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8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40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「整個生命周期」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。
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%），回本期也僅三年而已。
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1/3！
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。
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。
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。
※本文轉載自 低碳生活部落格〈ACEEE工業年會登場 揭密節能大絕招〉，原刊載於綠建築雜誌61期
