ACEEE工業年會登場 揭密節能大絕招

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他陳列了許多國際上的成功案例,證明能源效率是「數量擴張」且「成本下降」的資源,但要掘出這股低成本又無窮的潛力,須靠一套整合設計。

美國能效經濟委員會ACEEE成立至今近40年,對於美國的工業、建築、交通等各部門能效標準和推動政策提供許多建言。
 
文/台達電子文教基金會 高級專員 詹詒絜
 
    一向以來,工業部門被視為台灣的用電大宗,若翻開能源局的統計手冊,會發現從1998到2018年這段期間以來,工業部門的總用電量是翻倍增長,去年甚至吃了國內所有電力消費的56%!而國際上,被譽為能源字典的《2018世界能源展望》(World Energy Outlook 2018)也指出,全球能源消耗有29%來自於工業,是個名副其實的吃電黑洞。
 
    對此,全球有不少非政府組織及智庫專門為工業部門調配省電藥方,其中頗具盛名的「美國能效經濟委員會」(American Council for an Energy-Efficient Economy, ACEEE),每隔兩年還會舉行一次工業節能年會,召集許多政府代表、能源顧問公司、企業主、學術單位等,互相分享能效推動方法。今年八月,年會在數次蟬聯永續城市風雲榜的波特蘭登場,筆者特別赴西方取經,汲取海外節能新知。
 

能效資源有多少?設計思維來決定

 年會一開頭,全球知名能源理論家埃默里.羅文斯(Amory B. Lovins)便出了個考題:究竟全球的能源效率資源有多少?這個問題對大部分的經濟學家來說,答案很一致,能源效率大概就跟一般燃料一樣,是一個「有限」且「不斷減少」的資源,尤其是當節能潛力達到極限時,要再灌下一盅省電湯藥,就必須耗費相當高的成本。  

   「事實上,我觀察到的節能現象剛好相反!」,在建築、工業、交通三大部門打滾、實踐能效方案長達四十年的羅文斯如是說。演講中,他陳列了許多國際上的成功案例,證明能源效率是「數量擴張」(expanding quantity)且「成本下降」(declining-cost)的資源,但要掘出這股低成本又無窮的潛力,須靠一套整合設計(integrative design)。  

    仔細拆解這套設計思維,其實背後有幾大原則,像是「能源效率先於供應」、「被動式優於主動式」、「簡單重於複雜」等。但要落實這些準則,顯然並不是廠房、建築或產品設計者一個人單單可以扛起的,若以一個建築設計來說,這會需要業主、建築師、工程師、營建團隊、機電人員及設備廠商等,坐下來一起辨別出最適合的設計,讓建物在「整個生命週期」上,始終維持低耗能特質。因此,整合設計的核心精神在於用各方跨領域人才之間的溝通,促成產品或建築「一生」都節能的特性。如此一來,電費支出省下了,回本期縮短了,未來也無須再投入大筆資金為節能重複修建,免走了一大段冤枉路。

全球知名能源理論家埃默里.羅文斯(Amory B. Lovins)擔任大會首席演講員,給予現場聽眾不少啟發。

 

整合設計多節能?三大部門案例告訴你

 以建築部門舉例來說,紐約帝國大廈翻修是整合設計的最佳詮釋者。這棟年近90歲高齡的紐約地標,在2010年時翻新既有建築結構,不久後便交出一張節能近40%的漂亮成績單,成果算是遠高於當時業界的平均水準(10-20%),回本期也僅3年而已。  

    事實上,帝國大廈翻修前最大的問題是公共區域沒有製冷設備,需要投資鉅額採購相關機組,花錢又耗電。後來,羅文斯一手創立的洛磯山研究所(Rocky Mountain Institute, RMI),為這棟樓篩選出最適合的節能技術,包含改造建築外窗、提升外牆隔熱、裝置樓宇自動化系統、安裝節能照明與插頭及改用變風量空調系統,不僅大幅降低大樓用電量,也免除了額外添購製冷機組的需求。過程中,也是因為匯集業主、租戶、溫控設備商(Johnson Control)、房地產投資管理公司(Jones Lang LaSalle)等意見,不單只是為帝國大廈建立樓宇節能模型,連成本預算也有一套,才能締造驚人的節能量和極短的回本期。  

    再來看到交通部門,BMW推出的電動車款i3,也是整合設計的最佳代言人。這款車體使用的是碳纖維,先天上輕量化的特徵減少了推動車體所需的電力,因此內置的電池較少,充電也就更快。實際上,這設計比一般車款造價低很多,消耗的能源又少,以汽油車的計算術語去對照,i3每100公里大約只消耗相當於1.7到1.9公升的油,是當前非常省油車的三分之一!

年會發生的地點波特蘭,市區大眾交通系統非常發達,因而被評比為美國數一數二可步行之宜居城市。
 

 回歸來看年會主角:工業部門,羅文斯舉了一個相當經典的案例,發生在上海一間地毯工廠內。由於廠內要把一種物質做循環運送,必須鋪設許多管線來傳遞。原本設計師傾向使用細管子,雖然摩擦力較粗管子高、效率較差,但成本很低。後來,工程師想到粗管子本身具有較小的摩擦力,不需要太大的推動力,因而可以使用較小的幫浦、馬達、電子零件,這裡省下的設備支出遠高於換成粗管子的成本。另一方面,工程師還盡可能縮短、拉直管線的鋪設來減少摩擦,因此設計上先找出與管子相連的水箱、鍋爐等位置,再決定管線怎麼走。  

    從這些案例來看,確實只要設計思維稍微調整,既解決能源損耗問題,又省了荷包。

除了便利的大眾交通之外,市區內還有一塊溼地坦納泉公園Tanner Spring Park,將雨水收集在公園內現地處理,是國際上著名的治水案例。

 

削減用電量 能源管理需策略化

 除了設計思路改變之外,工業節能上全美還風行一套「策略能源管理」(Strategic Energy Management, SEM)。這個概念自2009年即被提出,至今仍是業界裡每個人開口閉口都會提到字眼,可稱得上企業廠區最流行的節能工具。  

    仔細審閱了一下,SEM有幾個重點和階段。首先,企業管理階層要有節能的決心、承諾和長期目標,且能源管理一執行下去,最起碼都是一、兩年起跳的。再來,集團內部需要建立管理機制,必要時還需額外成立一個團隊來統整節能進度。綜觀國內時下大部分工業節能的做法,這類管理層次上的整頓在台灣尚不常見,很多作法仍停留在設備的汰換上。事實上,的確機械設備的運轉會吃掉一定程度的能源,不過很多時候真正造成耗能的,卻是人為操控不當或疏失。因此,企業在推動能源管理體系時,需將節約能源的績效納入產線、設備等相關人員的工作評核中,同時另外設置專案團隊,負責定期召開節能會議、追蹤回報進度及績效,如此才能極大化節能空間。  

    有了一套「管理策略」,接下來要準備的是「執行策略」,大部分的SEM計畫會依照循環式品質管理四步驟:Plan(規劃)、Do(執行)、Check(查核)、Act(行動)來進行,以確保目標之達成。但不得不說,節能的應用技術涉及電機、機械、化工、資訊等多重領域,以工廠內運作劃分,製程、電力、空調、蒸汽、空壓、照明等不同系統都可以是節能潛力點,所以企業務必要先導入專業技術和相關培訓課程,方能對症下藥。再來,還得配上省電不二法門:能源使用資訊的透明化,掌握了能源消耗的精確數據,才能診斷出能源的使用效率是否合乎時宜。最後,當然也不可忽視定期巡檢及評估設備的運轉狀況,當效率已不符合經濟效益時,才會走到汰換這一步。  

     談到這裡,有讀者可能會好奇:台灣有沒有這一套能源管理系統?其實,目前坊間的ISO50001(能源管理系統標準)版本,就已經承襲了SEM的精髓,將每一個概念具體化,供企業一套規則可依。不過,論及國內採行ISO50001的風氣,與歐美相比仍是差了一些。因此,政府要推動企業策略性節電,不妨參照一下德國主打的免稅優惠,或是透過能源效率網絡(Energy Efficiency Network, EEN),專門匯集、創造各大企業的節能知識庫,讓同類型公司能夠互相分享資訊。

淨零耗能風氣漸盛 ISO欲祭國際標準

 另外,這次年會還置入了一個新鮮話題:「淨零耗能」的範圍界定。這幾年,在能源部的大力推動下,美國出現越來越多建築物,自己種的能源能夠與每年的能源使用量打平。但是問題來了!目前國際上缺乏一套共同標準判別「淨零耗能」的定義,導致有些企業想偷吃步的話,可以用購買再生能源憑證的方式來號稱達到淨零目標。然而,真正淨零耗能背後欲傳達的訊息是「節能優先,再生能源在後」,靠著再生能源憑證達標,恐會損害原意。

美國著名節能政策專家大衛.戈爾茲坦David B. Goldstein)主張需為「淨零耗能」劃定時間上和空間上的界線。
 

 對此,美國知名節能政策專家大衛.戈爾茲坦(David B. Goldstein),同時也是國際知名倡議團體自然資源保護委員會(Natural Resources Defense Council, NRDC)的能源計畫負責人,提出透過ISO系統,為淨零耗能劃出「空間」和「時間」界線。因此,接下來預計於今年底,ISO將發布50010的標準大綱,到時候將可能嚴格限定淨零耗能裡的產能計算,必須是「現場的」(on-site)的再生能源裝置,而與耗能之間的打平應該維持多久才是真正的達標,這也將是50010的一大重點。

 

 洞察這幾年淨零耗能浪潮越滾越大,前陣子美國綠建築協會(U.S. Green Building Council, USGBC)甚至發布LEED Zero標章,主攻建築淨零耗能認證市場。未來,也許如同綠建築趨勢,這股風氣可能也會在台灣漸漸興盛,國內若有企業想挑戰一下,可不得不注意ISO標準的走向。

年會場地附近恰好是全球第一個受LEED v.4 ND (Neighborhood Development)白金級認證的社區。周圍有大面積的綠化跟蓄水池,居民使用的水100%是社區內「就地」經過生態淨化、重覆再利用回收的廢水。

 

本文原刊載於綠建築雜誌61期

 

【作者簡介】

詹詒絜,台達電子文教基金會高級專員,畢業於歐盟Erasmus Mundus環境科學、政策與管理碩士學位,多次參與聯合國各項與氣候變遷相關會議,擅解讀國際氣候和能源報告,並負責經營國際合作網絡、追蹤國際氣候談判進度和能源議題研究等。
 

 

延伸閱讀

【ACEEE年會系列二】建築指令三步驟,搞定耗能怪獸 詹詒絜 2018/11/14

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