能源有智慧，激活船舶工业强大动能

眼下，正是“十二五”收官、“十三五”开篇的关键时期。上至国家，下至行业、企业，对于接下来一段时间的任务目标和发展重点，都在进行精心的谋划。这个时候，一些新鲜出炉的热词儿就会显得格外惹眼。对于重点用能领域的船舶工业来说，以数据为基础的“智慧能源”就是这样一个关键词。智慧能源，这一新近逐渐兴起的概念，它不仅仅影响能源供应领域，同时可能引发能源消费领域的深刻变革。

　　如今，船舶工业正努力从传统制造业向现代制造业转变，而伴随这一进程出现的一些突出问题，如能耗依然偏高、能源使用过程中带来空气污染等日益引起社会关注。“智慧能源”的推广应用，将为这些问题提供解决之道。日前召开的全国“十三五”能源规划工作座谈会就明确提出努力建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，加快能源体制机制创新，实施“互联网+”智慧能源等行动计划。国家层面的规划，为各行业下一步的行动吹响了号角，也提出了要求。对此，船舶工业应尽早形成正确认识，思考如何挖掘这方面的潜力，以助推“十三五”时期经济效益和社会效益双重目标的实现。

　　智慧能源，

　　初见便已钟情

　　能源，是发展国民经济的重要物质基础。然而当前资源不足、能源短缺的现实制约却日益突出，生态环境压力不断加大。为了打破能源瓶颈，人们一方面不断努力寻求代用燃料和环保新能源，另一方面，在还不能摆脱传统能源束缚的情况下，试图在能源技术和制度体系方面实现突破。于是，在国际学术界提出智慧地球的理念之后，智慧城市、智慧电网、智慧能源等概念近几年也相继被提出，并随着物联网的快速发展开始进入大众视野。

　　从技术角度讲，所谓智慧能源就是从能源开发利用到生产消费领域，所有与能源相关且采用信息与通信技术的活动，是应用互联网和现代通信技术对能源的生产、使用、调度和效率状况进行实时监控、分析，并在大数据、云计算的基础上进行实时检测、报告和优化处理，通过系统集成、动态优化、智能互动，实现区域能源调度运行，从而优化能源管理和使用方式。专家认为，智慧能源是工业化与信息化融合的重要组成部分，必将促进合理使用能源、提升能效，进而减少排放、支撑行业低碳发展、共同建设绿色生态文明。因此，智慧能源概念的提出，意义重大。

　　今年7月的发布《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》（简称《指导意见》），将“互联网+”智慧能源列为11项重点行动之一。除了能源生产等方面的动作，“互联网+”智慧能源还包括探索能源消费新模式。《指导意见》要求，开展绿色电力交易服务区域试点，推进以智能电网为配送平台、以电子商务为交易平台，融合储能设施、物联网、智能用电设施等硬件以及碳交易、互联网金融等衍生服务于一体的绿色能源网络发展，实现绿色电力的点到点交易及实时配送和补贴结算；进一步加强能源生产和消费协调匹配，推进电动汽车、港口岸电等电能替代技术的应用，推广电力需求侧管理，提高能源利用效率；基于分布式能源网络，发展用户端智能化用能、能源共享经济和能源自由交易，促进能源消费生态体系建设。

　　对船舶工业而言，智慧能源的概念还比较陌生。不过对照《指导意见》的要求不难看出，其在船舶的建造和运营过程中都有“施展拳脚”的空间。其实，在多年开展节能降耗、“两化”融合等工作的基础上，船舶工业已为发展智慧能源打下了一定基础。据了解，此前，中国船舶工业综合技术经济研究院曾会同有关院所和企业开展了船舶企业能耗评价及监控管理的系统研究，旨在建立船舶企业能耗评价体系，开发船舶企业能耗平衡与预警模型，编制完成内容涵盖评价指标体系和能耗设备管理原则及其相关要求的行业标准草案。该课题组同步在企业设立能源控制中心，采用计算机控制管理系统对空压机、变压器等动力供应设备实现集中监视、管理。同时，北京中船信息科技有限公司倾力打造出“中船节能”品牌系列产品，包括能源综控云平台、信息与控制一体化平台、分布式实时数据服务器、多协议网关、各类远程终端单元（RTU）等产品，使得能源使用“看得见”“管得住”“用得好”。

　　可以说，这些研究成果和产品对船舶企业减轻能源短缺和成本压力，提升能源管理水平和效率产生了积极作用，不过与“互联网+”智慧能源行动计划的要求还有一定的距离，更谈不上能源消费的真正“智慧化”，而这正是船舶工业今后努力的方向。

　　能源 ,

　　何以称“智慧”？

　　对智慧能源而言，能源是载体，智慧是精髓。事实上，从火开始，到现在的各种新能源，人类利用能源已经有几万年的历史。通过不断进行技术创新和制度变革，人类在能源开发利用、生产消费的全过程和各环节都融入了自己独有的智慧。那么，现在提出的智慧能源概念又有何不同？专家表示，其独到之处就在于，人类赋予能源智慧属性，是一种全新的能源形式，意味着建立完善符合生态文明和可持续发展要求的能源技术及能源制度体系。要让能源充满智慧，人类应当能以更加“精细”和“动态”的方式管理能源生产和能源消耗的一系列过程及活动。而“精细”和“动态”，正是人类大脑的功能特点。被贴上“智慧”标签的全新能源形式，显然也具备这样的特点，从而与传统的能源形式区别开来。

　　据中船第九设计研究院工程有限公司副总工程师高国瑜介绍，与日、韩等国相比，我国造船企业的能源消耗量依然偏高，在能源使用过程中仍存在节能降耗机制不健全、技术水平不高等问题。其具体表现为，发展模式仍较粗放，管理机构不健全，缺乏专门的管理人员和技术人员等。如今，智慧能源概念的提出，有望使这一局面得以改变。

　　高国瑜认为，目前“互联网+”智慧能源与船企的绿色造船、绿色管理、动能的社会化供应、改进管理体制以及提高管理效率方面有较大的相关性，需要行业努力探索，从而达到提高生产效率、缩短建造周期、提高资源利用效率、控制有毒有害气体产生等目的。从船企的节能潜力分析，在工程设计、原材料使用、涂装工艺、用气用热用电、余热利用、中水回用等方面都存在大量可以持续改进的节能环节，因此利用“互联网+”智慧能源所涵盖的智慧能源大数据和信息化手段，是大有可为的。

　　船舶工业在致力研发智能船舶的同时，也应当将关注的目光投向智慧能源。无疑，智慧能源可以利用互联网技术、物联网技术改变措施不实、节能环保效果不明显的问题，特别是运用大数据技术对设备状态、电能负载、空压机负载等数据进行分析挖掘与预测，有助于精准调度、故障判断和预测性维护，可提高能源利用效率和安全稳定运行水平。这种优势不仅可服务于船企的能源管理，也可以应用在船舶运营当中。当前，船舶工业正在以积极的姿态迎接“工业4.0”时代。“工业4.0” 以智能化、数字化、互联化、物联化为显著特征，“会思考”的智能船舶也就自然成为航运企业、船舶企业共同瞩目的焦点和努力方向。能耗管理是船舶运营的一个重要方面，同样是采用大数据、云计算等新兴技术，智慧能源可通过能源需求侧与供给侧的共同响应，使得运营船舶在现有能耗管理系统的基础上，更好地采集、分析数据信息，以更加精细和动态的方式满足降低能耗、提高能效、节能环保等多重需求。

　　此外，《指导意见》还提及了港口岸电等电能替代技术的应用。所谓港口岸电供电，是指让靠泊船舶关闭自备辅助发电机，转而使用港口方提供的清洁能源向主要船载系统供电的技术。如此可减少污染物排放，这也是智慧能源所要达到的主要目标之一。在社会各界日益关注空气污染防治、我国开始设立船舶排放控制区的大背景下，智慧能源概念的提出显然是有的放矢。

　　互通互动，

　　打通能源系统关节

　　作为用能单位，船舶企业建设智慧能源，不应仅仅关注自身的能源管理，还应关注整个行业的用能状况；不能仅仅关注消费领域，还应该思考如何与供给领域实现良好的互通、互动，进而推动自身发展，甚至拓展发展空间。

　　专家表示，能源系统十分复杂，内部信息流动不够及时、不够通畅是目前我国能源系统面临的主要问题之一。例如，目前能源信息的匹配大多是依托各类能源企业通过能源上游被动满足下游需求的形式实现的，供应端的信息难以有效传导至需求端，这极大制约着效率的提升。因此，能源系统的智慧化需要在多个维度进行更好、更有效率的匹配，包括能源供需量的匹配、时间维度上的负荷匹配、空间维度上的匹配、不同品种能源之间耦合转化的匹配等。

　　对此，中船信息相关负责人表示，从整个行业的智慧能源应用来看，应当重点关注如何使船舶工业相关企业、机构进行信息共享与业务集成，使企业和企业之间、企业和机构之间的信息交流更加顺畅，消除信息孤岛，进而提升节能效率、降低成本、减少风险。更进一步而言，船舶企业可以尝试进行区域能源集中供应、区域能源协调供给，形成智慧型能源服务企业，建立合理的能源分配和节能制度，保障能源持续可靠供应，确保终端用能安全，实现区域多种能源协调控制和综合能效管理。同时，通过利用社会化能源及区域的能源供给，船企将不必专门成立自己的能源供给保障队伍。此外，船企还可以进入能源服务行业，或把多余的气、热等资源接入区域能源集中供应平台，获取资源费用，减少空压机排空、停机等能源浪费。

　　“智慧能源就是把产业链的上下游联成一体，智能调度供给，为上下游企业提供能源供给、节能、环保等多种维度的服务。由此，能源供应将更加专业高效，能源消费将更加节能环保，并将实现端到端、一对一的能源服务。”中船信息该负责人表示。据介绍，未来中船信息将提供一系列能源服务，即整合通道、网关、平台、终端、节能设备、信息安全等多种资源，将水、电、气、热等能源数据网络化，应用物联网、云计算、大数据等先进技术，面向能源节能环保行业，向用能单位、关键用能设备和节能工程项目等提供全面、丰富、专业的云端服务。这也为其他船舶企业发展智慧能源提供了很好的启示。

　　搞定智慧能源，

　　首先得看“理念”

　　智慧能源的内涵相当丰富，既包括智慧能源技术，又包括智慧能源制度，涉及面广，推广应用绝非易事。在现阶段，船舶企业需要在以往能源管理工作的基础上，吸取经验，在理念、技术等方面实现突破，做好准备。

　　近年来，船舶企业在推进节能降耗等方面有着不错的表现，但整体而言，能源消耗水平依然偏高，还存在节能降耗机制不健全、技术水平落后等问题。业内人士认为，要改变现状，就要先从理念和机制着手，而后在技术上采取措施改进。具体而言，船舶企业可从管理、技术两个方面考虑改变，包括：提升能源管理意识，落实能源绩效考核机制；采用多种节能技术，优化能源结构；利用智慧能源云平台，将管理、技术统一到同一个服务平台等。

　　目前，部分船舶企业已经意识到能源智慧化管理的必要性，开始兴建能源管理系统，但是存在一些问题。首先，现场能源消耗数据的采集比较困难，以包括船企在内的离散制造业为例，能源采集和连接、部署难度较大，主要原因是现场设施敷设安装困难，能源管理设备也并没有统一的标准，因而需要支持不同的协议；其次，初始投资成本和运营维护成本较高，企业需要一次性进行包括设备、网关、服务器、管理软件等多项信息技术投入，且要维护能源管理系统长期运行；再次，能源管理系统比较封闭，船企的能源管理系统一般都为生产保障部门独家使用，很多有价值的能效数据或信息，无法实现汇聚共享，也无法支持进一步的数据挖掘、分析。

　　中船信息相关负责人认为，智慧能源能够很好地解决上述问题。在硬件方面，其包括物联网、智能仪器仪表、通信网络及设备、智能采集控制设备、大数据处理设备、云服务器等；在软件方面，其包括基于硬件形成的各类能源管理软件，涉及数据采集存储、统计分析、预测预警、决策支持、优化调度等。智慧能源以比较低的成本采集数据，并智能地对数据进行分析和挖掘，最终通过系统自适应或自控制，达到最佳节能效果，实现智慧能源管理最基本的目标。

　　船舶企业应当充分认识智慧能源的重要意义，进而在理念突破的基础上，综合运用多种技术手段，用好这一“利器”。例如，可以建设共享共赢的船舶能源企业云平台，提供包括能源数据存储、实时监控、可视化管理、数据分析、风险控制、能效分析、优化调度等各类数据服务，改变船舶总装企业、造机企业、配套企业能源消耗数据零散、不互通的现状，降低能源管理建设的投资，取得很好的经济效益。

　　国务院《能源发展战略行动计划（2014~2020年）》明确指出，要树立“科技决定能源未来、科技创造未来能源”的理念，加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系，打造中国能源升级版。在这一过程中，船舶工业应当结合自身转型升级的实际，力争深挖发展潜力、拓展发展空间，打造出船舶制造智慧能源升级版、船舶运营智慧能源升级版，甚至离散制造智慧能源升级版、公共建筑智慧能源升级版等，从而在即将到来的“工业4.0”时代掌握先机，开创新局面。

来源：中国船舶新闻网