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陶氏:实现能源效率的“延伸目标”

[编者按:本案例研究是可持续发展世界商业理事会成员公司关于能源效率的良好做法示例。]

陶氏能源效率的商业案例很简单:节约能源让公司赚钱。陶氏从能源效率标准的广泛应用中获益,因为它使用的原料碳氢化合物价格上涨压力较小,对其效率相关产品的需求也较大。

形势

陶氏化学公司为175多个国家的客户提供300多种化学产品。从药品到油漆,从包装到建筑产品,其产品无所不包。该公司在全球拥有46000名员工,年销售额540亿美元。

陶氏的运营需要超过3700兆瓦的电力和每小时超过900万公斤的蒸汽。而且,该公司不仅仅依靠石化产品作为燃料。

该公司的核心业务是利用石油和天然气产生的能源来制造和打破原料(如乙烷、丙烷丁烷和石脑油)中的化学键,生产用于医药、洗发水、杀虫剂、油漆、胶水、润滑剂、塑料和数千种其他日常产品的化学成分。

2007年,该公司每天使用85万桶石油当量,以满足其全球能源和原料需求。这比荷兰的石油消费量还要多。其中80%用于原料,20%用于燃料。化石燃料账单总额约为270亿美元;占公司运营成本的近一半。这使它成为世界上最大的工业能源消费国之一。

在过去五年中,不断上涨的价格使陶氏每年的化石燃料费用增加了三倍(见图1)。在全球经济中,陶氏的竞争对手有时可以以其成本的一小部分获得能源和原材料,不断提高效率对陶氏的商业战略至关重要。


陶氏董事长兼首席执行官安德鲁·利维斯(Andrew Liveris)认为,减少能源使用,无论是在生产中还是通过使用陶氏产品,都有利于企业、社会和环境。“能源效率在我们解决资源受限、能源成本上升和气候变化等平行问题的努力中起着关键作用,”他说。

目标

1990年至1994年间,陶氏公司通过热电联产等措施,将生产每磅产品所消耗的能源减少了20%,其中蒸汽和电力一起生产。

然后,它为自己设定了一系列能源效率的“延伸”目标:

•1995年,陶氏承诺到2005年将每磅产品的能源强度再降低20%。
•2005年,陶氏设定了到2015年将每磅产品的能源强度再降低25%的目标。

陶氏制定了一系列目标,使其能够在2025年之前从不断上升的温室气体(GHG)排放中恢复过来。从那时起,公司的目标将是开始绝对减少温室气体排放,同时继续发展公司及其对人类福利的影响。

减缓、停止并最终扭转公司温室气体排放的总体目标是一个雄心勃勃的内部目标,符合陶氏公司作为解决方案一部分的承诺。

活动

陶氏化学自公司成立之初就开始从事基于工厂的能源管理项目。但直到它公开承诺降低其能源强度,它才开始开发一个正式、全面的能源管理系统。

多年来,文化、组织和管理方法都经过了尝试、测试和磨练,形成了一个全面的能效和节能管理体系,目前已在全球组织中得到应用。

这种综合方法的关键组成部分是领导承诺、组织协调、报告和测量,以及使用六西格玛工具来识别和缩小能源效率差距。

明确的领导承诺

一些能源效率的提高需要资本投资,而另一些则可以通过改变政策、行为或公认的做法以低成本完成。他们所依赖的都是不断发现和收获机会的意愿,以便把事情做得更好、更有效率。这需要最高执行官的承诺和领导。

陶氏已经成立了一个由高级领导人组成的战略委员会,负责推动能源效率,作为陶氏应对气候变化和能源政策的一部分。该领导团队制定公司的能源政策和目标,并确定优先事项。然后,每个企业制定自己的目标,以支持总体业务战略,提供资源和资本资金,并衡量各个领导者在提供能源效率方面的表现。

Andrew Liveris说,正是这一点使陶氏达到了目标,他承认在1995年第一次设定目标时,这些目标被认为是无法实现的。“我们没有技术,”他说,“但通过在我们自己的公司内部建立信号,并将其抛在身后,我们发现,当你拥有这些技能时,奇迹就会发生。”

致力于节约能源的组织

陶氏公司的能源效率和节能管理系统使能源效率和节能成为日常工作流程的正常组成部分。一个定义明确、制度化的结构推动在公司、企业、现场和个人层面实现能源效率和节能目标:

公司的--陶氏的全球能源效率和节能领导者负责监督整个能源管理计划,建立和维护其管理系统、工作流程、能源会计规则、绩效跟踪和报告系统、总体结果分析和内部计划有效性评估计划。他与陶氏每一家企业及其最大的工厂的能源效率和节能领导者合作,实施全球计划。

商业--陶氏的业务由28个跨地域的企业集团组成,专注于不同的产品细分市场。每个集团都有自己的10年能源改善计划,作为整体业务战略和资本融资计划的一部分。在每个小组中,能效和节能管理计划负责人负责在各自小组内实施和跟踪能源改进计划的进度。

地点--陶氏公司13个最大的能源消耗点,占能源使用量的90%以上。在这些大型综合场所,有许多机会改善不同生产装置之间以及装置内部的能量流动和使用。各现场的能源团队积极聘请员工、主题专家、工程和技术资源以及能源效率方面的外部专家
每个站点的改进项目。

个人--能源效率在每个陶氏工厂都有跟踪记录,是每个工程师教育和每个操作员培训的一部分,并被公认为胜任业务领导的一个组成部分。能源效率目标被纳入个人问责制和激励措施,许多个人的奖金与实现能源目标挂钩。

跟踪进展的系统

道琼斯指数的120个站点和685个工厂和设施中的每一个都报告了其能源强度。对陶氏产品生产过程中消耗的蒸汽、电力、压缩空气、燃料气和所有其他形式的能源进行测量,并将其转换为每个工厂的总能源强度测量值。每季度对每个电厂的能源绩效进行审查和分析。

陶氏内部的任何人都可以在内部网上访问这些数据,查看和比较单个工厂、整个工厂、商业集团、地区或整个陶氏公司的历史业绩、发展趋势、当前季度能耗、产量和能源强度。

企业利用这一点对工厂进行基准测试,估计潜在的能源节约,并制定长期改进计划。

行之有效的方法

自1999年以来,陶氏一直在使用六西格玛作为其公司范围内的方法,以加速质量和生产率的提高。六西格玛过程包括问题测量、严格分析、重点改进(问题而非症状)和控制,以确保问题得到解决,这非常适合于识别和寻求能源效率机会。因此,六西格玛方法是技术中心和现场能源团队用于识别和纠正低效率、找到缺陷的最佳解决方案和制定控制计划以保持能源效率提高的主要方法。改进周期中的关键步骤包括:

确定节能机会通过业务和技术审查、基准研究、审计以及内部和外部能源评估

确定项目优先级根据成本和能源效率,作为制定10年能源改善计划过程的一部分

实施改进在资本融资计划和业务战略计划中获得资金

跟踪结果通过能源计量和报告系统

审查和更新能源改善计划和年度目标。

此外,所有新的资本项目工作流程必须包括正式的能源审查,以确保新设施和设备的设计得到优化。

然而,陶氏2015年可持续性能源效率目标实施负责人弗雷德·摩尔(Fred Moore)强调,这一体系并非铁板一块,竞彩足球app怎么下载也不意味着陶氏在节能方面无所不知。他回忆说,作为美国政府“现在节约能源”计划的一部分,能源部的一名评估员参观了他们在得克萨斯州的一家工厂,发现有两台水泵正在一个可以使用的地方使用。经过一番讨论,主管工程师同意尝试关闭一台泵。摩尔说:“令他惊讶的是,它起了作用。”。“这一小步每年为公司节省了23万美元。”总而言之,“现在节约能源”计划的外部建议帮助陶氏确定了3.75万亿BTU(1 BTU,或英国热量单位,等于1055焦耳)的潜在节能价值,每年超过3000万美元。

陶氏早就认识到,能源效率和节能理念可以来自任何地方。该公司的“废物减少总付”(WRAP)计划为那些提出将废物再加工成原材料的想法的员工颁发了奖项。自1986年成立以来,395个WRAP项目已经减少了8万亿BTU的能源。

后果

通过陶氏能源效率和节能管理系统实现的节能机会的主要例子包括:

热电联产--陶氏在美国和全球近85%的电力是通过热电联产生产的。与传统发电相比,热电联产可以节省多达40%的燃料。

提高工艺效率--例如,二氯乙烯/氯乙烯单体业务部门提高了其熔炉的效率,既减少了燃料使用,又提高了从原材料到最终产品的转化率。他们还通过优化蒸汽和蒸馏系统以及提高现有系统的能量回收率来减少蒸汽消耗。2004年,这些项目的总节能额超过580万美元。

自动控制--尽可能使用自动控制,以确保机器以最佳效率运行。例如,在德国Boehlen的Dow现场,通过改进压力和流量控制以及改进蒸汽分配系统上的蒸汽减载,降低了蒸汽产量。该项目每年减少燃料油采购230万美元。

节能设备--为新设备选择了最节能的设计。例如,在陶氏的Seadrift现场,一台现有的空气压缩机进行了改进,采用了新的压缩机叶轮设计,该设计更节能。
其结果是减少了用于驱动压缩机的燃气轮机的燃气消耗。这台旧机器每小时消耗8000磅的燃气以获得最大气流。这台新机器把油耗降低到每小时6000磅左右。每年节省的燃料估计为320万美元。

从废物中回收能量--在德克萨斯州的陶氏自由港工厂,氢气正在从氯气生产中回收,并用于锅炉燃烧以产生蒸汽和电力。该电力每年置换约100万百万英热单位的外购天然气。每年节省的成本约为700万美元。

道琼斯指数超过了2005年的目标,实现了能源强度降低22%。在过去的10年中,它节省了大约900万亿BTU——足以为800万户家庭全年供电(见图2)。


经验教训

弗雷德·摩尔(Fred Moore)表示,陶氏在降低能源强度方面取得成功的两个关键因素是,通过与其他商业目标一样积极的实施来寻求能源效率机会,因为它们确实节省了资金,并与外部合作伙伴进行了合作。

积极实施--无论是六西格玛型项目、运营优化,还是重大流程和系统升级,积极追求能源效率目标使陶氏能够不断从效率改进中获得节约。Moore强调,在实现能源目标的领导承诺和确定能源效率改进可以在何处创造价值的强大工具的推动下,在一个地方工作的解决方案可以在整个公司快速实施,Moore指出“那些认为自己已经摘下了所有低垂果实的人只是看得不够仔细。”事实上,在连续18年实现能源强度改善后,该公司仍在寻找两年就能收回成本的能源效率投资。

外部参与--陶氏指出,如果美国GDP以平均3%的速度增长,并且该国在2005年至2015年期间将能源效率提高25%,那么该国将在2005基准年节省相当于所有波斯湾进口的石油。陶氏为自己设定了这样一个雄心勃勃的目标,目标是在2005年至2015年间将能源效率提高25%。为了在能源效率和节能领域产生真正的影响,陶氏公司领导人认为,该公司必须与客户、行业合作伙伴、政府和其他专家接触,分享其技术,并为能源问题对话做出贡献。陶氏支持采取更严厉政策遏制美国工业部门能源消耗的呼吁。

Liveris说,单靠提高效率并不能解决美国所有的气候和能源挑战,“但这是每个人现在都可以做的事情,可以有所作为。”陶氏在美国国会面前、在其行业内以及与客户一起倡导工业能效标准,包括汽车工业。陶氏还与其他公司、非政府组织和政府组织分享了其能效和节能最佳实践,并受益于能源之星和能源部关于能效和节能流程的外部建议和验证。

由节能减排联盟和联合国基金会领导的一个新的全球能源工作组于2007年11月在能源效率全球论坛和博览会上宣布。新成立的工作组致力于推动主要工业国家节约效率,并推动新的年度政府首脑会议来衡量进展情况。专责小组的发展得到联合国基金会委托的分析支持。该报告名为《实现能源效率的潜力:八国集团国家的目标、政策和措施》,结论是,工业国家可以通过提高效率来节省足够的能源,使世界更接近可接受的二氧化碳水平,其成本将主要通过三到五年的节能来偿还。

下一步

在1990年以来已经实现的38%的基础上,2015年的能源强度降低25%的目标显然是一个难以实现的目标。陶氏的能源效率和节能管理系统,以其专注、一致和结构化的方法,在整个组织的执行,以及经过验证的方法来识别和实施改进机会,为公司2015年雄心勃勃的目标提供了坚实的启动平台。然而,虽然公司正在取得进展,但每年的能源强度成绩目前都落后于目标线(见图3)。


摩尔说,在某些过程中,该公司已经在克服热力学极限。他说,要实现2015年的目标,将需要改变游戏规则的创新,在这些创新中,陶氏开发能源替代品、碳密集度较低的原材料来源以及其他尚未想象到的产品和解决方案。

虽然陶氏的综合能源效率和节约管理系统已被证明是带来大量增量效率收获的有效工具,但摩尔表示,培育改变游戏规则的创新需要一种不同的方法:“如果你足够努力,能源效率的机会随处可见,但有了改变游戏规则的突破,一个、两个或三个将是一个步骤的改变。找到这些将是陶氏化学与众不同的地方。”

因此,陶氏已承诺将其研发的大部分投入到支持和开发替代能源、二氧化碳密集度较低的原材料来源和其他突破性解决方案,以帮助减缓、停止和扭转不可再生能源的使用和气候变化,通过制造和使用其产品。

超越界限的节能

除了在自己的制造过程中节约能源外,陶氏还一直在开发在使用阶段减少排放的产品。

隔热材料、太阳能电池板、柴油过滤器、用于电力传输的更高效电线和电缆配方以及用于汽车行业的轻质粘合剂等产品使陶氏公司的客户和用户能够减少自身的能源使用和排放。

通过使用陶氏产品实现的温室气体减排超过了这些产品制造过程中产生的温室气体。例如,道氏汽车解决方案可减轻车辆重量,从而提高燃油经济性。陶氏建筑解决方案公司的产品节约能源。一平方英尺一英寸厚的聚苯乙烯泡沫塑料可以在一栋房子的平均寿命内节省1吨二氧化碳排放量。

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