循环利用的程度。
2.对于在用的耗能设备设施,应进行合理的维护、保养,确保该设备设施处于优化的能效状态下运作;
3.定期对重点用能设备设施的运行状态,能效状态进行监控,适当时,对其运行状态和运行参数进行调试,再调试或持续调试,确保其经济运行;
4.对重点用能设备设施的操作、监控、调试与维护人员进行必要的培训,确保其能胜任。
在能源管理过程中,应对那些可能影响重大能源使用效率的活动进行控制,包括制定必要的运行控制标准和良好的操作规范。以下列举了部分用能点用能管理要点,仅供参考:
中央空调系统
1.是否在多层多区域场所,根据需要的场所空气调节要求,设定空调运行模式?
2.在空调选型和结构配置中,是否考虑主机,泵体和电机的功率,确保与负载的匹配,提高运转效率,减少无功损失?
3.是否有对冷冻水泵和冷却水泵设置变频控制,根据负荷变化变频调节水泵流量和扬程,以达到最大节能运行?
4.耗能工质管道、阀门、弯头、节流口等的配置是否合理,是否能减少流体阻力损失?
5.是否对这些管道进行保温和防泄漏处理,减少能量损失?
6.是否定期对管道和换热器进行除垢清洗,减少管道损失和提高换热效率?
7.冷却塔风机是否功率配置合理,是否根据冷却水的需要进行适当的功率调整?
8.是否合理的控制活动空间的温度和湿度,减少空调热负荷?
9.是否根据活动空间的需要来调整空调新风量,减少能量损失?
10.是否采用热回收技术,利用排风对新风进行预热(或预冷),节约空调能耗?
11.对于冷冻水系统,是否采用较大温差,减小循环水泵装机容量,降低运行费用
中央空调原理图
空压机系统:
1. 空压机的型号选择及压缩空气罐的位置设置是否有利于压缩机在额定工况下运行,是否使压力波动最小?
2. 压缩空气管道分布是否确保管道的尺寸,走向等能确保压缩空气压力损失最小?
3. 是否根据压缩空气需求的波动来调整压缩机的输出功率?
4. 是否采用高效电机(比如:EFF1, NEMA premium, etc.)?
5. 对于串联或并联空压机组,是否采用电脑主机控制系统?
6. 是否对空压机的余热进行回收?
7. 是否对压缩空气进行适当的处理(冷却,干燥和过滤等)?
8. 是否设置足够的外部通风口来降低空压机的入口空气温度?
9. 是否定期对空压机的运行工况进行监控?是否定期对压缩空气的泄露进行检查和维护?
10. 过滤网/装置的清洗或更换周期是否合理?
空压机原理图
蒸汽系统:
1.是否根据蒸汽压力和温度的需要设置对应的锅炉系统?
2.蒸汽管道、热水管道的保温是否完好,并定期检查和维护?
3.锅炉的燃料质量是否要求并保持稳定,减少炉温的波动和提高锅炉的换热效率?
4.锅炉的燃烧器是否定期清理,减少堵塞,确保燃料的均匀供给和充分雾化,提高燃料的燃烧率,减少炉腔的损伤和保温层的破损?
5.是否适当的配置二次风,提高燃料的燃烧效率?
6.是否及时的调整进风/燃料比,提高燃料的燃烧效率和控制炉膛温度?
7.是否采用燃烧自动调节装置,及时满足锅炉负荷的变化?
8.是否定期对锅炉进行设备维护,换热器,烟道进行清理和维护,提高系统的热交换效率?
9.是否对炉体进行保温、堵漏风、防泄、防冒等的检查与维护,减少能量损失?
10.是否对锅炉的尾气烟气余热进行回收利用?
11.是否对冷凝水和废蒸汽进行回收利用?
12.是否采用高效节能的引风机,给水泵,循环泵?
13.是否对锅炉进行有效的水处理,减少受热面结垢,降低排污热损失,减少锅炉的爆管,提高热利用率?
蒸汽锅炉原理图
配电系统:
对于低压配电系统:
1.是否确定电网的合理电压等级,减少变电级数?
2.是否根据用电设备的需要调高或调低电网的运行电压?
3.是否能尽可能保持电网三相负荷的平衡?
4.适当的电网及负载的调整,提高电网及负载的功率因素?
5.是否对旧电路进行那个改造,调整供电半径,增大导线截面积?
6.是否能减少电力谐波?
7.是否加强设备的维护管理,减少功率损失?
8.是否合理选择变压器容量,实现变压器的经济运行?
9.是否根据负载的变化,及时调整轻载和切除空载运行的变压器?
10.是否选用节能型变压器,保持三相负荷的平衡?
11.安装变压器时,是否考虑通风的要求,位置上接近负荷?
12.是否制定低压电网及相关设备设施的检测维护的规范,确保其稳定的运行工况?
4.5.1检测和测量
一些组织在实施能源管理时,发现初期节能效果显著,但随着时间的推移,节能效果越来越不尽人意,甚至失去了能源管理的动力与热情。慢慢地,制定的节能管理规范也逐步弃之不用,组织也陷入了不知该从哪儿持续节能减排的迷惘。怎么才能避免出现这种情况呢?事实上,在能源管理过程中,我们需要对能源管理的行为规范、节能绩效和能效、项目的推进和目标的实现程度等,实施检测和测量。
能源管理的检测和测量应形成程序,根据检测和测量的目的和范围,确定检测和测量计划,必要时包括:能源的消耗量/成本、重大用能点的关键绩效指标和能效的变化及趋势分析;能源目标与指标的满足程度、能源管理方案的实施情况、能源管理行为与运作情况;并基于初次能源评估的基准和行业的标杆,进一步分析能源管理的总体绩效,以便为后续的持续能源管理提供输入。所以,实施能源管理检测和测量,是推动持续节能的重要工作。
以上只是从标准的几个要素要求出发,结合能源管理的特点,阐述了在ISO 14001标准中实施节能减排的做法和要求。当然,在ISO 14001标准中提供的很多其他要求,同样也适用于组织的能源管理,比如:4.4.1资源、角色、职责和权限,4.5.5内部审核,4.6管理评审,等条款要求。但限于他们在能源管理系统中的差异性和实施的难易程度,这里就不再一一阐述。
SGS从2007年开始全面推广能源管理体系,积极探索能源改进的技术和经验,组建了专业的技术和管理队伍,一直致力于为企业实施能源管理体系认证。目前SGS能源管理全面解决方案中包括能源管理诊断、能源管理数据库建立、国家以及地区能源政策以及法律法规的培训、专业的技能技术培训、能源管理体系培训(如MSE2000、GB/T23331、ISO50001等)、能源管理体系认证。SGS将全力协助企业通过实施能源管理体系以提升企业的竞争力,同时还可以为企业在低碳经济的大环境下开拓新的商机。